湖南版高中物理高考总复习专题八电场教学讲练

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1、物理高考总复习专题八电场【考情探究】课标解读考情分析备考指导考点内容电场力的性质1.通过实验,了解静电现象。能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象。2.了解生产生活中关于静电的利用与防护。3.知道点电荷模型。知道两个点电荷间相互作用的规律。体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法。4.知道电场是一种物质。了解电场强度,体会用物理量之比定义新物理量的方法。会用电场线描述电场。考查内容1.库仑定律。2.电场强度的叠加及计算。3.电场线、等势面。4.电场力做功与电势能的改变量的关系。5.场强E(电势)与位移x的图像的应用。6.电容器的动态变化。7.带电粒子在电场中的运动。命题趋势1.会继续通过电

2、场力的性质和电场能的性质两条主线来考查物理量间的联系。2.会继续以电场线、等势面为工具考查各物理量的大小和方向。3.与动力学结合考查带电粒子的平衡、运动问题在复习中应重视对基本概念及规律的理解;注重知识的实际应用,如带电粒子在电场中的加速、偏转以及电容器的有关知识在实际生产、生活中的应用。 加强本专题知识与其他物理知识的综合应用,如带电粒子在复合场中的运动。 掌握处理较为复杂的物理问题的方法,如类比、等效、建立模型等思维方法电场能的性质知道静电场中的电荷具有电势能。了解电势能、电势和电势差的含义。知道匀强电场中电势差与电场强度的关系。电容器、带电粒子在匀强电场中的运动1.观察常见电容器,了解电

3、容器的电容,观察电容器的充、放电现象。2.能分析带电粒子在电场中的运动情况,能解释相关的物理现象。【真题探秘】基础篇固本夯基【基础集训】考点一电场力的性质1.(2018雅礼中学月考三,2)如图所示,验电器A与B的顶端各安装了一个上端开有小孔的金属圆筒,验电器B上的圆筒C带有正电荷。用带有绝缘柄的金属小球E,在下列操作中能将C上的电荷尽量多的“搬”至D的是()A.把E与筒C的内壁接触后,再与筒D的内壁接触,重复多次B.把E与筒C的内壁接触后,再与筒D的外壁接触,重复多次C.把E与筒C的外壁接触后,再与筒D的内壁接触,重复多次D.把E与筒C的外壁接触后,再与筒D的外壁接触,重复多次答案C2.(20

4、19湘赣十四校联考,4)如图,边长为a的立方体ABCD-ABCD八个顶点上有八个带电质点,其中顶点A、C电荷量分别为q、Q,其他顶点电荷量未知,A点上的质点仅在静电力作用下处于平衡状态,现将C上质点电荷量变成-Q,则顶点A上质点受到的合力为(不计重力)()A.kQqa2B.2kQq3a2C.kQq3a2D.0答案B考点二电场能的性质3.(2019长郡中学调研考试,7)在两等量异种点电荷A和B形成的电场中,将另两个等量异种试探电荷a、b用绝缘细杆连接后,放置在点电荷A和B的连线上,且关于连线中点对称,如图所示。图中水平虚线为A、B连线的中垂线。现将试探电荷a、b连同绝缘细杆从图示位置沿A、B连线

5、的中垂线向右平移到无穷远处,平移过程中两试探电荷始终关于中垂线对称。若规定A、B连线中点处电势为零,则下列说法中正确的是()A.在A、B连线上,b处的电势大于零B.a、b整体在A、B连线处具有的电势能大于零C.在水平移动a、b整体的过程中,静电力对a、b整体做负功D.在图示位置将a、b整体绕绝缘细杆中点转动90的过程中,静电力对a、b整体做负功答案B4.(2019张家界一中适应性考试,20)(多选)如图所示,A、B、C三点在同一水平面上,D点在B点正上方,A、C到B的距离均为d,D到B点的距离为22d,AB垂直于BC。空间存在着匀强电场,一个质量为m、电荷量为+q的粒子从A移到D时电场力做的功

6、为零,从C到D时电场力做的功也为零,从B移到D时克服电场力做的功为W,则下列说法正确的是()A.带电粒子从A移到C时电场力做的功一定为零B.电场强度既垂直于AD,又垂直于ACC.电场强度的大小为WqdD.C点和B点间的电势差大小为Wq答案ABD考点三电容器、带电粒子在匀强电场中的运动5.如图所示,先接通S使电容器充电,然后断开S,当增大两极板间距离时,电容器所带电荷量Q、电容C、两极板间电势差U、两极板间电场强度E的变化情况是()A.Q变小,C不变,U不变,E变小B.Q变小,C变小,U不变,E不变C.Q不变,C变小,U变大,E不变D.Q不变,C变小,U变小,E变小答案C6.(2020届永州模拟

7、一,5)如图所示,在“研究影响平行板电容器电容的因素”实验中,极板所带电荷量保持不变。设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为。下列说法正确的是()A.保持d不变,减小S,则变小B.保持d不变,减小S,则不变C.保持S不变,增大d,则变大D.保持S不变,增大d,则变小答案C综合篇知能转换【综合集训】拓展一电场强度的计算与应用1.(2019长沙一中月考,2)如图所示,电荷只受电场力作用沿虚线从A运动到B,则该电荷的电性及运动过程中电场力对其所做的功分别是()A.负电,负功B.负电,正功C.正电,负功D.正电,正功答案B2.(2019雅礼中学月考,8)如图所示,三个可视为质点的金属

8、小球A、B、C,质量分别为m、2m和3m,B球带负电,电荷量为-q,A、C不带电,不可伸长的绝缘细线将三球连接,最上边的细线连接在斜面顶端的O点,三球均处于场强大小为E的竖直向上的匀强电场中,三段细线均伸直,三个金属球均静止于倾角为30的绝缘光滑斜面上,则下列说法正确的是()A.将线OA剪断的瞬间,A、B球间的细线张力qE12B.将线OA剪断的瞬间,A、B球间的细线张力qE6C.将线OA剪断的瞬间,B、C球间的细线张力qE12D.将线OA剪断的瞬间,B、C球间的细线张力qE6答案B拓展二电场强度、电势、电势差、电势能的关系3.(2019湖南师大附中考前演练五,17)如图所示,有一个匀强电场,电

9、场线与坐标平面xOy平行。以原点为圆心、5 cm为半径的圆周上任意一点的电势为=(40 sin +25) V,为该点与圆心连线跟x轴的夹角,关于该匀强电场的电场强度的大小和方向,下列结论正确的是() A.800 V/m,沿y轴负方向B.1 600 V/m,沿y轴正方向C.800 V/m,与x轴正方向成45角斜向右上方D.500 V/m,沿x轴负方向答案A4.(2019雅礼中学月考,4)如图所示,在等边三角形的三个顶点A、B、C处分别固定电荷量相等的正负点电荷。BOD是AC的中垂线,M、N关于O点对称。若检验电荷-q仅在电场力的作用下沿DOB运动,设M、N两点的电势分别为M、N,检验电荷通过M、

10、N两点时的加速度分别为aM、aN,速度分别为vM、vN,由M到O、O到N的过程中电场力做功绝对值分别为W1、W2,则下列关系正确的是()A.vMvNB.aMaNC.MW2答案A5.(2018湖南教育联盟联考,4)如图甲所示,有一绝缘的竖直圆环,圆环上分布着正电荷。一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环,细杆上套有一质量为m=10 g的带正电的小球,小球所带电荷量q=5.010-4 C,让小球从C点由静止释放,其沿细杆由C经B向A运动的v-t图像如图乙所示。且已知小球运动到B点时,速度图像的切线斜率最大(图中标出了该切线)下列说法正确的是()甲乙A.由C到A的过程中,小球的电势能一直减小B.在O

11、点右侧杆上,B点场强最大,大小为E=1.5 V/mC.沿C到A的方向,电势先降低后升高D.C、B两点间的电势差UCB=0.6 V答案A6.(2019永州三模,5)如图所示,一粗糙绝缘竖直平面与两个等量异种点电荷连线的中垂线重合。A、O、B为竖直平面上的三点,且O点为等量异种点电荷连线的中点,AO=BO;现有质量为m、带电荷量为q可视为质点的小物块,从A点以初速度向B滑动,到达B点时速度恰好为0。则()A.从A到B,小物块的加速度先增大后减小B.从A到B,小物块的速度先增大后减小C.小物块一定带负电荷,从A到B电势能先减小后增大D.从A到B,小物块的电势能一直减小,受到的电场力先增大后减小答案A

12、拓展三平行板电容器的动态分析7.(2019岳阳一中,18,14分)在如图所示的装置中,电源电动势为E,内阻不计,定值电阻为R1,滑动变阻器总值为R2,置于真空中的平行板电容器水平放置,极板间距为d,处在电容器中的油滴A恰好静止不动,此时滑动变阻器的滑片P位于中点位置。(1)求此时电容器两极板间的电压;(2)求该油滴的电性以及油滴所带电荷量q与质量m的比值;(3)现将滑动变阻器的滑片P由中点迅速向上滑到某位置,使电容器上的电荷量变化了Q1,油滴运动时间为t;再将滑片从该位置迅速向下滑动到另一位置,使电容器上的电荷量又变化了Q2,当油滴又运动了2t的时间,恰好回到原来的静止位置。设油滴在运动过程中

13、未与极板接触,滑动变阻器滑动所用的时间与电容器充电、放电所用时间均忽略不计,求:Q1与Q2的比值。答案(1)ER22R1+R2(2)gd(2R1+R2)ER2(3)49拓展四带电粒子在电场中的运动8.(2019岳阳一中质检,3)如图所示,直线MN是某电场中的一条电场线(方向未画出)。虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下,由a运动到b的运动轨迹,轨迹为一抛物线,下列判断正确的是()A.电场线MN的方向一定是由N指向MB.带电粒子由a运动到b的过程中动能不一定增加C.带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能D.带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度答案C9.(2019长沙一中月考,17)

14、如图所示,两块水平放置的平行金属板与电源连接,上、下板分别带正、负电荷。油滴从喷雾器喷出后,由于摩擦而带负电,油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中,通过显微镜可以观察到油滴的运动情况。两金属板间的距离为d,忽略空气对油滴的浮力和阻力。若油滴进入电场时的速度可以忽略,当两金属板间的电势差为U时,观察到某个质量为m的油滴进入电场后做匀加速运动,经过时间t运动到下极板,则该油滴所带电荷量可表示为()A.mdUg-2dt2B.md2Ug-2dt2C.mdUg-dt2D.mUdg-2dt2答案A10.(2019岳阳一中质检三,17,10分)如图所示,在光滑绝缘水平面上有一半径为R的圆,AB是一条直径,空

15、间有匀强电场,场强大小为E,方向与水平面平行,在圆上A点处有一发射器,以相同的动能平行于水平面沿不同方向发射带电荷量为+q的小球,小球会经过圆周上不同的点,在这些点中,经过C点的小球的动能最大。由于发射时刻不同,所以可以不计小球间的相互作用,已知=30,求:(1)电场的方向与AC间的夹角(2)小球在A点垂直电场方向发射,恰能落到C点,则初动能为多少?答案(1)30(2)18EqR应用篇知行合一应用一带电粒子在交变电场中的运动【应用集训】1.(2019长郡中学月考,18,14分)图1中A和B是真空中的两块面积很大的平行金属板、加上周期为T的交流电压,在两板间产生交变的匀强电场。已知B板电势为零,

16、A板电势UA随时间变化的规律如图2所示,其中UA的最大值为U0,最小值为-2U0。在图1中,虚线MN表示与A、B板平行等距的一个较小的面,此面到A和B的距离皆为l,在此面所在处,不断地产生电荷量为q、质量为m的带负电的微粒,各个时刻产生带电微粒的机会均等。这种微粒产生后,从静止出发在电场力的作用下运动。设微粒一旦碰到金属板,就附在板上不再运动,且其电荷量同时消失,不影响A、B板的电势,已知上述的T、U0、l、q和m等各量的值正好满足等式l2=316U0q2mT22,若不计重力,不考虑微粒间的相互作用,求:(结果用q、U0、m、T表示)(1)在t=0到t=T2这段时间内产生的微粒中到达A板的微粒

17、的最大速度vAm;(2)在0T2范围内,哪段时间内产生的粒子能到达A板?(3)在t=0到t=T2这段时间内产生的微粒中到达B板的微粒的最大速度vBm。图1图2答案(1)qU0m(2)0T4(3)2qU0m2.(2019三湘名校教育联盟二联,17,16分)在如图甲所示的平面坐标系内,有三个不同的静电场;第一象限内有固定在O点处的点电荷产生的电场E1(未知),该电荷量为-Q,且只考虑该点电荷在第一象限内产生电场;第二象限内有水平向右的匀强电场E2(未知);第四象限内有大小为2kQx02,方向按图乙周期性变化的电场E3,以水平向右为正方向,变化周期T=8mx03kQq,一质量为m,电荷量为+q的离子

18、从(-x0,x0)点由静止释放,进入第一象限后恰能绕O点做匀速圆周运动。以离子经过x轴时为计时起点,已知静电力常量为k,不计离子重力。求:(1)离子在第一象限运动时的速度大小和第二象限场强E2的大小;(2)当t=T2时,离子的速度大小;(3)当t=nT时,离子的坐标。(n=1、2、3)甲乙答案根据牛顿第二定律可得:kQqx02=mv02x0,解得:v0=kqQmx0在第二象限加速过程中,根据动能定理可得:qE2x0=12mv02解得:E2=kQ2x02(2)离子进入第四象限后,在水平方向上,有:v水平=at=qE3mT2=8kQqmx0当t=T2时,离子的速度为:v=v02+v水平2=9kqQ

19、mx0;(3)离子在第四象限中运动时,y方向上是匀速直线运动,x方向上前半个周期向右匀加速运动,后半个周期向右匀减速运动直到速度为0;每个周期向右运动的平均速度为v水平2,则nT时水平方向的位移为:x=v水平2nT=128KqQmx0n8mx03KqQ=4nx0y方向的位移大小为:y=v0nT=kqQmx0n8mx03kqQ=22nx0所以nT时刻离子的坐标为(4n+1)x0,-22nx0) (n=1、2、3)。应用二带电粒子在电场和重力场的复合场中的运动【应用集训】1.(2019湖南师大附中模拟卷一)(多选)如图所示,空间存在一匀强电场,平行实线为该电场等势面,其方向与水平方向间的夹角为30

20、,AB与等势面垂直,一质量为m,电荷量为q的带正电小球,以初速度v0从A点水平向右抛出,经过时间t小球落在C点,速度大小仍是v0,且AB=BC,重力加速度为g,则下列说法中正确的是()A.电场方向沿B指向AB.电场强度大小为3mg3qC.小球下落高度为12gt2D.此过程增加的电势能等于12mg2t2答案AB2.(2019长沙一中月考,12)(多选)质量为m,电荷量为q的带电小球,用长度为R的不可伸长的绝缘细线悬挂于O点,空间中存在电场强度E=mgq的水平匀强电场。现将小球拉至细线水平且与电场线平行的位置A(如图所示)()A.若q0,小球从A点由静止释放,小球在竖直平面内做圆周运动,恰能到达与

21、A等高的点C.若q0,小球从A点由静止释放,小球能达到的最高点与B点的高度差为22+1RD.若q0,为使小球能在竖直面内做完整的圆周运动,在A点给小球竖直向下初速度的最小值v0=(32-2)gR答案CD3.(2018常德检测,17,8分)(8分)如图所示,轨道ABCDP位于竖直平面内,其中圆弧段CD与水平段AC及倾斜段DP分别相切于C点和D点,水平段BC粗糙,其余都光滑,DP段与水平面的夹角=37,D、C两点的高度差h=0.1 m,整个轨道绝缘,处于方向水平向左、电场强度大小未知的匀强电场中。一个质量m1=0.4 kg、带正电、电荷量未知的小物块在A点由静止释放,经过时间t=1 s,与静止在B

22、点的不带电、质量m2=0.6 kg小物块碰撞并粘在一起,在BC段上做匀速直线运动,到达倾斜段DP上某位置。物块和与轨道BC段的动摩擦因数=0.2,g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。求:(1)物块和在BC段上做匀速直线运动的速度大小;(2)物块和第一次经过圆弧段C点时,物块和对轨道压力的大小。答案(2)2 m/s(2)18 N应用三实际应用中处理图像类问题的方法【应用集训】1.(2019郴州质检一,5)真空中相距为3a的两个点电荷M、N分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点,在两者连线上各点的场强随x变化的关系如图所示,选沿x轴正方向为场强的正方向,则以下判断正

23、确的是()A.点电荷M、N为异种电荷B.M、N所带电荷量的绝对值之比为21C.沿x轴从0到3a电势逐渐降低D.将一个正点电荷沿x轴从0.5a移动到2.4a,该电荷的电势能先减小后增大答案D2.(2019长沙一中月考)静电场在x轴上的电场强度E随x的变化关系如图所示,x轴正方向为电场强度正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷()A.在x2和x4处电势能相等B.由x1运动到x3的过程中电势能减小C.由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小D.由x1运动至x4的过程中电场力先减小后增大答案C3.(2019张家界一中适应性考试,18)如图甲所示,x轴上固定两个点电荷Q1、Q2(Q2位于坐标原点O

24、),其上有M、N、P三点,间距MN=NP,Q1、Q2在x轴上产生的电势随x变化关系如图乙。则下列说法正确的是()甲乙A.点电荷Q1带负电B.N点电场强度最大C.P点电场强度大小为零D.M、N之间电场方向沿x轴负方向答案A应用四示波管的构造和原理【应用集训】(2018常德检测,6)图为示波管的构造简图,如果在电极XX之间所加的电压按图甲所示的规律变化,在电极YY之间所加的电压按图乙所示的规律变化,则荧光屏上会看到的图形是()答案C【五年高考】A组基础题组1.(2019北京理综,17,6分)如图所示,a、b两点位于以负点电荷-Q(Q0)为球心的球面上,c点在球面外,则()A.a点场强的大小比b点大

25、B.b点场强的大小比c点小C.a点电势比b点高D.b点电势比c点低答案D2.(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B3.(2016课标,14,6分)一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上。若将云母介质移出,则电容器()A.极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大B.极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大C.极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变D.极板上的电荷量变小,极板间电场

26、强度不变答案D4.(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C5.(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A6.(2016江

27、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C7.(2019课标,20,6分)(多选)静电场中,一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动,N为粒子运动轨迹上的另外一点,则()A.运动过程中,粒子的速度大小可能先增大后减小B.在M、N两点间,粒子的轨迹一定与某条电场线重合C.粒子在M点的电势能不低于其在N

28、点的电势能D.粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行答案AC8.(2019课标,15,6分)如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则()A.P和Q都带正电荷B.P和Q都带负电荷C.P带正电荷,Q带负电荷D.P带负电荷,Q带正电荷答案D9.(2017北京理综,22,16分)如图所示,长l=1 m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角=37。已知小球所带电荷量q=1.010-6 C,匀强电场的场强E=3.0103 N/C,取重力加速度

29、g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。求:(1)小球所受电场力F的大小。(2)小球的质量m。(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小。答案(1)3.010-3 N(2)4.010-4 kg(3)2.0 m/s10.(2016北京理综,23,18分)如图所示,电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于板面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出。已知电子质量为m,电荷量为e,加速电场电压为U0。偏转电场可看作匀强电场,极板间电压为U,极板长度为L,板间距为d。(1)忽略电子所受重力,求电子射入偏转电场时的初速度v0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y。(2)分析物理量

30、的数量级,是解决物理问题的常用方法。在解决(1)问时忽略了电子所受重力,请利用下列数据分析说明其原因。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)极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质,请写出电势的定义式。类比电势的定义方法,在重力场中建立“重力势”G的概念,并简要说明电势和“重力势”的共同特点。答案(1)2eU0mUL24U0d(2)考虑电子所受重力和电场力的数量级,有重力G=mg10-29 N电场力F=eUd10-15 N由于FG,因此不需要考虑电子所受重力。(3)电场中某点电势定义为

31、电荷在该点的电势能Ep与其电荷量q的比值,即=Epq由于重力做功与路径无关,可以类比静电场电势的定义,将重力场中物体在某点的重力势能EG与其质量m的比值,叫做“重力势”,即G=EGm。电势和“重力势”G都是反映场的能的性质的物理量,仅由场自身的因素决定。B组综合题组1.(2019课标,21,6分)(多选)如图,电荷量分别为q和-q(q0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上,a、b是正方体的另外两个顶点。则()A.a点和b点的电势相等B.a点和b点的电场强度大小相等C.a点和b点的电场强度方向相同D.将负电荷从a点移到b点,电势能增加答案BC2.(2019天津理综,3,6分)如图所示,在水平向右的

32、匀强电场中,质量为m的带电小球,以初速度v从M点竖直向上运动,通过N点时,速度大小为2v,方向与电场方向相反,则小球从M运动到N的过程()A.动能增加12mv2B.机械能增加2mv2C.重力势能增加32mv2D.电势能增加2mv2答案B3.(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D4.(2016课标,15,6分)如图,P是固定的点电荷,虚线是以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

33、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,vbvcvaC.abacaa,vbvcvaD.abacaa,vavcvb答案D5.(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

34、针的张角变大,表明电容增大答案A6.(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D7.(2019江苏单科,9,4分)(多选)如图所示,ABC为等边三角形,电荷量为+q的点电荷固定在A点。先将一电荷量也为+q的点电荷Q1从无穷远处(电势为0)移到C点,此过程中,电场力做功为-

35、W。再将Q1从C点沿CB移到B点并固定。最后将一电荷量为-2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点。下列说法正确的有()A.Q1移入之前,C点的电势为WqB.Q1从C点移到B点的过程中,所受电场力做的功为0C.Q2从无穷远处移到C点的过程中,所受电场力做的功为2WD.Q2在移到C点后的电势能为-4W答案ABD8.(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。

36、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的动量大小相等答案BD9.(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fC.该电子经过平面d时,其电势能为4 eVD.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍答案AB10.(2019课标,24,12分)(12分)如图

37、,两金属板P、Q水平放置,间距为d。两金属板正中间有一水平放置的金属网G,P、Q、G的尺寸相同。G接地,P、Q的电势均为(0)。质量为m、电荷量为q(q0)的粒子自G的左端上方距离G为h的位置,以速度v0平行于纸面水平射入电场,重力忽略不计。(1)求粒子第一次穿过G时的动能,以及它从射入电场至此时在水平方向上的位移大小;(2)若粒子恰好从G的下方距离G也为h的位置离开电场,则金属板的长度最短应为多少?答案(1)12mv02+2dqhv0mdhq(2)2v0mdhq11.2018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;

38、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.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=kQqr2根据电场强度的定义E=Fq得E=kQr2b.r22r1212.(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

39、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)该电场的电场强度大小。答案(1)31(2)13H(3)mg2q13.(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

40、,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。答案(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

41、,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qE1=mg油滴从t=0到时刻t1的位移为s1=v0t1+12a1t12油滴在从时刻t1到时刻t2=2t1的时间间隔内的位移为s2=v1t1-12a2t12由题给条件有v02=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=2-2v0gt1+14v0gt12E1为使E2E1,应有2-2v0gt1+14v0gt121即当0t11+32v0g才是可能的;条件式和式分别对应于v20和v2E1,应有2-

42、2v0gt1-14v0gt121即t152+1v0g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为物体在后一阶段的初速度。对于多阶段运动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。C组教师专用题组1.(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20,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

43、应时,极板可看作无穷大导体板,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.Q0S和Q20SB.Q20S和Q20SC.Q20S和Q220SD.Q0S和Q220S答案D2.(2015天津理综,7,6分)(多选)如图所示,氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1,之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转,最后打在屏上。整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,那么()A.偏转电场E2对三种粒子做功一样多B.三种粒子打到屏上时的速度一样大C.三种粒子运动到屏上所用时间相同D.三种粒子一定打到屏上的同一位置答案AD3.(2015浙江理综,16

44、,6分)如图所示为静电力演示仪,两金属极板分别固定于绝缘支架上,且正对平行放置。工作时两板分别接高压直流电源的正负极,表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属极板中间,则()A.乒乓球的左侧感应出负电荷B.乒乓球受到扰动后,会被吸在左极板上C.乒乓球共受到电场力、重力和库仑力三个力的作用D.用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触,放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞答案D4.(2015海南单科,7,5分)(多选)如图,两电荷量分别为Q(Q0)和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧,a点位于x轴上O点与点电荷Q之间,b点位于y轴O点上方。取无穷远处的电势为零。下列说法正确的是()A.b点电势为零,电场

45、强度也为零B.正的试探电荷在a点的电势能大于零,所受电场力方向向右C.将正的试探电荷从O点移到a点,必须克服电场力做功D.将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点,后者电势能的变化较大答案BC5.(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ACD6.(2014重庆理综,3,6分)如图所示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b

46、两点运动到c点,设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb,a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb,则()A.Wa=Wb,EaEbB.WaWb,EaEbC.Wa=Wb,EaEbD.WaWb,Ea0)的粒子;在负极板附近有另一质量为m、电荷量为-q的粒子。在电场力的作用下,两粒子同时从静止开始运动。已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距25l的平面。若两粒子间相互作用力可忽略,不计重力,则Mm为()A.32B.21C.52D.31答案A13.(2014课标,19,6分)(多选)关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是()A.电场强度的方向处处与等电势面垂直B.电场强度为零的地方,电势也为零C

47、.随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向答案AD14.(2015课标,15,6分)如图,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为M、N、P、Q。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等。则()A.直线a位于某一等势面内,MQB.直线c位于某一等势面内,MNC.若电子由M点运动到Q点,电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点,电场力做负功答案B15.(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,

48、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.3kQ4a2,沿y轴正向B.3kQ4a2,沿y轴负向C.5kQ4a2,沿y轴正向D.5kQ4a2,沿y轴负向答案B16.(2014广东理综,20,6分)(多选)如图所示,光滑绝缘的水平桌面上,固定着一个带电荷量为+Q的小球P,带电荷量分别为-q和+2q的小球M和N,由绝缘细杆相连,静止在桌面上,P与M相距L,P、M和N视为点电荷,下列说法正确的是()A.M与N的距离大于LB.P、M和N在同一直线上C.在P产生的电场中,M、N处的电势相同D.M、N及细杆组成

49、的系统所受合外力为零答案BD17.(2015安徽理综,23,16分)在xOy平面内,有沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E(图中未画出),由A点斜射出一质量为m、带电荷量为+q的粒子,B和C是粒子运动轨迹上的两点,如图所示,其中l0为常数。粒子所受重力忽略不计。求:(1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功;(2)粒子从A到C过程所经历的时间;(3)粒子经过C点时的速率。答案(1)3qEl0(2)32ml0qE(3)17qEl02m【三年模拟】时间:40分钟分值:80分一、选择题(每题6分,共48分)1.(2018湖南五市十校联考)图中a、b是两个点电荷,它们的电荷量分别为Q1、Q2,MN是ab

50、连线的中垂线,P是中垂线上的一点。下列哪种情况不能使P点场强方向指向MN的右侧()A.Q1、Q2都是正电荷,且Q1Q2B.Q1是正电荷,Q2是负电荷,且Q1|Q2|C.Q1是负电荷,Q2是正电荷,且|Q1|Q2|答案B2.(2020届湖南六校联考,18)如图所示,空间中存在着由一固定的负点电荷Q(图中未画出)产生的电场,另一正点电荷q仅在电场力作用下沿曲线MN运动,在M点的速度大小为v0,方向沿MP方向,到达N点时速度大小为v,且vv0,则()A.Q一定在虚线MP下方B.M点的电势比N点的电势高C.q在M点的电势能比在N点的电势能少D.q在M点的加速度比在N点的加速度小答案C3.(2019长郡

51、中学月考,5)如图所示,在直角坐标系xOy平面内存在一正点电荷Q,坐标轴上有A、B、C三点,OA=OB=BC=a,其中A点和B点的电势相等,O点和C点的电势相等,静电力常量为k,则下列说法正确的是()A.点电荷Q位于O点B.O点电势比A点电势高C.C点的电场强度大小为kQ2a2D.将某一正试探电荷从A点沿直线移动到C点,电势能一直减小答案C4.(2019长沙一中月考,17)如图所示,质量为m=1.010-3 kg,带电荷量为q=+1.010-5C的小球(可视为质点)置于光滑绝缘水平面上的A点,当空间存在斜向上的匀强电场时,该小球从静止开始沿水平面做匀加速直线运动,当运动到B点时,测得其速度vB

52、=15 m/s,此时小球的位移为xAB=15 m,取重力加速度g=10 m/s2,在上述运动中匀强电场的电场强度E可能为()A.E=500 V/mB.E=500 3 V/mC.E=1 500 V/mD.E=2 000 V/m答案B5.(2019雅礼中学月考,6)如图所示,D是一只理想二极管,电流只能从a流向b,而不能从b流向a,平行板电容器的A、B两极板间有一电荷,在P点处于静止状态,以E表示两极板间的电场强度,U表示两极板间的电压,Ep表示电荷在P点的电势能。若保持极板B不动,将极板A稍向上平移,则下列说法中错误的是()A.E变小B.U变大C.Ep不变D.电荷仍保持静止答案A6.(2020届

53、湖南师大附中摸底,9)(多选)一个带电粒子仅在电场力作用下在x轴上由静止开始从-x1向+x1做直线运动,其速度平方v2随位置x变化的图线如图所示,图像关于纵轴对称,由图像可知()A.粒子从-x1向+x1运动过程中,加速度先减小后增大B.x=0处电势最高C.在x轴上,-x2和+x2两个位置的电场强度不同D.粒子沿x轴正向运动过程中,电势能先减小后增大答案CD7.如图(a)所示,两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在t0时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,时而向B板运动,并最终打在A板上。则t0可能属于的时间段是()A.

54、0t0T4B.T2t03T4C.3T4t0TD.Tt09T8答案B8.(2019长郡中学模拟,4)如图所示,内壁光滑的绝缘真空细玻璃管竖直放置,A、B端分别固定带电小球a、b,另一带电小球c(其直径略小于管内径)位于AB中点O,处于静止状态。小球均带正电。轻晃玻璃管可观察到小球c在O点附近的M、N点间上下运动。下列说法正确的是()A.M、N两点的电势相等B.小球c在运动过程中机械能守恒C.小球a的电荷量等于小球b的电荷量D.小球c从O点运动到N点电场力做负功答案D二、非选择题(共32分)9.(2019长沙一中月考,18)(16分)在直角坐标系中,三个边长都为l=2 m的正方形排列如图所示,第一

55、象限正方形区域ABOC中有水平向左的匀强电场,电场强度大小为E0,第二象限正方形COED的对角线CE左侧CED区域内有竖直向下的匀强电场,三角形OEC区域内无电场,正方形DENM区域内无电场。(1)现有一带电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计)从AB边上的A点静止释放,恰好能通过E点,求CED区域内的匀强电场的电场强度E1的大小;(2)保持(1)问中电场强度不变,若在正方形区域ABOC中某些点静止释放与上述相同的带电粒子,要使所有的粒子都经过E点,则释放的坐标值x、y间应满足什么关系?(3)若CDE区域内的电场强度大小变为E2=43E0,方向不变,其他条件都不变,则在正方形区域ABOC中

56、某些点静止释放与上述相同的带电粒子,要使所有粒子都经过N点,则释放点坐标值x、y间又应满足什么关系?答案(1)4E0(2)y=x(3)y=3x-410.(2019雅礼中学月考,17)(16分)如图所示,在距离某平面高2h处有一抛出位置P,在距P的水平距离为s=1 m处有一光滑竖直挡板AB,A端距该水平面距离为h=0.45 m,A端上方整个区域内加有水平向左的匀强电场;B端与半径为R=0.9 m的14的光滑圆轨道BC连接。当传送带静止时,一带电荷量大小为q=1910-4 C,质量为0.18 kg的小滑块,以某一初速度v0从P点水平抛出,恰好能从AB挡板的右侧沿ABCD路径运动到D点而静止。请完成下列问题:(g=10 m/s2)(1)求出所加匀强电场的场强大小。(2)当滑块刚运动到C点时,求出对圆轨道的压力大小。(3)若传送带转动的速率为v带,试讨论滑块达到D时的动能Ek与传送带速率v带的关系。答案(1)3.6105 V/m(2)9 N(