2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題8靜電澄件

專題八靜電場考點(diǎn)1電荷守恒定律庫侖定律題組1電荷守恒定律庫侖定律答案

【技巧點(diǎn)撥】

解題的關(guān)鍵是根據(jù)庫侖定律的表達(dá)式,求出k的表達(dá)式.從而確定其單位.題組1電荷守恒定律庫侖定律答案2.C

【解題思路】

將一帶正電荷的物體C置于A附近,由于靜電感應(yīng),此時(shí)A帶負(fù)電,B帶正電,則A項(xiàng)錯(cuò)誤;由于整個(gè)導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),即整個(gè)導(dǎo)體為等勢體,A、B電勢相等,B項(xiàng)錯(cuò)誤;移去C,由于A、B中正負(fù)電荷中和,則貼在A、B下部的金屬箔閉合,C項(xiàng)正確;先把A和B分開,然后移去C,此時(shí)A帶負(fù)電,B帶正電,貼在A、B下部的金屬箔都張開,則D項(xiàng)錯(cuò)誤.2.[2016浙江·15,6分,難度★★☆☆☆]如圖所示,兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體A和B,用一對絕緣柱支持使它們彼此接觸.

把一帶正電荷的物體C置于A附近,貼在A、B下部的金屬箔都張開,(

)A.此時(shí)A帶正電,B帶負(fù)電B.此時(shí)A電勢低,B電勢高C.移去C,貼在A、B下部的金屬箔都閉合D.先把A和B分開,然后移去C,貼在A、B下部的金屬箔都閉合題組1電荷守恒定律庫侖定律答案

【易錯(cuò)警示】

求解本題易忽視力的方向問題而錯(cuò)選A,力是矢量,負(fù)號表示力的方向與F的方向相反.題組1電荷守恒定律庫侖定律答案

題組2庫侖力作用下的平衡問題答案5.D

【解題思路】對P、Q整體進(jìn)行受力分析可知,在水平方向上整體所受電場力為零,所以P、Q必帶等量異種電荷,選項(xiàng)AB錯(cuò)誤;對P進(jìn)行受力分析可知,勻強(qiáng)電場對它的電場力應(yīng)水平向左,與Q對它的庫侖力平衡,所以P帶負(fù)電荷,Q帶正電荷,選項(xiàng)D正確,C錯(cuò)誤.5.[2019全國Ι·15,6分,難度★★★☆☆]如圖,空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)電場,兩個(gè)帶電小球P和Q用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下,兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直,則(

)A.P和Q都帶正電荷B.P和Q都帶負(fù)電荷C.P帶正電荷,Q帶負(fù)電荷D.P帶負(fù)電荷,Q帶正電荷題組2庫侖力作用下的平衡問題答案

【方法總結(jié)】

平衡問題需要做好受力分析,利用幾何知識,一般采用正交分解法求解.題組2庫侖力作用下的平衡問題答案

7.[2016上?！?4,4分,難度★★★☆☆]如圖,質(zhì)量為m的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn),處于靜止?fàn)顟B(tài).施加一水平向右的勻強(qiáng)電場后,A向右擺動,擺動的最大角度為60°,則A受到的電場力大小為

.

在改變電場強(qiáng)度的大小和方向后,小球A的平衡位置在α=60°處,然后再將A的質(zhì)量改變?yōu)?m,其新的平衡位置在α=30°處,A受到的電場力大小為

.

答案

答案

答案

4.[2015浙江·20,6分,難度★★★☆☆](多選)如圖所示,用兩根長度相同的絕緣細(xì)線把一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的小球A懸掛到水平板的M、N兩點(diǎn),A上帶有Q=3.0×10-6C的正電荷.兩線夾角為120°,兩線上的拉力大小分別為F1和F2.A的正下方0.3m處放有一帶等量異種電荷的小球B,B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2kg(重力加速度取g=10m/s2;靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2,A、B球可視為點(diǎn)電荷),則(

)

A.支架對地面的壓力大小為2.0N

B.兩線上的拉力大小F1=F2=1.9NC.將B水平右移,使M、A、B在同一直線上,此時(shí)兩線上的拉力大小F1=1.225N,F2=1.0

ND.將B移到無窮遠(yuǎn)處,兩線上的拉力大小F1=F2=0.866N答案

答案

答案

答案

【易錯(cuò)分析】

求解本題時(shí)常見錯(cuò)誤是考慮問題不全認(rèn)為絲線的拉力大小不變.錯(cuò)誤原因是對物理過程分析不全,沒有注意到當(dāng)小球B運(yùn)動到A球的正上方時(shí)庫侖力減小,絲線的拉力增大.考點(diǎn)2電場力的性質(zhì)真題分層1基礎(chǔ)題組題組1

電場強(qiáng)度和電場線的理解與應(yīng)用答案1.C

【解題思路】

電場線是為了研究電場分布而假想的幾何曲線,它不一定是帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.電場強(qiáng)度的大小是通過電場線的疏密程度來表現(xiàn)的,電場線越密集的地方電場強(qiáng)度越強(qiáng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤.選項(xiàng)B中突出強(qiáng)調(diào)“一定”,即所有情況下判斷均正確,不符合實(shí)際情況,從根本上講,電場強(qiáng)度的大小需要根據(jù)電場線的疏密程度判斷.例如,帶負(fù)電的點(diǎn)電荷,沿電場線方向其電場強(qiáng)度增大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.選項(xiàng)C指出電勢沿著電場線方向逐漸降低,該選項(xiàng)正確.1.[2017海南·2,3分,難度★☆☆☆☆]關(guān)于靜電場的電場線,下列說法正確的是(

)A.電場強(qiáng)度較大的地方電場線一定較疏B.沿電場線方向,電場強(qiáng)度一定越來越小C.沿電場線方向,電勢一定越來越低D.電場線一定是帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡題組1

電場強(qiáng)度和電場線的理解與應(yīng)用答案2.C

【解題思路】

經(jīng)分析可知,題圖a中是模擬兩異種電荷的電場線,但無法確定它們所帶電荷量是否相等,題圖a中A、B可接高壓起電裝置兩極,選項(xiàng)C正確,A錯(cuò)誤;同理題圖b中是模擬兩同種電荷的電場線,但同樣無法判斷電荷量是否相等,且無法判斷電荷的電性,故A、B不可能接高壓起電裝置的兩極,選項(xiàng)BD錯(cuò)誤.2.[2017年下半年浙江·6,3分,難度★★☆☆☆]電場線的形狀可以用實(shí)驗(yàn)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,如圖所示.關(guān)于此實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是(

)A.a圖是模擬兩等量同種電荷的電場線B.b圖一定是模擬兩等量正電荷的電場線C.a圖中的A、B應(yīng)接高壓起電裝置的兩極D.b圖中的A、B應(yīng)接高壓起電裝置的兩極題組1

電場強(qiáng)度和電場線的理解與應(yīng)用答案3.A

【解題思路】

電場線的疏密反映了電場的強(qiáng)弱,所以N點(diǎn)的場強(qiáng)最大,選項(xiàng)A正確;沿著電場線的方向,電勢降低,M點(diǎn)的電勢最高,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)電勢能Ep=qφ,由φM>φP>φN,可知負(fù)電荷在M點(diǎn)的電勢能小于在N點(diǎn)的電勢能,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤;正電荷在M點(diǎn)由靜止釋放,在電場力的作用下運(yùn)動,但是運(yùn)動軌跡并不是沿著電場線,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3.[2016年10月浙江·8,3分,難度★★☆☆☆]如圖為某一電場的電場線,M、N、P為電場線上的三個(gè)點(diǎn),M、N是同一電場線上兩點(diǎn).下列判斷正確的是(

)A.M、N、P三點(diǎn)中N點(diǎn)的場強(qiáng)最大B.M、N、P三點(diǎn)中N點(diǎn)的電勢最高C.負(fù)電荷在M點(diǎn)的電勢能大于在N點(diǎn)的電勢能D.正電荷從M點(diǎn)自由釋放,電荷將沿電場線運(yùn)動到N點(diǎn)題組2

點(diǎn)電荷形成的電場電場強(qiáng)度的疊加答案

題組2

點(diǎn)電荷形成的電場電場強(qiáng)度的疊加答案5.[2020上?！?1,4分,難度★★★☆☆]圖中p表示質(zhì)子,e表示電子,距離D>d.其中O點(diǎn)場強(qiáng)最大的排布方式為(

)

題組2

點(diǎn)電荷形成的電場電場強(qiáng)度的疊加答案

題組2

點(diǎn)電荷形成的電場電場強(qiáng)度的疊加答案

7.[2014福建·20,15分,難度★★☆☆☆]如圖,真空中xOy平面直角坐標(biāo)系上的ABC三點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形,邊長L=2.0m.若將電荷量均為q=+2.0×10-6C的兩點(diǎn)電荷分別固定在A、B

點(diǎn),已知靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2,求:(1)兩點(diǎn)電荷間的庫侖力大小;(2)C點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小和方向.真題分層2中檔題組1.[2021年1月浙江·5,3分,難度★★★☆☆]如圖所示是某一帶電導(dǎo)體周圍的電場線與等勢面,A、C是同一等勢面上的兩點(diǎn),B是另一等勢面上的一點(diǎn).下列說法正確的是(

)A.導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)左端大于右端B.A、C兩點(diǎn)的電勢均低于B點(diǎn)的電勢C.B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于A點(diǎn)的電場強(qiáng)度D.正電荷從A點(diǎn)沿虛線移到B點(diǎn)的過程中電場力做正功,電勢能減小答案1.D

【解題思路】

根據(jù)導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)可知,導(dǎo)體是等勢體,導(dǎo)體表面是等勢面,導(dǎo)體內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)沿電場線方向電勢逐漸降低可知,A、C兩點(diǎn)的電勢均高于B點(diǎn)的電勢,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)電場線的密疏程度表示電場強(qiáng)度的大小關(guān)系可知,B點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于A點(diǎn)的電場強(qiáng)度,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;正電荷從A點(diǎn)沿虛線移動到B點(diǎn)的過程中,電場力做正功,電勢能減小,選項(xiàng)D正確.2.[2019北京·17,6分,難度★★☆☆☆]如圖所示,a、b兩點(diǎn)位于以負(fù)點(diǎn)電荷-Q(Q>0)為球心的球面上,c點(diǎn)在球面外,則(

)A.a點(diǎn)場強(qiáng)的大小比b點(diǎn)大B.b點(diǎn)場強(qiáng)的大小比c點(diǎn)小C.a點(diǎn)電勢比b點(diǎn)高D.b點(diǎn)電勢比c點(diǎn)低答案

【光速解法】

本題可由負(fù)點(diǎn)電荷形成電場的電場線特點(diǎn),快速求解.負(fù)點(diǎn)電荷形成電場的電場線是“萬箭穿心”,且離點(diǎn)電荷越近電場線越密,場強(qiáng)越大,又沿電場線的方向電勢降低.

【技巧點(diǎn)撥】

解答本題首先注意G、H兩點(diǎn)的場強(qiáng)都是三個(gè)場強(qiáng)合成的,兩負(fù)點(diǎn)電荷在G、H兩點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)具有對稱性.答案

答案5.[2019年4月浙江·13,3分,難度★★★★☆]用長為1.4m的輕質(zhì)柔軟絕緣細(xì)線,拴一質(zhì)量為1.0×10-2kg、電荷量為2.0×10-8C的小球,細(xì)線的上端固定于O點(diǎn).現(xiàn)加一水平向右的勻強(qiáng)電場,平衡時(shí)細(xì)線與鉛垂線成37°角,如圖所示.現(xiàn)向左拉小球使細(xì)線水平且拉直,靜止釋放,則(sin37°=0.6,重力加速度g取10m/s2)(

)A.該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為3.75×107N/CB.平衡時(shí)細(xì)線的拉力為0.17NC.經(jīng)過0.5s,小球的速度大小為6.25m/sD.小球第一次通過O點(diǎn)正下方時(shí),速度大小為7m/s答案

6.[2013上?！?2,12分,難度★★★☆☆]半徑為R,均勻帶正電荷的球體在空間產(chǎn)生球?qū)ΨQ的電場;場強(qiáng)大小沿半徑分布如圖所示,圖中E0已知,E-r曲線下O~R部分的面積等于R~2R部分的面積.(1)寫出E-r曲線下面積的單位;(2)已知帶電球在r≥R處的場強(qiáng)E=kQ/r2,式中k為靜電力常量,該均勻帶電球所帶的電荷量Q為多大?(3)求球心與球表面間的電勢差ΔU;(4)質(zhì)量為m,電荷量為q的負(fù)電荷在球面處需具有多大的速度可以剛好運(yùn)動到2R處?答案

專項(xiàng)求解電場強(qiáng)度的方法1.[2012海南·12,4分,難度★★☆☆☆]N(N>1)個(gè)電荷量均為q(q>0)的小球,均勻分布在半徑為R的圓周上,示意如圖.若移去位于圓周上P點(diǎn)的一個(gè)小球,則圓心O點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小為

,方向

.(已知靜電力常量為k)

答案

模型1補(bǔ)償法【易錯(cuò)分析】

求解本題時(shí)不少考生不能根據(jù)對稱性判斷當(dāng)P點(diǎn)小球沒有移走時(shí),O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零,從而不能正確求解本題.

答案

模型2合成法

答案

模型3定義式法4.[2014江蘇·4,3分,難度★★★☆☆]如圖所示,一圓環(huán)上均勻分布著正電荷,x軸垂直于環(huán)面且過圓心O.下列關(guān)于x軸上的電場強(qiáng)度和電勢的說法中正確的是(

)A.O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零,電勢最低B.O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零,電勢最高C.從O點(diǎn)沿x軸正方向,電場強(qiáng)度減小,電勢升高D.從O點(diǎn)沿x軸正方向,電場強(qiáng)度增大,電勢降低答案4.B

【解題思路】

圓環(huán)上均勻分布著正電荷,可以將圓環(huán)等效為很多正點(diǎn)電荷的組成,同一條直徑的兩端點(diǎn)的點(diǎn)電荷的合場強(qiáng)類似于兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷的合場強(qiáng),故圓環(huán)的中心的合場強(qiáng)一定為零.x軸上的合場強(qiáng),在圓環(huán)的右側(cè)的合場強(qiáng)沿x軸向右,左側(cè)的合場強(qiáng)沿x軸向左,電場強(qiáng)度都呈現(xiàn)先增大后減小的特征,由沿場強(qiáng)方向的電勢降低,得O點(diǎn)的電勢最高.綜上知選項(xiàng)B正確.模型4微元法【規(guī)律總結(jié)】

在電場中,當(dāng)一個(gè)帶電體體積較大,已不能視為點(diǎn)電荷時(shí),可把帶電體用微元法的思想分成很多小塊,每塊可以看成點(diǎn)電荷,用點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度疊加的方法計(jì)算這個(gè)帶電體的電場強(qiáng)度.

答案

模型5對稱法

答案

模型5對稱法考點(diǎn)3

電場能的性質(zhì)真題分層1基礎(chǔ)題組題組1

電勢高低與電勢能大小的判斷答案1.D

【解題思路】

由等勢線分布圖可以確定該圖為兩等量異種點(diǎn)電荷電場的等勢線分布圖,兩點(diǎn)電荷連線垂直平分線上電勢處處為零,A項(xiàng)錯(cuò);電場線與等勢線垂直,故a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向不同,B項(xiàng)錯(cuò);Q點(diǎn)處為正電荷,故垂直平分線左側(cè)電勢均大于零,右側(cè)電勢均小于零,所以b點(diǎn)電勢高于d點(diǎn)電勢,C項(xiàng)錯(cuò);又負(fù)電荷在電勢高處電勢能小,所以負(fù)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)時(shí)電勢能增加,D項(xiàng)對.1.[2020年7月浙江·8,3分,難度★★☆☆☆]空間P、Q兩點(diǎn)處固定電荷量絕對值相等的點(diǎn)電荷,其中Q點(diǎn)處為正電荷,P、Q兩點(diǎn)附近電場的等勢線分布如圖所示,a、b、c、d、e為電場中的5個(gè)點(diǎn),設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢為0,則(

)A.e點(diǎn)的電勢大于0B.a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同C.b點(diǎn)的電勢低于d點(diǎn)的電勢D.負(fù)電荷從a點(diǎn)移動到c點(diǎn)時(shí)電勢能增加題組1

電勢高低與電勢能大小的判斷答案2.AD

【解題思路】

a點(diǎn)的電場線比b點(diǎn)的電場線更密,根據(jù)電場線的疏密程度表示電場強(qiáng)度的大小,可知a點(diǎn)的場強(qiáng)比b點(diǎn)的場強(qiáng)大,故A正確;沿電場線方向電勢逐漸降低,故a點(diǎn)的電勢低于b點(diǎn)的電勢,而負(fù)電荷在電勢越低的點(diǎn)電勢能越大,故電子在a點(diǎn)的電勢能高于在b點(diǎn)的電勢能,所以將電子從a點(diǎn)移動到b點(diǎn),電勢能減小,故電場力做正功,故D正確;根據(jù)沿著電場線方向電勢不斷降低,可知d點(diǎn)的電勢比c點(diǎn)的電勢高,故B錯(cuò)誤;根據(jù)正電荷在電勢越高的點(diǎn)電勢能越大,可知質(zhì)子在d點(diǎn)的電勢能比在c點(diǎn)的電勢能大,故C錯(cuò)誤.2.[2020海南·10,4分,難度★★☆☆☆](多選)空間存在如圖所示的靜電場,a、b、c、d為電場中的四個(gè)點(diǎn),則(

)A.a點(diǎn)的場強(qiáng)比b點(diǎn)的大B.d點(diǎn)的電勢比c點(diǎn)的低C.質(zhì)子在d點(diǎn)的電勢能比在c點(diǎn)的小D.將電子從a點(diǎn)移動到b點(diǎn),電場力做正功【技巧點(diǎn)撥】

電場線的疏密程度與電場強(qiáng)度的大小有關(guān),電場線越密集的地方場強(qiáng)越大,電場線越稀疏的地方場強(qiáng)越小;沿電場線方向電勢降低,正電荷在電勢高的地方電勢能越大;電場力做正功,電勢能減小,電場力做負(fù)功,電勢能增加.題組2

電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系答案3.A

【解題思路】

連接B與OA的中點(diǎn)C作等勢線,過O點(diǎn)作BC的垂線交BC于D點(diǎn),由幾何關(guān)系得OD=1.5cm,E=U/d=U/OD=200V/m.只有選項(xiàng)A正確.

答案

4.[2017全國Ⅲ·21,6分,難度★★★☆☆](多選)一勻強(qiáng)電場的方向平行于xOy平面,平面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如圖所示,三點(diǎn)的電勢分別為10V、17V、26V.下列說法正確的是(

)A.電場強(qiáng)度的大小為2.5V/cmB.坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢為1VC.電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的低7eVD.電子從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn),電場力做功為9eV題組2

電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系【技巧點(diǎn)撥】

在勻強(qiáng)電場中沿同一方向線段的長度與線段兩端的電勢差成正比;在勻強(qiáng)電場中電場線平行且均勻分布,故等勢面平行且均勻分布.以上兩點(diǎn)是解決此類題目的關(guān)鍵.電勢與電勢能之間的關(guān)系,也是?？嫉膯栴},要知道負(fù)電荷在電勢高處電勢能低.題組3

等勢面答案5.B

【解題思路】

該點(diǎn)電荷可能為負(fù)電荷,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于P點(diǎn)周圍等勢面比Q點(diǎn)周圍等勢面密,故P點(diǎn)周圍的電場線比Q點(diǎn)周圍的電場線密,故P點(diǎn)的場強(qiáng)一定比Q點(diǎn)的場強(qiáng)大,故選項(xiàng)B正確;由于該點(diǎn)電荷正負(fù)未知,故無法判斷P、Q兩點(diǎn)電勢的相對高低,也無法判斷正檢驗(yàn)電荷在P、Q兩點(diǎn)電勢能的相對大小,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.5.[2020北京·7,3分,難度★★☆☆☆]真空中某點(diǎn)電荷的等勢面示意如圖,圖中相鄰等勢面間電勢差相等.下列說法正確的是(

)A.該點(diǎn)電荷一定為正電荷B.P點(diǎn)的場強(qiáng)一定比Q點(diǎn)的場強(qiáng)大C.P點(diǎn)電勢一定比Q點(diǎn)電勢低D.正檢驗(yàn)電荷在P點(diǎn)比在Q點(diǎn)的電勢能大答案6.B

【解題思路】

兩異種點(diǎn)電荷形成的電場中,從正電荷到負(fù)電荷的等勢面電勢逐漸降低,根據(jù)A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢可知,a處為正電荷,a附近等勢面分布更密集,電場強(qiáng)度更大,故qa>qb,B項(xiàng)正確.6.[2013上海·10,3分,難度★★☆☆☆]兩異種點(diǎn)電荷電場中的部分等勢面如圖所示,已知A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢.若位于a、b處點(diǎn)電荷的電荷量大小分別為qa和qb,則(

)A.a處為正電荷,qa<qbB.a處為正電荷,qa>qbC.a處為負(fù)電荷,qa<qbD.a處為負(fù)電荷,qa>qb題組3

等勢面答案

7.[2021全國乙·15,6分,難度★★★☆☆]如圖(a),在一塊很大的接地金屬平板的上方固定一負(fù)電荷.由于靜電感應(yīng),在金屬平板上表面產(chǎn)生感應(yīng)電荷,金屬板上方電場的等勢面如圖(b)中虛線所示,相鄰等勢面間的電勢差都相等.若將一正試探電荷先后放于M和N處,該試探電荷受到的電場力大小分別為FM和FN,相應(yīng)的電勢能分別為EpM和EpN,則(

)A.FM<FN,EpM>EpN B.FM>FN,EpM>EpNC.FM<FN,EpM<EpN D.FM>FN,EpM<EpN題組3

等勢面真題分層2中檔題組1.[2013江蘇·6,4分,難度★★★☆☆](多選)將一電荷量為+Q的小球放在不帶電的金屬球附近,所形成的電場線分布如圖所示,金屬球表面的電勢處處相等.a、b為電場中的兩點(diǎn),則(

)A.a點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的大B.a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的高C.檢驗(yàn)電荷-q在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的大D.將檢驗(yàn)電荷-q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過程中,電場力做負(fù)功答案

1.ABD

【解題思路】

電場線密的地方電場強(qiáng)度大,A項(xiàng)正確;沿著電場線方向電勢逐漸降低,B項(xiàng)正確;由ε=qφ可知,負(fù)電荷在高電勢處電勢能小,C項(xiàng)錯(cuò)誤;負(fù)電荷從a到b電勢能增加,根據(jù)電場力做功與電勢能變化的關(guān)系可知,這個(gè)過程中電場力做負(fù)功,D項(xiàng)正確.2.[2012海南·3,3分,難度★★★☆☆]如圖,直線上有o、a、b、c四點(diǎn),ab間的距離與bc間的距離相等.在o點(diǎn)處有固定點(diǎn)電荷.已知b點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)電勢.若一帶負(fù)電荷的粒子僅在電場力作用下先從c點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn),再從b點(diǎn)運(yùn)動到a點(diǎn),則(

)A.兩過程中電場力做的功相等B.前一過程中電場力做的功大于后一過程中電場力做的功C.前一過程中,粒子電勢能不斷減小D.后一過程中,粒子動能不斷減小答案2.C

【解題思路】

因?yàn)閎點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)電勢,所以電場線方向由b指向c,因此在o處的固定點(diǎn)電荷帶正電,負(fù)電荷從c點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn),再從b點(diǎn)運(yùn)動到a點(diǎn),電場力總是做正功,電勢能不斷減小,動能不斷增大,前一過程中電場力小于后一過程的電場力,所以前一過程電場力做的功小于后一過程電場力做的功,因此只有C正確.3.[2020山東·10,4分,難度★★★☆☆](多選)真空中有兩個(gè)固定的帶正電的點(diǎn)電荷,電荷量不相等.一個(gè)帶負(fù)電的試探電荷置于二者連線上的O點(diǎn)時(shí),僅在電場力的作用下恰好保持靜止?fàn)顟B(tài).過O點(diǎn)作兩正電荷連線的垂線,以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓與連線和垂線分別交于a、c和b、d,如圖所示.以下說法正確的是(

)A.a點(diǎn)電勢低于O點(diǎn)B.b點(diǎn)電勢低于c點(diǎn)C.該試探電荷在a點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能D.該試探電荷在c點(diǎn)的電勢能小于在d點(diǎn)的電勢能答案3.BD

【解題思路】

由題意可知O點(diǎn)場強(qiáng)為零,所以a、O兩點(diǎn)間場強(qiáng)方向是由a指向O的,所以φa>φO,A項(xiàng)錯(cuò)誤;同理,φc>φO,O點(diǎn)與b點(diǎn)間的電場強(qiáng)度有豎直向上的分量,所以φO>φb,則φc>φb,B項(xiàng)正確;同理,φa>φb,φc>φd,又帶負(fù)電的試探電荷在電勢高處電勢能較小,所以C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確.4.[2012福建·15,6分,難度★★★☆☆]如圖,在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中,將兩個(gè)帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點(diǎn),虛線為等勢線.取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn),若將q1、q2移動到無窮遠(yuǎn)的過程中外力克服電場力做的功相等,則下列說法正確的是(

)A.A點(diǎn)電勢大于B點(diǎn)電勢B.A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相等C.q1的電荷量小于q2的電荷量D.q1在A點(diǎn)的電勢能小于q2在B點(diǎn)的電勢能答案

5.[2018天津·3,6分,難度★★★☆☆]如圖所示,實(shí)線表示某電場的電場線(方向未標(biāo)出),虛線是一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下的運(yùn)動軌跡,設(shè)M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢分別為φM、φN,粒子在M和N時(shí)加速度大小分別為aM、aN,速度大小分別為vM、vN,電勢能分別為EpM、EpN.下列判斷正確的是(

)A.vM<vN,aM<aN

B.vM<vN,φM<φNC.φM<φN,EpM<EpN

D.aM<aN,EpM<EpN答案5.D

【解題思路】

由粒子軌跡彎曲方向及電場線分布情況可知,粒子所受電場力方向沿電場線切線方向,設(shè)粒子由M向N運(yùn)動,則速度方向沿軌跡切線方向,電場力方向與粒子速度方向的夾角為鈍角,電場力做負(fù)功,電勢能增大,動能減小,所以vM>vN,EpM<EpN,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;電場線疏密程度表示電場強(qiáng)度大小,故粒子在M點(diǎn)所受電場力的大小小于在N點(diǎn)所受電場力的大小,由牛頓第二定律可知,aM<aN,D項(xiàng)正確;由于電場線方向如圖所示,所以M點(diǎn)電勢較N點(diǎn)的高,C項(xiàng)錯(cuò)誤.【規(guī)律總結(jié)】

帶電粒子在電場中做曲線運(yùn)動時(shí)受力指向軌跡凹側(cè),電場力方向沿電場線的切線方向;根據(jù)速度方向?yàn)檐壽E的切線方向,并由力和速度方向的夾角判斷做功情況,從而確定動能、電勢能等物理量的大小關(guān)系.6.[2020江蘇·9

,4分,難度★★★☆☆](多選)如圖所示,絕緣輕桿的兩端固定帶有等量異號電荷的小球(不計(jì)重力).開始時(shí),兩小球分別靜止在A、B位置.現(xiàn)外加一勻強(qiáng)電場E,在靜電力作用下,小球繞輕桿中點(diǎn)O轉(zhuǎn)到水平位置.取O點(diǎn)的電勢為0.下列說法正確的有(

)A.電場E中A點(diǎn)電勢低于B點(diǎn)B.轉(zhuǎn)動中兩小球的電勢能始終相等C.該過程靜電力對兩小球均做負(fù)功D.該過程兩小球的總電勢能增加6.AB

【解題思路】

沿電場線方向電勢降低,則B點(diǎn)的電勢比A點(diǎn)的電勢高,A正確;由對稱性可知,兩小球所處位置的電勢的絕對值始終相等,則由Ep=qφ可知兩小球的電勢能始終相等,B正確;該過程中,帶正電荷的小球所受的電場力方向向右,帶負(fù)電荷的小球所受的電場力方向向左,則電場力對兩小球均做正功,C錯(cuò)誤;電場力做正功,電勢能減少,所以該過程中兩小球的總電勢能減少,D錯(cuò)誤.答案【規(guī)律總結(jié)】

Ep=qφ中,電勢能Ep、電荷量q和電勢φ都為標(biāo)量,但有正負(fù)之分,在利用該式進(jìn)行計(jì)算時(shí),要求將正、負(fù)號代入,否則容易出現(xiàn)錯(cuò)誤.7.[2020全國Ⅱ·20,6分,難度★★★☆☆](多選)如圖,豎直面內(nèi)一絕緣細(xì)圓環(huán)的上、下半圓分別均勻分布著等量異種電荷.a、b為圓環(huán)水平直徑上的兩個(gè)點(diǎn),c、d為豎直直徑上的兩個(gè)點(diǎn),它們與圓心的距離均相等.則(

)A.a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等

B.a、b兩點(diǎn)的電勢相等C.c、d兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等

D.c、d兩點(diǎn)的電勢相等答案7.ABC

【解題思路】沿豎直方向?qū)A環(huán)分割成無窮個(gè)小段,關(guān)于水平直徑對稱的兩小段構(gòu)成等量異種點(diǎn)電荷模型,在等量異種點(diǎn)電荷的垂直平分線上各點(diǎn)場強(qiáng)方向由正點(diǎn)電荷指向負(fù)點(diǎn)電荷,根據(jù)對稱性可知a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等,A項(xiàng)正確;取無窮遠(yuǎn)處電勢為零,在等量異種點(diǎn)電荷的垂直平分線上各點(diǎn)電勢均為零,故a、b兩點(diǎn)的電勢相等,B項(xiàng)正確;沿水平方向?qū)A環(huán)分割成無窮個(gè)小段,關(guān)于豎直直徑對稱的兩小段構(gòu)成等量同種點(diǎn)電荷模型,在等量同種點(diǎn)電荷的垂直平分線上各點(diǎn)場強(qiáng)方向垂直于連線,根據(jù)對稱性可知c、d兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等,C項(xiàng)正確;在等量異種點(diǎn)電荷模型中,距離正點(diǎn)電荷近的點(diǎn)電勢高,故φc>φd,D項(xiàng)錯(cuò)誤.【易錯(cuò)分析】

考生容易跟著感覺走,認(rèn)為A、B選項(xiàng)與C、D選項(xiàng)中分別有一個(gè)正確,導(dǎo)致漏選;要結(jié)合幾何關(guān)系正確地分析,建立物理模型,根據(jù)對稱性來判斷.8.[2021全國甲·19,6分,難度★★★☆☆](多選)某電場的等勢面如圖所示,圖中a、b、c、d、e為電場中的5個(gè)點(diǎn),則(

)A.一正電荷從b點(diǎn)運(yùn)動到e點(diǎn),電場力做正功B.一電子從a點(diǎn)運(yùn)動到d點(diǎn),電場力做功為4eVC.b點(diǎn)電場強(qiáng)度垂直于該點(diǎn)所在等勢面,方向向右D.a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中,b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小最大8.BD

【解題思路】

b、e兩點(diǎn)在同一等勢面上,電荷運(yùn)動過程中電場力不做功,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電場強(qiáng)度的方向總是與等勢面垂直,且由高電勢等勢面指向低電勢等勢面,故b點(diǎn)的場強(qiáng)方向向左,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.電子從a點(diǎn)運(yùn)動到d點(diǎn)電場力做的功Wad=-eUad=-e(φa-φd)=4eV,故選項(xiàng)B正確;根據(jù)圖知任意兩個(gè)相鄰的等勢面間電勢差相等,且等差等勢面越密集的地方,電場強(qiáng)度就越大,因此結(jié)合圖可以判斷a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中,b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小最大,故選項(xiàng)D正確.答案9.[2021湖南·9,5分,難度★★★☆☆](多選)如圖,圓心為O的圓處于勻強(qiáng)電場中,電場方向與圓平面平行,ab和cd為該圓直徑.將電荷量為q(q>0)的粒子從a點(diǎn)移動到b點(diǎn),電場力做功為2W(W>0);若將該粒子從c點(diǎn)移動到d點(diǎn),電場力做功為W.下列說法正確的是(

)A.該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向與ab平行B.將該粒子從d點(diǎn)移動到b點(diǎn),電場力做功為0.5WC.a點(diǎn)電勢低于c點(diǎn)電勢D.若只受電場力,從d點(diǎn)射入圓形電場區(qū)域的所有帶電粒子都做曲線運(yùn)動

答案10.[2019全國Ⅲ·21,6分,難度★★★☆☆](多選)如圖,電荷量分別為q和-q(q>0)的點(diǎn)電荷固定在正方體的兩個(gè)頂點(diǎn)上,a、b是正方體的另外兩個(gè)頂點(diǎn).則(

)A.a點(diǎn)和b點(diǎn)的電勢相等B.a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等C.a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向相同D.將負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn),電勢能增加10.BC

【解題思路】

a、b兩點(diǎn)到兩點(diǎn)電荷連線的距離相等,且關(guān)于兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)對稱,可知a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,方向相同,選項(xiàng)B、C均正確.電荷量分別為q和-q(q>0)的點(diǎn)電荷(等量異種點(diǎn)電荷)固定在正方體的兩個(gè)頂點(diǎn)上,正方體的另外兩個(gè)頂點(diǎn)a、b在兩點(diǎn)電荷q和-q連線的垂直平分面兩側(cè),故a點(diǎn)和b點(diǎn)的電勢不相等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電勢是標(biāo)量,將q和-q在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的電勢分別相加,可得φb>φa,將負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn),電場力做正功,電勢能減少,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案【疑難點(diǎn)撥】

本題疑難之處是空間想象力差,不能將空間問題轉(zhuǎn)化為平面問題進(jìn)行研究.11.[2014課標(biāo)Ⅰ·21,6分,難度★★★☆☆](多選)如圖,在正點(diǎn)電荷Q的電場中有M、N、P、F四點(diǎn),M、N、P為直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn),F為MN的中點(diǎn),∠M=30°.M、N、P、F四點(diǎn)處的電勢分別用φM、φN、φP、φF表示.已知φM=φN,φP=φF,點(diǎn)電荷Q在M、N、P三點(diǎn)所在平面內(nèi),則(

)A.點(diǎn)電荷Q一定在MP的連線上B.連接PF的線段一定在同一等勢面上C.將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn),電場力做負(fù)功D.φP大于φM11.AD

【解題思路】

根據(jù)正點(diǎn)電荷的電場的特點(diǎn)可知,點(diǎn)電荷的電場的等勢面是以點(diǎn)電荷為中心的同心球面,故分別作MN連線的中垂線和PF連線的中垂線,如圖所示,根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知,兩條線交MP于A點(diǎn),即點(diǎn)電荷在A點(diǎn),選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn),電場力做正功,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;沿著電場線的方向電勢逐漸降低,故φP>φM,選項(xiàng)D正確.答案【技巧點(diǎn)撥】

點(diǎn)電荷在空間形成的電場的等勢面是以點(diǎn)電荷為中心的同心球面,這一點(diǎn)在做題過程中要記住.12.[2021湖南適應(yīng)性考試·3,4分,難度★★★★☆]如圖,兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷,分別固定在絕緣水平桌面上的A、B兩點(diǎn),一絕緣圓形細(xì)管水平固定在桌面上A、B兩點(diǎn)間,且圓形細(xì)管的圓心O位于A、B連線的中點(diǎn),細(xì)管與A、B連線及中垂線的交點(diǎn)分別為C、E、D、F.一個(gè)帶負(fù)電的小球在細(xì)管中按順時(shí)針方向做完整的圓周運(yùn)動,不計(jì)一切摩擦.下列說法正確的是(

)A.小球從C運(yùn)動到D的過程中,速度先減小后增大B.在兩個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中,C點(diǎn)的電勢比F點(diǎn)的電勢低C.小球在C、E兩點(diǎn)的速度大小相等,有相同的電勢能D小球在D、F兩點(diǎn)所受的電場力相同12.C

【解題思路】

根據(jù)兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷的電場特征,可知帶負(fù)電的小球從C到D的過程中(不含C、D兩點(diǎn))電場力的方向一直與速度方向成鈍角,電場力一直做負(fù)功,速度一直減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.在兩個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中,越靠近正點(diǎn)電荷,電勢越高,所以C點(diǎn)的電勢比F點(diǎn)的電勢高,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.根據(jù)兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷的電場特征和對稱性可知,C、E兩點(diǎn)的電勢相等,電場強(qiáng)度的大小相等、方向相反;帶負(fù)電的小球在細(xì)管中按順時(shí)針方向做完整的圓周運(yùn)動,只有電場力做功,帶電小球的電勢能與動能之和保持不變,所以小球在C、E兩點(diǎn)有相同的電勢能且動能相等,速度大小相等,選項(xiàng)C正確.由兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷的電場特征和對稱性可知,D、F兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等、方向相反,所以小球在D、F兩點(diǎn)所受的電場力的大小相等、方向相反,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案

答案14.[2021湖北模擬演練·4

,4分,難度★★★★☆]如圖所示,在電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場中,某電場線上有兩點(diǎn)M和N,距離為2d.在M和N處分別固定電荷量為+q和-q的兩個(gè)點(diǎn)電荷.下列說法正確的是(

)A.點(diǎn)電荷+q和-q受到的靜電力大小均為qE,方向相反B.將點(diǎn)電荷+q沿MN連線向N點(diǎn)移動距離d,靜電力對點(diǎn)電荷+q做功為qEdC.交換兩個(gè)點(diǎn)電荷的位置,靜電力對兩個(gè)點(diǎn)電荷做功之和為零D.將兩點(diǎn)電荷沿MN連線移動距離d,保持兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離不變,靜電力對兩個(gè)點(diǎn)電荷做功之和為零

答案15.[2021河北·10,6分,難度★★★★☆](多選)如圖,四個(gè)電荷量均為q(q>0)的點(diǎn)電荷分別放置于菱形的四個(gè)頂點(diǎn),其坐標(biāo)分別為(4l,0)、(-4l,0)、(0,y0)和(0,-y0),其中x軸上的兩個(gè)點(diǎn)電荷位置固定,y軸上的兩個(gè)點(diǎn)電荷可沿y軸對稱移動(y0≠0).下列說法正確的是(

)A.除無窮遠(yuǎn)處之外,菱形外部電場強(qiáng)度處處不為零B.當(dāng)y0取某值時(shí),可使得菱形內(nèi)部只存在兩個(gè)電場強(qiáng)度為零的點(diǎn)C.當(dāng)y0=8l時(shí),將一帶負(fù)電的試探電荷由點(diǎn)(4l,5l)移至點(diǎn)(0,-3l),靜電力做正功D.當(dāng)y0=4l時(shí),將一帶負(fù)電的試探電荷放置在點(diǎn)(l,l)處,其所受到的靜電力方向與x軸正方向成45°傾斜向上

答案16.[2016上?！?2,14分,難度★★★★☆]如圖(a),長度L=0.8m的光滑桿左端固定一帶正電的點(diǎn)電荷A,其電荷量Q=1.8×10-7C;一質(zhì)量m=0.02kg,帶電荷量為q的小球B套在桿上.將桿沿水平方向固定于某非均勻外電場中,以桿左端為原點(diǎn),沿桿向右為x軸正方向建立坐標(biāo)系.點(diǎn)電荷A對小球B的作用力隨B位置x的變化關(guān)系如圖(b)中曲線Ⅰ所示,小球B所受水平方向的合力隨B位置x的變化關(guān)系如圖(b)中曲線Ⅱ所示,其中曲線Ⅱ在0.16m≤x≤0.20m和x≥0.40m范圍可近似看作直線.求:(靜電力常量k=9×109N·m2/C2)(1)小球B所帶電荷量q.(2)非均勻外電場在x=0.3m處沿細(xì)桿方向的電場強(qiáng)度大小E.(3)在合電場中,x=0.4m與x=0.6m之間的電勢差U.(4)已知小球在x=0.2m處獲得v=0.4m/s的初速度時(shí),最遠(yuǎn)可以運(yùn)動到x=0.4m處.若小球在x=0.16m處受到方向向右,大小為0.04N的恒力作用后,由靜止開始運(yùn)動,為使小球能離開細(xì)桿,恒力作用的最小距離s是多少?

答案

答案考點(diǎn)4

電容器帶電粒子在電場中的運(yùn)動真題分層1基礎(chǔ)題組題組1

電容器及其動態(tài)分析答案1.D

【解題思路】

平行板電容器接在電壓恒定的直流電源上,電容器兩極板之間的電壓U不變.若將云母介質(zhì)移出,電容C減小,由C=Q/U可知,電容器所帶電荷量Q減小,即電容器極板上的電荷量減小.由于U不變,d不變,由E=U/d可知,極板間電場強(qiáng)度E不變,選項(xiàng)D正確,ABC錯(cuò)誤.1.[2016全國Ⅰ·14,6分,難度★☆☆☆☆]一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì),接在恒壓直流電源上.若將云母介質(zhì)移出,則電容器(

)A.極板上的電荷量變大,極板間電場強(qiáng)度變大B.極板上的電荷量變小,極板間電場強(qiáng)度變大C.極板上的電荷量變大,極板間電場強(qiáng)度不變D.極板上的電荷量變小,極板間電場強(qiáng)度不變【易錯(cuò)分析】

解答此題易錯(cuò)點(diǎn)有三處:一是認(rèn)為電荷產(chǎn)生電場,電容器極板上的電荷量變小,極板間電場強(qiáng)度必然減小,但是沒有對應(yīng)選項(xiàng),就胡亂選擇;二是認(rèn)為移出云母介質(zhì),極板間電場強(qiáng)度必然增大,錯(cuò)選A或B;三是認(rèn)為移出云母介質(zhì),極板上的電荷量必然增大,錯(cuò)選A或C.題組1

電容器及其動態(tài)分析答案

2.[2012江蘇·2,3分,難度★☆☆☆☆]一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對面積、間距和電荷量不變,在兩極板間插入一電介質(zhì),其電容C和兩極板間的電勢差U的變化情況是(

)A.C和U均增大 B.C增大,U減小C.C減小,U增大 D.C和U均減小題組1

電容器及其動態(tài)分析答案

3.[2012海南·9,4分,難度★★☆☆☆](多選)將平行板電容器兩極板之間的距離、電壓、電場強(qiáng)度大小和極板所帶的電荷量分別用d、U、E和Q表示.下列說法正確的是(

)A.保持U不變,將d變?yōu)樵瓉淼膬杀?則E變?yōu)樵瓉淼囊话隑.保持E不變,將d變?yōu)樵瓉淼囊话?則U變?yōu)樵瓉淼膬杀禖.保持d不變,將Q變?yōu)樵瓉淼膬杀?則U變?yōu)樵瓉淼囊话隓.保持d不變,將Q變?yōu)樵瓉淼囊话?則E變?yōu)樵瓉淼囊话腩}組1

電容器及其動態(tài)分析答案

4[2018北京·19,6分,難度★★☆☆☆]研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.下列說法正確的是(

)A.實(shí)驗(yàn)前,只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸,能使電容器帶電B.實(shí)驗(yàn)中,只將電容器b板向上平移,靜電計(jì)指針的張角變小C.實(shí)驗(yàn)中,只在極板間插入有機(jī)玻璃板,靜電計(jì)指針的張角變大D.實(shí)驗(yàn)中,只增加極板帶電量,靜電計(jì)指針的張角變大,表明電容增大

題組2

帶電粒子在電場中的加速與偏轉(zhuǎn)答案

題組2

帶電粒子在電場中的加速與偏轉(zhuǎn)答案6.D

【解題思路】

兩平行金屬板水平放置時(shí),微粒恰好保持靜止?fàn)顟B(tài),其合力為零,對其受力分析,如圖1所示,設(shè)電容器兩板間的電場強(qiáng)度為E,微粒受到豎直向下的重力G和豎直向上的電場力qE,且G=qE;兩平行金屬板逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°時(shí),對微粒受力分析,如圖2所示,由平行四邊形定則可知,微粒所受合力方向斜向左下方,且為恒力,則微粒向左下方做勻加速運(yùn)動,選項(xiàng)D正確,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤.6.[2015課標(biāo)Ⅱ·14,6分,難度★★☆☆☆]如圖,兩平行的帶電金屬板水平放置.若在兩板中間a點(diǎn)從靜止釋放一帶電微粒,微粒恰好保持靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將兩板繞過a點(diǎn)的軸(垂直于紙面)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°,再由a點(diǎn)從靜止釋放一同樣的微粒,該微粒將(

)A.保持靜止?fàn)顟B(tài)B.向左上方做勻加速運(yùn)動C.向正下方做勻加速運(yùn)動D.向左下方做勻加速運(yùn)動【技巧點(diǎn)撥】

在電容器旋轉(zhuǎn)前后,兩板間的電壓不變,板間的電場強(qiáng)度大小不變,這是分析此題的前提條件.題組2

帶電粒子在電場中的加速與偏轉(zhuǎn)答案

題組2

帶電粒子在電場中的加速與偏轉(zhuǎn)答案8.C

【解題思路】

微粒向下偏轉(zhuǎn),則微粒受到的電場力與重力的合力向下,若微粒帶正電,只要電場力小于重力,就不能確定A、B板所帶電荷的電性,A項(xiàng)錯(cuò)誤;不能確定電場力的方向和微粒所帶電荷的電性,因此不能確定電場力做功的正負(fù),不能確定微粒從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)電勢能的變化,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于電場力與重力的合力一定向下,因此微粒受到的合外力做正功,根據(jù)動能定理可知,微粒從M到N的過程中動能增加,C項(xiàng)正確;由于不能確定除重力以外的力即電場力做的是正功還是負(fù)功,根據(jù)功能原理可知,不能確定微粒從M到N過程中機(jī)械能是增加還是減少,D項(xiàng)錯(cuò)誤.8.[2014天津·4,6分,難度★★★☆☆]如圖所示,平行金屬板A、B水平正對放置,分別帶等量異號電荷.一帶電微粒水平射入板間,在重力和電場力共同作用下運(yùn)動,軌跡如圖中虛線所示,那么(

)A.若微粒帶正電荷,則A板一定帶正電荷B.微粒從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)電勢能一定增加C.微粒從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)動能一定增加D.微粒從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)機(jī)械能一定增加題組2

帶電粒子在電場中的加速與偏轉(zhuǎn)9.[2019全國Ⅱ·24,12分,難度★★★☆☆]如圖,兩金屬板P、Q水平放置,間距為d.兩金屬板正中間有一水平放置的金屬網(wǎng)G,P、Q、G的尺寸相同.G接地,P、Q的電勢均為φ(φ>0).質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子自G的左端上方距離G為h的位置,以速度v0平行于紙面水平射入電場,重力忽略不計(jì).(1)求粒子第一次穿過G時(shí)的動能,以及它從射入電場至此時(shí)在水平方向上的位移大小;(2)若粒子恰好從G的下方距離G也為h的位置離開電場,則金屬板的長度最短應(yīng)為多少?題組2

帶電粒子在電場中的加速與偏轉(zhuǎn)答案

【方法技巧】

本題中,帶電粒子在G板上方勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動;在G板下方勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動可逆向等效為類平拋運(yùn)動.處理時(shí)可將該復(fù)雜運(yùn)動分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和電場方向上的勻變速運(yùn)動.題組3

實(shí)驗(yàn):觀察電容器的充、放電現(xiàn)象10.[2019北京·23,18分,難度★★★☆☆]電容器作為儲能器件,在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用.對給定電容值為C的電容器充電,無論采用何種充電方式,其兩極間的電勢差u隨電荷量q的變化圖象都相同.(1)請?jiān)趫D1中畫出上述u-q圖象.類比直線運(yùn)動中由v-t圖象求位移的方法,求兩極間電壓為U時(shí)電容器所儲存的電能Ep.(2)在如圖2所示的充電電路中,R表示電阻,E表示電源(忽略內(nèi)阻).通過改變電路中元件的參數(shù)對同一電容器進(jìn)行兩次充電,對應(yīng)的q-t曲線如圖3中①②所示.a.①②兩條曲線不同是

(選填E或R)的改變造成的;

b.電容器有時(shí)需要快速充電,有時(shí)需要均勻充電.依據(jù)a中的結(jié)論,說明實(shí)現(xiàn)這兩種充電方式的途徑.(3)設(shè)想使用理想的“恒流源”替換(2)中電源對電容器充電,可實(shí)現(xiàn)電容器電荷量隨時(shí)間均勻增加.請思考使用“恒流源”和(2)中電源對電容器的充電過程,填寫下表(選填“增大”“減小”或“不變”).題組3

實(shí)驗(yàn):觀察電容器的充、放電現(xiàn)象答案

題組3

實(shí)驗(yàn):觀察電容器的充、放電現(xiàn)象答案

【易錯(cuò)分析】

在求解第(3)問,當(dāng)接(2)中電源時(shí),若不認(rèn)真審題,沒看到題目中:忽略內(nèi)阻,由U=E-Ir,充電電流減小,極易得出電源兩端電壓變大的錯(cuò)誤結(jié)論.真題分層2中檔題組1.[2019全國Ⅱ·20,6分,難度★★★☆☆](多選)靜電場中,一帶電粒子僅在電場力的作用下自M點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動,N為粒子運(yùn)動軌跡上的另外一點(diǎn),則(

)A.運(yùn)動過程中,粒子的速度大小可能先增大后減小B.在M、N兩點(diǎn)間,粒子的軌跡一定與某條電場線重合C.粒子在M點(diǎn)的電勢能不低于其在N點(diǎn)的電勢能D.粒子在N點(diǎn)所受電場力的方向一定與粒子軌跡在該點(diǎn)的切線平行答案1.AC

【解題思路】

在兩個(gè)同種點(diǎn)電荷的電場中,一帶異種電荷的粒子在兩電荷的連線上自M點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動,粒子的速度先增大后減小,選項(xiàng)A正確.帶電粒子僅在電場力作用下運(yùn)動,若運(yùn)動到N點(diǎn)的動能為零,則帶電粒子在N、M兩點(diǎn)的電勢能相等;僅在電場力作用下運(yùn)動,帶電粒子的動能和電勢能之和保持不變,可知若粒子運(yùn)動到N點(diǎn)時(shí)動能不為零,則粒子在N點(diǎn)的電勢能小于在M點(diǎn)的電勢能,即粒子在M點(diǎn)的電勢能不低于其在N點(diǎn)的電勢能,選項(xiàng)C正確.若靜電場的電場線不是直線,帶電粒子僅在電場力作用下的運(yùn)動軌跡不會與電場線重合,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若粒子運(yùn)動軌跡為曲線,根據(jù)粒子做曲線運(yùn)動的條件,可知粒子在N點(diǎn)所受電場力的方向一定不與粒子軌跡在該點(diǎn)的切線平行,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.【易錯(cuò)分析】

本題選項(xiàng)中有限定條件“可能”“一定”,需要考慮各種情況,認(rèn)真分析.只要題述情境的情況是可以發(fā)生的,則“可能”選項(xiàng)正確;只要題述情境的情況有可以不發(fā)生的,則“一定”選項(xiàng)錯(cuò)誤.2.[2017海南·4,3分,難度★★★☆☆]如圖,平行板電容器的兩極板豎直放置并分別與電源的正負(fù)極相連,一帶電小球經(jīng)絕緣輕繩懸掛于兩極板之間,處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)保持右極板不動,將左極板向左緩慢移動.關(guān)于小球所受的電場力大小F和繩子的拉力大小T,下列判斷正確的是(

)A.F逐漸減小,T逐漸減小B.F逐漸增大,T逐漸減小C.F逐漸減小,T逐漸增大D.F逐漸增大,T逐漸增大答案

3.[2016天津·4,6分,難度★★★☆☆]如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計(jì)相連,靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地.在兩極板間有一固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷,以E表示兩板間的電場強(qiáng)度,Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢能,θ表示靜電計(jì)指針的偏角.若保持下極板不動,將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置,則(

)A.θ增大,E增大B.θ增大,Ep不變C.θ減小,Ep增大D.θ減小,E不變答案3.D

【解題思路】

平行板電容器帶有等量異種電荷,當(dāng)極板正對面積不變時(shí),兩極板之間的電場強(qiáng)度E不變.保持下極板不動,將上極板向下移動一小段距離至題圖中虛線位置,由U=Ed可知,兩極板之間的電勢差減小,靜電計(jì)指針的偏角θ減小,由于下極板接地(電勢為零),兩極板之間的電場強(qiáng)度不變,所以點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢能Ep不變.綜上所述,選項(xiàng)D正確.

答案

【解題關(guān)鍵】

解答此題的關(guān)鍵點(diǎn)主要有兩處:一是利用運(yùn)動的分解與合成將粒子的合運(yùn)動分解為沿極板方向和垂直于極板方向的兩個(gè)分運(yùn)動;二是對垂直于極板方向的分運(yùn)動,由運(yùn)動學(xué)公式列出方程.

答案

6.[2015天津·7,6分,難度★★★☆☆](多選)如圖所示,氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無初速地飄入電場線水平向右的加速電場E1,之后進(jìn)入電場線豎直向下的勻強(qiáng)電場E2發(fā)生偏轉(zhuǎn),最后打在屏上.整個(gè)裝置處于真空中,不計(jì)粒子重力及其相互作用,那么(

)A.偏轉(zhuǎn)電場E2對三種粒子做功一樣多B.三種粒子打到屏上時(shí)的速度一樣大C.三種粒子運(yùn)動到屏上所用時(shí)間相同D.三種粒子一定打到屏上的同一位置答案

【規(guī)律總結(jié)】

通過計(jì)算建立函數(shù)表達(dá)式可以發(fā)現(xiàn),同種電性的粒子,不論它們的電荷量、質(zhì)量大小是否相同,由靜止開始,只在電場力的作用下,經(jīng)過同一加速電場,同一偏轉(zhuǎn)電場,粒子的運(yùn)動軌跡相同.

答案

8.[2013浙江·24,20分,難度★★★☆☆]“電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測板組成.偏轉(zhuǎn)器是由兩個(gè)相互絕緣、半徑分別為RA和RB的同心金屬半球面A和B構(gòu)成,A、B為電勢值不等的等勢面,其過球心的截面如圖所示.一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動能從偏轉(zhuǎn)器左端M板正中間小孔垂直入射,進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域,最后到達(dá)偏轉(zhuǎn)器右端的探測板N,其中動能為Ek0的電子沿等勢面C做勻速圓周運(yùn)動到達(dá)N板的正中間.忽略電場的邊緣效應(yīng).(1)判斷半球面A、B的電勢高低,并說明理由;(2)求等勢面C所在處電場強(qiáng)度E的大小;(3)若半球面A、B和等勢面C的電勢分別為φA、φB和φC,則到達(dá)N板左、右邊緣處的電子,經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場前、后的動能改變量ΔEk左和ΔEk右分別為多少?(4)比較|ΔEk左|與|ΔEk右|的大小,并說明理由.答案

9.[2016北京·23,18分,難度★★★★☆]如圖所示,電子由靜止開始經(jīng)加速電場加速后,沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場,并從另一側(cè)射出.已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e,加速電場電壓為U0.偏轉(zhuǎn)電場可看作勻強(qiáng)電場,極板間電壓為U,極板長度為L,板間距為d.(1)忽略電子所受重力,求電子射入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的初速度v0和從電場射出時(shí)沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離Δy;(2)分析物理量的數(shù)量級,是解決物理問題的常用方法.在解決(1)問時(shí)忽略了電子所受重力,請利用下列數(shù)據(jù)分析說明其原因.已知U=2.0×102V,d=4.0×10-2m,m=9.1×10-31kg,e=1.6×10-19C,g=10m/s2.(3)極板間既有靜電場也有重力場.電勢反映了靜電場各點(diǎn)的能的性質(zhì),請寫出電勢φ的定義式.類比電勢的定義方法,在重力場中建立“重力勢”φG的概念,并簡要說明電勢和“重力勢”的共同特點(diǎn).答案

專項(xiàng)2靜電場中的圖象問題1.[2014海南·9,5分,難度★★★☆☆](多選)如圖(a),直線MN表示某電場中一條電場線,a、b是線上的兩點(diǎn).將一帶負(fù)電荷的粒子從a點(diǎn)處由靜止釋放,粒子從a運(yùn)動到b過程中的v-t圖線如圖(b)所示.設(shè)a、b兩點(diǎn)的電勢分別為φa、φb,場強(qiáng)大小分別為Ea、Eb,粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢能分別為Epa、Epb,不計(jì)重力,則有(

)A.φa>φb B.Ea>EbC.Ea<Eb D.Epa>Epb答案1.BD

【解題思路】

負(fù)電荷由a點(diǎn)靜止釋放向b運(yùn)動,則負(fù)電荷受到的電場力向右,可知,電場線的方向向左,順著電場線的方向電勢逐漸降低,因此φa<φb,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖(b)可知,電荷做加速度越來越小的加速運(yùn)動,因此電場力越來越小,場強(qiáng)越來越小,即Ea>Eb,B項(xiàng)正確、C項(xiàng)錯(cuò)誤;由Ep=qφ可知,負(fù)電荷在電勢高處電勢能小,因此Epa>Epb,D項(xiàng)正確.2.[2017江蘇·8,4分,難度★★☆☆☆](多選)在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2,其靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖所示.下列說法正確的有(

)A.q1和q2帶有異種電荷B.x1處的電場強(qiáng)度為零C.負(fù)電荷從x1移到x2,電勢能減小D.負(fù)電荷從x1移到x2,受到的電場力增大答案

【方法技巧】

在解圖象題時(shí),要善于應(yīng)用圖象的斜率、面積、截距、交點(diǎn)、拐點(diǎn)等進(jìn)行解題.判斷電勢能變化的方法:(1)直接用Ep=qφ進(jìn)行判斷;(2)用電場力做功與電勢能變化的關(guān)系進(jìn)行判斷.3.[2019江蘇·5,3分,難度★★☆☆☆]一勻強(qiáng)電場的方向豎直向上.t=0時(shí)刻,一帶電粒子以一定初速度水平射入該電場,電場力對粒子做功的功率為P,不計(jì)粒子重力,則P-t關(guān)系圖象是(

)答案

4.[2014上?！?9,4分,難度★★★☆☆](多選)靜電場在x軸上的場強(qiáng)E隨x的變化關(guān)系如圖所示,x軸正向?yàn)閳鰪?qiáng)正方向,帶正電的點(diǎn)電荷沿x軸運(yùn)動,則點(diǎn)電荷(

)A.在x2和x4處電勢能相等B.由x1運(yùn)動到x3的過程中電勢能增大C.由x1運(yùn)動到x4的過程中電場力先增大后減小D.由x1運(yùn)動到x4的過程中電場力先減小后增大答案4.BC

【解題思路】

由于沿x軸正向?yàn)閳鰪?qiáng)正方向,因此0~x1間場強(qiáng)方向水平向右,x1右側(cè)場強(qiáng)方向水平向左,順著場強(qiáng)的方向電勢逐漸降低,因此x2處電勢比x4處電勢低,正電荷在x2處電勢能比x4處電勢能小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;正電荷從x1運(yùn)動到x3的過程中,電場力向左做負(fù)功,電勢能增大,B項(xiàng)正確;由x1運(yùn)動到x4的過程中,場強(qiáng)先增大后減小,因此電場力先增大后減小,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤.5.[2018年4月浙江·11,3分,難度★★★☆☆]一帶電粒子僅在電場力作用下從A點(diǎn)開始以-v0做直線運(yùn)動,其v-t圖象如圖所示.粒子在t0時(shí)刻運(yùn)動到B點(diǎn),3t0時(shí)刻運(yùn)動到C點(diǎn),下列判斷正確的是(

)A.A、B、C三點(diǎn)的電勢關(guān)系為φB>φA>φC

B.A、B、C三點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系為EC>EB>EA

C.粒子從A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn),電勢能先增加后減少D.粒子從A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn),電場力先做正功后做負(fù)功答案

6.[2014山東·19,6分,難度★★☆☆☆]如圖,半徑為R的均勻帶正電薄球殼,其上有一小孔A.已知?dú)?nèi)的場強(qiáng)處處為零;殼外空間的電場,與將球殼上的全部電荷集中于球心O時(shí)在殼外產(chǎn)生的電場一樣.一帶正電的試探電荷(不計(jì)重力)從球心以初動能Ek0沿OA方向射出.下列關(guān)于試探電荷的動能Ek與離開球心的距離r的關(guān)系圖線,可能正確的是(

)答案

7.[2017全國Ⅰ·20,6分,難度★★★☆☆](多選)在一靜止點(diǎn)電荷的電場中,任一點(diǎn)的電勢φ與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖所示.電場中四個(gè)點(diǎn)a、b、c和d的電場強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed.點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢φa已在圖中用坐標(biāo)(ra,φa)標(biāo)出,其余類推.現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動到d點(diǎn),在相鄰兩點(diǎn)間移動的過程中,電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd.下列選項(xiàng)正確的是(

)A.Ea∶Eb=4∶1 B.Ec∶Ed=2∶1C.Wab∶Wbc=3∶1 D.Wbc∶Wcd=1∶3答案

專項(xiàng)3帶電粒子在電場中運(yùn)動的綜合問題1.[2014大綱·15,6分,難度★★☆☆☆]地球表面附近某區(qū)域存在大小為150N/C、方向豎直向下的電場.一質(zhì)量為1.00×10-4kg、帶電量為-1.00×10-7C的小球從靜止釋放,在電場區(qū)域內(nèi)下落10.0m.對此過程,該小球的電勢能和動能的改變量分別為(重力加速度大小取9.80m/s2,忽略空氣阻力)(

)A.-1.50×10-4J和9.95×10-3JB.1.50×10-4J和9.95×10-3JC.-1.50×10-4J和9.65×10-3JD.1.50×10-4J和9.65×10-3J答案1.D

【解題思路】

對帶電小球受力分析,如圖所示,在此過程中,該小球的電勢能的改變量ΔEp=qEh=1.50×10-4J;根據(jù)動能定理可得:小球的動能的改變量ΔEk=mgh-qEh=9.65×10-3J,選項(xiàng)D正確,ABC錯(cuò)誤.模型1帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動【名師點(diǎn)撥】

考生要記住常見力做功和能量變化間的關(guān)系,比如:電場力做功決定了電勢能的變化量,合外力做功決定了動能的變化量.2.[2015江蘇·7,4分,難度★★☆☆☆](多選)一帶正電的小球向右水平拋入范圍足夠大的勻強(qiáng)電場,電場方向水平向左.不計(jì)空氣阻力,則小球(

)A.做直線運(yùn)動

B.做曲線運(yùn)動C.速率先減小后增大D.速率先增大后減小答案2.BC

【解題思路】

小球受到的電場力水平向左,重力豎直向下,因此重力與電場力的合力斜向左下且恒定,與初速度方向的夾角大于90°,因此小球做類斜上拋運(yùn)動,軌道是拋物線,速率先減小后增大,BC項(xiàng)正確.模型1帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動【規(guī)律總結(jié)】

物體在恒力作用下的運(yùn)動是勻變速運(yùn)動,如果力與速度在一條直線上,則物體做勻變速直線運(yùn)動,如果力與速度不在一條直線上,則物體做勻變速曲線運(yùn)動.

答案

模型1帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動

答案

模型1帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動5.[2016全國Ⅰ·20,6分,難度★★★☆☆](多選)如圖,