新高考物理二轮复习重难点专练重难点08 电场（原卷版）

重难点08电场1.命题情境源自生产生活中的与电场的相关的情境或科学探究情境，解题时能从具体情境中抽象出物理模型，正确应用静电场物理规律、牛顿运动定律、运动学公式及动能定理解决物理实际问题。2.选择题命题中主要考查电场强度、电势、电势能、电场线、等势线电场力做功等知识点。立体空间的电场加大了立体空间的思维能的考查。3.命题中经常注重物理建模思想的应用，具体问题情境中，抽象出物体模型。带电粒子在电场中的运动，除了常规的加速和类平抛运动，还会出现类斜抛运动和一般的曲线运动的考查，利用运动的合成与分解的思想分析问题和解决问题。（建议用时：30分钟）一、单选题1．（2023上·河北廊坊·高三河北省文安县第一中学校联考期中）如图所示，在侧面为正三角形的正四棱锥SKIPIF1<0的A、B、C、D四个顶点各放置一个电荷量为q的正点电荷，在底面SKIPIF1<0的中心O点处放置一个负点电荷，结果P点的电场强度恰好为零。O点处的点电荷的电荷量为（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<02．（2023·山东青岛·统考模拟预测）如图所示，正立方体SKIPIF1<0，上下底面的中心为O和SKIPIF1<0，SKIPIF1<0、C两点分别固定等量的正点电荷和负点电荷，下列说法正确的是（）A．B点与SKIPIF1<0点的电场强度大小相等、方向相同B．O点与SKIPIF1<0点的电场强度大小相等、方向相同C．平面SKIPIF1<0是一个等势面D．将正试探电荷SKIPIF1<0由O点沿直线移动到SKIPIF1<0点，其电势能一直减小3．（2023·黑龙江·校联考模拟预测）空间中存在沿x轴方向的静电场，各点电势的变化规律如图中SKIPIF1<0图像所示，电子以一定的初速度沿x轴从O点运动到x4处，电子仅受电场力，则该电子（）

A．在x1处电势能最小B．在x1处加速度为零C．在x3处电势为零，电场强度也为零D．在x2处的动能大于在x3处的动能4．（2024·浙江金华·校联考模拟预测）范德格拉夫静电加速器由两部分组成，一部分是产生高电压的装置，叫作范德格拉夫起电机，加速罩（即金属球壳）是一个铝球，由宽度为D、运动速度为v的一条橡胶带对它充电，从而使加速罩与大地之间形成稳定的高电压U。另一部分是加速管和偏转电磁铁，再加上待加速的质子源就构成了一台质子静电加速器，如图中所示。抽成真空的加速管由多个金属环及电阻组成，金属环之间由玻璃隔开，各环与电阻串联。从质子源引出的质子进入真空加速管加速，然后通过由电磁铁产生的一个半径为b的圆形匀强磁场区域引出打击靶核。已知质子束的等效电流为SKIPIF1<0，通过电阻的电流为SKIPIF1<0，质子的比荷SKIPIF1<0。单位面积上的电荷量叫做电荷面密度。下列说法不正确的是（

）A．若不考虑传送带和质子源的影响，加速罩内的电场强度为零B．若不考虑传送带和质子源的影响，加速罩内的电势大小等于UC．要维持加速罩上大小为U的稳定电压，喷射到充电带表面上的电荷面密度为SKIPIF1<0D．质子束进入电磁铁，并做角度为SKIPIF1<0的偏转，磁感应强度SKIPIF1<0二、多选题5．（2023·广西北海·统考一模）如图所示，x轴上有两个点电荷位于O、SKIPIF1<0位置，一负试探电荷沿x轴由O向SKIPIF1<0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SKIPIF1<0，SKIPIF1<0点的横坐标为SKIPIF1<0。则下列说法正确的是（）

A．B点的电场强度为零B．O、SKIPIF1<0两点的电荷均为正电荷C．O、SKIPIF1<0两点的点电荷所带电荷量的绝对值之比为SKIPIF1<0D．SKIPIF1<06．（2023·贵州遵义·统考模拟预测）空间有一如图所示圆锥形区域，O为顶点，BD为底面圆的直径，A、C两点分别是两母线OB、OD的中点。在顶点O处固定一带正电的点电荷，下列说法中正确的是（）

A．平行于底面且圆心为O1的截面为等势面B．A点电场强度大小是B点电场强度大小的4倍C．将一带正电的试探电荷从B点沿直径移到D点，其电势能先增大后减小D．一个电子仅在O处点电荷的作用下，可以沿圆锥底面圆周做匀速圆周运动三、解答题7．（2023·山东青岛·统考模拟预测）如图所示，金属板AB和CD水平放置，中间开有小孔O1、O2，两板之间加有加速电压SKIPIF1<0。金属板EF和GH均是以O点为圆心，半径为3R和R的SKIPIF1<0同心圆弧板，O3O4也是以O点为圆心的圆弧，且到两金属板距离相等，两板之间加有电压。长2R的金属板MN、PQ水平放置，点M、P分别和点F、H对齐，两板之间加有偏转电压。质量为m、电荷量为q的粒子从粒子源中无初速度漂进加速电场，恰好能沿图示O1－O2－O3－O4－O5－K虚线轨迹运动，最后到达PQ板的中点K。不考虑场的边界效应，不计粒子的重力。求：（1）圆弧O3O4处电场强度的大小；（2）为使粒子恰好能到达PQ板的中点K，金属板MN、PQ之间加的偏转电压U的值；（3）从粒子进入金属板MN、PQ开始计时，经多长时间粒子运动到距直线MQ最近，最近距离是多少。8．（2024·山东德州·校联考模拟预测）如图所示的装置由加速器、辐向电场和平移器组成，平移器由两对水平放置、相距l的相同平行金属板构成，极板长度为l、间距为d，两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反。如图所示，一比荷为k的带正电粒子由静止经加速电压SKIPIF1<0加速后，垂直进入辐向电场（电场强度方向指向圆心），沿着半径为R的圆弧虚线（等势线）运动，之后水平射入偏转电压为SKIPIF1<0的平移器，最终离开时打在荧光屏上的A点。不同区域内电场互不影响，不计粒子的重力。求：（1）粒子射出加速器时的速度大小SKIPIF1<0；（2）圆弧虚线处电场强度E大小；（3）粒子从进入平移器到打在A点，求竖直总位移y。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