高考物理二轮复习专题培优练习重难点08 电场（原卷版）

重难点08电场高考在电场部分主要考查库仑定律、电场强度、电势、电势差、电势能、电容、带电粒子在电场中的运动等知识。命题形式为选择题和计算题，着重考查考生的建模能力和应用数学知识处理物理问题的能力。例题1.如图，电荷量分别为q和－q(q>0)的点电荷固定在边长为L的正方体的两个顶点上，A是正方体的另一个顶点，如果点电荷q、－q连线中点O的电场强度大小是E，则正方体A点的电场强度大小是()A.eq\f(9,16)EB.eq\f(3\r(5),16)EC.eq\f(3,16)ED.eq\f(9\r(5),16)E例题2.(多选)沿电场中某条电场线方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示，坐标轴上的点0、x1、x2和x3分别与x轴上O、A、B、C四点相对应，相邻两点间距相等．一个带正电的粒子从O点由静止释放，运动到A点的动能为Ek，仅考虑静电力作用，则下列说法正确的是()A．从O点到C点，电势先升高后降低B．粒子先做匀加速运动，后做变加速运动C．粒子运动到C点时动能大于3EkD．粒子在AB段电势能减少量大于BC段电势能减少量一、电场性质的理解1．电场中的各物理量的关系2．电场强度的判断(1)场强方向是正电荷所受电场力的方向，也是电场线上某点的切线方向；(2)电场的强弱可根据电场线的疏密程度判断．(3)电场中场强大小也可根据场强公式进行比较．3．电势高低的判断方法(1)根据电场线方向，沿着电场线方向，电势越来越低；(2)根据电势差UAB＝φA－φB，若UAB>0，则φA>φB；反之，φA<φB.(3)依据电势能的高低：由电势的定义式φ＝eq\f(Ep,q)知，正电荷在电势能大处电势较高，负电荷在电势能大处电势较低．4．电势能变化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大小正电荷在电势能大处电势较高，负电荷在电势能大处电势较低静电力做功根据UAB＝eq\f(WAB,q)，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB的高低二、平行板电容器电场问题1．必须记住的三个公式定义式C＝eq\f(Q,U)，决定式C＝eq\f(εrS,4πkd)，关系式E＝eq\f(U,d).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，电容器所带电荷量不变，此时若只改变两板间距离，则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．三、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场强方向、场强大小、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等于沿x轴方向电场强度E的大小．E－x图像以场强沿x轴方向为例：(1)E>0表示场强沿x轴正方向，E<0表示场强沿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等于静电力大小．(2)可用于判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况.（建议用时：30分钟）一、单选题1．（2022·山东师范大学附中模拟预测）如图所示，水平面内的等边三角形BCD的边长为L，C点恰好位于光滑绝缘直轨道AC的最低点，A点到B、D两点的距离均为L，A点在BD边上的竖直投影点为O。y轴上B、D两点固定两个等量的正点电荷Q。在A点将质量为m、电荷量为SKIPIF1<0的小球（自身产生的电场可忽略）套在轨道AC上并将小球由静止释放，已知静电力常量k，重力加速度为g，且SKIPIF1<0，忽略空气阻力，下列说法正确的是（）A．从O点沿z轴到A点，电场强度一直增大B．轨道上C点的电场强度大小为SKIPIF1<0C．小球刚到达C点时（未脱离轨道）的加速度大小为SKIPIF1<0D．小球在A、C两点之间做往复运动2．（2022·山东·烟台二中模拟预测）如图所示，高为SKIPIF1<0的绝缘圆柱体，底面半径为R，abcd为过两底面圆心轴线的截面，在c点有一电荷量为+q的点电荷，在a点有一电荷量为-q的点电荷，平面efgh垂直平面abcd、静电力常量为k。下列说法正确的是（

）A．h点与g点电场强度相同B．d点电势高于b点电势C．正电荷沿eh运动，电场力做正功D．f点的电场强度大小为SKIPIF1<03．（2022·江苏·南京师大附中模拟预测）如图所示，在正方形的四个顶点各固定一个点电荷，直角坐系的x轴、y轴为正方形的对称轴。将一正电荷在原点O处静止释放时，它在以后运动过程中的最大速度为v。则将该电荷从x轴上无限远处以初速度2v沿+x方向射入后，它在以后运动过程中（）A．在两负电荷连线中点处速度最大B．将以原点O为中心在x轴上往复运动C．最小速度为SKIPIF1<0D．最大速度为SKIPIF1<04．（2022·广东湛江·模拟预测）如图所示，两个等量负点电荷固定于SKIPIF1<0、Q两点，正方形SKIPIF1<0为垂直SKIPIF1<0、Q连线的平面，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0分别是SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的中点。SKIPIF1<0点正好是SKIPIF1<0和SKIPIF1<0连线的中点，下列说法中正确的是（）A．SKIPIF1<0、SKIPIF1<0两点场强相同B．SKIPIF1<0、SKIPIF1<0两点电势相等C．SKIPIF1<0是一个等势面D．将一正电荷由SKIPIF1<0点沿ef移动到SKIPIF1<0点，电势能先增加后减小二、多选题5．（2022·四川雅安·模拟预测）在图示电路中，A、B为两块正对的水平金属板，G为静电计。开关S闭合后，静电计指针张开一个角度，板间的带电油滴悬浮在两板之间静止不动，不考虑静电计电量的变化对平行板电容器的影响。下列说法正确的是（

）A．若仅将A板水平向右缓慢平移一些，油滴将向上运动B．若仅将B板竖直向下缓慢平移一些，静电计指针的张角将不变C．若断开S，仅将A板水平向右缓慢平移一些，静电计指针的张角将变大D．若断开S，仅将B板竖直向上缓慢平移一些，油滴将向上运动6．（2022·湖南岳阳·模拟预测）如图所示，实线是一带负电粒子在某一匀强电场中运动轨迹的一部分，粒子经过A点的速度大小为SKIPIF1<0，经过B点的速度大小为SKIPIF1<0，粒子由A运动到B点的过程中其速度方向恰好改变了SKIPIF1<0，已知A、B两点间的距离为SKIPIF1<0，带电粒子的质量为m，电量大小为q，不考虑带电粒子的重力。则（）A．带电粒子从A到B的过程中，电势能先增加后减少B．A点的电势低于B点的电势C．A、B两点间的电势差为SKIPIF1<0D．匀强电场的电场强度为SKIPIF1<0三、解答题7．（2022·北京·清华附中三模）电量均为+Q的两电荷固定在相距为2d的AB两点，O为AB连线中点，AB连线中垂线上有一点M，到O的距离为A，已知静电力常量k。（1）求M点的场强。（2）将一质量为m，带电量为-q的粒子从M点由静止释放，不考虑粒子的重力。a.若A远小于d，可略去SKIPIF1<0项的贡献，试证明粒子的运动为简谐运动；b.简谐运动可视为某一匀速圆周运动沿直径方向上的投影运动，请描述与该粒子所做简谐运动相对应的圆运动，并求该粒子做简谐运动的周期及动能的最大值。8．（2022·海南·模拟预测）如图所示，矩形SKIPIF1<0中SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，其所在平面存在与SKIPIF1<0平行的匀强电场。矩形对角线的交点SKIPIF1<0处有一个电子发射源，可沿平面的各个方向发射动能均为SKIPIF