四川省高考物理復習全輯 第1講 電場講與練選修31含解析

1、電場李仕才第1講電場考試內(nèi)容及要求知識內(nèi)容學考要求2015.10考題2016.4考題2016.10考題2017.4考題2017.11考題2018.4考題2018.6考題電荷及其守恒定律b616庫侖定律c114133616電場強度c138611電勢能和電勢b138111電勢差b電容器的電容b72帶電粒子在電場中的運動b88一、電荷及其守恒定律1電荷及其相互作用(1)自然界中只有兩種電荷：正電荷和負電荷(2)電荷間的相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引2三種起電方式摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電3帶電實質(zhì)：物體帶電的實質(zhì)都是電荷的轉(zhuǎn)移4電荷量與元電荷(1)物體帶電的多少叫電荷量，在國際單位制

2、中，它的單位是庫侖，簡稱庫，用c表示最小的電荷量叫做元電荷，用e表示，e1.60×1019 c.(2)所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是e的整數(shù)倍5電荷守恒定律電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量保持不變特別提醒(1)摩擦起電是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上；感應(yīng)起電是電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分(2)帶電體能吸引輕小物體(3)完全相同的金屬球接觸時，若原來兩球帶同種電荷，電荷量相加后均分；若原來兩球帶有異種電荷，則電荷先中和再均分例1m和n是兩個原來都不帶電的物體，它們互相摩擦后m帶1.6

3、×1010 c正電荷，對此，下列判斷中正確的是()a在摩擦前m和n的內(nèi)部沒有任何電荷b摩擦的過程中電子從m轉(zhuǎn)移到nc摩擦的過程中，創(chuàng)造了1.6×1010 c的正電荷d摩擦的過程中，消滅了1.6×1010 c的正電荷答案b解析摩擦起電的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，說明在摩擦前m和n內(nèi)部都有電荷，故選項a錯誤；互相摩擦后m帶1.6×1010 c正電荷，實質(zhì)上是m上有1.6×1010 c的電子轉(zhuǎn)移到n上，故選項b正確；摩擦過程電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，故c、d錯誤例2(2017·江山實驗中學10月質(zhì)檢)使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器，驗電器的金屬

4、箔片張開，如圖所示驗電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是()答案b解析把帶電金屬球移近不帶電的驗電器，若金屬球帶正電荷，則將導體上的自由電子吸引上來，這樣驗電器的上部將帶負電荷，箔片帶正電荷；若金屬球帶負電荷，則將導體上的自由電子被排斥到最遠端，這樣驗電器的上部將帶正電荷，箔片帶負電荷，故選項b正確二、庫侖定律1庫侖定律(1)內(nèi)容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上(2)公式：fk，其中比例系數(shù)k叫做靜電力常量，k9.0×109 n·m2/c2.(3)適用條件：真空中的靜止點電荷2點電荷點電

5、荷：形狀和大小對研究問題的影響可忽略不計的帶電體稱為點電荷點電荷類似于力學中的質(zhì)點，也是一種理想化模型例3(2018·浙江4月學考·6)真空中兩個完全相同、帶等量同種電荷的金屬小球a和b(可視為點電荷)，分別固定在兩處，它們之間的靜電力為f.用一個不帶電的同樣金屬球c先后與a、b球接觸，然后移開球c，此時a、b球間的靜電力為()a. b. c. d.答案c解析設(shè)a、b兩金屬小球開始帶電荷量為q，距離為r，則fk，用一個不帶電的金屬球c先后與a、b接觸，與a接觸完后，a、c帶電荷量分別為，再與b接觸后，b、c帶電荷量分別為q，fkf，因此選c.例4(2018·牌頭中

6、學期中)如圖1所示，a和b均可視為點電荷，a固定在絕緣支架上，b通過絕緣輕質(zhì)細線連接在天花板上，由于二者之間庫侖力的作用，細線與水平方向成30°角a、b均帶正電，電荷量分別為q、q，a、b處于同一高度，二者之間的距離為l.已知靜電力常量為k，重力加速度為g.則b的質(zhì)量為()圖1a. b.c. d.答案d解析對b受力分析如圖所示，ftcos 30°kftsin 30°mg聯(lián)立解得：m，故選d.三、電場強度1定義及定義式：試探電荷q在電場中某個位置所受的力與它的電荷量的比值叫電場強度公式e，單位n/c或v/m.2點電荷場強公式：e，其中q為場源電荷3方向：與在該點的正

7、電荷所受靜電力的方向相同，與負電荷的受力方向相反4電場線(1)電場線的特點曲線上某一點的切線方向表示該點的場強方向；起始于無限遠或正電荷，終止于負電荷或無限遠；任意兩條電場線不相交；電場線的疏密表示電場的強弱(2)幾種典型電場的電場線分布(如圖2所示)圖2例5如圖3所示，真空中有四點a、b、c、d在一條直線上，abbccd，當只在a點放一電荷量為q的點電荷時，b點場強為e，若再將等量異號的點電荷q放在d點，則()圖3ab點場強為e，方向水平向右bb點場強為e，方向水平向右cbc線段的中點場強為零db、c兩點的場強不相同答案b解析設(shè)abr，則由題意知，e，當在d點放點電荷q后，b點場強ebeee

8、，方向水平向右，選項a錯誤，b正確；由場強的疊加和對稱性可知，bc線段的中點場強不為零，b、c兩點場強相同，選項c、d錯誤例6(2018·浙江名校新高考聯(lián)盟第一次聯(lián)考)各電場中，a、b兩點電場強度相同的是()答案c四、電勢能和電勢1電勢能(1)靜電力做功特點：在靜電場中移動電荷時，靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)(2)電勢能：定義：電荷在電場中具有的勢能，電勢能用ep表示電勢能的相對性：通常取無窮遠處或大地表面為電勢能的零點(3)靜電力做功與電勢能的關(guān)系：靜電力做的功等于電勢能的減少量，表達式為：wabepaepb.2電勢(1)定義：電荷在電場中某一點

9、的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點的電勢(2)表達式：，ep表示電荷q的電勢能，的單位為伏特，符號為v.(3)電勢是標量，其大小與電勢零點的選取有關(guān)，具有相對性(4)電勢高低的判斷：沿著電場線方向電勢逐漸降低，逆著電場線方向電勢逐漸升高3等勢面幾種常見電場的等勢面：(如圖4所示)圖4例7(2018·浙江名校聯(lián)盟第三次聯(lián)考)電性未知的試探電荷q在電場強度為e的勻強電場中沿2條不同路徑從a點移動到b點，一條是直線，另一條從a點先到m點再到b點，如圖5所示，下列有關(guān)說法正確的是()圖5a從圖中可以看出，電場中a點的電勢高于b點，a點的電場強度也大于b點b試探電荷q沿上述兩種路徑移動的過

10、程中，電勢能一定都變小c試探電荷q沿上述兩種路徑移動的過程中，電場力做功一定相等d如果試探電荷從a沿直線到b的過程中電場力對它做負功，則該試探電荷帶正電答案c解析此電場為勻強電場，a錯誤；因為不知道電荷q的電性，無法確定電勢能的變化情況，b錯誤；電場力做功與路徑無關(guān)，c正確；若試探電荷從a至b電場力對它做負功，則電場力的方向向左，試探電荷帶負電，d錯誤例8(2016·浙江10月學考·8)如圖6所示為某一電場的電場線，m、n、p為電場線上的三個點，m、n是同一電場線上的兩點，下列判斷正確的是()圖6am、n、p三點中n點的場強最大bm、n、p三點中n點的電勢最高c負電荷在m點

11、的電勢能大于在n點的電勢能d正電荷從m點自由釋放，電荷將沿電場線運動到n點答案a解析電場線的疏密反映了電場的強弱，所以n點場強最大，選項a正確；順著電場線的方向，電勢降低，m點的電勢最高，選項b錯誤；根據(jù)epq，mpn可知，負電荷在m點電勢能小于在n點的電勢能，選項c錯誤；正電荷在m點自由釋放，電荷在電場力的作用下運動，但是運動軌跡并不沿電場線，選項d錯誤五、電勢差1電勢差(1)定義：電荷q在電場中從a移動到b時，靜電力所做的功wab跟它的電荷量q的比值，叫做a、b間的電勢差，也叫電壓(2)定義式：uab.(3)單位：伏(v)2電勢差與電勢的關(guān)系uabab，uabuba例9在電場中a、b兩點間

12、的電勢差uab75 v，b、c兩點間的電勢差ubc200 v，則a、b、c三點的電勢高低關(guān)系為()aa>b>c ba<c<bcc>a>b dc>b>a答案c解析uab75 v，ab75 v，ab75 v，ubc200 v，bc200 v，cb200 v，則c>a>b，故c正確六、電容器的電容1電容器(1)定義：任何兩個彼此絕緣又相距很近的導體，都可以看作一個電容器，電容器是儲存電荷和電場能的裝置(2)充電和放電：讓不帶電的電容器兩極板分別帶上等量異種電荷的過程叫充電；讓兩極板上的電荷中和，電容器又不帶電的過程叫放電2電容(1)定義：電

13、容器所帶的電荷量q與電容器兩極板間的電勢差u的比值(2)定義式：c.c是比值法定義的物理量，與q、u無關(guān)(3)物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量(4)單位：基本單位是f(法)，此外還有f(微法)、pf(皮法)，1 f106 f1012 pf.3平行板電容器的電容的決定式：c，從此式看出，平行板電容器電容大小與極板的正對面積成正比，與兩板間距離成反比，還與電介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)例10(2016·浙江4月學考·7)關(guān)于電容器，下列說法正確的是()a在充電過程中電流恒定b在放電過程中電容減小c能儲存電荷，但不能儲存電能d兩個彼此絕緣又靠近的導體可視為電容器答案d解析電容器

14、充、放電過程中電流都是變化的，a錯誤；電容大小是電容器本身的屬性，由自身決定，與放電、充電無關(guān)，b錯誤；電容器儲存電荷的過程即儲存電能的過程，c錯誤；兩個彼此絕緣又靠近的導體可視為電容器，d正確例11(2018·寧波市期末“十校聯(lián)考”)要使平行板電容器的電容增加，可采用的方法是()a增大兩極板正對面積b增大兩極板間距c增大兩板之間的電壓d使極板帶電荷量增加答案a解析由c知，s增大，c增大，a正確；d增大，c減小，b錯誤；c大小與u、q無關(guān)，c、d錯誤七、帶電粒子在電場中的運動1基本粒子的受力特點：對于質(zhì)量很小的基本粒子，如電子、質(zhì)子等，雖然它們也會受到萬有引力(重力)的作用，但萬有引

15、力(重力)一般遠小于靜電力，可以忽略2帶電粒子的加速：初速度為零的帶電粒子，經(jīng)電場加速后，qumv2，則v .3.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)(垂直于電場射入)(限于勻強電場、粒子重力不計)(1)運動狀態(tài)分析：如圖7所示，粒子受恒定的靜電力，在電場中做勻變速曲線運動(類平拋運動)圖7(2)處理方法：運動的分解沿初速度v0方向做勻速運動，lv0t沿電場力方向做勻加速運動：a，vyat，tan ，yat2()2例12(2017·浙江4月學考·8)如圖8所示，在豎直放置間距為d的平行板電容器中，存在電場強度為e的勻強電場有一質(zhì)量為m、電荷量為q的點電荷從兩極板正中間處靜止釋放重力加速度

16、為g.則點電荷運動到負極板的過程()圖8a加速度大小為agb所需的時間為t c下降的高度為yd電場力所做的功為weqd答案b解析點電荷受到重力、電場力的作用，所以a，選項a錯誤；水平方向點電荷的運動時間為t，則×t2，化簡得t ，選項b正確；下降高度ygt2，選項c錯誤；電場力做功w，選項d錯誤例13垂直電場方向射入的粒子流，分離成如圖9所示的三束，關(guān)于三束粒子流帶電情況的判斷，下列說法正確的是()圖9aa帶正電，b帶負電，c不帶電ba帶負電，b帶正電，c不帶電ca帶正電，c帶負電，b不帶電da帶負電，c帶正電，b不帶電答案b解析垂直電場方向射入的粒子流，帶正電的粒子受到的電場力與電

17、場強度方向相同，向電場強度方向偏轉(zhuǎn)，帶負電的粒子受到的電場力與電場強度方向相反，向電場強度的反方向偏轉(zhuǎn)，不帶電的粒子不受電場力，沿直線前進而不偏轉(zhuǎn)可以判斷a帶負電，b帶正電，c不帶電，b正確1(2018·溫州市適應(yīng)性考試)如圖10所示，取一對用絕緣柱支持的導體a和b，使它們彼此接觸起初它們不帶電，貼在下部的金屬箔是閉合的現(xiàn)在把帶正電荷的物體c移近導體a，下列說法正確的是()圖10aa的左端感應(yīng)出正電荷，b的右端感應(yīng)出負電荷ba上的金屬箔張開，b上的金屬箔保持閉合c把a和b分開，然后移去c，a、b上的金屬箔仍保持張開d先移去c，再把a和b分開，a、b上的金屬箔仍保持張開答案c解析帶正電

18、的物體c移近導體a，由于靜電感應(yīng)，a的左端感應(yīng)出負電荷，b的右端感應(yīng)出正電荷，兩金屬箔都張開，故選項a、b錯誤；先分開a、b，再移去c，因為感應(yīng)出的電荷不會消失，所以導體a帶負電，導體b帶正電，金屬箔仍保持張開，故c選項正確；先移走c，導體a、b中的電荷發(fā)生中和，分開a、b后，a、b均不帶電，a、b上的金屬箔都閉合，故選項d錯誤2(2018·浙江6月學考·16)如圖11所示，真空中兩個完全相同的絕緣帶電金屬小球a、b(均可看做點電荷)，分別帶有q和q的電荷量，兩球間靜電力為f.現(xiàn)用一個不帶電的同樣的金屬小球c先與a接觸，再與b接觸，然后移開c，接著再使a、b間距離增大為原來

19、的2倍，則它們間的靜電力大小為()圖11a.f b.fc.f d.f答案c解析用不帶電的c與a接觸，則a、c帶電荷量均為q，當c再與b接觸，則b帶電荷量為qbq，根據(jù)庫侖定律得，fk，ff，選項c正確3(2018·浙江6月學考·11)如圖12所示是點電荷q的電場線分布，a、b是某一電場線上的兩點，則()圖12aq帶負電荷ba點電勢比b點電勢高ca、b兩點電場強度相等d正電荷在a點電勢能大于在b點電勢能答案a解析根據(jù)點電荷的電場線特點可知，q為負電荷，選項a對根據(jù)電場線的性質(zhì)，b處電勢高，a點電場強度大，正電荷在b處的電勢能大，所以選項b、c、d錯4(2018·紹興

20、市新昌中學模擬)如圖13所示為靜電除塵原理圖，廢氣先經(jīng)過一個機械過濾裝置再進入靜電除塵區(qū)圖中虛線是某一帶負電的塵埃(不計重力)僅在電場力作用下向集塵極遷移并沉積的軌跡，a、b兩點是軌跡與電場線的交點不考慮塵埃在遷移過程中的相互作用和電荷量變化，則以下說法正確的()圖13aa點電勢高于b點電勢b塵埃在a點的加速度大于在b點的加速度c塵埃在遷移過程中做勻變速運動d塵埃在遷移過程中電勢能一直在增大答案b5(2018·浙江6月學考·2)下列電學元器件屬于電容器的是()答案a6.如圖14所示，m和n是勻強電場中的兩個等勢面，相距為d，電勢差為u，一質(zhì)量為m(不計重力)、電荷量為q的粒

21、子，以速度v0通過等勢面m射入兩等勢面之間，則該粒子穿過等勢面n的速度應(yīng)是()圖14a. bv0 c. d. 答案c解析由動能定理得：qumnqumv2mv，解得v，故c正確7.如圖15所示，一帶正電粒子以初速度v0垂直射入勻強電場中，該粒子將()圖15a向左偏轉(zhuǎn)b向右偏轉(zhuǎn)c向紙外偏轉(zhuǎn)d向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)答案a解析帶正電粒子射入勻強電場中受到向左的靜電力，做曲線運動，軌跡向受力方向彎曲，故a正確一、選擇題1(2018·浙江名校新高考聯(lián)盟第二次考試)下列各物理量中，其值與放入的試探電荷電荷量大小有關(guān)的是()a電場強度e b電勢c電勢差u d電場力做的功w答案d2(2018·寧波市學考

22、模擬)2017年春節(jié)開學摸底考試時，王強同學不小心將一滴墨水滴在了試卷上，導致小數(shù)點后的一位數(shù)字看不清了，如圖1所示片刻緊張之后，該同學很快判斷出被掩蓋的數(shù)字，并且正確解答了本題，則被掩蓋的數(shù)字是()圖1a2 b4 c6 d8答案c解析被掩蓋的數(shù)字最小是0，最大是9，由于任何帶電體所帶電荷量都是元電荷電荷量的整數(shù)倍，即1.6×1019 c的整數(shù)倍，選項c正確3(2017·余杭、蕭山、新登、昌化四校期中)使兩個完全相同的金屬小球(均可視為點電荷)分別帶上3q和5q的電荷后，將它們固定在相距為a的兩點，它們之間庫侖力的大小為f1，現(xiàn)用絕緣工具使兩小球相互接觸后，再將它們固定在相

23、距為2a的兩點，它們之間庫侖力的大小為f2，則f1f2()a21 b41 c161 d601答案d解析兩球接觸前，由庫侖定律得f1k，兩球接觸后，由于兩小球完全相同，故接觸后帶電荷量相同，即qq，由庫侖定律得f2k，則60，選項d正確，a、b、c錯誤4(2017·紹興市9月診斷考試)利用如圖2所示的裝置研究點電荷之間的相互作用力，當a帶電荷量為q，質(zhì)量為m，b帶電荷量為q，質(zhì)量為m時，b靜止后，繩子偏離豎直方向的角度為，兩電荷連線水平且相距為l，則()圖2atan b若將b質(zhì)量增大，繩子偏離豎直方向的角度增大c若將a質(zhì)量增大，繩子偏離豎直方向的角度增大d若將a向左移動，繩子偏離豎直方

24、向的角度增大答案a5(2017·浙江11月學考·6)電場線的形狀可以用實驗來模擬，把頭發(fā)屑懸浮在蓖麻油里，加上電場，頭發(fā)屑就按照電場的方向排列起來，如圖3所示關(guān)于此實驗，下列說法正確的是()圖3aa圖是模擬兩等量同種電荷的電場線bb圖一定是模擬兩等量正電荷的電場線ca圖中的a、b應(yīng)接高壓起電裝置的兩極db圖中的a、b應(yīng)接高壓起電裝置的兩極答案c解析由題圖可知，a圖是模擬兩等量異種電荷的電場線，b圖是模擬兩等量同種電荷的電場線，但無法辨別兩電荷是正電荷還是負電荷，故選c.6(2018·慈溪市期中)點電荷a和b，分別帶正電和負電，電荷量分別為4q和q，如圖4所示，在a

25、b連線上電場強度為零的點在()圖4aa和b之間 ba右側(cè)cb左側(cè) da的右側(cè)及b的左側(cè)答案c解析因為a帶正電，b帶負電，所以只有a右側(cè)和b左側(cè)電場強度方向相反，因為qa>qb，所以只有b左側(cè)，才有可能ea與eb等大反向，使ea和eb矢量和為零，故選項c正確7(2018·浙江名校協(xié)作體質(zhì)檢)下列四幅圖中(如圖5)，有關(guān)電場說法正確的是()圖5a圖甲為等量同種電荷形成的電場線b圖乙離點電荷距離相等的a、b兩點場強相同c圖丙中在c點由靜止釋放一正電荷，僅在電場力作用下可以沿著電場線運動到d點d圖丁中把某一電荷從e點平行于金屬板方向移動到f點，電場力不做功答案d8(2017·

26、臺州市9月質(zhì)量測評)如圖6甲所示，一條電場線與ox軸重合，取o點電勢為零，ox方向上各點的電勢隨x變化的情況如圖乙所示若在o點由靜止釋放一電子，且電子僅受電場力的作用，則()圖6a電場的方向沿ox正方向b電子沿ox正方向運動c電場強度沿ox方向增大d電子的電勢能將增大答案b9(2018·溫州市六校聯(lián)考)如圖7所示是等量異種點電荷形成的電場線，a、b處于同一電場線上，且對稱于兩點電荷連線的垂直平分線，以下說法正確的是()圖7aa、b兩點場強相同ba點的電勢比b點的電勢低c若把一質(zhì)子從a點移到b點，則質(zhì)子的電勢能減小d若將一負點電荷從a點無初速度釋放，則一定會沿一條電場線運動到b點答案c

27、10(2018·浙江4月學考·11)一帶電粒子僅在電場力作用下從a點開始以v0做直線運動，其vt圖象如圖8所示粒子在t0時刻運動到b點，3t0時刻運動到c點，下列判斷正確的是()圖8aa、b、c三點的電勢關(guān)系為b>a>cba、b、c三點的場強大小關(guān)系為ec>eb>eac粒子從a點經(jīng)b點運動到c點，電勢能先增加后減少d粒子從a點經(jīng)b點運動到c點，電場力先做正功后做負功答案c解析由題圖知帶電粒子在0t0時間內(nèi)做減速運動，電場力做負功，電勢能增大；在t03t0時間內(nèi)帶電粒子反方向加速運動，電場力做正功，電勢能減小，所以c正確，d錯誤；因為不知道帶電粒子電性

28、，故無法判斷電勢的高低，所以a錯誤；圖象中斜率表示帶電粒子的加速度，eqma，可知a、b、c三點中b點電場強度最大，b錯誤11(2018·浙江名校聯(lián)盟第三次聯(lián)考)下列關(guān)于電容器的相關(guān)知識描述正確的是()圖9a圖9甲為電容器充電示意圖，充完電后電容器上極板帶正電，兩極板間的電壓u等于電源的電動勢eb圖乙為電容器放電示意圖，若電容器上極板帶電荷量為q，則放電過程中通過安培表的電流方向從右向左，流過的總電荷量為2qc圖丙為電解電容器的實物圖和符號，圖丁為可變電容器及其符號，兩種電容器使用時都嚴格區(qū)分正負極d圖戊中的電容器上有“5.5 v1.0 f”字樣，說明該電容器只有兩端加上5.5 v的

29、電壓時電容才為1.0 f答案a12.(2015·浙江10月學考·11)如圖10所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球a系在長為l的絕緣輕繩下端，另一電荷量也為q的小球b位于懸掛點的正下方(a、b均視為點電荷)，輕繩與豎直方向成30°角，小球a、b靜止于同一高度已知重力加速度為g，靜電力常量為k，則兩球間的靜電力為()圖10a. b.cmg d.mg答案a解析兩球間的靜電力fk，而rlsin 30°，故f，a正確，b錯誤；對a受力分析，如圖所示，故靜電力fmgtan 30°mg，c、d錯誤13(2016·浙江4月學考·8)密立根油滴實驗原理如圖11所示，兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負極相接，板間電壓為u、間距為d，形成豎直向下場強為e的勻強電場用噴霧器從上板中間的小孔噴入大小、質(zhì)量和電荷量各不相同的油滴通過顯微鏡可找到懸浮不動的油滴，若此懸浮油滴的質(zhì)量為m，則下列說法正確的是()圖11a懸浮油滴帶正電b懸浮油滴的電荷量為c增大場強