江苏专版2019版高考物理一轮复习专题七电澄件.pptx

1、专题七电场,高考物理(江苏专用),考点一电场力的性质 1.(2012江苏单科,1,3分)真空中,A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r,则A、B两点的电场强度大小之比为() A.31B.13C.91D.19,五年高考,A组自主命题江苏卷题组,答案C由点电荷场强公式有:E=kr-2,故有=91,C项正确。,2.(2015江苏单科,2,3分)静电现象在自然界中普遍存在,我国早在西汉末年已有对静电现象的记载,春秋纬考异邮中有“玳瑁吸衣若”之说,但下列静电现象的是() A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑 B.带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引 C.小线圈接近通电线圈过程中,小线圈中产生电流 D.

2、从干燥的地毯上走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉,答案C小线圈接近通电线圈过程中,小线圈因磁通量变化而产生感应电流,属于电磁感应现象,不属于静电现象,其他三种现象属于静电现象,选项C符合题意。,考查点本题考查对静电现象的认识与理解。属于容易题。,学习指导平时学习时,要关注实际生活,关注我国古代重要的科技成果。要从生活现象中理解物理知识,用物理知识解释生活中的问题。应用物理知识解决实际生活中的具体问题,这样也能激发学习物理的兴趣。,3.(2013江苏单科,3,3分)下列选项中的各圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均 匀分布,各圆环间彼此绝缘。坐标原点O处电场强度最大的是(),答案B环

3、状带电体不能视为点电荷,所以将其分割成无数小段,每小段可看做点电荷,由点电荷产生的场强特点,再根据对称性可知,D项中第1、3象限和第2、4象限的圆环在O点产生 的场强叠加后分别抵消。C项中第1、3象限的圆环在O点产生的场强抵消,故A、C选项中O 点的场强大小相等,方向不同。B项中1、2象限的圆环在O点产生的场强叠加后大于A、B选 项中O点的场强。,考查点本题考查静电场和电场强度的知识,要求考生具有较强的分析推理能力,属于中等难度题。,学习指导作为常见的物理思想方法,微元的思想、等效和对称的思想,在近年的高考题中已多次出现。所以,提高物理学科素养是我们平时学习中要特别重视的事情。,1.(2018

4、课标,16,6分)如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于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() A.a、b的电荷同号,k= B.a、b的电荷异号,k= C.a、b的电荷同号,k= D.a、b的电荷异号,k=,B组统一命题、省(区、市)卷题组,答案D本题考查库仑定律及矢量合成。若a、b的电荷同号,则c所受库仑力的合力指向2或4区域;若a、b的电荷异号,则c所受库仑力的合力指向1或3区域;故只有a、b的电荷异号,合力方向才能与a、b连线平行。设a带正电荷,b、c带负电荷,c受力

5、如图,tan =tan =,=tan , 由库仑定律得=,联立得k=。故A、B、C三项均错误,D项正确。,一题多解电场强度叠加法 球c所受的库仑力的合力方向平行于a、b连线,表明球c处的合电场强度方向平行于a、b连线。若a、b的电荷同号,球c处的合电场强度指向2或4区域;若a、b的电荷异号,球c处的合电场强度指向1或3区域;故a、b的电荷必须异号。设a、c带正电荷,b带负电荷,球c处的电场强度方向如图,tan =tan =,由电场强度叠加原理得,tan =,结合点电荷电场强度公式得= ,联立得k=。故A、B、C三项均错误,D项正确。,2.(2016课标,15,6分)如图,P是固定的点电荷,虚线

6、是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动,运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac,速度大小分别为va、vb、vc。则() A.aaabac,vavcvbB.aaabac,vbvcva C.abacaa,vbvcvaD.abacaa,vavcvb,答案D带电粒子在电场中仅受电场力作用,由牛顿第二定律知加速度a=,E=k,因 为rbacaa; 由动能定理有Wab=qQUab=m-m Wbc=qQUbc=m-m 因为Wabvb 因为Wbc0,所以vcvb 因为|Uab|Ubc|,所以vavc 故有va

7、vcvb,D项正确。,3.(2016浙江理综,15,6分)如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开,() A.此时A带正电,B带负电 B.此时A电势低,B电势高 C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合 D.先把A和B分开,然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合,答案C由于静电感应,A带负电,B带等量正电,若移去C,A、B所带等量正负电荷中和,金属箔闭合,所以C正确,A错误;处于电场中的导体是等势体,B错误;若先把A、B分开,然后移去C,A、B所带电荷就不能中和,金属箔不再闭合,D错误。,失分警示不要误以为

8、因B带正电,B的电势就高,实际上电场中的导体是一个等势体,A、B电势相等。,4.(2015课标,14,6分)如图,两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释放一带电微粒,微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45,再由a点从静止释放一同样的微粒,该微粒将(),A.保持静止状态 B.向左上方做匀加速运动 C.向正下方做匀加速运动 D.向左下方做匀加速运动,答案D最初带电微粒处于静止状态,受力如图(1),Eq=mg;当两板绕过a点的轴逆时针转过45时,带电微粒的受力如图(2),其合力指向左下方,故微粒从静止开始向左下方做匀加速运动,选项D正确。,评析此题考查物

9、体平衡状态、力的合成等,试题难度适中。,5.2018北京理综,24(1)静电场可以用电场线和等势面形象描述。 a.请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式; b.点电荷的电场线和等势面分布如图所示,等势面S1、S2到点电荷的距离分别为r1、r2。我们知道,电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小。请计算S1、S2上单位面积通过的电场线条数之比N1/N2。,答案a.见解析b.,解析a.在距Q为r的位置放一电荷量为q的检验电荷。 根据库仑定律检验电荷受到的电场力 F=k 根据电场强度的定义E= 得E=k b.穿过两等势面单位面积上的电场线条数之比 =,思路分析电场强度可理解为单位面

10、积上穿过的电场线条数。,1.(2015安徽理综,15,6分)由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,带电量分别为q1和q2,其间距离为r时,它们之间相互作用力的大小为F=k,式中k为静电力常量。若用国际单位制的基 本单位表示,k的单位应为() A.kgA2m3B.kgA-2m3s-4 C.kgm2C-2D.Nm2A-2,C组教师专用题组,答案B由库仑定律知k=,式中都取国际单位时k的单位为,由I=知,1 C2=1 A2s2, 又因1 N=1,整理可得k的单位应为,即kgA-2m3s-4,故选项B正确。,2.(2013海南单科,1,3分)如图,电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点。已

11、知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零,且=2。则() A.q1=2q2B.q1=4q2 C.q1=-2q2D.q1=-4q2,答案B由R处场强为零可知两点电荷在该处所产生的场强必是等大反向,即两点电荷必带有同种电荷,由E=k有k=k,可得q1=4q2,B正确。,3.(2013安徽理综,20,6分)如图所示,xOy平面是无穷大导体的表面,该导体充满z0的空间为真空。将电荷量为q的点电荷置于z轴上z=h处,则在xOy平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零,则在z轴上z=处的场强大小为(k为静电力常量)() A.

12、kB.kC.kD.k,答案D点电荷q和感应电荷所形成的电场在z0的区域可等效成关于O点对称的电偶极子形成的电场。所以z轴上z=处的场强E=k+k=k,选项D正确。,评析本题的等效关系出自课本内容,要求考生认真阅读课本、牢固掌握基本模型的应用。难度中等。,4.(2015山东理综,18,6分)直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图。M、N两点各固定一负点电荷,一电量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点,则H点处场强的大小和方向分别为(),A.,沿y轴正向B.,沿y轴负向 C.,沿y轴正向D.,沿y轴负向,答案BM、N两

13、处的负点电荷在G处产生的合场强E1与O点处正点电荷在G处产生的场强等大反向,所以E1=,方向沿y轴正向,因为H与G关于x轴对称,所以M、N两处的负点电荷在H 处产生的合场强E2=E1=,方向沿y轴负向。当正点电荷放在G点时,它在H点产生的场强E3= ,方向沿y轴正向,则H处的场强为EH=-=,方向沿y轴负向,B正确。,5.(2015浙江理综,20,6分,)(多选)如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点,A上带有Q=3.010-6 C的正电荷。两线夹角为120,两线上的拉力大小分别为F1和F2。A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B

14、,B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度取g=10 m/s2;静电力常量k=9.0109 Nm2/C2,A、B球可视为点电荷),则(),A.支架对地面的压力大小为2.0 N B.两线上的拉力大小F1=F2=1.9 N C.将B水平右移,使M、A、B在同一直线上,此时两线上的拉力大小F1=1.225 N,F2=1.0 N D.将B移到无穷远处,两线上的拉力大小F1=F2=0.866 N,答案BC小球B和支架组成的整体,在三个力作用下平衡,故有:FN+FAB=mBg,FAB=k,联立两 式解得:FAB=0.9 N,FN=1.1 N,根据牛顿第三定律可判断出A错。小球A在四个力作用下平衡,如

15、图(甲)所示。 (甲) 由对称性可知F1=F2,在竖直方向上有: 2F1 cos 60=2F2 cos 60=mAg+FBA,解得F1=F2=1.9 N,可见B正确。,(乙) 当B球与M、A共线时,A球受力情况如图(乙)所示, 由几何关系可知rAB=0.6 m,FBA=k=0.225 N。将A球所受重力分解在MA和NA的方向上,由 上述两个方向上分力的合力为零可得:F1=1.225 N,F2=1.0 N,故C正确。B球移至无穷远处时,A、B之间的库仑力忽略不计,对A球由三力平衡条件可求得F1=F2=mAg=1.0 N,故D错。,评析本题考查了库仑定律和共点力平衡问题,情景清晰,但计算量稍大。题

16、目难度中等,要求考生镇定、细心。,6.(2014福建理综,20,15分)如图,真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形,边长L=2.0 m。若将电荷量均为q=+2.010-6 C的两点电荷分别固定在A、B点,已知静电力常量k=9.0109 Nm2/C2,求: (1)两点电荷间的库仑力大小; (2)C点的电场强度的大小和方向。,答案(1)9.010-3 N(2)7.8103 N/C沿y轴正方向,解析(1)根据库仑定律,A、B两点电荷间的库仑力大小为 F=k 代入数据得 F=9.010-3 N (2)A、B点电荷在C点产生的场强大小相等,均为 E1=k A、B两点电荷形成的电场在

17、C点的合场强大小为 E=2E1 cos 30 由式并代入数据得 E=7.8103 N/C 场强E的方向沿y轴正向,考点二电场能的性质 A组自主命题江苏卷题组 1.(2016江苏单科,3,3分)一金属容器置于绝缘板上,带电小球用绝缘细线悬挂于容器中,容器内的电场线分布如图所示。容器内表面为等势面,A、B为容器内表面上的两点,下列说法正确的是() A.A点的电场强度比B点的大 B.小球表面的电势比容器内表面的低 C.B点的电场强度方向与该处内表面垂直 D.将检验电荷从A点沿不同路径移到B点,电场力所做的功不同,答案C电场线的疏密表示场强的大小,因为A点处电场线较B点处稀疏,所以EAEB,A项错误;

18、沿着电场线电势逐渐降低,故B项错误;电场线与等势面垂直,C项正确;电场力做功与路径无关,故D项错误。,考查点本题考查了由电场线判断电场强度大小和方向、电势的高低,以及由等势面判断移动电荷做功的知识,涉及知识基础,设置问题简单,属于容易题。,知识链接电场线越密集的地方,电场强度越大;沿电场线方向电势逐渐降低;电场线与等势面处处垂直;沿等势面移动电荷,电场力不做功。,2.(2014江苏单科,4,3分)如图所示,一圆环上均匀分布着正电荷,x轴垂直于环面且过圆心O。下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是() A.O点的电场强度为零,电势最低 B.O点的电场强度为零,电势最高 C.从O点沿x轴正

19、方向,电场强度减小,电势升高 D.从O点沿x轴正方向,电场强度增大,电势降低,易错警示本题易错选A,错误地认为电场强度为零的地方电势最低。电场强度与电势分别是反映电场力的性质和能的性质的物理量,它们之间没有直接的关系,电场强度较大的地方,电势可能较高、可能较低、也可能为零。,考查点本题考查电场、电势、电场强度等知识,同时考查了考生运用微元思想和对称的思想分析问题和解决问题的能力。属于中等难度题。,答案B由微元法和对称的思想分析可知,均匀带电圆环内部O点的场强为零,电势为标量,且正电荷周围的电势为正,故O点电势最高,选项A错、B对;从O点沿x轴正方向电场强度先增大后减小,电势降低,选项C、D错误

20、。,3.(2013江苏单科,6,4分)(多选)将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等。a、b为电场中的两点,则() A.a点的电场强度比b点的大 B.a点的电势比b点的高 C.检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大 D.将检验电荷-q从a点移到b点的过程中,电场力做负功,知识链接不带电的金属球达到静电平衡时,是个等势体,球面是个等势面,内部各处的场强为零。,考查点本题考查电场线、电场强度、电势、电势能与电场力做功等知识,属于容易题。,答案ABD电场线的疏密程度表示场强的大小,A正确;沿电场线方向电势降低,B正确;负电荷在电势越高的位置

21、电势能越小,C错误;因负电荷从a点移到b点的过程中电势能增大,由功能关系知电场力必做负功,D正确。,4.(2015江苏单科,8,4分)(多选)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示。c是两负电荷连线的中点,d点在正电荷的正上方,c、d到正电荷的距离相等,则() A.a点的电场强度比b点的大 B.a点的电势比b点的高 C.c点的电场强度比d点的大 D.c点的电势比d点的低,答案ACD观察题中图可知a点附近电场线比b点附近电场线密,所以EaEb,A项正确;由沿电场线方向电势逐渐降低可知ba,B项错;由场强公式E=k和场强叠加原理可知EcEd,C项 正确;当取无穷远处电势为0时,c为负

22、值,d为正值,所以dc,D项正确。,考查点本题考查静电场、电场线、电势、电场强度等知识,对考生的推理能力有一定的要求。属于中等难度题。,学习指导本题电场线的分布情景是来源于课本但又高于课本,所以我们学习过程中不能只是死记一些典型情景,而是要理解概念和原理,掌握基本规律,培养分析推理能力,解决问题时才能游刃有余。,5.(2017江苏单科,8,4分)(多选)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有() A.q1和q2带有异种电荷 B.x1处的电场强度为零 C.负电荷从x1移到x2,电势能减小 D.负电荷从x1移到x2,受到的电场力增大,答案AC本题考查识

23、别-x图像、场强与电势差的关系、电场力做功与电势能变化关系。-x图线斜率的绝对值表示场强大小,由图可知从x1到x2过程中,图线斜率变小,到x2处斜率为0,即场强从x1到x2一直减小,且E2=0,电场力F=Eq,负电荷从x1移动到x2,受到的电场力减小,选项B、D错误;沿x轴正方向电势由负到正,故x轴上的两个电荷q1、q2为异种电荷,选项A正确;由图可知x1x2,负电荷由低电势到高电势,电场力做正功,电势能减小,选项C正确。,解题关键由U=Ed知-x图线斜率的绝对值表示场强大小。x1=0,则q1、q2带有异种电荷,且分布在x1的两侧。,1.(2018天津理综,3,6分)如图所示,实线表示某电场的

24、电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为M、N,粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN,速度大小分别为vM、vN,电势能分别为EpM、EpN。下列判断正确的是( ) A.vMvN,aMaNB.vMvN,MN C.MN,EpMEpND.aMaN,EpMEpN,B组统一命题、省(区、市)卷题组,答案D本题考查带电粒子在电场中的运动。由粒子的轨迹知电场力的方向偏向右,因粒子带负电,故电场线方向偏向左,由沿电场线方向电势降低,可知NvN。综上所述,选项D正确。,规律总结带电粒子在电场中做曲线运动的定性判断 带电粒子在电场中做曲线运动时受力指向轨迹

25、的凹侧,电场力的方向沿电场线的切线方向;根据速度方向为轨迹的切线方向,并由力和速度方向的夹角判断做功情况,从而确定动能、电势能等物理量的大小关系。,2.(2016课标,15,6分)关于静电场的等势面,下列说法正确的是() A.两个电势不同的等势面可能相交 B.电场线与等势面处处相互垂直 C.同一等势面上各点电场强度一定相等 D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做正功,答案B假设两个电势不同的等势面相交,则交点处的电势就是两个不同的值,这是不可能的,A错误;同一等势面上各点电势相等,而场强不一定相等,C错误;负电荷从高电势处移到低电势处,电势能增加,电场力做负功,D

26、错误。,3.(2016浙江理综,14,6分)以下说法正确的是() A.在静电场中,沿着电场线方向电势逐渐降低 B.外力对物体所做的功越多,对应的功率越大 C.电容器电容C与电容器所带电荷量Q成正比 D.在超重和失重现象中,地球对物体的实际作用力发生了变化,答案A在静电场中,沿电场线电势的变化量=,无论q为正还是为负,总是负的, 即0,表明沿电场线方向电势逐渐降低,A正确;功率P=,功率P的大小由W和t共同决定,B 错误;电容器电容C与电容器所带电荷量无关,C错误;无论超重还是失重,地球对物体的实际作用力不变,D错误。,4.(2018课标,21,6分)(多选)如图,同一平面内的a、b、c、d四点

27、处于匀强电场中,电场方向与此平面平行,M为a、c连线的中点,N为b、d连线的中点。一电荷量为q(q0)的粒子从a点移动到b点,其电势能减小W1;若该粒子从c点移动到d点,其电势能减小W2。下列说法正确的是( ) A.此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行 B.若该粒子从M点移动到N点,则电场力做功一定为 C.若c、d之间的距离为L,则该电场的场强大小一定为 D.若W1=W2,则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差,答案BD本题考查电场力做功与电势能变化量的关系、匀强电场中U=Ed。根据电场力做功与电势能变化量的关系有W1=q(a-b),W2=q(c-d),WMN=q(M-

28、N),根据匀强电场中“同一条直线上两点间的电势差与两点间的距离成正比”的规律可知,UaM=UMc,即a-M=M-c,可得M=,同理可得N=,联立式可得:WMN=,即B项正确。若W1 =W2,则a-b=c-d,结合两式可推出a-M=b-N,即D项正确。由题意无法判定电场强度的方向,故A、C项均错误。,易错点拨注意E=成立的条件 在匀强电场中,E=中的d为始、末两点沿电场线方向上的距离,本题中如果未注意这一条件, 易错选C。,5.(2018课标,21,6分)(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2 V。一电子经过a时的动能为10 eV,从a到d的

29、过程中克服电场力所做的功为6 eV。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f C.该电子经过平面d时,其电势能为4 eV D.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍,答案AB本题考查带电粒子在匀强电场中的运动,能量的转化与守恒等知识。电子从a到d的过程中克服电场力做功6 eV,说明电场方向由af,且Uad=3Uab=3Ubc=3Ucd=3Udf=6 V,故Uab=Ubc=Ucd=Udf=2 V,又因为b=2 V,故a=4 V,c=0 V,d=-2 V,f=-4 V,可知A项正确。Eka=10 eV,从a到f过程中,需克服电场力做功8 eV,Eka|W电|,因

30、为不知道电子的运动方向,故不能确定电子能否到达平面f,故B项正确。电子经过平面d时,其电势能为2 eV,故C项错误。经过平面b时的动能为8 eV,经过平面d时的动能为4 eV,又知Ek=mv2,故=,D项错误。,易错点拨隐含条件的显性化 动能是标量,而速度是矢量,故本题中不知道初速度的具体方向。,6.(2017课标,20,6分)(多选)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标(ra,a)标出,其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c

31、点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是() A.EaEb=41B.EcEd=21 C.WabWbc=31D.WbcWcd=13,答案AC本题考查场强与电势。由图可知:ra=1 m、a=6 V;rb=2 m、b=3 V;rc=3 m、c=2 V;rd=6 m、d=1 V。由点电荷的场强公式E=得EaEbEcEd=369 41,A正确、B错误。由WAB=qUAB=q(A-B)得WabWbcWcd=(a-b)(b-c)(c-d)=311,故C正确、D错误。,方法技巧电场力做功的计算方法 定量计算电场力做功时,第一种方法是利用W=qU;第二

32、种方法是利用功能关系即电场力所做的功等于电势能的变化量;第三种方法是利用动能定理;第四种方法是由功的定义得W=qEl cos 。其中最后一种方法仅适用于匀强电场。,7.(2017课标,21,6分)(多选)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是() A.电场强度的大小为2.5 V/cm B.坐标原点处的电势为1 V C.电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV,答案ABD本题考查场强与电势差的关系、电势能和电场力做功。 设a、c连线上d点电势为17 V,连接

33、b、d,bd为等势线,如图 据U=Ed可知,匀强电场中U与d成正比,则=,即=,得lcd=4.5 cm,则tan = ,=37,过c点作bd的垂线交bd于e点,如图,则lce=lcb sin =6 cm=3.6 cm,Uce=26 V-17 V=9 V, ce方向垂直等势线bd且ce,则ce方向为匀强电场方向,据E=可知E=2.5 V/cm,故A选 项正确。,laO=lcb,故UaO=Ucb,即a-O=c-b,得O=1 V,故B选项正确。 据Ep=q=(-e),aEpb,故C选项错误。 据Wbc=qUbc知Wbc=(-e)Ubc=(-e)(b-c)=(-e)(17-26)V=9 eV,故D选项

34、正确。,方法技巧充分利用U=Ed中场强一定时U与d成正比的关系、直角三角形中tan 37=和sin 3 7=解题。 建立bd等势线,在ac上利用U与d成正比来求d=17 V时cd的长度lcd=4.5 cm,确定=37。 作出等势线的垂线寻找E的方向,再利用=37得到ce长度。 由E=算出E的大小。 在应用Ep=q及W=qU时要注意电子带电荷量为-e,这样判断电子在a、b点电势能高低时不易出错。,8.(2016课标,20,6分)(多选)如图,一带负电荷的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直面(纸面)内,且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知() A.Q点的电势比P点高 B.油滴

35、在Q点的动能比它在P点的大 C.油滴在Q点的电势能比它在P点的大 D.油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小,答案AB由油滴轨迹在竖直面内相对于过P点的竖直线对称可知油滴在水平方向所受合力为0,竖直方向上油滴受重力和电场力,结合曲线轨迹的特点可知电场力竖直向上且电场力大于重力,油滴受力及电场线方向如图所示,由沿电场线方向电势逐渐降低,得Q点的电势比P点的高,A选项正确;油滴从Q点到P点合力做负功,根据动能定理得油滴在Q点的动能大于它在P点的动能,这一过程中电场力做负功,则油滴在Q点的电势能小于它在P点的电势能,故B项正确,C项错;因为重力和电场力为恒力,所以油滴在Q、P两点的加速度相同,故D项错

36、误。,1.(2014山东理综,19,6分,)如图,半径为R的均匀带正电薄球壳,其上有一小孔A。已知壳内的场强处处为零;壳外空间的电场,与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样。一带正电的试探电荷(不计重力)从球心以初动能Ek0沿OA方向射出。下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r的关系图线,可能正确的是( ),C组教师专用题组,答案A由于带正电的试探电荷在球壳内运动时,不受电场力,没有力做功,动能不变,可知C、D项错误。在球壳外,电场力做正功,动能增大,且由F库=k可知随r的增大,F库减小,体现 为Ek-r图线的斜率减小,故选项A正确,B错误。,2.(2014北京理综,15

37、,6分)如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是() A.1、2两点的场强相等B.1、3两点的场强相等 C.1、2两点的电势相等D.2、3两点的电势相等,答案D同一电场中,电场线越密的地方场强越大,所以1点的场强大于2、3两点的场强,A、B错误;同一等势面上各点的电势相等,沿电场线方向电势降低,故C错误,D正确。,3.(2013重庆理综,3,6分)如图所示,高速运动的粒子被位于O点的重原子核散射,实线表示粒子运动的轨迹,M、N和Q为轨迹上的三点,N点离核最近,Q点比M点离核更远,则() A.粒子在M点的速率比在Q点的大 B.三点中,粒子在N点的电势能最大 C

38、.在重核产生的电场中,M点的电势比Q点的低 D.粒子从M点运动到Q点,电场力对它做的总功为负功,答案B粒子与重原子核均带正电,二者之间存在斥力作用,且仅有斥力作用,故两者靠近时斥力做负功,动能减小,电势能增大;远离时斥力做正功,动能增大,综上可知,粒子在Q点时动能最大,速率也最大,A项错误。粒子在N点时电势能最大,B项正确。在正电荷的电场中,场源处电势最高,距场源越远电势越低,M点离O点较近,该点电势较高,C项错误。因在Q点时粒子的动能比在M点时的动能大,故在从M到Q的过程中电场力做的总功为正功,D项错误。,4.(2014课标,21,6分,)(多选)如图,在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四

39、点,M、N、P为直角三角形的三个顶点,F为MN的中点,M=30。M、N、P、F四点处的电势分别用M、N、P、F表示。已知M=N,P=F,点电荷Q在M、N、P三点所在平面内,则() A.点电荷Q一定在MP的连线上 B.连接PF的线段一定在同一等势面上 C.将正试探电荷从P点搬运到N点,电场力做负功 D.P大于M,答案AD由M=N,可知点电荷Q一定在MN连线的中垂线上,过F作MN的垂线交MP于O点,设MF=FN=l,则由几何关系MO=l/cos 30=l,FO=l tan 30=l,OP=MP-MO=MN cos 30- l=l,即FO=OP=l,ON=OM=l,故点电荷一定在MP的连线上的O点,

40、选项A正确(另 解:根据题意M=N,P=F,可知点电荷Q一定在MN的中垂线与PF连线的中垂线的交点处,作PF连线的中垂线交MP于点O,连接O、F两点,由几何知识知OF为MN的中垂线,故点电荷Q一定在MP的连线上的O点,A正确);点电荷形成的电场的等势面是以点电荷为球心的同心球面,线段不可能在球面上,故B选项错误;由图可知OFM=N,将正试探电荷从高电势点搬运到低电势点,电场力做正功,选项C错、D对。,5.(2013天津理综,6,6分)(多选)两个带等量正电的点电荷,固定在图中P、Q两点,MN为PQ连线的中垂线,交PQ于O点,A为MN上的一点。一带负电的试探电荷q,从A点由静止释放,只在静电力作

41、用下运动,取无限远处的电势为零,则() A.q由A向O的运动是匀加速直线运动 B.q由A向O运动的过程电势能逐渐减小 C.q运动到O点时的动能最大 D.q运动到O点时电势能为零,答案BC两个等量正点电荷形成的电场不是匀强电场,在中垂线MN上由无穷远到O点电场强度先增大后减小,电荷q所受电场力为变力,q将做变加速直线运动,A项错误。因q所受电场力方向指向O点,所以q由A向O运动过程中电场力做正功,电势能减小,动能增大,B、C项均正确。因O点电势大于零,故q在O点时的电势能不为零,D项错误。,6.(2017上海单科,13)静电场中某电场线如图所示。把点电荷从电场中的A点移到B点,其电势能增加1.2

42、10-7 J,则该点电荷带电(选填“正”或“负”);在此过程中电场力做功为J。,答案负-1.210-7,解析本题考查电场力做功、电势能的变化。从A到B,电势能增加1.210-7 J,说明电场力做负功,做功为-1.210-7 J,故电场力方向与场强方向相反,该点电荷带负电。,考点三电容器带电粒子在电场中的运动 A组自主命题江苏卷题组 1.(2018江苏单科,5,3分)如图所示,水平金属板A、B分别与电源两极相连,带电油滴处于静止状态。现将B板右端向下移动一小段距离,两金属板表面仍均为等势面,则该油滴() A.仍然保持静止B.竖直向下运动 C.向左下方运动D.向右下方运动,答案D水平金属板间电场沿

43、竖直方向,等势面为一组水平面。带电油滴处于静止状态,说明油滴受到的电场力方向竖直向上且Eq=mg。B板右端向下移动一小段距离,两极板间电压不变,则两极板间的等势面右端同样向下弯曲。电场线与等势面垂直,同样产生弯曲,且电场强度减小。竖直方向上Eyqmg,水平方向上Exq向右,故油滴向右下方运动,故D项正确。,关键点拨物理情景的构建 只需明确初始状态油滴的受力大小及方向即可,与场强的方向及油滴电性的正负无关。 电场线与等势面垂直,分析等势面的分布状态变化是解题关键。 分析水平和竖直两个方向上受力变化,从而判断油滴运动情况。,2.(2012江苏单科,2,3分)一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面

44、积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是() A.C和U均增大B.C增大,U减小 C.C减小,U增大D.C和U均减小,答案B由C=可知,插入电介质后,r增大,电容C增大;由U=可知U减小,故选B。,3.(2017江苏单科,4,3分)如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点。由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。现将C板向右平移到P点,则由O点静止释放的电子() A.运动到P点返回 B.运动到P和P点之间返回 C.运动到P点返回 D.穿过P点,答案A本题考查带电粒子在匀强电场中的加(减)速运动。由题意知,

45、电子在A、B板间做匀加速运动,在B、C板间做匀减速运动,到P点时速度恰好为零,设A、B板和B、C板间电压分别为U1和U2,由动能定理得eU1-eU2=0,所以U1=U2;现将C板右移至P点,由于板上带电荷量没有变化,B、C板间电场强度E=,E不变,故电子仍运动到P点返回,选项A正确。,解题关键C板移动过程中,板间场强不变,能分析出这个结论是解答本题的关键点。,4.(2015江苏单科,7,4分)(多选)一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场,电场方向水平向左。不计空气阻力,则小球() A.做直线运动B.做曲线运动 C.速率先减小后增大D.速率先增大后减小,答案BC刚开始时带电小球所受重力

46、与电场力的合力F跟v0不在同一条直线上,所以它一定做曲线运动,A项错误,B项正确。因重力与电场力的合力F为恒力,其方向与初速度方向的夹角为钝角,所以带电小球的速率先减小后增大,故C项正确,D项错误。,考查点本题通过带电粒子在匀强电场中和重力场中的运动,考查对力的合成与分解、运动的合成与分解、曲线运动的条件等知识的理解和应用,属于中等难度题。,易错分析易错选A。可能的原因有:错误地认为小球在运动过程中不受重力作用;未掌握物体做直线运动和曲线运动的条件。,5.(2011江苏单科,8,4分)(多选)一粒子从A点射入电场,从B点射出,电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示,图中左侧前三个等势面彼此平行,

47、不计粒子的重力。下列说法正确的有( ) A.粒子带负电荷 B.粒子的加速度先不变,后变小 C.粒子的速度不断增大 D.粒子的电势能先减小,后增大,答案AB电场线与等势面垂直,可知右侧虚线上方电场线斜向右上方偏,而粒子向下偏,说明粒子带负电,故A正确;等势面的疏密表示电场强度的大小,故B正确;粒子做减速运动,故C错误;粒子所受的电场力一直做负功,电势能增加,D错误。,评析本题考查带电粒子在电场中的运动问题,属于中档题。灵活运用等势面与电场强度的关系,熟悉粒子的运动轨迹与所受力的关系是解答此类问题的关键。,1.(2018北京理综,19,6分)研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说

48、法正确的是() A.实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电 B.实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小 C.实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大 D.实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大,B组统一命题、省(区、市)卷题组,答案A本题考查平行板电容器。带电玻璃棒接触a板,a板会带上同种电荷,同时b板上会感应出异种电荷,故A正确;静电计指针张角反映电容器两板间电压,将b板上移,正对面积S减小,电容C减小,板间电压U增大,故指针张角变大,B错;插入有机玻璃板,相对介电常数r增大,电容C增大,板间电压U减小,指针张角变小,C错;只

49、增加极板带电量Q,板间电压U增大,但电容保持不变,故D错。,解题关键电容器中各量的变化关系 电容C=及C=,对这两个公式的理解及各量的物理含义的认识,是解答本题的关键。,2.(2016天津理综,4,6分)如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在P点的点电荷,以E表示两板间的电场强度,Ep表示点电荷在P点的电势能,表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则() A.增大,E增大B.增大,Ep不变 C.减小,Ep增大D.减小,E不变,答案D极板移动过程中带电荷量Q保持不变,静电计指针张角

50、变化反映板间电势差U的变化,由C=和C=可知,极板下移,d减小,C增大,U减小,又E=,则E不变,Ep不变,综合 上述,只有D选项正确。,3.(2015安徽理综,20,6分,)已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为, 其中为平面上单位面积所带的电荷量,0为常量。如图所示的平行板电容器,极板正对面积为S,其间为真空,带电荷量为Q。不计边缘效应时,极板可看做无穷大导体板,则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为() A.和B.和 C.和D.和,答案D由题意知带电荷量为Q的极板上单位面积所带的电荷量=,故一个极板激发的 电场的场强大小E=,而平行板电容器两极板带等量异种

51、电荷,在极板间激发的电场等 大同向,由电场叠加原理知,极板间的电场强度大小为E合=2E=;两极板间相互的静电引力F =EQ=,选项D正确。,4.(2018课标,21,6分)(多选)如图,一平行板电容器连接在直流电源上,电容器的极板水平;两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反,使它们分别静止于电容器的上、下极板附近,与极板距离相等。现同时释放a、b,它们由静止开始运动。在随后的某时刻t,a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面。a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是() A.a的质量比b的大 B.在t时刻,a的动能比b的大 C.在t时刻,a和b的电势能相等 D.在t时刻,a和b的

52、动量大小相等,答案BD本题考查电容器和带电粒子在电场中的运动。由题设条件可知,微粒a向下运动,微粒b向上运动,且在相等时间内,位移xaxb,由运动学公式及牛顿第二定律可得:x=t2,则ma Ekb,选项B正确;由动量定理可得:qEt=p,则pa与pb大小相等,选项D正确;在t时刻,a、b在同一水平面上,电势相等,而两微粒的电性不同,由Ep=q,可知a和b的电势能不相等,选项C错误。,易错点拨对Ep=q的理解 Ep=q中,电势能Ep、电荷量q和电势都为标量,但有正负之分,在利用该式进行分析时,要求将正、负号代入进行计算,否则容易出现错误。,5.(2015山东理综,20,6分,)(多选)如图甲,两

53、水平金属板间距为d,板间电场强度的变化规律如图乙所示。t=0时刻,质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间,0时间内微粒匀 速运动,T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在0T时间内运动的描述,正确的是() A.末速度大小为v0B.末速度沿水平方向 C.重力势能减少了mgdD.克服电场力做功为mgd,答案BC由题意知qE0=mg,所以与T时间内微粒的加速度等大反向,大小都等 于g。时间内微粒只在重力作用下的竖直末速度vy1=g,竖直位移y1=g,在T 时间内微粒的竖直末速度vy2=vy1-g=0,竖直位移y2=vy1-g=g,所以y1

54、=y2=,微粒 克服电场力做功W=q2E0=2mg=mgd,在重力作用下微粒的竖直位移为,其重力势能减 少了mgd。综上可知A、D错误,B、C正确。,6.(2015课标,24,12分)如图,一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子在匀强电场中运动,A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0,方向与电场方向的夹角为60;它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30。不计重力。求A、B两点间的电势差。,解析设带电粒子在B点的速度大小为vB。粒子在垂直于电场方向上的速度分量不变,即 vB sin 30=v0 sin 60 由此得vB=v0 设A、B两点间的电势差为UAB,由动能定理有

55、qUAB=m(-) 联立式得 UAB=,答案,7.(2017课标,25,20分)真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0。在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变。持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点。重力加速度大小为g。 (1)求油滴运动到B点时的速度。 (2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1和v0应满足的条件。已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍。,解析本题

56、考查电场、牛顿运动定律、匀变速直线运动。 (1)设油滴质量和电荷量分别为m和q,油滴速度方向向上为正。油滴在电场强度大小为E1的匀强电场中做匀速直线运动,故电场力方向向上。在t=0时,电场强度突然从E1增加至E2时,油滴做竖直向上的匀加速运动,加速度方向向上,大小a1满足 qE2-mg=ma1 油滴在时刻t1的速度为 v1=v0+a1t1 电场强度在时刻t1突然反向,油滴做匀变速运动,加速度方向向下,大小a2满足 qE2+mg=ma2 油滴在时刻t2=2t1的速度为 v2=v1-a2t1 由式得 v2=v0-2gt1 (2)由题意,在t=0时刻前有,答案见解析,qE1=mg 油滴从t=0到时刻

57、t1的位移为 s1=v0t1+a1 油滴在从时刻t1到时刻t2=2t1的时间间隔内的位移为 s2=v1t1-a2 由题给条件有 =2g(2h) 式中h是B、A两点之间的距离。 若B点在A点之上,依题意有 s1+s2=h 由式得 E2=E1 为使E2E1,应有,2-+1 即当 0 才是可能的;条件式和式分别对应于v20和v2E1,应有,2-1 即 t1 另一解为负,不合题意,已舍去。,解题指导多阶段运动 物体的运动不仅仅取决于物体所受外力,还与物体的初速度有关。在多阶段运动过程中,当物体所受外力突变时,物体由于惯性而速度不发生突变,故物体在前一阶段的末速度即物体在后一阶段的初速度。对于多阶段运动

58、过程中物体在各阶段中发生的位移之间的联系,可以通过作运动过程草图来获得。,8.(2017课标,25,20分)如图,两水平面(虚线)之间的距离为H,其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的A点将质量均为m、电荷量分别为q和-q(q0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开。已知N离开电场时的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N刚离开电场时动能的1.5倍。不计空气阻力,重力加速度大小为g。求 (1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比; (2)A点距电场上边界的高度; (3)该电场的电场强度

59、大小。,答案(1)31(2)H(3),解析本题考查匀变速直线运动、运动的分解、电场、动能定理。 (1)设小球M、N在A点水平射出时的初速度大小为v0,则它们进入电场时的水平速度仍然为v0。M、N在电场中运动的时间t相等,电场力作用下产生的加速度沿水平方向,大小均为a,在电场中沿水平方向的位移分别为s1和s2。由题给条件和运动学公式得 v0-at=0 s1=v0t+at2 s2=v0t-at2 联立式得=3 (2)设A点距电场上边界的高度为h,小球下落h时在竖直方向的分速度为vy,由运动学公式 =2gh H=vyt+gt2 M进入电场后做直线运动,由几何关系知 =,联立式可得 h=H (3)设电场强度的大小为E,小球M进入电场后做直线运动,则 = 设M、N离开电场时的动能分别为Ek1、Ek2,由动能定理得 Ek1=m(+)+mgH+qEs1 Ek2=m(+)+mgH-qEs2 由已知条件 Ek1=1.5Ek2 联立式得 E=,解题关键N离开电场时的速度方向竖直向下N在水平方向的速度恰好减速到0;方向水平向右的匀强电场M、N在竖直方向只受重力,二者在电场中的运动时间相等;刚离开电场时M的动能为N的1.5倍建立等式确定电场力和重力的关系