（新課標Ⅰ）2019版高考物理 專題八 靜電場課件.ppt

專題八靜電場,高考物理 (新課標專用),A組統(tǒng)一命題課標卷題組 考點一電場力的性質,五年高考,答案D本題考查庫侖定律及矢量合成。若a、b的電荷同號,則c所受庫侖力的合力指向2或4區(qū)域;若a、b的電荷異號,則c所受庫侖力的合力指向1或3區(qū)域;故只有a、b的電荷異號,合力方向才能與a、b連線平行。設a帶正電荷,b、c帶負電荷,c受力如圖,tan =tan =,=tan , 由庫侖定律得=,聯(lián)立得k=。故A、B、C三項均錯誤,D項正確。,一題多解電場強度疊加法 球c所受的庫侖力的合力方向平行于a、b連線,表明球c處的合電場強度方向平行于a、b連線。若a、b的電荷同號,球c處的合電場強度指向2或4區(qū)域;若a、b的電荷異號,球c處的合電場強度指向1或3區(qū)域;故a、b的電荷必須異號。設a、c帶正電荷,b帶負電荷,球c處的電場強度方向如圖,tan =tan =,由電場強度疊加原理得,tan =,結合點電荷電場強度公式得= ,聯(lián)立得k=。故A、B、C三項均錯誤,D項正確。,2.(2014課標,19,6分,0.590)(多選)關于靜電場的電場強度和電勢,下列說法正確的是() A.電場強度的方向處處與等電勢面垂直 B.電場強度為零的地方,電勢也為零 C.隨著電場強度的大小逐漸減小,電勢也逐漸降低 D.任一點的電場強度總是指向該點電勢降落最快的方向,答案AD電場中場強為零的位置是絕對的,而電勢為零的位置是人為選取的;再者場強的大小表征著電勢隨空間的變化率,而與電勢的大小無關,故B錯誤。由沿電場線方向電勢降低,可知電勢的升降取決于場強的方向而與場強的大小無關,故C錯誤。,考點二電場能的性質,答案AB本題考查帶電粒子在勻強電場中的運動,能量的轉化與守恒等知識。電子從a到d的過程中克服電場力做功6 eV,說明電場方向由af,且Uad=3Uab=3Ubc=3Ucd=3Udf=6 V,故Uab=Ubc=Ucd=Udf=2 V,又因為b=2 V,故a=4 V,c=0 V,d=-2 V,f=-4 V,可知A項正確。Eka=10 eV,從a到f過程中,需克服電場力做功8 eV,Eka|W電|,因為不知道電子的運動方向,故不能確定電子能否到達平面f,故B項正確。電子經(jīng)過平面d時,其電勢能為2 eV,故C項錯誤。經(jīng)過平面b時的動能為8 eV,經(jīng)過平面d時的動能為4 eV,又知Ek=mv2,故=,D項錯誤。,易錯點撥隱含條件的顯性化 動能是標量,而速度是矢量,故本題中不知道初速度的具體方向。,4.(2018課標,21,6分)(多選)如圖,同一平面內(nèi)的a、b、c、d四點處于勻強電場中,電場方向與此平面平行,M為a、c連線的中點,N為b、d連線的中點。一電荷量為q(q0)的粒子從a點移動到b點,其電勢能減小W1;若該粒子從c點移動到d點,其電勢能減小W2。下列說法正確的是 () A.此勻強電場的場強方向一定與a、b兩點連線平行 B.若該粒子從M點移動到N點,則電場力做功一定為 C.若c、d之間的距離為L,則該電場的場強大小一定為 D.若W1=W2,則a、M兩點之間的電勢差一定等于b、N兩點之間的電勢差,答案BD本題考查電場力做功與電勢能變化量的關系、勻強電場中U=Ed。根據(jù)電場力做功與電勢能變化量的關系有W1=q(a-b),W2=q(c-d),WMN=q(M-N),根據(jù)勻強電場中“同一條直線上兩點間的電勢差與兩點間的距離成正比”的規(guī)律可知,UaM=UMc,即a-M=M-c,可得M=,同理可得N=,聯(lián)立式可得:WMN=,即B項正確。若W1 =W2,則a-b=c-d,結合兩式可推出a-M=b-N,即D項正確。由題意無法判定電場強度的方向,故A、C項均錯誤。,易錯點撥注意E=成立的條件 在勻強電場中,E=中的d為始、末兩點沿電場線方向上的距離,本題中如果未注意這一條件, 易錯選C。,5.(2017課標,20,6分)(多選)在一靜止點電荷的電場中,任一點的電勢與該點到點電荷的距離r的關系如圖所示。電場中四個點a、b、c和d的電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed。點a到點電荷的距離ra與點a的電勢a已在圖中用坐標(ra,a)標出,其余類推?，F(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點依次經(jīng)b、c點移動到d點,在相鄰兩點間移動的過程中,電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd。下列選項正確的是() A.EaEb=41B.EcEd=21 C.WabWbc=31D.WbcWcd=13,答案AC本題考查場強與電勢。由圖可知:ra=1 m、a=6 V;rb=2 m、b=3 V;rc=3 m、c=2 V;rd=6 m、d=1 V。由點電荷的場強公式E=得EaEbEcEd=369 41,A正確、B錯誤。由WAB=qUAB=q(A-B)得WabWbcWcd=(a-b)(b-c)(c-d)=311,故C正確、D錯誤。,方法技巧電場力做功的計算方法 定量計算電場力做功時,第一種方法是利用W=qU;第二種方法是利用功能關系即電場力所做的功等于電勢能的變化量;第三種方法是利用動能定理;第四種方法是由功的定義得W=qEl cos 。其中最后一種方法僅適用于勻強電場中。,6.(2017課標,21,6分)(多選)一勻強電場的方向平行于xOy平面,平面內(nèi)a、b、c三點的位置如圖所示,三點的電勢分別為10 V、17 V、26 V。下列說法正確的是() A.電場強度的大小為2.5 V/cm B.坐標原點處的電勢為1 V C.電子在a點的電勢能比在b點的低7 eV D.電子從b點運動到c點,電場力做功為9 eV,答案ABD本題考查場強與電勢差的關系、電勢能和電場力做功。 設a、c連線上d點電勢為17 V,連接b、d,bd為等勢線,如圖 據(jù)U=Ed可知,勻強電場中U與d成正比,則=,即=,得lcd=4.5 cm,則tan = ,=37,過c點作bd的垂線交bd于e點,如圖,則lce=lcb sin =6 cm=3.6 cm,Uce=26 V-17 V=9 V, ce方向垂直等勢線bd且ce,則ce方向為勻強電場方向,據(jù)E=可知E=2.5 V/cm,故A選 項正確。,laO=lcb,故UaO=Ucb,即a-O=c-b,得O=1 V,故B選項正確。 據(jù)Ep=q=(-e),aEpb,故C選項錯誤。 據(jù)Wbc=qUbc知Wbc=(-e)Ubc=(-e)(b-c)=(-e)(17-26)V=9 eV,故D選項正確。,方法技巧充分利用U=Ed中場強一定時U與d成正比的關系、直角三角形中tan 37=和sin 3 7=解題。 建立bd等勢線,在ac上利用U與d成正比來求d=17 V時cd的長度lcd=4.5 cm,確定=37。 作出等勢線的垂線尋找E的方向,再利用=37得到ce長度。 由E=算出E的大小。 在應用Ep=q及W=qU時要注意電子帶電荷量為-e,這樣判斷電子在a、b點電勢能高低時不易出錯。,7.(2016課標,15,6分)關于靜電場的等勢面,下列說法正確的是() A.兩個電勢不同的等勢面可能相交 B.電場線與等勢面處處相互垂直 C.同一等勢面上各點電場強度一定相等 D.將一負的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面,電場力做正功,答案B假設兩個電勢不同的等勢面相交,則交點處的電勢就是兩個不同的值,這是不可能的,A錯誤;同一等勢面上各點電勢相等,而場強不一定相等,C錯誤;負電荷從高電勢處移到低電勢處,電勢能增加,電場力做負功,D錯誤。,方法技巧用類比法理解電荷在電場中運動的過程中電場力做功以及電勢能變化情況:一塊石頭從山頂(高地勢處)滾落到山腳(低地勢處),重力勢能減少,重力做正功。與此類似,正電荷從高電勢處向低電勢處移動,電勢能減少,電場力做正功,所以,可將正電荷與石頭類比。如果是負電荷的運動,只要把正電荷電勢能變化、電場力做功情況反過來就可以了。,8.(2015課標,15,6分,0.699)如圖,直線a、b和c、d是處于勻強電場中的兩組平行線,M、N、P、Q是它們的交點,四點處的電勢分別為M、N、P、Q。一電子由M點分別運動到N點和P點的過程中,電場力所做的負功相等。則() A.直線a位于某一等勢面內(nèi),MQ B.直線c位于某一等勢面內(nèi),MN C.若電子由M點運動到Q點,電場力做正功 D.若電子由P點運動到Q點,電場力做負功,答案B由電子從M點分別運動到N點和P點的過程中,電場力所做的負功相等可知,MN=P,故過N、P點的直線d位于某一等勢面內(nèi),則與直線d平行的直線c也位于某一等勢面內(nèi),選項A錯、B正確;M=Q,則電子由M點運動到Q點,電場力不做功,選項C錯誤;由于P<M=Q,電子由P點運動到Q點,電勢能減小,電場力做正功,選項D錯誤。,解題關鍵電子帶負電荷。由“一電子由M點分別運動到N點和P點的過程中,電場力所做的負功相等”知N、P兩點在同一等勢線上,則直線c、d為勻強電場中的等勢線。由于勻強電場中電場線與等勢線垂直可知,a和b為電場線。由于電場力對電子做負功,可知電場方向為MN。,知識總結勻強電場中電場線和等勢線分別是相互垂直的兩組平行線。電場力對電場中運動電荷做的功W=q。,考點三電容器、帶電粒子在電場中的運動,9.(2018課標,21,6分)(多選)如圖,一平行板電容器連接在直流電源上,電容器的極板水平;兩微粒a、b所帶電荷量大小相等、符號相反,使它們分別靜止于電容器的上、下極板附近,與極板距離相等?，F(xiàn)同時釋放a、b,它們由靜止開始運動。在隨后的某時刻t,a、b經(jīng)過電容器兩極板間下半?yún)^(qū)域的同一水平面。a、b間的相互作用和重力可忽略。下列說法正確的是() A.a的質量比b的大 B.在t時刻,a的動能比b的大 C.在t時刻,a和b的電勢能相等 D.在t時刻,a和b的動量大小相等,答案BD本題考查電容器和帶電粒子在電場中的運動。由題設條件可知,微粒a向下運動,微粒b向上運動,且在相等時間內(nèi),位移xaxb,由運動學公式及牛頓第二定律可得:x=t2,則ma Ekb,選項B正確;由動量定理可得:qEt=p,則pa與pb大小相等,選項D正確;在t時刻,a、b在同一水平面上,電勢相等,而兩微粒的電性不同,由Ep=q,可知a和b的電勢能不相等,選項C錯誤。,易錯點撥對Ep=q的理解 Ep=q中,電勢能Ep、電荷量q和電勢都為標量,但有正負之分,在利用該式進行分析時,要求將正、負號代入進行計算,否則容易出現(xiàn)錯誤。,10.(2016課標,14,6分)一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質,接在恒壓直流電源上。若將云母介質移出,則電容器() A.極板上的電荷量變大,極板間電場強度變大 B.極板上的電荷量變小,極板間電場強度變大 C.極板上的電荷量變大,極板間電場強度不變 D.極板上的電荷量變小,極板間電場強度不變,答案D電容器電容C=,云母介質移出,r減小,C減小;又C=,電源恒壓,U一定,C減小, 故Q減小;電場強度E=,故E不變,選項D正確。,審題指導關鍵詞:恒壓直流電源、介質移出。,評析此題考查電容器電容、電荷量及電場強度之間的關系,難度為易,考生根據(jù)相關公式即可分析解答。,11.(2016課標,20,6分)(多選)如圖,一帶負電荷的油滴在勻強電場中運動,其軌跡在豎直面(紙面)內(nèi),且相對于過軌跡最低點P的豎直線對稱。忽略空氣阻力。由此可知() A.Q點的電勢比P點高 B.油滴在Q點的動能比它在P點的大 C.油滴在Q點的電勢能比它在P點的大 D.油滴在Q點的加速度大小比它在P點的小,答案AB由油滴軌跡在豎直面內(nèi)相對于過P點的豎直線對稱可知油滴在水平方向所受合力為0,豎直方向上油滴受重力和電場力,結合曲線軌跡的特點可知電場力豎直向上且電場力大于重力,油滴受力及電場線方向如圖所示,由沿電場線方向電勢逐漸降低,得Q點的電勢比P點的高,A選項正確;油滴從Q點到P點合力做負功,根據(jù)動能定理得油滴在Q點的動能大于它在P點的動能,這一過程中電場力做負功,則油滴在Q點的電勢能小于它在P點的電勢能,故B項正確,C項錯;因為重力和電場力為恒力,所以油滴在Q、P兩點的加速度相同,故D項錯誤。,評析以電場和重力場為背景,考查電場及運動的知識,關鍵在于分析出對稱性的特點,才能得出電場力與重力的大小關系及方向,屬于中等難度。,12.(2016課標,15,6分)如圖,P是固定的點電荷,虛線是以P為圓心的兩個圓。帶電粒子Q在P的電場中運動,運動軌跡與兩圓在同一平面內(nèi),a、b、c為軌跡上的三個點。若Q僅受P的電場力作用,其在a、b、c點的加速度大小分別為aa、ab、ac,速度大小分別為va、vb、vc。則() A.aaabac,vavcvbB.aaabac,vbvcva C.abacaa,vbvcvaD.abacaa,vavcvb,答案D帶電粒子在電場中僅受電場力作用,由牛頓第二定律知加速度a=,E=k,因 為rbacaa; 由動能定理有Wab=qQUab=m-m Wbc=qQUbc=m-m 因為Wabvb 因為Wbc0,所以vcvb 因為|Uab|Ubc|,所以vavc 故有vavcvb,D項正確。,規(guī)律總結掌握點電荷電場的特點及電場力做功與電勢差的關系,明確僅在電場力作用下,加速度的大小取決于場強的大小,速度的大小取決于電場力做功的正負及大小。,評析本題在考查點電荷電場的電場線、等勢面的分布特點及電場力做功與電勢差關系的同時,綜合考查了牛頓運動定律及動能定理的內(nèi)容,綜合性較強。,13.(2015課標,14,6分,0.586)如圖,兩平行的帶電金屬板水平放置。若在兩板中間a點從靜止釋放一帶電微粒,微粒恰好保持靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將兩板繞過a點的軸(垂直于紙面)逆時針旋轉45,再由a點從靜止釋放一同樣的微粒,該微粒將() A.保持靜止狀態(tài) B.向左上方做勻加速運動 C.向正下方做勻加速運動 D.向左下方做勻加速運動,答案D最初帶電微粒處于靜止狀態(tài),受力如圖(1),Eq=mg;當兩板繞過a點的軸逆時針轉過45 時,帶電微粒的受力如圖(2),其合力指向左下方,故微粒從靜止開始向左下方做勻加速運動,選項D 正確。,審題指導“微粒恰好保持靜止狀態(tài)”,即處于平衡狀態(tài),所受的合外力為零,得微粒所受的電場力與其重力大小相等方向相反;“將兩板繞過a點的軸(垂直于紙面)逆時針旋轉45”,注意電容器帶電荷量不變,間距不變,正對面積也不變,故電場強度的大小不變,電場力的大小不變,僅方向逆時針旋轉45,根據(jù)平行四邊形定則求出合力的方向,確定微粒的運動即可。,14.(2017課標,25,20分)如圖,兩水平面(虛線)之間的距離為H,其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強電場。自該區(qū)域上方的A點將質量均為m、電荷量分別為q和-q(q0)的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿平行于電場的方向射出。小球在重力作用下進入電場區(qū)域,并從該區(qū)域的下邊界離開。已知N離開電場時的速度方向豎直向下;M在電場中做直線運動,剛離開電場時的動能為N剛離開電場時動能的1.5倍。不計空氣阻力,重力加速度大小為g。求 (1)M與N在電場中沿水平方向的位移之比; (2)A點距電場上邊界的高度; (3)該電場的電場強度大小。,答案(1)31(2)H(3),解析(1)設小球M、N在A點水平射出時的初速度大小為v0,則它們進入電場時的水平速度仍然為v0。M、N在電場中運動的時間t相等,電場力作用下產(chǎn)生的加速度沿水平方向,大小均為a,在電場中沿水平方向的位移分別為s1和s2。由題給條件和運動學公式得 v0-at=0 s1=v0t+at2 s2=v0t-at2 聯(lián)立式得=3 (2)設A點距電場上邊界的高度為h,小球下落h時在豎直方向的分速度為vy,由運動學公式 =2gh H=vyt+gt2 M進入電場后做直線運動,由幾何關系知 = 聯(lián)立式可得,h=H (3)設電場強度的大小為E,小球M進入電場后做直線運動,則 = 設M、N離開電場時的動能分別為Ek1、Ek2,由動能定理得 Ek1=m(+)+mgH+qEs1 Ek2=m(+)+mgH-qEs2 由已知條件 Ek1=1.5Ek2 聯(lián)立式得 E=,解題關鍵N離開電場時的速度方向豎直向下N在水平方向的速度恰好減速到0;方向水平向右的勻強電場M、N在豎直方向只受重力,二者在電場中的運動時間相等;剛離開電場時M的動能為N的1.5倍建立等式確定電場力和重力的關系。,15.(2017課標,25,20分)真空中存在電場強度大小為E1的勻強電場,一帶電油滴在該電場中豎直向上做勻速直線運動,速度大小為v0。在油滴處于位置A時,將電場強度的大小突然增大到某值,但保持其方向不變。持續(xù)一段時間t1后,又突然將電場反向,但保持其大小不變;再持續(xù)同樣一段時間后,油滴運動到B點。重力加速度大小為g。 (1)求油滴運動到B點時的速度。 (2)求增大后的電場強度的大小;為保證后來的電場強度比原來的大,試給出相應的t1和v0應滿足的條件。已知不存在電場時,油滴以初速度v0做豎直上拋運動的最大高度恰好等于B、A兩點間距離的兩倍。,答案見解析,解析(1)設油滴質量和電荷量分別為m和q,油滴速度方向向上為正。油滴在電場強度大小為E1的勻強電場中做勻速直線運動,故電場力方向向上。在t=0時,電場強度突然從E1增加至E2時,油滴做豎直向上的勻加速運動,加速度方向向上,大小a1滿足 qE2-mg=ma1 油滴在時刻t1的速度為 v1=v0+a1t1 電場強度在時刻t1突然反向,油滴做勻變速運動,加速度方向向下,大小a2滿足 qE2+mg=ma2 油滴在時刻t2=2t1的速度為 v2=v1-a2t1 由式得 v2=v0-2gt1 (2)由題意,在t=0時刻前有 qE1=mg,油滴從t=0到時刻t1的位移為 s1=v0t1+a1 油滴在從時刻t1到時刻t2=2t1的時間間隔內(nèi)的位移為 s2=v1t1-a2 由題給條件有 =2g(2h) 式中h是B、A兩點之間的距離。 若B點在A點之上,依題意有 s1+s2=h 由式得 E2=E1 為使E2E1,應有 2-+1,即當 0 才是可能的;條件式和式分別對應于v20和v2E1,應有 2-1 即,t1 另一解為負,不合題意,已舍去。,解題指導多階段運動 物體的運動不僅僅取決于物體所受外力,還與物體的初速度有關。在多階段運動過程中,當物體所受外力突變時,物體由于慣性而速度不發(fā)生突變,故物體在前一階段的末速度即為物體在后一階段的初速度。對于多階段運動過程中物體在各階段中發(fā)生的位移之間的聯(lián)系,可以通過作運動過程草圖來獲得。,16.(2015課標,24,12分,0.298)如圖,一質量為m、電荷量為q(q0)的粒子在勻強電場中運動,A、B為其運動軌跡上的兩點。已知該粒子在A點的速度大小為v0,方向與電場方向的夾角為60;它運動到B點時速度方向與電場方向的夾角為30。不計重力。求A、B兩點間的電勢差。,答案,解析設帶電粒子在B點的速度大小為vB。粒子在垂直于電場方向上的速度分量不變,即 vB sin 30=v0 sin 60 由此得vB=v0 設A、B兩點間的電勢差為UAB,由動能定理有 qUAB=m(-) 聯(lián)立式得 UAB=,解題關鍵據(jù)運動的獨立原理:一個物體同時參與幾個不同方向的運動,每個分運動的規(guī)律相互獨立?？芍Ｗ釉贏和B兩點沿與電場垂直的方向上分速度相同,即vB sin 30=v0 sin 60。A和B兩點速度方向雖然不同,但是并不影響動能定理的運用。,B組自主命題省(區(qū)、市)卷題組,考點一電場力的性質,1.(2016浙江理綜,15,6分)如圖所示,兩個不帶電的導體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A帶正電,B帶負電 B.此時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,答案C由于靜電感應,A帶負電,B帶等量正電,若移去C,A、B所帶等量正負電荷中和,金屬箔閉合,所以C正確,A錯誤;處于電場中的導體是等勢體,B錯誤;若先把A、B分開,然后移去C,A、B所帶電荷就不能中和,金屬箔不再閉合,D錯誤。,失分警示不要誤以為因B帶正電,B的電勢就高,實際上電場中的導體是一個等勢體,A、B電勢相等。,2.(2015山東理綜,18,6分)直角坐標系xOy中,M、N兩點位于x軸上,G、H兩點坐標如圖。M、N兩點各固定一負點電荷,一電荷量為Q的正點電荷置于O點時,G點處的電場強度恰好為零。靜電力常量用k表示。若將該正點電荷移到G點,則H點處場強的大小和方向分別為() A.,沿y軸正向B.,沿y軸負向 C.,沿y軸正向D.,沿y軸負向,答案BM、N兩處的負點電荷在G處產(chǎn)生的合場強E1與O點處正點電荷在G處產(chǎn)生的場強等大反向,所以E1=,方向沿y軸正向,因為H與G關于x軸對稱,所以M、N兩處的負點電荷在H 處產(chǎn)生的合場強E2=E1=,方向沿y軸負向。當正點電荷放在G點時,它在H點產(chǎn)生的場強E3= ,方向沿y軸正向,則H處的場強為EH=-=,方向沿y軸負向,B正確。,3.(2015安徽理綜,20,6分)已知均勻帶電的無窮大平面在真空中激發(fā)電場的場強大小為,其 中為平面上單位面積所帶的電荷量,0為常量。如圖所示的平行板電容器,極板正對面積為S,其間為真空,帶電荷量為Q。不計邊緣效應時,極板可看作無窮大導體板,則極板間的電場強度大小和兩極板間相互的靜電引力大小分別為() A.和B.和 C.和D.和,答案D由題意知帶電荷量為Q的極板上單位面積所帶的電荷量=,故一個極板激發(fā)的 電場的場強大小E=,而平行板電容器兩極板帶等量異種電荷,在極板間激發(fā)的電場等 大同向,由電場疊加原理知,極板間的電場強度大小為E合=2E=;兩極板間相互的靜電引力F =EQ=,選項D正確。,4.(2015廣東理綜,21,6分)(多選)如圖所示的水平勻強電場中,將兩個帶電小球M和N分別沿圖示路徑移動到同一水平線上的不同位置,釋放后,M、N保持靜止,不計重力,則() A.M的帶電荷量比N的大 B.M帶負電荷,N帶正電荷 C.靜止時M受到的合力比N的大 D.移動過程中勻強電場對M做負功,答案BD不考慮重力,取整體為研究對象,外力只有勻強電場的電場力,由平衡條件可知M、N所受電場力必等大反向,故M、N必帶有等量異種電荷,A錯誤;隔離出M,因N對其靜電引力向右,則電場E對其電場力必向左,即與場強方向反向,故M帶負電,則N帶正電,B正確;靜止時,M、N所受合力都為0,C錯誤;因勻強電場對M的電場力方向與M移動方向成鈍角,故D正確。,5.(2014廣東理綜,20,6分)(多選)如圖所示,光滑絕緣的水平桌面上,固定著一個帶電荷量為+Q的小球P,帶電荷量分別為-q和+2q的小球M和N,由絕緣細桿相連,靜止在桌面上,P與M相距L,P、M和N視為點電荷,下列說法正確的是(),A.M與N的距離大于L B.P、M和N在同一直線上 C.在P產(chǎn)生的電場中,M、N處的電勢相同 D.M、N及細桿組成的系統(tǒng)所受合外力為零,答案BD對小球M、N和桿組成的整體,由題意可知k=k,得xN,則C錯誤。M、N及細桿靜止于光滑絕緣桌面上,所以系統(tǒng)所受合外力為零,D正確。,6.2018北京理綜,24(1)靜電場可以用電場線和等勢面形象描述。 a.請根據(jù)電場強度的定義和庫侖定律推導出點電荷Q的場強表達式; b.點電荷的電場線和等勢面分布如圖所示,等勢面S1、S2到點電荷的距離分別為r1、r2。我們知道,電場線的疏密反映了空間區(qū)域電場強度的大小。請計算S1、S2上單位面積通過的電場線條數(shù)之比N1/N2。,答案a.見解析b.,解析a.在距Q為r的位置放一電荷量為q的檢驗電荷。 根據(jù)庫侖定律檢驗電荷受到的電場力 F=k 根據(jù)電場強度的定義E= 得E=k b.穿過兩等勢面單位面積上的電場線條數(shù)之比 =,考點二電場能的性質,7.(2018天津理綜,3,6分)如圖所示,實線表示某電場的電場線(方向未標出),虛線是一帶負電的粒子只在電場力作用下的運動軌跡,設M點和N點的電勢分別為M、N,粒子在M和N時加速度大小分別為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<aNB.vM<vN,M<N C.M<N,EpM<EpND.aM<aN,EpM<EpN,答案D本題考查帶電粒子在電場中的運動。由粒子的軌跡知電場力的方向偏向右,因粒子帶負電,故電場線方向偏向左,由沿電場線方向電勢降低,可知NvN。綜上所述,選項D正確。,規(guī)律總結帶電粒子在電場中做曲線運動的定性判斷 帶電粒子在電場中做曲線運動時受力指向軌跡的凹側,電場力的方向沿電場線的切線方向;根據(jù)速度方向為軌跡的切線方向,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系。,8.(2017天津理綜,7,6分)(多選)如圖所示,在點電荷Q產(chǎn)生的電場中,實線MN是一條方向未標出的電場線,虛線AB是一個電子只在靜電力作用下的運動軌跡。設電子在A、B兩點的加速度大小分別為aA、aB,電勢能分別為EpA、EpB。下列說法正確的是() A.電子一定從A向B運動 B.若aAaB,則Q靠近M端且為正電荷 C.無論Q為正電荷還是負電荷一定有EpA<EpB D.B點電勢可能高于A點電勢,答案BC本題考查帶電粒子在電場中的運動。電子的運動軌跡為曲線,由曲線運動的產(chǎn)生條件可知電子在MN電場線上受力方向為水平向左,因此電場線方向為水平向右(MN),若aAaB,則A靠近場源電荷Q,即Q靠近M端且為正電荷,選項B正確;若電子由AB,則水平向左的電場力與軌跡切線方向的速度夾角大于90,電場力做負功,電勢能增加,即EpAB,選項D錯誤。,方法技巧運動軌跡與電場線關系 曲線運動的受力方向指向軌跡的凹側。受電場力方向在電場線所在直線上(切線所在直線上)。速度方向為軌跡的切線方向。正、負功的判斷。電勢高低與電勢能大小的關系。,9.(2016浙江理綜,14,6分)以下說法正確的是() A.在靜電場中,沿著電場線方向電勢逐漸降低 B.外力對物體所做的功越多,對應的功率越大 C.電容器電容C與電容器所帶電荷量Q成正比 D.在超重和失重現(xiàn)象中,地球對物體的實際作用力發(fā)生了變化,答案A在靜電場中,沿電場線電勢的變化量=,無論q為正還是為負,總是負的, 即<0,表明沿電場線方向電勢逐漸降低,A正確;功率P=,功率P的大小由W和t共同決定,B 錯誤;電容器電容C與電容器所帶電荷量無關,C錯誤;無論超重還是失重,地球對物體的實際作用力不變,D錯誤。,疑難突破電勢=,電勢的變化=。正電荷沿電場線方向移動時,電場力做正功,電勢 能減少,Ep0,=<0,即沿電場線方向電勢降低。因此在靜電場中,沿電場線方向 電勢降低是一個普遍正確的結論。,考點三電容器、帶電粒子在電場中的運動,10.(2018北京理綜,19,6分)研究與平行板電容器電容有關因素的實驗裝置如圖所示。下列說法正確的是() A.實驗前,只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸,能使電容器帶電 B.實驗中,只將電容器b板向上平移,靜電計指針的張角變小 C.實驗中,只在極板間插入有機玻璃板,靜電計指針的張角變大 D.實驗中,只增加極板帶電量,靜電計指針的張角變大,表明電容增大,答案A本題考查平行板電容器。帶電玻璃棒接觸a板,a板會帶上同種電荷,同時b板上會感應出異種電荷,故A正確;靜電計指針張角反映電容器兩板間電壓,將b板上移,正對面積S減小,電容C減小,板間電壓U增大,故指針張角變大,B錯;插入有機玻璃板,相對介電常數(shù)r增大,電容C增大,板間電壓U減小,指針張角變小,C錯;只增加極板帶電量Q,板間電壓U增大,但電容保持不變,故D錯。,解題關鍵電容器中各量的變化關系 電容C=及C=,對這兩個公式的理解及各量的物理含義的認識,是解答本題的關鍵。,11.(2018江蘇單科,5,3分)如圖所示,水平金屬板A、B分別與電源兩極相連,帶電油滴處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將B板右端向下移動一小段距離,兩金屬板表面仍均為等勢面,則該油滴() A.仍然保持靜止B.豎直向下運動 C.向左下方運動D.向右下方運動,答案D水平金屬板間電場沿豎直方向,等勢面為一組水平面。帶電油滴處于靜止狀態(tài),說明油滴受到的電場力方向豎直向上且Eq=mg。B板右端向下移動一小段距離,兩極板間電壓不變,則兩極板間的等勢面右端同樣向下彎曲。電場線與等勢面垂直,同樣產(chǎn)生彎曲,且電場強度減小。豎直方向上Eyq<mg,水平方向上Exq向右,故油滴向右下方運動,故D項正確。,關鍵點撥物理情景的構建 只需明確初始狀態(tài)油滴的受力大小及方向即可,與場強的方向及油滴電性的正負無關。 電場線與等勢面垂直,分析等勢面的分布狀態(tài)變化是解題關鍵。 分析水平和豎直兩個方向上受力變化,從而判斷油滴運動情況。,12.(2016天津理綜,4,6分)如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計相連,靜電計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點的點電荷,以E表示兩板間的電場強度,Ep表示點電荷在P點的電勢能,表示靜電計指針的偏角。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.增大,E增大B.增大,Ep不變 C.減小,Ep增大D.減小,E不變,答案D極板移動過程中帶電荷量Q保持不變,靜電計指針張角變化反映板間電勢差U的變化,由C=和C=可知,極板下移,d減小,C增大,U減小,又E=,則E不變,Ep不變,綜合 上述,只有D選項正確。,疑難突破設固定在P點的點電荷帶電荷量為q,其在P點的電勢能等于將其從P點移到零電勢處(下極板)電場力做的功。,13.(2015天津理綜,7,6分)(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,之后進入電場線豎直向下的勻強電場E2發(fā)生偏轉,最后打在屏上。整個裝置處于真空中,不計粒子重力及其相互作用,那么() A.偏轉電場E2對三種粒子做功一樣多 B.三種粒子打到屏上時的速度一樣大 C.三種粒子運動到屏上所用時間相同 D.三種粒子一定打到屏上的同一位置,答案AD設粒子離開電場E1時速度為v,由動能定理得qE1d1=mv2-0,v=,在電場E2中 y=at2,E2q=ma,L=vt,tan =,聯(lián)立以上方程得y=,tan =。所以,在電場E2中電場力 做功W=E2qy=,三種粒子電荷量相等,做功相等,A項正確。因為在電場E2中y和tan 與q、 m無關,故它們通過同一軌跡打到屏上同一點,D項正確。對全程應用動能定理,設打到屏上的速度為v,則qE1d1+qE2y=mv2-0,解得v2=(E1d1+),所以氕核打到屏上的速度最大,故B項 錯誤。在加速電場中所用時間t1=,通過偏轉電場到達屏所用時間t2=(L+L) ,所以總時間t=t1+t2,故氚核運動時間最長,C項錯誤。,14.(2014山東理綜,18,6分)如圖,場強大小為E、方向豎直向下的勻強電場中有一矩形區(qū)域abcd,水平邊ab長為s,豎直邊ad長為h。質量均為m、帶電荷量分別為+q和-q的兩粒子,由a、c兩點先后沿ab和cd方向以速率v0進入矩形區(qū)(兩粒子不同時出現(xiàn)在電場中)。不計重力。若兩粒子軌跡恰好相切,則v0等于() A.B.C.D.,答案B因為兩粒子軌跡恰好相切,切點為矩形區(qū)域中心,則對其中一個粒子,水平方向=v 0t,豎直方向=at2且滿足a=,三式聯(lián)立解得v0=,故B正確。,15.(2015安徽理綜,23,16分)在xOy平面內(nèi),有沿y軸負方向的勻強電場,場強大小為E(圖中未畫出),由A點斜射出一質量為m、帶電荷量為+q的粒子,B和C是粒子運動軌跡上的兩點,如圖所示,其中l(wèi)0為常數(shù)。粒子所受重力忽略不計。求: (1)粒子從A到C過程中電場力對它做的功; (2)粒子從A到C過程所經(jīng)歷的時間; (3)粒子經(jīng)過C點時的速率。,答案(1)3qEl0(2)3(3),解析(1)WAC=qE(yA-yC)=3qEl0 (2)根據(jù)拋體運動的特點,粒子沿x軸正方向做勻速直線運動,由對稱性可知軌跡最高點D在y軸上,可令tAD=tDB=T,則tBC=T 由qE=ma,得a= 又yD=aT2,yD+3l0=a(2T)2 解得T= 則AC過程所經(jīng)歷的時間t=3,C組教師專用題組 考點一電場力的性質,答案D乒乓球在兩極板中間時,其左側會感應出正電荷,A錯誤;電場力和庫侖力是同一個力的不同稱謂,C錯誤;乒乓球與右極板接觸則帶正電,在電場力作用下向左運動與左極板相碰,碰后帶上負電,又向右運動與右極板相碰,如此往復運動,所以D正確,B錯誤。,2.(2015海南單科,7,5分)(多選)如圖,兩電荷量分別為Q(Q0)和-Q的點電荷對稱地放置在x軸上原點O的兩側,a點位于x軸上O點與點電荷Q之間,b點位于y軸O點上方。取無窮遠處的電勢為零。下列說法正確的是() A.b點電勢為零,電場強度也為零 B.正的試探電荷在a點的電勢能大于零,所受電場力方向向右 C.將正的試探電荷從O點移到a點,必須克服電場力做功 D.將同一正的試探電荷先后從O、b兩點移到a點,后者電勢能的變化較大,答案BC由兩等量異種點電荷的電場線分布知:過Q和-Q連線的垂直平分線Ob的等勢面為零勢能面,因此將同一正的試探電荷先后從O、b兩點移到a點做的功相同,因此正試探電荷電勢能的變化相同,D錯。點b在零勢能面上,b點電勢為零,由場強的合成法則知,b點的場強不為零,方向平行x軸向右,A錯。在a點放一正的試探電荷,所受的電場力方向向右,當沿x軸正方向移動時,電場力做正功電勢能減少,在O點減為零,過了O點電勢能為負值,所以正的試探電荷在a點電勢能大于零,反之若從O點移到a點,電場力與運動方向相反,因此電場力做負功即克服電場力做功,B、C正確。,3.(2013課標,15,6分,0.480)如圖,一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個點,a和b、b和c、c和d間的距離均為R,在a點處有一電荷量為q(q0)的固定點電荷。已知b點處的場強為零,則d點處場強的大小為(k為靜電力常量)() A.kB.kC.kD.k,答案B由b點處場強為零知,圓盤在b點處產(chǎn)生的場強E1與q在b點處產(chǎn)生的場強E2大小相等,即:E1=E2=k,由對稱性,圓盤在d點產(chǎn)生的場強E3=k,q在d點產(chǎn)生的場強E4=k,方向與 E3相同,故d點的合場強Ed=E3+E4=k,B正確,A、C、D錯誤。,評析本題考查點電荷場強的公式及電場的疊加,熟記點電荷場強公式是解此題的基礎,考慮到圓盤的電場的對稱分布及d點處是兩個電場的合成是解題的關鍵。難度中等。,4.(2013課標,18,6分,0.586)如圖,在光滑絕緣水平面上,三個帶電小球a、b和c分別位于邊長為l的正三角形的三個頂點上:a、b帶正電,電荷量均為q,c帶負電。整個系統(tǒng)置于方向水平的勻強電場中。已知靜電力常量為k。若三個小球均處于靜止狀態(tài),則勻強電場場強的大小為 () A.B. C.D.,答案B以小球c為研究對象,其受力如圖甲所示,其中F庫=,由平衡條件得:2F庫cos 30= Eqc 甲 乙 即:=Eqc,E= 此時a的受力如圖乙所示,+=,得qc=2q 即當qc=2q時a可處于平衡狀態(tài),同理b亦恰好平衡,故選項B正確。,解題思路三小球均處于靜止狀態(tài),則三小球均處于平衡狀態(tài),可選擇a、c小球受力分析,列出平衡方程求解,最后可對b進行驗證。,評析三球平衡是典型問題,充分考查了學生的想象、理解能力、應用數(shù)學工具能力,以及分析綜合能力。,5.(2017北京理綜,22,16分)如圖所示,長l=1 m的輕質細繩上端固定,下端連接一個可視為質點的帶電小球,小球靜止在水平向右的勻強電場中,繩與豎直方向的夾角=37。已知小球所帶電荷量q=1.010-6 C,勻強電場的場強E=3.0103 N/C,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。求: (1)小球所受電場力F的大小。 (2)小球的質量m。 (3)將電場撤去,小球回到最低點時速度v的大小。,答案(1)3.010-3 N(2)4.010-4 kg(3)2.0 m/s,解析本題考查物體的平衡與動能定理。 (1)F=qE=3.010-3 N (2)由=tan 37,得m=4.010-4 kg (3)由mgl(1-cos 37)=mv2,得 v=2.0 m/s,解題指導(1)小球平衡時,正確進行受力分析。(2)撤去電場后,小球會從高處擺下,在小球從開始運動到到達最低點的過程中,機械能守恒。,考點二電場能的性質,6.(2017江蘇單科,8,4分)(多選)在x軸上有兩個點電荷q1、q2,其靜電場的電勢在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處的電場強度為零 C.負電荷從x1移到x2,電勢能減小 D.負電荷從x1移到x2,受到的電場力增大,答案AC本題考查識別-x圖象、場強與電勢差的關系、電場力做功與電勢能變化關系。-x圖線的切線斜率表示場強,由圖可知從x1到x2過程中,圖線切線斜率變小,到x2處斜率為0,即場強從x1到x2一直減小,且E2=0,電場力F=Eq,負電荷從x1移動到x2,受到電場力減小,選項B、D錯誤;沿x軸正方向電勢由負到正,故x軸上的兩個電荷q1、q2為異種電荷,選項A正確;由圖可知x1<x2,負電荷由低電勢到高電勢,電場力做正功,電勢能減小,選項C正確。,解題關鍵由U=Ed知-x圖線切線斜率表示場強E,x1=0,q1、q2分布在x1的兩側。,7.(2016江蘇單科,3,3分)一金屬容器置于絕緣板上,帶電小球用絕緣細線懸掛于容器中,容器內(nèi)的電場線分布如圖所示。容器內(nèi)表面為等勢面,A、B為容器內(nèi)表面上的兩點,下列說法正確的是() A.A點的電場強度比B點的大 B.小球表面的電勢比容器內(nèi)表面的低 C.B點的電場強度方向與該處內(nèi)表面垂直 D.將檢驗電荷從A點沿不同路徑移到B點,電場力所做的功不同,答案C電場線的疏密表示場強的大小,因為A點處電場線較B點處稀疏,所以EA<EB,A項錯誤;沿著電場線電勢逐漸降低,故B項錯誤;電場線與等勢面垂直,C項正確;電場力做功與路徑無關,故D項錯誤。,知識歸納本題涉及的知識點有:如何用電場線描述電場的強弱及電勢的高低,電場線與等勢面的關系,電場力做功的特點。,評析本題是一道考查基礎知識的題,要求學生熟練掌握靜電場中電場線與等勢面的特點及電場力做功的特點,難度較小。,8.(2015江蘇單科,8,4分)(多選)兩個相同的負電荷和一個正電荷附近的電場線分布如圖所示。c是兩負電荷連線的中點,d點在正電荷的正上方,c、d到正電荷的距離相等,則() A.a點的電場強度比b點的大B.a點的電勢比b點的高 C.c點的電場強度比d點的大D.c點的電勢比d點的低,答案ACD觀察題中圖可知a點附近電場線比b點附近電場線密,所以EaEb,A項正確;由沿電場線方向電勢逐漸降低可知ba,B項錯;由場強公式E=k和場強疊加原理可知EcEd,C項 正確;當取無窮遠處電勢為0時,c為負值,d為正值,所以dc,D項正確。,9.(2014重慶理綜,3,6分)如圖所示為某示波管內(nèi)的聚焦電場,實線和虛線分別表示電場線和等勢線。兩電子分別從a、b兩點運動到c點,設電場力對兩電子做的功分別為Wa和Wb,a、b點的電場強度大小分別為Ea和Eb,則() A.Wa=Wb,EaEbB.WaWb,EaEb C.Wa=Wb,Ea<EbD.WaWb,Ea<Eb,答案A由圖知a、b在同一等勢面上,故Uac=Ubc,又由W=qU知,Wa=Wb。又由于在同一電場中,電場線密集處場強大,故EaEb,A正確。,10.(2014北京理綜,15,6分)如圖所示,實線表示某靜電場的電場線,虛線表示該電場的等勢面。下列判斷正確的是() A.1、2兩點的場強相等B.1、3兩點的場強相等 C.1、2兩點的電勢相等D.2、3兩點的電勢相等,答案D同一電場中,電場線越密的地方場強越大,所以1點的場強大于2、3兩點的場強,A、B錯誤;同一等勢面上各點的電勢相等,沿電場線方向電勢降低,故C錯誤,D正確。,11.(2014山東理綜,19,6分)如圖,半徑為R的均勻帶正電薄球殼,其上有一小孔A。已知殼內(nèi)的場強處處為零;殼外空間的電場,與將球殼上的全部電荷集中于球心O時在殼外產(chǎn)生的電場一樣。一帶正電的試探電荷(不計重力)從球心以初動能Ek0沿OA方向射出。下列關于試探電荷的動能Ek與離開球心的距離r的關系圖線,可能正確的是(),答案A由于帶正電的試探電荷在球殼內(nèi)運動時,不受電場力,沒有力做功,動能不變,可知C、D項錯誤。在球殼外,電場力做正功,動能增大,且由F庫=k可知隨r的增大,F庫減小,體現(xiàn) 為Ek-r圖線的斜率減小,故選項A正確,B錯誤。,12.(2014大綱全國,15,6分)地球表面附近某區(qū)域存在大小為150 N/C、方向豎直向下的電場。一質量為1.0010-4 kg、帶電荷量為-1.0010-7 C的小球從靜止釋放,在電場區(qū)域內(nèi)下落10.0 m。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9.80 m/s2,忽略空氣阻力)() A.-1.5010-4 J和9.9510-3 J B.1.5010-4 J和9.9510-3 J C.-1.5010-4 J和9.6510-3 J D.1.5010-4 J和9.6510-3 J,答案D電勢能的改變量:Ep=-W電=-qEh=1.5010-4 J,動能的改變量:Ek=W重+W電=mgh+qEh=9.6510-3 J,故D正確。,13.(2015四川理綜,6,6分)(多選)如圖所示,半圓槽光滑、絕緣、固定,圓心是O,最低點是P,直徑MN水平。a、b是兩個完全相同的帶正電小球(視為點電荷),b固定在M點,a從N點靜止釋放,沿半圓槽運動經(jīng)過P點到達某點Q(圖中未畫出)時速度為零。則小球a() A.從N到Q的過程中,重力與庫侖力的合力先增大后減小 B.從N到P的過程中,速率先增大后減小 C.從N到Q的過程中,電勢能一直增加 D.從P到Q的過程中,動能減少量小于電勢能增加量,答案BC小球a從N到Q的過程中,重力不變,庫侖力F逐漸增大,庫侖力F與重力的夾角逐漸變小,因此,F與mg的合力逐漸變大,A錯誤。從N到P的過程中,重力沿速度方向的分力等于F沿速度反方向的分力時,速率最大,B正確;從N到Q,F一直做負功,電勢能一直增加,C正確;從P到Q,根據(jù)能量守恒知電勢能的增加量和重力勢能的增加量之和等于動能的減少量,所以電勢能的增加量小于動能的減少量,D錯誤。,14.(2017上海單科,13)靜電場中某電場線如圖所示。把點電荷從電場中的A點移到B點,其電勢能增加1.210-7 J,則該點電荷帶電(選填“正”或“負”);在此過程中電場力做功為J。,答案負-1.210-7,解析從A到B,電勢能增加1.210-7 J,說明電場力做負功,做功為-1.210-7 J,故電場力方向與場強方向相反,該點電荷帶負電。,考點三電容器、帶電粒子在電場中的運動,15.(2015江蘇單科,7,4分)(多選)一帶正電的小球向右水平拋入范圍足夠大的勻強電場,電場方向水平向左。不計空氣阻力,則小球() A.做直線運動B.做曲線運動 C.速率先減小后增大D.速率先增大后減小,答案BC剛開始時帶電小球所受重力與電場力的合力F跟v0不在同一條直線上,所以它一定做曲線運動,A項錯誤,B項正確。因重力與電場力的合力F為恒力,結合圖可知運動過程中合力F與速度之間的夾角由鈍角減小到銳角,其中直角時速率最小,所以帶電小球的速率先減小后增大,故C項正確,D項錯誤。,16.(2015海南單科,5,3分)如圖,一充電后的平行板電容器的兩極板相距l(xiāng)。在正極板附近有一質量為M、電荷量為q(q0)的粒子;在負極板附近有另一質量為m、電荷量為-q的粒子。在電場力的作用下,兩粒子同時從靜止開始運動。已知兩粒子同時經(jīng)過一平行于正極板且與其相距l(xiāng)的平面。若兩粒子間相互作用力可忽略,不計重力,則Mm為() A.32B.21C.52D.31,答案A因兩粒子同時經(jīng)過一平行于正極板且與其相距l(xiāng)的平面,電荷量為q的粒子通過的 位移為l,電荷量為-q的粒子通過的位移為l,由牛頓第二定律知它們的加速度分別為a1= 、a2=,由運動學公式有l(wèi)=a1t2=t2,l=a2t2=t2,得=。B、C、D錯,A 對。,17.(2016北京理綜,23,18分)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電場,并從另一側射出。已知電子質量為m,電荷量為e,加速電場電壓為U0。偏轉電場可看作勻強電場,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,求電子射入偏轉電場時的初速度v0和從電場射出時沿垂直板面方向的偏轉距離y。 (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=2.0102 V,d=4.010-2 m,m=9.110-31 kg,e=1.610-19 C,g=10 m/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的能的性質,請寫出電勢的定義 式。類比電勢的定義方法,在重力場中建立“重力勢”G的概念,并簡要說明電勢和“重力勢”的共同特點。,答案(1) (2)(3)見解析,解題指導這是屬于帶電粒子在勻強電場中先加速再偏轉的問題,帶電粒子在加速電場中運用功能關系(動能定理)來列式,帶電粒子在偏轉電場中做類平拋運動時運用運動的合成和分解來解答。,A組20162018年高考模擬基礎題組 考點一電場力的性質,三年模擬,1.(2018山西五市聯(lián)考)(多選)如圖所示,帶電粒子在勻強電場中以初速度v0沿曲線從M運動到N(不計粒子的重力),這時突然使電場方向反向而大小不變。在新的電場中,帶電粒子以后的運動情況(圖中三條虛線在N點都與MN相切),下列說法正確的是() A.可能沿曲線運動且電勢能減小 B.可能沿曲線運動且電勢能增大 C.可能沿直線運動且電勢能不變 D.可能沿曲線運動且電勢能增大,答案AB粒子在由M到N的過程中,所受到的電場力指向軌跡彎曲的內(nèi)側,則電場反向后,其所受電場力也反向,可知電場反向后其可能沿曲線運動,選項C、D錯誤。在由M到N過程中電場力與v的夾角可能為銳角,還可能為鈍角,不確定,同樣電場反向后兩者的夾角也不確定,則電場力可能做負功,還可能做正功,電勢能可能增加,還可能減少,則選項A、B正確。,2.(2017山西五校四聯(lián),15)兩點電荷Q1、Q2產(chǎn)生的電場的電場線如圖所示。根據(jù)電場線的分布情況,下列判斷正確的是() A.Q1的電荷量小于Q2的電荷量 B.Q1的電荷量大于Q2的電荷量 C.Q1、Q2一定均為正電荷 D.Q1、Q2一定均為負電荷,答案A由電場線的分布情況可知,Q1的電荷量小于Q2的電荷量,A項正確,B項錯誤。因為電場線沒有標出方向,不能斷定電荷的正負,故C、D項錯誤。,3.(2016湖南長沙一模,17)如圖所示,虛線a、b、c代表電場中一簇等勢線,相鄰等勢線之間的電勢差相等,實線為一帶電質點(重力不計)僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡,P、Q是這條軌跡上的兩點,據(jù)此可知() A.a、b、c三條等勢線中,a的電勢最高 B.電場中Q點處的電場強度比P點處大 C.該帶電質點在P點處受到的電場力比在Q點處大 D.該帶電質點在P點具有的電勢能比在Q點具有的電勢能大,答案C由圖可知,P點處等勢線比Q點處密集,則P點處的電場強度比Q點處大,該帶電質點在P點處受到的電場力比在Q點處大,故B錯、C對;若帶電質點從P向Q運動,根據(jù)電場力、場強及等勢線的關系和合外力指向軌跡彎曲的凹側知電場力做負功,電勢能增加,動能減小;若從Q向P運動,則電場力做正功,電勢能減小,動能增大,故帶電質點在P點處的動能大于在Q點處的動能,在P點具有的電勢能小于在Q點具有的電勢能,因不知質點所帶電荷的電性,則無法判斷各等勢線電勢高低,故A、D錯誤。,答案BD根據(jù)對稱性可知,E、F兩點電勢相等,則A項錯誤,B項正確。根據(jù)對稱性及場強的疊加原理可知,E點和F點電場強度大小相等而方向不同,O點的電場強度為零,F點的電場強度大于零,則C項錯誤,D項正確。,思路分析本題考查了電場的相關知識,意在考查考生利用場強的疊加原理及對稱性,分析四個等量電荷形成電