高考物理总复习第九章静电场课件练习题

第1讲电场力的性质高考总复习2025课程标准1.通过实验了解静电现象。能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象。2.知道点电荷模型。知道两个点电荷间相互作用的规律。体会探究库仑定律过程中的科学思维和方法。3.知道电场是一种物质。了解电场强度,体会用物理量之比定义新物理量的方法。会用电场线描述电场。4.了解生产生活中关于静电的利用与防护。5.知道静电场中的电荷具有电势能。了解电势能、电势和电势差的含义。知道匀强电场中电势差与电场强度的关系。能分析带电粒子在电场中的运动情况,能解释相关的物理现象。6.观察常见电容器,了解电容器的电容,观察电容器的充、放电现象。能举例说明电容器的应用核心素养试题情境生活实践类在日常生产生活、科技方面的主要试题情境有示波管的原理与应用、电容器种类、电容器的应用以及静电的防止与应用等具体问题学习探索类涉及的主要问题是描述电场性质的有关物理量的理解与应用,带电粒子在电场中的平衡、加速、偏转问题等考点一库仑定律及库仑力作用下的平衡问题强基础•固本增分一、静电现象

电荷守恒定律1.电荷(1)两种电荷:自然界中只存在两种电荷——正电荷和负电荷。同种电荷相互

,异种电荷相互

。

密立根最早用油滴实验测出

不是带电体(2)元电荷:电荷的多少叫电荷量,把最小的电荷量叫作元电荷,用e表示。通常取e=

C。2.起电方式:摩擦起电、接触起电、

起电。

排斥吸引1.60×10-19感应3.电荷守恒定律内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量

。

保持不变二、点电荷及库仑定律

是理想化模型,类似于质点1.点电荷:当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的

、

及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时,可以将带电体视为点电荷。

2.库仑定律(1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的_____

成正比,与它们的距离的

成反比,作用力的方向在它们的连线上。库仑用库仑扭秤测出

(2)表达式:,式中k=9.0×109N·m2/C2,叫作静电力常量。

(3)适用条件:①真空中;②

。

均匀带电的绝缘球可以视为点电荷形状大小乘积二次方点电荷××√×√√研考点•精准突破1.对库仑定律的两点理解(1),r指两点电荷间的距离。对可视为点电荷的两个均匀带电球,r为两球的球心间距。(2)当两个电荷间的距离r→0时,电荷不能视为点电荷,它们之间的静电力不能认为趋于无限大。2.三个自由点电荷的平衡问题(1)条件:两个点电荷在第三个点电荷处的合电场强度为零,或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等,方向相反。(2)规律3.涉及库仑力的平衡问题涉及库仑力的平衡问题与纯力学平衡问题分析方法一样,受力分析是基础,应用平衡条件或牛顿第二定律是关键,都可以通过解析法、图示法或两种方法相结合解决问题,但要注意库仑力的大小随着电荷间距变化的特点。考向一

对库仑定律的理解典题1(2024福建福州联考)如图所示,完全相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量,相隔一定距离,两金属球之间斥力大小为F。将第三个完全相同且不带电的金属球C先后与金属球A、B接触后移开。这时,金属球A、B之间的相互作用力的大小是(

)C考向二

库仑力的叠加典题2

如图所示,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为lab=5cm、lbc=3cm、lca=4cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于小球a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则(

)D解析

由题意知,小球c处在直角三角形的直角上,如果a、b为同种电荷,则对小球c的库仑力,要么是吸引力,要么是排斥力,合力不可能平行于a和b的考向三

库仑力作用下的平衡问题典题3(多选)如图所示,同一直线上的三个点电荷q1、q2、q3,恰好都处于平衡状态,除相互作用的静电力外不受其他外力作用。已知q1、q2间的距离是q2、q3间距离的2倍。下列说法正确的是(

)A.若q1、q3为正电荷,则q2为负电荷B.若q1、q3为负电荷,则q2为正电荷C.q1∶q2∶q3=9∶4∶36D.q1∶q2∶q3=36∶4∶9ABD解析

三个点电荷在同一直线上处于平衡状态,则一定满足“两同夹异,近小远大”的规律,则q1、q3电性一定相同,q2电性一定与q1、q3不同,故A、B正确;典题4

如图所示,在倾角为α的光滑绝缘斜面上固定一个挡板,在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧,弹簧另一端与A球连接。A、B、C三小球的质量均为m,qA=q0>0,qB=-q0,当系统处于静止状态时,三小球等间距排列。已知静电力常量为k,则(

)A考点二电场强度的矢量性以及大小的计算强基础•固本增分一、电场

法拉第最早提出基本性质:对放入其中的电荷有

的作用。

二、电场强度1.意义:描述电场强弱的物理量,描述静电力的性质的物理量。

比值定义法2.定义式:,单位:N/C或

。

3.方向定义:规定

在电场中某点所受静电力的方向为该点的电场强度的方向。

力V/m正电荷4.点电荷的电场强度决定式:,适用于计算真空中的点电荷产生的电场。5.电场强度的叠加:电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的

。

矢量和×××提示

加速度、电流、磁感应强度等。

研考点•精准突破1.电场强度的三个计算公式

2.电场强度的一般计算方法电场强度是静电学中极其重要的概念,也是高考中常考的一个基本概念。关于电场强度的计算,主要方法如下:(1)定义式法定义式法就是首先根据力学规律、物体平衡条件、牛顿运动定律、动能定理或动量定理先求出带电物体在电场中所受到的静电力F,然后再由电场强度的定义式

求出电场强度E。(2)点电荷电场强度公式法中学阶段绝大多数情况下只研究点电荷在真空中的电场分布情况,故可直接用点电荷的电场强度公式

计算,其方向由场源电荷的正负确定,若场源电荷为正电荷时,电场强度E的方向沿半径r向外;若场源电荷为负电荷时,电场强度E的方向沿半径r向内。若求多个点电荷产生电场的电场强度,则可先分别求出各个点电荷产生的电场强度,然后利用矢量叠加法求出合电场强度。3.分析电场叠加问题的一般步骤(1)确定分析计算的空间位置;(2)分析该处有几个分电场,先计算出各个分电场在该点电场强度的大小和方向;(3)依次利用平行四边形定则求出电场强度的矢量和。考向一

电场强度的理解和计算典题5

真空中有两个等量负点电荷,将它们分别固定在顶角为120°的等腰三角形底边的顶点A、B上,AB间的距离为d,将电荷量为q、质量为m的正试探电荷放到顶点C,测得它所受静电力的大小为F。静电力常量为k,不计试探电荷重力。(1)求C处的电场强度E。(2)求点电荷的电荷量Q。(3)如果在顶点C由静止释放试探电荷,定性说明它是怎样运动的。(3)如果在顶点C处由静止释放试探电荷,其所受静电力开始向下,且是变化的,运动到两点电荷连线中点,其所受静电力为零,速度最大,再往下,其所受静电力向上,做减速运动,则试探电荷做往复运动。易错点拨

求解等量同种或异种点电荷产生的电场相关问题的注意事项(1)结合电场线的分布熟记电场强度的变化。(2)利用对称性分析有关问题。(3)结合牛顿第二定律分析有关运动问题。考向二

点电荷电场的叠加问题典题6(2023湖南卷)如图所示,真空中有三个点电荷固定在同一直线上,电荷量分别为Q1、Q2和Q3,P点和三个点电荷的连线与三个点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°和30°。若P点处的电场强度为零,q>0,则三个点电荷的电荷量可能为(

)×D解析

根据电场强度的矢量性可知,要使P点的电场强度为零,三个点电荷不可能是同种电性,故A、B错误;根据矢量叠加特点和几何关系知,Q1、Q3在P点的电场强度应大小相等,故C错误,D正确。考向三

对称法、等效法求解电场强度问题典题7(2024七省适应性测试甘肃物理)如图所示,水平带电平面上方有一质量为m、电荷量为q的点电荷,当它在M点时所受合力为零。M点与平面的垂直距离为d,k和g分别为静电力常量和重力加速度,则与M点对称的N点处的电场强度大小为(

)A解析

点电荷在M点时,所受合力为零,则qE=mg,解得

,M点的电场强度和N点的电场强度大小相等,方向相反,故选A。考向四

补偿法求解电场强度问题典题8

半径为R的绝缘圆环固定放置,圆心为O,圆环上均匀分布着电荷量为Q的负电荷。如图所示,在A、B两处分别取走弧长为Δx(Δx≪R)的圆弧,圆环上剩余电荷的分布不变,C1、C2分别是A、B间两段圆弧的中点,已知∠AOB=60°,静电力常量为k,则圆环上剩余电荷在O点产生的电场强度的大小和方向为(

)A典题9(2024山东潍坊模拟)如图甲所示,半径为R的均匀带电圆形平板,单位面积的电荷量为σ(σ>0),其轴线上任意一点P(坐标为x)的电场强度可以由电场强度的叠加原理

求出,方向沿x轴。现考虑单位面积的电荷量为σ0的无限大均匀带电平板,从其中间挖去一半径为r的圆板后(如图乙所示),在其轴线上任意一点Q(坐标为x)处放置一个电荷量为q0的点电荷,则该点电荷所受静电力的大小为(

)A考点三电场线的理解及应用电场线

不是电荷的运动轨迹1.为了形象地描述电场中各点电场强度的

及

,在电场中画出一些有方向的曲线,曲线上每点的

方向都跟该点的电场强度方向一致,曲线的

表示电场的强弱。

强基础•固本增分强弱方向切线疏密2.电场线的特点

3.典型电场的电场线

×√√提示

有;两点电荷连线的中点电场强度为零,从中点开始沿中垂线向两侧电场强度先增大后减小。研考点•精准突破1.两种等量点电荷的电场强度及电场线的比较

比较等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图电荷连线上的电场强度沿连线先变小后变大O点最小,但不为零O点为零比较等量异种点电荷等量同种点电荷中垂线上的电场强度O点最大,向外逐渐减小O点最小,向外先变大后变小关于O点对称位置的电场强度A与A'、B与B'、C与C'等大同向等大反向2.“电场线+运动轨迹”组合模型(1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线),从二者的夹角情况来分析运动情况。(2)“三不知时要假设”——电荷的电性(正负)、电场强度的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向,是题意中相互制约的三个方面。若已知其中的任意一个,可顺次向下分析判定各待求量;若三个都不知(三不知),则要用“假设法”分别讨论各种情况。3.电场线的应用(涉及电势部分将在下一节进一步研究)考向一

电场线的理解及应用典题10

某电场的电场线分布如图所示,下列说法正确的是(

)A.c点的电场强度大于b点的电场强度B.若将一正试探电荷q由a点静止释放,它将沿电场线运动到b点C.b点的电场强度大于d点的电场强度D.a点和b点的电场强度方向相同C解析

电场线的疏密表示电场强度的大小,由题图可知Eb>Ec,Eb>Ed,C正确,A错误;由于电场线是曲线,由a点释放的正试探电荷不可能沿电场线运动,B错误;电场线的切线方向为该点电场强度的方向,a点和b点的切线不同向,D错误。考向二

“电场线+运动轨迹”组合模型典题11(2023全国甲卷)在一些电子显示设备中,让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场,可以使发散的电子束聚集。下列4幅图中带箭头的实线表示电场线,如果用虚线表示电子可能的运动轨迹,其中正确的是(

)A解析

做曲线运动的物体,其受到的合力指向运动轨迹的内侧,结合图像分析,选项A正确。典题12

如图所示,MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示。下列说法正确的是(

)A.带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小B.负点电荷一定位于M点左侧C.a点的电场强度大于b点的电场强度D.带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度D解析

由于该粒子只受静电力作用且做曲线运动,静电力指向轨迹内侧,则静电力的方向大致向右,带电粒子从a到b过程中静电力对带电粒子做正功,其动能增加,选项A错误;带正电的粒子受到的静电力向右,电场线由M指向N,说明负电荷在N点右侧,选项B错误;a点离点电荷较远,a点的电场强度小于b点的电场强度,带电粒子在a点受到的静电力小于在b点受到的静电力,根据牛顿第二定律可知,带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度,故C错误,D正确。第2讲电场能的性质高考总复习2025考点一电势高低和电势能大小的判断强基础•固本增分一、电势能1.电势能(1)静电力做功的特点:静电力做功与电荷经过的

无关,只与电荷的初、末位置有关。

(2)电势能:电荷在

中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到

位置时静电力所做的功。

2.静电力做功与电势能变化的关系

类比重力做功静电力做的功等于电势能的

,即WAB=EpA-EpB=-ΔEp。

路径电场零势能减少量二、电势

等势面1.电势(1)定义:试探电荷在电场中某点具有的

与它的电荷量的比值。(3)矢标性:电势是

,有正、负之分,其正(负)表示该点电势比

高(低)。

(4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因选取

的不同而不同。

电势能标量零电势零电势点2.等势面(1)定义:电场中

相同的各点组成的面。

(2)四个特点①等势面一定与

垂直。

②在同一等势面上移动电荷时静电力不做功。③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。

沿着电场线的方向,电势降低最快④等差等势面越密的地方电场强度

,反之

。

电势电场线越大越小×√×√×阅读人教版教材必修第三册第34页“思考与讨论”,请你类比电势的定义方法,在重力场中建立“重力势”φG的概念,并简要说明电势和“重力势”的共同特点提示

电场中某点电势φ定义为电荷在该点的电势能Ep与其电荷量q的比值,即

,由于重力做功与路径无关,可以类比静电场电势的定义,将重力场中物体在某点的重力势能EG与其质量m的比值,叫作“重力势”,即

电势φ和“重力势”φG都是反映场的能的性质的物理量,仅由场自身的因素决定。研考点•精准突破1.电势高低的判断

判断依据判断方法电场线方向沿电场线方向电势逐渐降低场源电荷的正负取无穷远处电势为零,正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低电势能的高低正电荷在电势高处电势能大,负电荷在电势低处电势能大2.电势能大小的判断

判断方法方法解读公式法将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Ep=qφ,正Ep的绝对值越大,电势能越大;负Ep的绝对值越大,电势能越小电势法正电荷在电势高的地方电势能大负电荷在电势低的地方电势能大做功法静电力做正功,电势能减少静电力做负功,电势能增加考向一

静电力做功与电势能的关系典题1(2023湖北卷)在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点,其电势分别为φM、φN,电场强度大小分别为EM、EN。下列说法正确的是(

)A.若φM>φN,则M点到正点电荷Q的距离比N点的远B.若EM<EN,则M点到正点电荷Q的距离比N点的近C.若把带负电的试探电荷从M点移到N点,静电力做正功,则φM<φND.若把带正电的试探电荷从M点移到N点,静电力做负功,则EM>ENC解析

正点电荷Q的电场线以向正点电荷为中心向外辐射状分布,由φM>φN可知,M点到正点电荷Q的距离近,选项A错误。根据

知,若EM<EN,可知N点到正点电荷Q的距离近,选项B错误。若把带负电的试探电荷从M点移到N点,静电力做正功,电势能减小,电势增加,故有φM<φN,选项C正确。若把带正电的试探电荷从M点移到N点,静电力做负功,电势能增加,逆着电场线运动,根据正点电荷Q产生的电场特点可知EM<EN,选项D错误。考向二

求和法比较电势高低典题2(2024河北模拟)如图所示,在等边三角形三个顶点A、B、C处分别固定三个点电荷,电荷量分别为+q、+q、-q(q>0)。过点C作AB边的垂线,垂足为O,过点A作BC边的垂线,垂足为P,两垂线交于M点。取无穷远处电势为零,则下列说法正确的是(

)A.将一个正电荷从O点移到M点电势能变大B.O点电势低于P点电势C.M点电势低于P点电势D.P点电场强度大于O点电场强度D解析

OM线上的电场可以看作A与B处两等量同种点电荷产生方向沿OM指向M的电场与C处负点电荷产生方向沿OM指向M的电场的矢量和,OM线上的电场沿OM指向M,将一个正电荷从O点移到M点静电力做正功,电势能减小,故A错误。MP线上的电场为B与C处两等量异种点电荷在MP上产生的电场与A处正点电荷在MP上产生的电场的矢量和,故MP线上电势从M点到P点电势降低,φM>φP,而OM线上的电场沿OM指向M,故从O到M点电势降低,即φO>φM,所以φO>φM>φP,故B、C错误。设A处点电荷在P点产生的电场强度大小为E,P点电场强度等于B与C处两等量异种点电荷在P点产生电场的电场强度与A处正点电荷在P点产生电场的电场强度的矢量和,其大小为

E,而O点电场强度等于C处点电荷在O点产生电场的电场强度,其大小为E,故P点的电场强度一定大于O点的电场强度,故D正确。思维点拨

题中电场是三个点电荷共同产生的,可以分为两组,即A与B是等量同种点电荷,A与C、B与C是等量异种点电荷;注意等量同种点电荷的中垂线的电场方向沿中垂线指向两侧无穷远,而等量异种点电荷的中垂线的电场方向垂直于中垂线指向负电荷一侧。考向三

电势能与电势的关系典题3(多选)真空中有两个固定的带正电的点电荷,电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时,仅在静电力的作用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线,以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d,如图所示。以下说法正确的是(

)A.a点电势低于O点B.b点电势低于c点C.该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能D.该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能BD解析

试探电荷在O点仅在静电力作用下保持静止,则其所受合力为零。若将试探电荷向左移动少许,则其将在静电力作用下向左运动,静电力做正功,电势能减少,试探电荷带负电,故由O向a运动过程中电势升高,同理由O向c运动过程中电势升高,所以ac连线上O点电势最低。bd连线上由电势的叠加可知,O点电势最高,所以选项A错误,B正确。因为φa>φb,φc>φd,试探电荷带负电,所以Epa<Epb,Epc<Epd,故选项C错误,D正确。考点二电势差和电场强度的关系强基础•固本增分一、电势差1.定义:电荷在电场中由一点A移到另一点B时,

与移动电荷的电荷量的比值。

2.公式:UAB=φA-φB,UAB=。二、匀强电场中电势差与电场强度的关系1.电势差与电场强度的关系:匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿

方向的距离的乘积。即U=Ed,也可以写作

。

2.公式U=Ed的适用范围:匀强电场。静电力做功电场线××研考点•精准突破1.两个推论(1)如图甲所示,C点为线段AB的中点,则有(2)如图乙所示,AB∥CD,且AB=CD,则UAB=UCD。2.三点妙用(1)解释等差等势面的疏密与电场强度大小的关系。当电势差U一定时,电场强度E越大,则沿电场强度方向的距离d越小,即电场强度越大,等差等势面越密。(2)定性判断非匀强电场电势差的大小关系。如判断距离相等的两点间的电势差,电场强度E越大,电势差U越大;E越小,U越小。(3)利用φ-x图像的斜率判断沿x轴方向电场强度Ex随位置的变化规律。在φ-x图像中斜率,斜率的大小表示电场强度的大小,正负表示电场强度的方向。3.巧用“等分法”解答匀强电场性质的解题思路

考向一

匀强电场中电场强度和电势差的关系典题4(2024湖南湘东九校联考模拟)如图所示,在空间内存在一个匀强电场,立方体ABCD-A1B1C1D1,其中A、B、C、A1各点的电势分别为φA=2V、φB=4V、φC=6V、φA1=0,立方体的棱长a=1m,则下列说法正确的是(

)A.匀强电场的电场强度大小为2V/mB.匀强电场的电场强度大小为2V/mC.将一电子由C点沿立方体棱边移动到D1,电势能增加2eVD.将一质子由A点沿立方体棱边移动到B1,电势能减少2eVB解得E=2

V/m,故B正确,A错误;将一电子由C点沿立方体棱边移动到D1,根据静电力做的功与电势差的关系得WCD1=-eUCD1,又UCD1=4

V,WCD1=-ΔEpCD1得ΔEpCD1=4

eV,电势能增加4

eV,故C错误;因φA=φB1=2

V,故将一质子由A点沿立方体棱边移动到B1,电势能不变,故D错误。

考向二

等分法确定电场线及电势高低典题5(2024安徽合肥模拟)匀强电场中有一与电场方向平行的扇形AOB区域,如图所示,圆心角θ=120°,半径R=1m,其中C、D、F将圆弧AB四等分。已知φA=9V,φB=0,φO=3V。下列说法错误的是(

)A.φD=6VB.φF=3VC.电场方向沿A、O连线方向D.电场强度大小为3V/mD解析

如图所示,连接AB、OC、OD、OF,OC、OD、OF与AB交点分别为I、H、G。由几何关系可知∠BAO=∠OBA=30°,∠AOC=∠COD=∠DOF=∠FOB=30°,所以AI=IO,OG=GB,在△IGO中,有∠OIG=∠OGI=∠IOG=60°,所以△IGO为等边三角形,则AI=IG=GB,所以I、G将AB三等分,根据匀强电场中电势均匀变化可知φI=6

V,φG=3

V,所以OF为一条等势线,则φF=φG=3

V,根据几何关系可知OH=Rsin

∠HAO=,得DH=R-HO=,则△DHI全等于△HIO,即∠IDH=∠HOI=30°,则DI连线垂直于AO,且平行于FO,说明DI是一条等势线,所以φD=φI=6

V,故A、B正确;电场强度方向垂直于等势线OF和DI,根据沿电场强度方向电势降低可知电场方向沿A、O连线方向,故C正确;根据匀强电场中电场强度与电势差的关系可得故D错误。考向三

非匀强电场中电场强度和电势差典题6

如图所示,电场中的一簇电场线关于y轴对称分布,O点是坐标原点,M、N、P、Q是以O为圆心的圆周上的四个点,其中M、N在y轴上,Q点在x轴上,则下列说法正确的是(

)A.P点的电场强度可能等于Q点的电场强度B.P点的电势可能等于Q点的电势C.电荷在N点的电势能可能小于在M点的电势能D.电荷从N点运动到O点静电力做的功等于从O点运动到M点静电力做的功C解析

电场线的疏密表示电场的强弱,根据电场线分布可知,P点的电场强度小于Q点的电场强度,A错误;根据电场线与等势线垂直特点,在P点所在电场线上找到Q点的等势点,根据沿电场线电势降低可知,Q点的电势比P点的电势高,B错误;结合电场线与等势线垂直特点可知,N点的电势高于M点的电势,根据Ep=qφ可知,负电荷在M点的电势能大于在N点的电势能,C正确;根据电场线分布可知,OM间的平均电场强度比NO间的平均电场强度小,故由公式U=Ed可知,OM间的电势差小于NO间的电势差,根据W=qU可知电荷从N点到O点过程中静电力做的功大于从O点到M点过程中静电力做的功,D错误。考点三电场线、等势面及运动轨迹问题强基础•固本增分几种常见等势面的比较

√√√研考点•精准突破1.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负。(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等。(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况。2.带电粒子运动轨迹的分析(1)判断速度方向:带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为粒子在该点处的速度方向。(2)判断静电力(或电场强度)的方向:仅受静电力作用时,带电粒子所受静电力方向指向轨迹的弯曲方向,再根据粒子的正、负判断电场强度的方向。(3)判断静电力做功的正、负及电势能的增减:若静电力与速度方向成锐角,则静电力做正功,电势能减少;若静电力与速度方向成钝角,则静电力做负功,电势能增加。考向一

对等势面的理解典题7(2024天津一模)我们所处的地球表面,实际上存在电场强度大小为100V/m的电场,可将其视为匀强电场,在地面立一金属杆后空间中的等势面如图所示。空间中存在a、b、c三点,其中a点是电势为300V等势面的最高点,b、c两点等高。下列说法正确的是(

)A.b、c两点的电势差Ubc=0B.a点电场强度大小为100V/mC.a点电场方向沿竖直方向D.a点的电势低于c点的电势C解析

由图可知,b、c两点的电势差为Ubc=200

V-300

V=-100

V,故A错误;由图可知,a点与相邻两等势面的距离小于1

m,电势差等于100

V,根据

可知a点电场强度大小大于100

V/m,故B错误;根据电场方向垂直于等势面,可知a点的电场方向沿竖直方向,故C正确;由图可知,a点与c点在同一等势面上,电势均为300

V,故D错误。考向二

电场线、等势线和运动轨迹问题典题8(多选)(2021天津卷)两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示,相邻等势面间的电势差相等。虚线MPN是一个电子在该电场中的运动轨迹,轨迹与某等势面相切于P点。下列说法正确的是(

)A.两点电荷可能是异种点电荷B.A点的电场强度比B点的大C.A点的电势高于B点的电势D.电子运动到P点时动能最小CD解析

根据点电荷间等势面的分布情况可知两点电荷是同种电荷,又根据电子在该电场中的运动轨迹可判断电子一直受到排斥的力,故可知两点电荷为同种负点电荷,故A错误;根据等势面的疏密程度可以判断A点的电场强度比B点的小,故B错误;因为两点电荷是同种负点电荷,电场线指向负电荷,故可知A点的电势高于B点的电势,故C正确;根据电子的运动轨迹和电场线的方向可知由M到P静电力做负功,由P到N静电力做正功,由M到P动能减小,由P到N动能增加,故电子运动到P点时动能最小,故D正确。方法点拨

以电场线、等势线、带电粒子的运动相结合的题目是高考的热点,以选择题为主。解决此类问题的关键是找出带电粒子在某一位置处所受的静电力的方向、速度的方向以及轨迹的弯曲方向,然后运用物体做曲线运动的条件及功能关系进行相关的判断。典题9(多选)中国古代屋脊两头,有一仰起的龙头,龙口吐出伸向天空且曲折的金属舌头,舌根连接一根直通地下的细铁丝,起到避雷的作用。当雷云放电接近房屋时,屋顶的避雷针顶端由于聚集着大量电子而形成局部电场集中的空间。图中虚线表示某时刻避雷针周围的等差等势面分布情况,一带电粒子(不计重力)在该电场中的运动轨迹如图所示。则(

)A.该粒子带正电B.a点的电势比c点的低C.b点的电场强度比c点的电场强度大D.该粒子在b点的电势能比在c点的大AD解析

避雷针顶端聚集着大量电子,由等差等势面分布和运动轨迹可知,该粒子带正电,A正确;沿电场线方向电势逐渐降低,故a点的电势比c点的高,B错误;由等差等势面的疏密情况可知,b点的电场强度比c点的电场强度小,C错误;因带正电的粒子在电势高的位置电势能大,b点的电势比c点的高,故该粒子在b点的电势能比在c点的大,D正确。考向三

静电平衡中的等势面典题10(2024江苏南通模拟)一带正电的金属球如图所示,a、b、c、d为过圆心O的同一直线上的点。则(

)A.a点电势比b点的低B.a点电场强度比b点的大C.c点电势比d点的低D.c点电场强度比d点的大A解析

根据静电平衡可知,带正电的金属球的电荷均匀分布在球的外表面,球的内部电场强度处处为零,整个金属球为等势体;金属球外部离金属球越远电场强度越小,电势越低,则有Eb>Ea>Ec=Ed,φc=φd>φb>φa,故选A。第3讲专题提升电场中的功能关系和图像问题高考总复习2025专题概述:本专题主要学习掌握两个问题:一是电场中功能关系问题,二是电场中的图像问题。本专题学习后要熟练掌握电场中的功能关系,明确电场中各类图像的特点,会根据图像特点,解决实际问题。题型一电场中的功能问题电场中常见的功能关系1.若只有静电力做功,则电势能与动能之和保持不变。2.若只有静电力和重力做功,则电势能、重力势能、动能之和保持不变。3.除重力、弹力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化量。4.所有外力对物体所做的总功等于物体动能的变化量。考向一

电势能与动能之和保持不变典题1(多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10eV,从a到d的过程中克服静电力所做的功为6eV。下列说法正确的是(

)A.平面c上的电势为零B.该电子可能到达不了平面fC.该电子经过平面d时,其电势能为4eVD.该电子经过平面b时的速率是经过平面d时的2倍AB解析

从a到d的过程克服静电力做功为6

eV,所以电场方向为水平向右,每个间距电势差为2

V,所以平面c上的电势为零,故A项正确;由于电子不一定垂直等势面进入,可能做曲线运动,所以可能到达不了平面f,故B项正确;整个过程中能量守恒,可得电子在平面a、b、c、d、f上的电势能分别为-4

eV、-2

eV、0

eV、+2

eV、+4

eV,动能分别为+10

eV、+8

eV、+6

eV、+4

eV、+2

eV,故C项错误;由于电子经过平面b、d时的动能分别为8

eV和4

eV,所以该电子经过平面b时的速率是经过平面d时的

倍,故D项错误。方法点拨

考查静电力做功与电势能变化的关系,掌握电势能与动能之和不变,理解电势为零处的电势能为零是解题的关键。考向二

涉及电势能的功能关系典题2(多选)(2023全国乙卷)在O点处固定一个正点电荷,P点在O点右上方。从P点由静止释放一个带负电的小球,小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动,其一段轨迹如图所示。M、N是轨迹上的两点,OP>OM,OM=ON,则小球(

)A.在运动过程中,电势能先增加后减少B.在P点的电势能大于在N点的电势能C.在M点的机械能等于在N点的机械能D.从M点运动到N点的过程中,电场力始终不做功BC解析

由图可知,带电小球从P点开始,下落时电场力对其先做正功,后做负功,所以电势能先减少后增加,选项A错误。由于OM=ON,因此带电小球在N点与M点的电势能相等,因为由P到M电场力对小球做正功,电势能减少,所以小球在P点的电势能大于在M点的电势能,在P点的电势能也大于在N点的电势能,选项B正确。小球在运动过程中只有电场力和重力做功,所以只有电势能、动能和重力势能的相互转化,其中动能和重力势能之和为机械能。由于带电小球在M点和N点的电势能相等,因此在这两点的机械能也相等,选项C正确。从M点运动到N点的过程中,因为有重力作用,虽然M点和N点离O点距离相等,但轨迹MN不是以O为圆心的圆弧,轨迹MN不在等势面上,电场力会做功,选项D错误。典题3

如图所示,在空间中存在竖直向上的匀强电场,质量为m、电荷量为+q(q>0)的物块从A点由静止开始下落,加速度为

g,下落高度H到B点后与一轻弹簧接触,又下落h后到达最低点C,整个过程中不计空气阻力,且弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g。带电物块由A点运动到C点过程中,下列说法正确的是(

)D方法点拨

电势能增、减的判断方法(1)做功判断法:静电力做正功,电势能减小;静电力做负功,电势能增加。(2)公式法:由Ep=qφ,将q、φ的大小、正负号一起代入公式,Ep为正值时,正值越大,电势能越大,Ep为负值时,绝对值越小,电势能越大。(3)能量守恒法:在电场中,若只有静电力做功,电荷的动能和电势能相互转化,动能增加,电势能减小;反之,电势能增加。(4)电荷电势法:正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大。题型二电场中的图像问题电场中几种常见的图像

v-t图像当带电粒子只受静电力时,从v-t图像上能确定粒子运动的加速度方向、大小变化情况,进而可判定粒子运动中经过的各点的电场强度方向、电场强度大小、电势高低及电势能的变化情况φ-x图像(1)从φ-x图像中可以直接判断各点电势的高低,进而确定电场强度的方向及试探电荷电势能的变化。(2)φ-x图线切线的斜率大小表示沿x轴方向电场强度E的大小E-x图像以电场强度沿x轴方向为例:(1)E>0表示电场强度沿x轴正方向,E<0表示电场强度沿x轴负方向。(2)图线与x轴围成的“面积”表示电势差,“面积”大小表示电势差大小,两点的电势高低需根据电场方向判定Ep-x图像(1)图像的切线斜率大小表示静电力大小。(2)可用于判断电场强度、动能、加速度等随位移的变化情况考向一

φ-x图像(电场方向与x轴平行)典题4(2024河北模拟)在x轴上放置两个电荷量不相等的同种点电荷q1、q2,位置坐标分别为x=-2r0和x=r0,在x轴上两点电荷之间区域内的电势φ随位置坐标x变化的图线如图所示,图线与φ轴交点的切线与x轴平行,交点处的纵坐标为φ0,取无限远处电势为零,下列说法正确的是(

)A.q1、q2均带负电B.两点电荷的电荷量之比C.在x轴上4r0处,电势为φ0D.在x轴上4r0处,电场强度为0B解析

由图可知x=0处,电势最低,则q1、q2均带正电,A错误;图线与φ轴交点的切线与x轴平行,说明x=0处电场强度为0,根据

,B正确;电势是标量,在x轴上4r0处,由于两点电荷的电势都比x=0点处的低,故电势小于φ0,C错误;在x轴上4r0处,两点电荷产生的电场方向相同,电场强度不为0,D错误。规律总结

在φ-x图像中可以直接判断各点电势的高低,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向,进而可以判断电荷在电场中的受力方向。(如图所示)考向二

E-x图像(电场方向与x轴平行)典题5

真空中静止的均匀带正电的球体,其半径为R,电场强度沿半径方向分布如图所示,静电力常量为k,则(

)A.r1和r2两处电势相等B.球体表面处电势最高C.r1和r2两处电势差为E0(r2-r1)D.该球体所带的电荷量为D解析

由图可知,r1和r2两处电场强度相同,由于沿电场线方向电势降低,所以r1处的电势高于r2处电势,故A错误;沿电场线方向电势降低,所以从球心处开始电势一直降低,故B错误;r1和r2两处电势差为图线与横轴所围区域的面积,大于E0(r2-r1),故C错误;球体外电场可以看成是电荷量全部集中于球心处的点电荷产生的电场,则在r2处,有规律总结

E-x图线与x轴所围图形“面积”表示电势差(如图所示),两点的电势高低根据电场方向判定。在与粒子运动相结合的题目中,可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况。考向三

Ep-x图像典题6(多选)(2024广西北海一模)如图所示,x轴上有两个点电荷位于O、O'位置,一负试探电荷沿x轴由O向O'移动的过程中,该电荷的电势能随位移的变化规律如图所示,A、C两点的连线以及B点的切线均与x轴平行,B点的横坐标为x1=2,O'点的横坐标为x2=5。下列说法正确的是(

)A.B点的电场强度为零B.O、O'两点的点电荷带正电C.O、O'两点的点电荷所带电荷量的绝对值之比为9∶4D.φA-φB=φC-φBAD解析

Ep-x图像中图线的斜率表示静电力,由于B点的切线与x轴平行,即斜率为零,故试探电荷在B点所受的静电力为零,则B点的电场强度为零,故A正确;由于负的试探电荷在两点电荷产生的电场中电势能为正值,设试探电荷所带电荷量绝对值为q,由公式Ep=-qφ可知电场中各点的电势为负值,所以两点电荷均带负电,故B错误;设O、O'两点的点电荷所带电荷量的绝对值分别为q1、q2,由于B点的电场强度为零,由电场强度的叠加原理得

,故C错误;试探电荷在A、C两点的电势能相等,则A、C两点的电势相等,又A、C两点的电势比B点的电势低,则φA-φB=φC-φB,故D正确。规律总结1.由静电力做功与电势能变化关系F电x=Ep1-Ep2=-ΔEp知Ep-x图像的切线斜率

,其大小表示静电力,斜率正负代表静电力的方向。2.当带电体只有静电力做功,由动能定理F电x=Ek-Ek0=ΔEk知Ek-x图像的切线斜率

,其大小表示静电力。第4讲电容器实验观察电容器的充放电现象带电粒子在电场中的运动高考总复习2025考点一电容器强基础•固本增分电容器

电容1.电容器(1)组成:由两个彼此

又相互靠近的导体组成。

(2)所带电荷量:一个极板所带电荷量的

。

(3)电容器的充、放电

充电过程Q、U、E均增大,放电过程反之充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上

的异种电荷,电容器中储存电场能。

放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中

转化为其他形式的能。放电过程电流随时间的变化如图所示,面积表示电容器减少的电荷量。

绝缘绝对值等量电场能2.电容(1)意义:表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。(2)定义:电容器所带的

与电容器两极板间的电势差的比值。(3)定义式:。

比值定义法(4)单位:法拉(F),1F=

μF=1012pF。

(5)平行板电容器的电容平行板电容器的电容与极板的

成正比,与电介质的相对介电常数成正比,与

成反比。

公式:,k为静电力常量。电荷量106

正对面积极板间距离3.电容器的种类(1)从构造上看,可以分为固定电容器和可变电容器两类。(2)按电介质分类:有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器、电热电容器和空气介质电容器等。×××研考点•精准突破一、平行板电容器的动态分析1.分析思路(1)先确定是Q还是U不变:电容器保持与电源连接,U不变;电容器充电后与电源断开,Q不变。2.两类动态变化问题的比较

分类充电后与电池两极相连充电后与电池两极断开不变量UQd变大C变小Q变小E变小C变小U变大E不变S变大C变大Q变大E不变C变大U变小E变小εr变大C变大Q变大E不变C变大U变小E变小二、电容器电容、电荷量、电压的分析1.电容器的电容只由电容器本身决定,与电容器所带的电荷量、两极板间电压无关,因此,在分析电荷量、电压时电容器电容不变是分析问题的关

键点。考向一

平行板电容器的动态分析典题1(2021重庆卷)电容式加速传感器常用于触发汽车安全气囊等系统,如图所示。极板M、N组成的电容器视为平行板电容器,M固定,N可左右运动,通过测量电容器极板间的电压的变化来确定汽车的加速度。当汽车减速时,极板M、N间的距离减小,若极板上的电荷量不变,则该电容器(

)A.电容变小B.极板间电压变大C.极板间电场强度不变D.极板间的电场强度变小C典题2(2024广东广州华南师大附中模拟)如图所示,两个相同的半圆形金属板相互靠近、水平放置,板间可视为真空。两金属板分别与电源两极相连。上极板可绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动。开始时,两极板边缘完全对齐,闭合开关S后,两板间的一个带电微粒恰好静止,然后上极板转过5°(微粒仍在两板间)忽略电场边缘效应,则(

)A.断开开关S后,微粒将竖直下落B.转动前后,电容器的电容之比为36∶35C.转动过程中,有从a→b的电流流过电阻RD.断开开关S后,上极板再转动5°,微粒仍然静止B转动之前,电容器下极板带正电,上极板带负电,转动过程中,电容变小,电容器放电,有从b→a的电流流过电阻R,故C错误;当断开开关S后,两极板的电荷量不变,让上极板再转过5°,则两极板正对面积减少,根据公式

可知,其他条件不变,电容器的电容变小,电势差变大,间距不变,则电场强度增大,微粒所受静电力增大,则微粒将竖直向上运动,故D错误。考向二

电容器

电容传感器典题3(2024浙江温州模拟)心室纤颤是一种可危及生命的疾病。某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是25μF,充电至8kV电压,充满电后,如果电容器在2ms时间内完成放电,则(

)A.电容器放电过程中平均功率为800kWB.电容器的击穿电压为8kVC.电容器放电过程中电容越来越小D.电容器放电过程中电流最大值一定大于100AD解析

电容器所带的电荷量为Q=CU=25×10-6×8×103

C=0.2

C,由电流强度的定义式

,可得电容器放电过程中平均电流为

=100

A,电容器放电过程中若电压不变,则有平均功率为

=8×103×100

W=800

000

W=800

kW,因电容器放电过程中电压在逐渐减小,因此在电容器放电过程中平均功率小于800

kW,A错误;电容器充电至8

kV电压,此电压应不高于电容器的额定电压,而电容器的击穿电压要大于额定电压,即电容器的击穿电压大于8

kV,B错误;电容器的电容与电容器所带的电荷量无关,因此电容器放电过程中电容不变,C错误;电容器放电过程中平均电流为100

A,因此电容器放电过程中电流最大值一定大于100

A,D正确。典题4

传感器是一种检测装置,能接收到被测量的信息,并能将接收到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求,它是实现自动检测和自动控制的首要环节。测定液面高度h的电容式传感器示意图如图所示,E为电源,G为灵敏电流表,A为固定的导体芯,B为导体芯外面的一层绝缘物质,C为导电液体。已知电流从灵敏电流表左边接线柱流进灵敏电流表,指针向左偏。如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针正向左偏转,则(

)A.导体芯A所带的电荷量在增加,导电液体的深度h在增大B.导体芯A所带的电荷量在减小,导电液体的深度h在增大C.导体芯A所带的电荷量在增加,导电液体的深度h在减小D.导体芯A所带的电荷量在减小,导电液体的深度h在减小D解析

电流表指针向左偏转,说明电流从灵敏电流表的左接线柱流进灵敏电流表,则导体芯A所带的电荷量在减小,由Q=CU可知,导体芯A与导电液体形成的电容器的电容减小,根据电容的决定式

可知导电液体的深度h在减小。故选D。方法技巧

掌握电容器问题的“三个公式”“两个结论”“一个特例”1.必须记住的三个公式2.掌握两个重要结论(1)电容器与电路(或电源)相连,则两端电压取决于电路(或电源),稳定时相当于断路,两端电压总等于与之并联的支路电压。(2)充电后电容器与电路断开,电容器所带的电荷量不变,此时若只改变两极板间距离,则极板间电场强度大小不变。3.注意一个特例当有电容器的回路接有二极管时,因二极管的单向导电性,将使电容器的充电或放电受到限制。考点二观察电容器的充放电现象强基础•固本增分实验:观察电容器的充放电现象1.实验原理(1)电容器的充电过程甲

如图甲所示,当开关S接1时,电容器接通电源,在静电力的作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移动,正极板因

电子而带

电,负极板因

电子而带

电。正、负极板带等量的正、负电荷。电荷在移动的过程中形成电流。

在充电开始时电流比较

(选填“大”或“小”),以后随着极板上电荷的增多,电流逐渐

(选填“增大”或“减小”),当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止定向移动,电流I=0。

失去正获得负大减小(2)电容器的放电过程

乙如图乙所示,当开关S接2时,相当于将电容器的两极板直接用导线连接起来,电容器正、负极板上电荷发生中和。在电子移动过程中,形成电流。放电开始时电流较

(选填“大”或“小”),随着极板上电荷的减少,电路中的电流逐渐

(选填“增大”或“减小”),两极板间的电压也逐渐减小到零。

大减小2.实验步骤

丙(1)按图丙连接好电路。(2)把单刀双掷开关S打在上面,使触点1和触点2连通,观察电容器的充电现象,并将结果记录在表格中。(3)将单刀双掷开关S打在下面,使触点3和触点2连通,观察电容器的放电现象,并将结果记录在表格中。(4)记录好实验结果,关闭电源。×√研考点•精准突破电容器充、放电过程中I-t图像形状的决定因素1.图像面积根据Q=CU可知,图像的面积由电容器充电结束或放电开始时其两极板间的电势差和电容器的电容决定。2.图像峰值根据

可知,图像的峰值由电容器充电结束或放电开始时其两极板间的电势差和电路总电阻决定。考向一

观察电容器的充放电现象典题5(2023山东卷)电容储能已经在电动汽车,风、光发电,脉冲电源等方面得到广泛应用。某同学设计图甲所示电路,探究不同电压下电容器的充、放电过程,器材如下:电容器C(额定电压10V,电容标识不清);电源E(电动势12V,内阻不计);电阻箱R1(阻值0~99999.9Ω);滑动变阻器R2(最大阻值20Ω,额定电流2A);电压表V(量程15V,内阻很大);发光二极管D1、D2,开关S1、S2,电流传感器,计算机,导线若干。甲回答以下问题:(1)按照图甲连接电路,闭合开关S1,若要升高电容器充电电压,滑动变阻器滑片应向

(选填“a”或“b”)端滑动。

(2)调节滑动变阻器滑片位置,电压表表盘如图乙所示,示数为

V(保留1位小数)。

乙b6.5(3)继续调节滑动变阻器滑片位置,电压表示数为8.0V时,开关S2掷向1,得到电容器充电过程的I-t图像,如图丙所示。借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法,根据图像可估算出充电结束后,电容器存储的电荷量为

C(结果保留2位有效数字)。

丙(4)本电路中所使用电容器的电容约为

F(结果保留2位有效数字)。(5)电容器充电后,将开关S2掷向2,发光二极管

(选填“D1”或“D2”)闪光。

3.9×10-34.9×10-4D1解析

(1)按照题图甲连接电路,闭合开关S1,若要升高电容器充电电压,滑动变阻器滑片应向b端滑动。(2)根据读数规则,电压表的示数为6.5

V。(3)图像和坐标轴所围格数为39,故电容器存储的电荷量为Q=39×0.2×10-3×0.5

C=3.9×10-3

C。(4)根据电容的定义式可得

=4.9×10-4

F。(5)电容器充电后,将开关S2掷向2,电容器放电,电容器左侧带正电,根据二极管单向导电性,发光二极管D1发光。考向二

放电法测量电容典题6(2024安徽模拟)利用放电法可以测量电容器的电容,让充电后的电容器通过大电阻R放电,电流传感器A与计算机连接(未画出),记录放电电流随时间变化的图像,可用系统软件计算出电容器所带的电荷量为Q,Q与充电电压U的比值即为电容器的电容C。(1)实验开始前先判断电容器的好坏。使用多用电表的欧姆挡进行测量,把调零后的多用电表的红黑表笔分别接触电容器的两极板,观察到多用电表指针先向右偏转较大角度,后又逐渐返回到起始位置,此现象说明电容器是

(选填“好”或“坏”)的;

好(2)图甲、乙为测量电容的两种电路原理图,学生电源应采用

(选填“直流”或“交流”)电源,先使开关S与1端相连,充电结束后,读出电压表的示数;然后把开关S与2端相连,测量出电容器所带的电荷量Q,为了减小误差,在图甲、乙中,应选图

为测量电路。

甲乙直流甲(3)某同学选择了正确的实验电路图,经过实验操作获得如下表所示的多组数据,其中第4组数据的Q未记录,但计算机显示了这次测量的I-t图像如图丙所示,由此可估算出Q=

,请根据以上数据,在图丁中作出Q-U图像,并由Q-U图像计算该电容器的电容为

F。(结果均保留两位小数)

次数123456U/V10.813.516.820.223.827.0Q/10-3C0.861.091.22

1.932.15丙丁1.60×10-3见解析图

7.95×10-5(7.90×10-5~8.05×10-5均可)解析

(1)使用多用电表的欧姆挡进行测量,多用电表内有电源,先对电容器充电,有充电电流,观察到多用电表指针向右偏转较大角度;随着电容器逐渐充满电,充电电流逐渐减小,最终电容器相当于断路状态,指针又逐渐返回到起始位置,此现象说明电容器是好的。(2)学生电源应采用直流电源,因为电容器通交变电流后,其电压不断变化,没法得出稳定的电压,故选直流电源。当把开关S与2端相连,电容器放电,题图甲的所有电荷均通过电流表,测量准确,题图乙中还有一部分电荷通过电压表,这部分电荷测不出来,故选题图甲。(3)由ΔQ=I·Δt知,电荷量为I-t图像与坐标横轴所围的面积,即面积为电容器在开始放电时所带的电荷量,由题图丙可知“面积”格数约40格,每小格相当于4×10-5

C,所以电容器电压为U=20.2

V时,电荷量Q=1.60×10-3

C。由表格数据描点作图,如图所示,在图像中选取两个相距较远的点,计算出图线的斜率,即为电容器的电容C=7.95×10-5

F。考点三带电粒子在电场中的运动强基础•固本增分带电粒子在匀强电场中的运动1.做直线运动的条件(1)粒子所受合力F合=0,粒子做匀速直线运动或静止。(2)粒子所受合力F合≠0,且与初速度