高考物理課標(biāo)Ⅱ?qū)Ｓ脧?fù)習(xí)專(zhuān)題測(cè)試必考專(zhuān)題八靜電場(chǎng)共155

1、專(zhuān)題八 靜電場(chǎng),高考物理 (課標(biāo)專(zhuān)用),考點(diǎn)一電場(chǎng)力的性質(zhì) 1.(2016課標(biāo),15,6分)如圖,P是固定的點(diǎn)電荷,虛線(xiàn)是以P為圓心的兩個(gè)圓。帶電粒子Q在P的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡與兩圓在同一平面內(nèi),a、b、c為軌跡上的三個(gè)點(diǎn)。若Q僅受P的電場(chǎng)力作用,其在a、b、c點(diǎn)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,vavcvb B.aaabac,vbvcva C.abacaa,vbvcva D.abacaa,vavcvb,五年高考,A組 統(tǒng)一命題課標(biāo)卷題組,答案D帶電粒子在電場(chǎng)中僅受電場(chǎng)力作用,由牛頓第二定律知加速度a=,E=k,因 為rbacaa;

2、 由動(dòng)能定理有Wab=qQUab=m-m Wbc=qQUbc=m-m 因?yàn)閃abvb 因?yàn)閃bc0,所以vcvb 因?yàn)閨Uab|Ubc|,所以vavc 故有vavcvb,D項(xiàng)正確。,2.(2013課標(biāo),18,6分,0.586)如圖,在光滑絕緣水平面上,三個(gè)帶電小球a、b和c分別位于邊長(zhǎng)為l的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上:a、b帶正電,電荷量均為q,c帶負(fù)電。整個(gè)系統(tǒng)置于方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。已知靜電力常量為k。若三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài),則勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小為() A.B. C.D.,答案B以小球c為研究對(duì)象,其受力如圖甲所示,其中F庫(kù)=,由平衡條件得:2F庫(kù)cos 30=Eqc 甲乙 即:=Eqc,E

3、= 此時(shí)a的受力如圖乙所示,+= 得qc=2q 即當(dāng)qc=2q時(shí)a可處于平衡狀態(tài),同理b亦恰好平衡,故選項(xiàng)B正確。,3.(2013課標(biāo),15,6分,0.480)如圖,一半徑為R的圓盤(pán)上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在垂直于圓盤(pán)且過(guò)圓心c的軸線(xiàn)上有a、b、d三個(gè)點(diǎn),a和b、b和c、c和d間的距離均為R,在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q0)的固定點(diǎn)電荷。已知b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零,則d點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)( ) A.kB.k C.kD.k,答案B由b點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)為零知,圓盤(pán)在b點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E1與q在b點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E2大小相等,即:E1=E2=k,由對(duì)稱(chēng)性,圓盤(pán)在d點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E3=k,q在d點(diǎn)產(chǎn)生

4、的場(chǎng)強(qiáng)E4=k,方向與E3相 同,故d點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)Ed=E3+E4=k,B正確,A、C、D錯(cuò)誤。,4.(2017課標(biāo),20,6分)(多選)在一靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,任一點(diǎn)的電勢(shì)與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖所示。電場(chǎng)中四個(gè)點(diǎn)a、b、c和d的電場(chǎng)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(shì)a已在圖中用坐標(biāo)(ra,a)標(biāo)出,其余類(lèi)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(dòng)到d點(diǎn),在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過(guò)程中,電場(chǎng)力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd。下列選項(xiàng)正確的是() A.EaEb=41B.EcEd=21 C.WabWbc=31D.WbcWcd=13,答案AC本題

5、考查場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)。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(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E=得EaEbEcEd=3694 1,A正確、B錯(cuò)誤。由WAB=qUAB=q(A-B)得WabWbcWcd=(a-b)(b-c)(c-d)=311,故C正確、D錯(cuò)誤。,方法技巧電場(chǎng)力做功的計(jì)算方法 定量計(jì)算電場(chǎng)力做功時(shí),第一種方法是利用W=qU;第二種方法是利用功能關(guān)系即電場(chǎng)力所做的功等于電勢(shì)能的變化量;第三種方法是利用動(dòng)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(qiáng)電場(chǎng)中。,考點(diǎn)二電場(chǎng)能的性質(zhì) 5.(2017課

6、標(biāo),21,6分)(多選)一勻強(qiáng)電場(chǎng)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(shì)分別為10 V、17 V、26 V。下列說(shuō)法正確的是() A.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為2.5 V/cm B.坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為1 V C.電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的低7 eV D.電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電場(chǎng)力做功為9 eV,答案ABD本題考查勻強(qiáng)電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電勢(shì)差。 設(shè)a、c連線(xiàn)上d點(diǎn)電勢(shì)為17 V,如圖所示,則=,得ldc=4.5 cm,tan =,=37。過(guò)c作bd 垂線(xiàn)交bd于e點(diǎn),則lce=ldc cos =4.5 cm=3.6 cm。ce方向就是勻強(qiáng)電場(chǎng)方向,場(chǎng)強(qiáng)大小為E,El

7、ce= Ucb,E=2.5 V/cm,A項(xiàng)正確。Uoe=Elob sin 53=16 V,故O點(diǎn)電勢(shì)0=17 V-16 V=1 V,B項(xiàng)正確。電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的高7 eV,C項(xiàng)錯(cuò)誤。電子從b點(diǎn)到c點(diǎn)電場(chǎng)力做功W=9 eV,D項(xiàng)正確。,方法技巧充分利用直角三角形中37和53的關(guān)系 Oa為6 cm,Ob=8 cm,這樣連接O、c,cOb=37,Ocb=53。 在a、c連線(xiàn)上找d=17 V,bd為等勢(shì)線(xiàn)。由對(duì)應(yīng)關(guān)系得lcd=4.5 cm,cbe=37。Oec恰好為電場(chǎng)線(xiàn)。 充分利用電場(chǎng)中的角度,以37和53的關(guān)系解題。,6.(2016課標(biāo),20,6分)(多選)如圖,一帶負(fù)電荷的油滴在勻強(qiáng)電

8、場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),其軌跡在豎直面(紙面)內(nèi),且相對(duì)于過(guò)軌跡最低點(diǎn)P的豎直線(xiàn)對(duì)稱(chēng)。忽略空氣阻力。由此可知() A.Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)高 B.油滴在Q點(diǎn)的動(dòng)能比它在P點(diǎn)的大 C.油滴在Q點(diǎn)的電勢(shì)能比它在P點(diǎn)的大 D.油滴在Q點(diǎn)的加速度大小比它在P點(diǎn)的小,答案AB由油滴軌跡在豎直面內(nèi)相對(duì)于過(guò)P點(diǎn)的豎直線(xiàn)對(duì)稱(chēng)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(chǎng)力,結(jié)合曲線(xiàn)軌跡的特點(diǎn)可知電場(chǎng)力豎直向上且電場(chǎng)力大于重力,油滴受力及電場(chǎng)線(xiàn)方向如圖所示,由沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)逐漸降低,得Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的高,A選項(xiàng)正確;油滴從Q點(diǎn)到P點(diǎn)合力做負(fù)功,根據(jù)動(dòng)能定理得油滴在Q點(diǎn)的動(dòng)能大于它在P點(diǎn)的動(dòng)能,這一過(guò)程中電場(chǎng)力做負(fù)

9、功,則油滴在Q點(diǎn)的電勢(shì)能小于它在P點(diǎn)的電勢(shì)能,故B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò);因?yàn)橹亓碗妶?chǎng)力為恒力,所以油滴在Q、P兩點(diǎn)的加速度相同,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。,7.(2016課標(biāo),15,6分)關(guān)于靜電場(chǎng)的等勢(shì)面,下列說(shuō)法正確的是() A.兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面可能相交 B.電場(chǎng)線(xiàn)與等勢(shì)面處處相互垂直 C.同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定相等 D.將一負(fù)的試探電荷從電勢(shì)較高的等勢(shì)面移至電勢(shì)較低的等勢(shì)面,電場(chǎng)力做正功,答案B假設(shè)兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面相交,則交點(diǎn)處的電勢(shì)就是兩個(gè)不同的值,這是不可能的,A錯(cuò)誤;同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等,而場(chǎng)強(qiáng)不一定相等,C錯(cuò)誤;負(fù)電荷從高電勢(shì)處移到低電勢(shì)處,電勢(shì)能增加,電場(chǎng)力做負(fù)功,D錯(cuò)誤。,8

10、.(2015課標(biāo),15,6分,0.699)如圖,直線(xiàn)a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩組平行線(xiàn),M、N、P、Q是它們的交點(diǎn),四點(diǎn)處的電勢(shì)分別為M、N、P、Q。一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等。則() A.直線(xiàn)a位于某一等勢(shì)面內(nèi),MQ B.直線(xiàn)c位于某一等勢(shì)面內(nèi),MN C.若電子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電場(chǎng)力做正功 D.若電子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,答案B由電子從M點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等可知,MN=P,故過(guò)N、P點(diǎn)的直線(xiàn)d位于某一等勢(shì)面內(nèi),則與直線(xiàn)d平行的直線(xiàn)c也位于某一等勢(shì)面內(nèi),選項(xiàng)A錯(cuò)、B正確;M=Q,則電子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電場(chǎng)

11、力不做功,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由于PM=Q,電子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電勢(shì)能減小,電場(chǎng)力做正功,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。,9.(2014課標(biāo),19,6分,0.590)(多選)關(guān)于靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì),下列說(shuō)法正確的是() A.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向處處與等電勢(shì)面垂直 B.電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方,電勢(shì)也為零 C.隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的大小逐漸減小,電勢(shì)也逐漸降低 D.任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度總是指向該點(diǎn)電勢(shì)降落最快的方向,答案AD電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)為零的位置是絕對(duì)的,而電勢(shì)為零的位置是人為選取的;再者場(chǎng)強(qiáng)的大小表征著電勢(shì)隨空間的變化率,而與電勢(shì)的大小無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤。由沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)降低,可知電勢(shì)的升降取決于場(chǎng)強(qiáng)的方向而與場(chǎng)強(qiáng)的大小無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤。,1

12、0.(2014課標(biāo),21,6分,0.503)(多選)如圖,在正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)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(shì)分別用M、N、P、F表示。已知M=N,P=F,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(xiàn)上 B.連接PF的線(xiàn)段一定在同一等勢(shì)面上 C.將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功 D.P大于M,答案AD由M=N,可知點(diǎn)電荷Q一定在MN連線(xiàn)的中垂線(xiàn)上,過(guò)F作MN的垂線(xiàn)交MP于O點(diǎn),設(shè)MF=FN=l,則由幾何關(guān)系MO=l,FO=l tan 30=l,OP=MP-MO=MN cos 30-

13、l= l,即FO=OP=l,ON=OM=l,故點(diǎn)電荷一定在MP的連線(xiàn)上的O點(diǎn),選項(xiàng)A正確(另解:根據(jù) 題意M=N,P=F,可知點(diǎn)電荷Q一定在MN的中垂線(xiàn)與PF連線(xiàn)的中垂線(xiàn)的交點(diǎn)處,作PF連線(xiàn)的中垂線(xiàn)交MP于點(diǎn)O,連接O、F兩點(diǎn),由幾何知識(shí)知OF為MN的中垂線(xiàn),故點(diǎn)電荷Q一定在MP的連線(xiàn)上的O點(diǎn),A正確);點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為球心的同心球面,線(xiàn)段不可能在球面上,故B選項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖可知OFM=N,將正試探電荷從高電勢(shì)搬運(yùn)到低電勢(shì),電場(chǎng)力做正功,選項(xiàng)C錯(cuò)、D對(duì)。,11.(2015課標(biāo),24,12分,0.298)如圖,一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),A、B為其運(yùn)動(dòng)

14、軌跡上的兩點(diǎn)。已知該粒子在A點(diǎn)的速度大小為v0,方向與電場(chǎng)方向的夾角為60;它運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度方向與電場(chǎng)方向的夾角為30。不計(jì)重力。求A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。,答案,解析設(shè)帶電粒子在B點(diǎn)的速度大小為vB。粒子在垂直于電場(chǎng)方向上的速度分量不變,即 vB sin 30=v0 sin 60 由此得vB=v0 設(shè)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UAB,由動(dòng)能定理有 qUAB=m(-) 聯(lián)立式得 UAB=,12.(2014課標(biāo),25,20分,0.162)如圖,O、A、B為同一豎直平面內(nèi)的三個(gè)點(diǎn),OB沿豎直方向,BOA=60,OB=OA。將一質(zhì)量為m的小球以一定的初動(dòng)能自O(shè)點(diǎn)水平向右拋出,小球在運(yùn)動(dòng)過(guò) 程中恰好通過(guò)A

15、點(diǎn)。使此小球帶電,電荷量為q(q0),同時(shí)加一勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向與OAB所在平面平行?，F(xiàn)從O點(diǎn)以同樣的初動(dòng)能沿某一方向拋出此帶電小球,該小球通過(guò)了A點(diǎn),到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是初動(dòng)能的3倍;若該小球從O點(diǎn)以同樣的初動(dòng)能沿另一方向拋出,恰好通過(guò)B點(diǎn),且到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為初動(dòng)能的6倍,重力加速度大小為g。求 (1)無(wú)電場(chǎng)時(shí),小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與初動(dòng)能的比值; (2)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。,答案(1)(2)見(jiàn)解析,解析(1)設(shè)小球的初速度為v0,初動(dòng)能為Ek0,從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的時(shí)間為t,令OA=d,則OB=d,根據(jù) 平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有 d sin 60=v0t d cos 60=gt2 又有Ek0=m

16、由式得Ek0=mgd 設(shè)小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為EkA,則 EkA=Ek0+mgd 由式得= (2)加電場(chǎng)后,小球從O點(diǎn)到A點(diǎn)和B點(diǎn),高度分別降低了和,設(shè)電勢(shì)能分別減小EpA和EpB,由 能量守恒及式得 EpA=3Ek0-Ek0-mgd=Ek0,EpB=6Ek0-Ek0-mgd=Ek0 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,沿任一直線(xiàn),電勢(shì)的降落是均勻的。設(shè)直線(xiàn)OB上的M點(diǎn)與A點(diǎn)等電勢(shì),M與O點(diǎn)的距離為x,如圖,則有=,解得x=d。MA為等勢(shì)線(xiàn),電場(chǎng)必與其垂線(xiàn)OC方向平行。設(shè)電場(chǎng)方向與豎直向下的方向的夾角為,由幾何關(guān)系可得 =30 即電場(chǎng)方向與豎直向下的方向的夾角為30。 設(shè)場(chǎng)強(qiáng)的大小為E,有qEd cos 30=Ep

17、A 由式得E=,考點(diǎn)三電容器、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 13.(2015課標(biāo),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(diǎn)從靜止釋放一帶電微粒,微粒恰好保持靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將兩板繞過(guò)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(dòng) C.向正下方做勻加速運(yùn)動(dòng) D.向左下方做勻加速運(yùn)動(dòng),答案D最初帶電微粒處于靜止?fàn)顟B(tài),受力如圖(1),Eq=mg;當(dāng)兩板繞過(guò)a點(diǎn)的軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)45時(shí),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(kāi)始向左下方做勻加速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D正確。,14.(2013課標(biāo),

18、16,6分,0.430)一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d,極板分別與電池兩極相連,上極板中心有一小孔(小孔對(duì)電場(chǎng)的影響可忽略不計(jì))。小孔正上方處的P點(diǎn)有一帶電 粒子,該粒子從靜止開(kāi)始下落,經(jīng)過(guò)小孔進(jìn)入電容器,并在下極板處(未與極板接觸)返回。若將下極板向上平移,則從P點(diǎn)開(kāi)始下落的相同粒子將() A.打到下極板上B.在下極板處返回 C.在距上極板處返回D.在距上極板d處返回,答案D設(shè)板間電壓為U,場(chǎng)強(qiáng)為E,則E=, 由動(dòng)能定理得mgd-qEd=0 將下極板向上平移后,U不變,d=d,則E=E,設(shè)粒子在距上極板x處返回,則 mg(+x)-qEx=0 聯(lián)立解得:x=d,故D正確,A、B、C錯(cuò)

19、誤。,15.(2017課標(biāo),25,20分)如圖,兩水平面(虛線(xiàn))之間的距離為H,其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。自該區(qū)域上方的A點(diǎn)將質(zhì)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(chǎng)的方向射出。小球在重力作用下進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域,并從該區(qū)域的下邊界離開(kāi)。已知N離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度方向豎直向下;M在電場(chǎng)中做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),剛離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為N剛離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)動(dòng)能的1.5倍。不計(jì)空氣阻力,重力加速度大小為g。求 (1)M與N在電場(chǎng)中沿水平方向的位移之比; (2)A點(diǎn)距電場(chǎng)上邊界的高度; (3)該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。,答案(1)31(2)H(3),解析本題考查勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、

20、運(yùn)動(dòng)的分解、電場(chǎng)、動(dòng)能定理。 (1)設(shè)小球M、N在A點(diǎn)水平射出時(shí)的初速度大小為v0,則它們進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的水平速度仍然為v0。M、N在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t相等,電場(chǎng)力作用下產(chǎn)生的加速度沿水平方向,大小均為a,在電場(chǎng)中沿水平方向的位移分別為s1和s2。由題給條件和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 v0-at=0 s1=v0t+at2 s2=v0t-at2 聯(lián)立式得=31 (2)設(shè)A點(diǎn)距電場(chǎng)上邊界的高度為h,小球下落h時(shí)在豎直方向的分速度為vy,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 =2gh H=vyt+gt2 M進(jìn)入電場(chǎng)后做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),由幾何關(guān)系知 =,聯(lián)立式可得 h=H (3)設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,小球M進(jìn)入電場(chǎng)后做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則 = 設(shè)M、N離

21、開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能分別為Ek1、Ek2,由動(dòng)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(guān)鍵N離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)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(qiáng)電場(chǎng)M、N在豎直方向只受重力,二者在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等;剛離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)M的動(dòng)能為N的1.5倍建立等式確定電場(chǎng)力和重力的關(guān)系。,16.(2017課標(biāo),25,20分)真空中存在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E1的勻強(qiáng)電場(chǎng),一帶電油滴在該電場(chǎng)中豎直向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),速度大小為v0。在油滴處于位置A時(shí),將電場(chǎng)強(qiáng)度的大小突然增大到某值,但保持其方向不變。持續(xù)一段

22、時(shí)間t1后,又突然將電場(chǎng)反向,但保持其大小不變;再持續(xù)同樣一段時(shí)間后,油滴運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。重力加速度大小為g。 (1)求油滴運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度。 (2)求增大后的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小;為保證后來(lái)的電場(chǎng)強(qiáng)度比原來(lái)的大,試給出相應(yīng)的t1和v0應(yīng)滿(mǎn)足的條件。已知不存在電場(chǎng)時(shí),油滴以初速度v0做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的最大高度恰好等于B、A兩點(diǎn)間距離的兩倍。,答案見(jiàn)解析,解析本題考查電場(chǎng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。 (1)設(shè)油滴質(zhì)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(chǎng)強(qiáng)度大小為E1的勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故電場(chǎng)力方向向上。在t=0時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度突然從E1增加至E2時(shí),油滴做豎直向上的勻加速運(yùn)動(dòng),加

23、速度方向向上,大小a1滿(mǎn)足 qE2-mg=ma1 油滴在時(shí)刻t1的速度為 v1=v0+a1t1 電場(chǎng)強(qiáng)度在時(shí)刻t1突然反向,油滴做勻變速運(yùn)動(dòng),加速度方向向下,大小a2滿(mǎn)足 qE2+mg=ma2 油滴在時(shí)刻t2=2t1的速度為 v2=v1-a2t1 由式得 v2=v0-2gt1 (2)由題意,在t=0時(shí)刻前有 qE1=mg,油滴從t=0到時(shí)刻t1的位移為 s1=v0t1+a1 油滴在從時(shí)刻t1到時(shí)刻t2=2t1的時(shí)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(diǎn)之間的距離。 若B點(diǎn)在A點(diǎn)之上,依題意有 s1+s2=h 由式得 E2=E1 為使E2E1,應(yīng)有

24、 2-+1,即當(dāng) 0 才是可能的;條件式和式分別對(duì)應(yīng)于v20和v2E1,應(yīng)有 2-1 即,t1 另一解為負(fù),不合題意,已舍去。,解題指導(dǎo)多階段運(yùn)動(dòng) 物體的運(yùn)動(dòng)不僅僅取決于物體所受外力,還與物體的初速度有關(guān)。在多階段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,當(dāng)物體所受外力突變時(shí),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(duì)于多階段運(yùn)動(dòng)過(guò)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(guò)作運(yùn)動(dòng)過(guò)程草圖來(lái)獲得。,17.(2013課標(biāo),24,14分,0.317)如圖,勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一半徑為r的光滑絕緣圓軌道,軌道平面與電場(chǎng)方向平行。a、b為軌道直徑的兩端,該直徑與電場(chǎng)方向平行。一電荷量為q(q0

25、)的質(zhì)點(diǎn)沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小分別為Na和Nb。不計(jì)重力,求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E、質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。,答案見(jiàn)解析,解析質(zhì)點(diǎn)所受電場(chǎng)力的大小為 f=qE 設(shè)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為m,經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的速度大小分別為va和vb,由牛頓第二定律有 f+Na=m Nb-f=m 設(shè)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為Eka和Ekb,有 Eka=m Ekb=m 根據(jù)動(dòng)能定理有 Ekb-Eka=2rf 聯(lián)立式得 E=(Nb-Na) Eka=(Nb+5Na),Ekb=(5Nb+Na),考點(diǎn)一電場(chǎng)力的性質(zhì) 1.(2016浙江理綜,15,6分)如圖所示,兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體A和B,用一對(duì)絕緣柱支持使它

26、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(kāi),() A.此時(shí)A帶正電,B帶負(fù)電 B.此時(shí)A電勢(shì)低,B電勢(shì)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(kāi),然后移去C,貼在A、B下部的金屬箔都閉合,B組 自主命題省（區(qū)、市）卷題組,答案C由于靜電感應(yīng),A帶負(fù)電,B帶等量正電,若移去C,A、B所帶等量正負(fù)電荷中和,金屬箔閉合,所以C正確,A錯(cuò)誤;處于電場(chǎng)中的導(dǎo)體是等勢(shì)體,B錯(cuò)誤;若先把A、B分開(kāi),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(cuò)誤。,失分警示不要誤以為因B帶正電,B的電勢(shì)就高,實(shí)際上電場(chǎng)中的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,A、B電勢(shì)相等。,2

27、.(2016浙江理綜,19,6分)(多選)如圖所示,把A、B兩個(gè)相同的導(dǎo)電小球分別用長(zhǎng)為0.10 m的絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛于OA和OB兩點(diǎn)。用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒與A球接觸,棒移開(kāi)后將懸點(diǎn)OB移到OA點(diǎn)固定。兩球接觸后分開(kāi),平衡時(shí)距離為0.12 m。已測(cè)得每個(gè)小球質(zhì)量是8.010-4 kg,帶電小球可視為點(diǎn)電荷,重力加速度g=10 m/s2,靜電力常量k=9.0109 Nm2/C2,則() A.兩球所帶電荷量相等 B.A球所受的靜電力為1.010-2 N C.B球所帶的電荷量為410-8 C D.A、B兩球連線(xiàn)中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為0,疑難突破準(zhǔn)確進(jìn)行受力分析、力的合成,再利用三角函數(shù)計(jì)算庫(kù)侖力和電荷量大小

28、。,3.(2015安徽理綜,15,6分)由庫(kù)侖定律可知,真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷,帶電量分別為q1和q2,其間距離為r時(shí),它們之間相互作用力的大小為F=k,式中k為靜電力常量。若用國(guó)際單位制的基 本單位表示,k的單位應(yīng)為() A.kgA2m3B.kgA-2m3s-4 C.kgm2C-2D.Nm2A-2,答案B由庫(kù)侖定律知k=,式中都取國(guó)際單位時(shí)k的單位為,由I=知,1 C2=1 A2s2,又 因1 N=1,整理可得k的單位應(yīng)為,即kgA-2m3s-4,故選項(xiàng)B正確。,4.(2015江蘇單科,2,3分)靜電現(xiàn)象在自然界中普遍存在,我國(guó)早在西漢末年已有對(duì)靜電現(xiàn)象的記載,春秋緯考異郵中有“玳瑁吸衣若”

29、之說(shuō),但下列靜電現(xiàn)象的是() A.梳過(guò)頭發(fā)的塑料梳子吸起紙屑 B.帶電小球移至不帶電金屬球附近,兩者相互吸引 C.小線(xiàn)圈接近通電線(xiàn)圈過(guò)程中,小線(xiàn)圈中產(chǎn)生電流 D.從干燥的地毯上走過(guò),手碰到金屬把手時(shí)有被電擊的感覺(jué),答案C小線(xiàn)圈接近通電線(xiàn)圈過(guò)程中,小線(xiàn)圈因磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流,屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,不屬于靜電現(xiàn)象,其他三種現(xiàn)象屬于靜電現(xiàn)象,選項(xiàng)C符合題意。,5.(2015山東理綜,18,6分)直角坐標(biāo)系xOy中,M、N兩點(diǎn)位于x軸上,G、H兩點(diǎn)坐標(biāo)如圖。M、N兩點(diǎn)各固定一負(fù)點(diǎn)電荷,一電量為Q的正點(diǎn)電荷置于O點(diǎn)時(shí),G點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度恰好為零。靜電力常量用k表示。若將該正點(diǎn)電荷移到G點(diǎn),則H點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的

30、大小和方向分別為(),A.,沿y軸正向B.,沿y軸負(fù)向 C.,沿y軸正向D.,沿y軸負(fù)向,答案BM、N兩處的負(fù)點(diǎn)電荷在G處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)E1與O點(diǎn)處正點(diǎn)電荷在G處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)等大反向,所以E1=,方向沿y軸正向,因?yàn)镠與G關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng),所以M、N兩處的負(fù)點(diǎn)電荷在H處產(chǎn) 生的合場(chǎng)強(qiáng)E2=E1=,方向沿y軸負(fù)向。當(dāng)正點(diǎn)電荷放在G點(diǎn)時(shí),它在H點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E3=, 方向沿y軸正向,則H處的場(chǎng)強(qiáng)為EH=-=,方向沿y軸負(fù)向,B正確。,6.(2015浙江理綜,16,6分)如圖所示為靜電力演示儀,兩金屬極板分別固定于絕緣支架上,且正對(duì)平行放置。工作時(shí)兩板分別接高壓直流電源的正負(fù)極,表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛

31、在兩金屬極板中間,則() A.乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷 B.乒乓球受到擾動(dòng)后,會(huì)被吸在左極板上 C.乒乓球共受到電場(chǎng)力、重力和庫(kù)侖力三個(gè)力的作用,D.用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸,放開(kāi)后乒乓球會(huì)在兩極板間來(lái)回碰撞,答案D乒乓球在兩極板中間時(shí),其左側(cè)會(huì)感應(yīng)出正電荷,A錯(cuò)誤;電場(chǎng)力和庫(kù)侖力是同一個(gè)力的不同稱(chēng)謂,C錯(cuò)誤;乒乓球與右極板接觸則帶正電,在電場(chǎng)力作用下向左運(yùn)動(dòng)與左極板相碰,碰后帶上負(fù)電,又向右運(yùn)動(dòng)與右極板相碰,如此往復(fù)運(yùn)動(dòng),所以D正確,B錯(cuò)誤。,7.(2013山東理綜,19,5分)(多選)如圖所示,在x軸上相距為L(zhǎng)的兩點(diǎn)固定兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷+Q、-Q,虛線(xiàn)是以+Q所在點(diǎn)為圓心、為半徑

32、的圓,a、b、c、d是圓上的四個(gè)點(diǎn),其中a、c兩點(diǎn) 在x軸上,b、d兩點(diǎn)關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)。下列判斷正確的是() A.b、d兩點(diǎn)處的電勢(shì)相同 B.四個(gè)點(diǎn)中c點(diǎn)處的電勢(shì)最低 C.b、d兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 D.將一試探電荷+q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn),+q的電勢(shì)能減小,答案ABD由等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線(xiàn)分布及等勢(shì)面特點(diǎn)知,A、B正確,C錯(cuò)誤。四點(diǎn)中a點(diǎn)電勢(shì)最高、c點(diǎn)電勢(shì)最低,正電荷在電勢(shì)越低處電勢(shì)能越小,故D正確。,考點(diǎn)二電場(chǎng)能的性質(zhì) 8.(2017北京理綜,22,16分)如圖所示,長(zhǎng)l=1 m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定,下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球,小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,繩與豎直方向的夾角=37。

33、已知小球所帶電荷量q=1.010-6 C,勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)力F的大小。 (2)小球的質(zhì)量m。 (3)將電場(chǎng)撤去,小球回到最低點(diǎn)時(shí)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(dòng)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(dǎo)(1)小球平衡時(shí),正確進(jìn)行受力分析。(2)撤去電場(chǎng)后,小

34、球會(huì)從高處擺下,在小球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到到達(dá)最低點(diǎn)的過(guò)程中,機(jī)械能守恒。,9.(2017天津理綜,7,6分)(多選)如圖所示,在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,實(shí)線(xiàn)MN是一條方向未標(biāo)出的電場(chǎng)線(xiàn),虛線(xiàn)AB是一個(gè)電子只在靜電力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡。設(shè)電子在A、B兩點(diǎn)的加速度大小分別為aA、aB,電勢(shì)能分別為EpA、EpB。下列說(shuō)法正確的是() A.電子一定從A向B運(yùn)動(dòng) B.若aAaB,則Q靠近M端且為正電荷 C.無(wú)論Q為正電荷還是負(fù)電荷一定有EpAEpB D.B點(diǎn)電勢(shì)可能高于A點(diǎn)電勢(shì),答案BC本題考查帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。電子的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線(xiàn),由曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生條件可知電子在MN電場(chǎng)線(xiàn)上受力方向?yàn)樗较蜃?因此電場(chǎng)線(xiàn)

35、方向?yàn)樗较蛴?MN),若aAaB,則A靠近場(chǎng)源電荷Q,即Q靠近M端且為正電荷,選項(xiàng)B正確;若電子由AB,則水平向左的電場(chǎng)力與軌跡切線(xiàn)方向的速度夾角大于90,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,即EpAB,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。,10.(2017江蘇單科,8,4分)(多選)在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2,其靜電場(chǎng)的電勢(shì)在x軸上分布如圖所示。下列說(shuō)法正確的有() A.q1和q2帶有異種電荷 B.x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零 C.負(fù)電荷從x1移到x2,電勢(shì)能減小 D.負(fù)電荷從x1移到x2,受到的電場(chǎng)力增大,答案AC本題考查識(shí)別-x圖像、場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化關(guān)系。-x圖線(xiàn)的切線(xiàn)斜率表示場(chǎng)強(qiáng),由圖可知從x1

36、到x2過(guò)程中,圖線(xiàn)切線(xiàn)斜率變小,到x2處斜率為0,即場(chǎng)強(qiáng)從x1到x2一直減小,且E2=0,電場(chǎng)力F=Eq,負(fù)電荷從x1移動(dòng)到x2,受到電場(chǎng)力減小,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;沿x軸方向電勢(shì)由負(fù)到正,故x軸上的兩個(gè)電荷q1、q2為異種電荷,選項(xiàng)A正確;由圖可知x1x2,負(fù)電荷由低電勢(shì)到高電勢(shì),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,選項(xiàng)C正確。,解題關(guān)鍵由U=Ed知-x圖線(xiàn)切線(xiàn)斜率表示場(chǎng)強(qiáng)E,x1=0,q1、q2分布在x1的兩側(cè)。,11.(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(xì)線(xiàn)懸掛于容器中,容器內(nèi)的電場(chǎng)線(xiàn)分布如圖所示。容器內(nèi)表面為等勢(shì)面,A、B為容器內(nèi)表面上的兩點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是() A

37、.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)的大 B.小球表面的電勢(shì)比容器內(nèi)表面的低 C.B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向與該處內(nèi)表面垂直 D.將檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)沿不同路徑移到B點(diǎn),電場(chǎng)力所做的功不同,答案C電場(chǎng)線(xiàn)的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小,因?yàn)锳點(diǎn)處電場(chǎng)線(xiàn)較B點(diǎn)處稀疏,所以EAEB,A項(xiàng)錯(cuò)誤;沿著電場(chǎng)線(xiàn)電勢(shì)逐漸降低,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;電場(chǎng)線(xiàn)與等勢(shì)面垂直,C項(xiàng)正確;電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān),故D項(xiàng)錯(cuò)誤。,知識(shí)歸納本題涉及的知識(shí)點(diǎn)有:如何用電場(chǎng)線(xiàn)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱及電勢(shì)的高低,電場(chǎng)線(xiàn)與等勢(shì)面的關(guān)系,電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)。,12.(2016浙江理綜,14,6分)以下說(shuō)法正確的是() A.在靜電場(chǎng)中,沿著電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)逐漸降低 B.外力對(duì)物體所做的功越多,對(duì)應(yīng)

38、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?qū)ξ矬w的實(shí)際作用力發(fā)生了變化,答案A在靜電場(chǎng)中,沿電場(chǎng)線(xiàn)電勢(shì)的變化量=,無(wú)論q為正還是為負(fù),總是負(fù)的,即 0,表明沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)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(cuò)誤; 電容器電容C與電容器所帶電荷量無(wú)關(guān),C錯(cuò)誤;無(wú)論超重還是失重,地球?qū)ξ矬w的實(shí)際作用力不變,D錯(cuò)誤。,13.(2015廣東理綜,21,6分)(多選)如圖所示的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中,將兩個(gè)帶電小球M和N分別沿圖示路徑移動(dòng)到同一水平線(xiàn)上的不同位置,釋放后,M、N保持靜止,不計(jì)重力,則(),A.M的帶電量比N的大 B.M帶負(fù)電荷,

39、N帶正電荷 C.靜止時(shí)M受到的合力比N的大 D.移動(dòng)過(guò)程中勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)M做負(fù)功,答案BD不考慮重力,取整體為研究對(duì)象,外力只有勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力,由平衡條件可知M、N所受電場(chǎng)力必等大反向,故M、N必帶有等量異種電荷,A錯(cuò)誤;隔離出M,因N對(duì)其靜電引力向右,則電場(chǎng)E對(duì)其電場(chǎng)力必向左,即與場(chǎng)強(qiáng)方向反向,故M帶負(fù)電,則N帶正電,B正確;靜止時(shí),M、N所受合力都為0,C錯(cuò)誤;因勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)M的電場(chǎng)力方向與M移動(dòng)方向成鈍角,故D正確。,14.(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(diǎn)是P,直徑MN水平。a、b是兩個(gè)完全相同的帶正電小球(視為點(diǎn)電荷),b固定在M點(diǎn),

40、a從N點(diǎn)靜止釋放,沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)Q(圖中未畫(huà)出)時(shí)速度為零。則小球a() A.從N到Q的過(guò)程中,重力與庫(kù)侖力的合力先增大后減小 B.從N到P的過(guò)程中,速率先增大后減小 C.從N到Q的過(guò)程中,電勢(shì)能一直增加 D.從P到Q的過(guò)程中,動(dòng)能減少量小于電勢(shì)能增加量,答案BC小球a從N到Q的過(guò)程中,重力不變,庫(kù)侖力F逐漸增大,庫(kù)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(cuò)誤。從N到P的過(guò)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(shí),速率最大,B正確;從N到Q,F一直做負(fù)功,電勢(shì)能一直增加,C正確;從P到Q,根據(jù)能量守恒知電勢(shì)能的增加量和重力勢(shì)能的增加量之和等于動(dòng)能的

41、減少量,所以電勢(shì)能的增加量小于動(dòng)能的減少量,D錯(cuò)誤。,15.(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(diǎn)電荷對(duì)稱(chēng)地放置在x軸上原點(diǎn)O的兩側(cè),a點(diǎn)位于x軸上O點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q之間,b點(diǎn)位于y軸O點(diǎn)上方。取無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零。下列說(shuō)法正確的是() A.b點(diǎn)電勢(shì)為零,電場(chǎng)強(qiáng)度也為零 B.正的試探電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于零,所受電場(chǎng)力方向向右 C.將正的試探電荷從O點(diǎn)移到a點(diǎn),必須克服電場(chǎng)力做功 D.將同一正的試探電荷先后從O、b兩點(diǎn)移到a點(diǎn),后者電勢(shì)能的變化較大,答案BC由兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線(xiàn)分布知:過(guò)Q和-Q連線(xiàn)的垂直平分線(xiàn)Ob的等勢(shì)面為零勢(shì)能面,因此將同一正的試探

42、電荷先后從O、b兩點(diǎn)移到a點(diǎn)做的功相同,因此正試探電荷電勢(shì)能的變化相同,D錯(cuò)。點(diǎn)b在零勢(shì)能面上,b點(diǎn)電勢(shì)為零,由場(chǎng)強(qiáng)的合成法則知,b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不為零,方向平行x軸向右,A錯(cuò)。在a點(diǎn)放一正的試探電荷,所受的電場(chǎng)力方向向右,當(dāng)沿x軸正方向移動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減少,在O點(diǎn)減為零,過(guò)了O點(diǎn)電勢(shì)能為負(fù)值,所以正的試探電荷在a點(diǎn)電勢(shì)能大于零,反之若從O點(diǎn)移到a點(diǎn),電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向相反,因此電場(chǎng)力做負(fù)功即克服電場(chǎng)力做功,B、C正確。,16.(2014重慶理綜,3,6分)如圖所示為某示波管內(nèi)的聚焦電場(chǎng),實(shí)線(xiàn)和虛線(xiàn)分別表示電場(chǎng)線(xiàn)和等勢(shì)線(xiàn)。兩電子分別從a、b兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),設(shè)電場(chǎng)力對(duì)兩電子做的功分別為Wa和W

43、b,a、b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea和Eb,則(),A.Wa=Wb,EaEbB.WaWb,EaEb C.Wa=Wb,EaEbD.WaWb,EaEb,答案A由圖知a、b在同一等勢(shì)面上,故Uac=Ubc,又由W=qU知,Wa=Wb。又由于在同一電場(chǎng)中,電場(chǎng)線(xiàn)密集處場(chǎng)強(qiáng)大,故EaEb,A正確。,17.(2014安徽理綜,17,6分)一帶電粒子在電場(chǎng)中僅受靜電力作用,做初速度為零的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。取該直線(xiàn)為x軸,起始點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),其電勢(shì)能Ep與位移x的關(guān)系如圖所示。下列圖像中合理的是(),答案D在粒子運(yùn)動(dòng)中的某一小段位移x內(nèi)電場(chǎng)力做功qEx。由功能關(guān)系知Ep=-qEx,即=-qE,Ep-x圖線(xiàn)斜率的絕對(duì)值

44、表示電場(chǎng)力的大小,故由圖線(xiàn)可知E逐漸減小,A錯(cuò)誤。因粒子僅 受電場(chǎng)力作用,由qE=ma可知a也逐漸減小,D正確。再由動(dòng)能定理有Ek=qEx,即=qE,Ek-x 圖線(xiàn)的斜率也表示電場(chǎng)力,則Ek-x圖線(xiàn)應(yīng)是一條斜率逐漸減小的曲線(xiàn),B錯(cuò)誤。由v2=2ax有v=,可知v-x圖線(xiàn)應(yīng)是一條曲線(xiàn),故C錯(cuò)誤。,18.(2017上海單科,13,2分)靜電場(chǎng)中某電場(chǎng)線(xiàn)如圖所示。把點(diǎn)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),其電勢(shì)能增加1.210-7 J,則該點(diǎn)電荷帶電(選填“正”或“負(fù)”);在此過(guò)程中電場(chǎng)力做功為J。,答案負(fù)-1.210-7,解析本題考查電場(chǎng)力做功、電勢(shì)能的變化。從A到B,電勢(shì)能增加1.210-7 J,說(shuō)明電場(chǎng)

45、力做負(fù)功,做功為-1.210-7 J,故電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)線(xiàn)方向相反,該點(diǎn)電荷帶負(fù)電。,考點(diǎn)三電容器、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 19.(2017江蘇單科,4,3分)如圖所示,三塊平行放置的帶電金屬薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分別位于O、M、P點(diǎn)。由O點(diǎn)靜止釋放的電子恰好能運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)?，F(xiàn)將C板向右平移到P點(diǎn),則由O點(diǎn)靜止釋放的電子() A.運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)返回 B.運(yùn)動(dòng)到P和P點(diǎn)之間返回 C.運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)返回 D.穿過(guò)P點(diǎn),答案A本題考查帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加(減)速運(yùn)動(dòng)。由題意知,電子在A、B板間做勻加速運(yùn)動(dòng),在B、C板間做勻減速運(yùn)動(dòng),到P點(diǎn)時(shí)速度恰好為零,設(shè)A、B板和B、C板間電壓分別為U1和U

46、2,由動(dòng)能定理得eU1-eU2=0,所以U1=U2;現(xiàn)將C板右移至P點(diǎn),由于板上帶電荷量沒(méi)有變化,B、C板間電場(chǎng)強(qiáng)度E=,E不變,故電子仍運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)返回,選項(xiàng)A正確。,解題關(guān)鍵C板移動(dòng)過(guò)程中,板間場(chǎng)強(qiáng)不變,能分析出這個(gè)結(jié)論是解答本題的關(guān)鍵點(diǎn)。,20.(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(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(chǎng)強(qiáng)度,Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能,表示靜電計(jì)指針的偏角。若保持下極板不動(dòng),將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線(xiàn)位置,則() A.增大,E增大B.增大,Ep不變 C.減小,Ep

47、增大D.減小,E不變,答案D極板移動(dòng)過(guò)程中帶電荷量Q保持不變,靜電計(jì)指針張角變化反映板間電勢(shì)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(xiàng)正確。,疑難突破設(shè)固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶電荷量為q,其在P點(diǎn)的電勢(shì)能等于將其從P點(diǎn)移到零電勢(shì)處(下極板)電場(chǎng)力做的功。,21.(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(zhì)量為M、電荷量為q(q0)的粒子;在負(fù)極板附近有另一質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子。在電場(chǎng)力的作用下,兩粒子同時(shí)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知兩粒子同時(shí)經(jīng)過(guò)一平行于正極板且與其相距l(xiāng)的 平面

48、。若兩粒子間相互作用力可忽略,不計(jì)重力,則Mm為() A.32B.21C.52D.31,答案A因兩粒子同時(shí)經(jīng)過(guò)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(guò)的位 移為l,電荷量為-q的粒子通過(guò)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(yùn)動(dòng)學(xué)公式有l(wèi)=a1t2=t2,l=a2t2=t2,得=。B、C、D錯(cuò),A對(duì)。,22.(2015安徽理綜,20,6分)已知均勻帶電的無(wú)窮大平面在真空中激發(fā)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)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(duì)面積為S,其間為真空,帶電量為Q。不計(jì)邊緣效應(yīng)時(shí),極板可看做無(wú)窮大導(dǎo)體板,則極板間的

49、電場(chǎng)強(qiáng)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由題意知帶電量為Q的極板上單位面積所帶的電荷量=,故一個(gè)極板激發(fā)的電場(chǎng) 的場(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)等大同 向,由電場(chǎng)疊加原理知,極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E合=2E=;兩極板間相互的靜電引力F=EQ= ,選項(xiàng)D正確。,23.(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(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向水平向左。不計(jì)空氣阻力,則小球() A.做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) B.做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) C.速率先減小后增大D.速率先增大后減小,答案BC剛開(kāi)始時(shí)帶電小球所受重力與電場(chǎng)力的合力

50、F跟v0不在同一條直線(xiàn)上,所以它一定做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。因重力與電場(chǎng)力的合力F為恒力,其方向與初速度方向的夾角為鈍角,所以帶電小球的速率先減小后增大,故C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。,24.(2015山東理綜,20,6分)(多選)如圖甲,兩水平金屬板間距為d,板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時(shí)刻,質(zhì)量為m的帶電微粒以初速度v0沿中線(xiàn)射入兩板間,0時(shí)間內(nèi)微粒勻速運(yùn)動(dòng), T時(shí)刻微粒恰好經(jīng)金屬板邊緣飛出。微粒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中未與金屬板接觸。重力加速度的大小為g。關(guān)于微粒在0T時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的描述,正確的是(),A.末速度大小為v0B.末速度沿水平方向 C.重力勢(shì)能減少了mgdD.克服電場(chǎng)力做功為mg

51、d,答案BC由題意知qE0=mg,所以與T時(shí)間內(nèi)微粒的加速度等大反向,大小都等 于g。時(shí)間內(nèi)微粒只在重力作用下的豎直末速度vy1=g,豎直位移y1=g,在T時(shí) 間內(nèi)微粒的豎直末速度vy2=vy1-g=0,豎直位移y2=vy1-g=g,所以y1=y2=,微?？朔?電場(chǎng)力做功W=q2E0=2mg=mgd,在重力作用下微粒的豎直位移為,其重力勢(shì)能減少了 mgd。綜上可知A、D錯(cuò)誤,B、C正確。,25.(2014山東理綜,18,6分)如圖,場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一矩形區(qū)域abcd,水平邊ab長(zhǎng)為s,豎直邊ad長(zhǎng)為h。質(zhì)量均為m、帶電量分別為+q和-q的兩粒子,由a、c兩點(diǎn)先后沿ab和

52、cd方向以速率v0進(jìn)入矩形區(qū)(兩粒子不同時(shí)出現(xiàn)在電場(chǎng)中)。不計(jì)重力。若兩粒子軌跡恰好相切,則v0等于() A.B.C.D.,答案B因?yàn)閮闪Ｗ榆壽E恰好相切,切點(diǎn)為矩形區(qū)域中心,則對(duì)其中一個(gè)粒子,水平方向=v0t, 豎直方向=at2且滿(mǎn)足a=,三式聯(lián)立解得v0=,故B正確。,26.(2014天津理綜,2,6分)如圖所示,電路中R1、R2均為可變電阻,電源內(nèi)阻不能忽略,平行板電容器C的極板水平放置。閉合開(kāi)關(guān)S,電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí),帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動(dòng)。如果僅改變下列某一個(gè)條件,油滴仍能靜止不動(dòng)的是() A.增大R1的阻值B.增大R2的阻值 C.增大兩板間的距離D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,答案B設(shè)油滴質(zhì)量為

53、m,電荷量為q,兩板間距離為d,當(dāng)其靜止時(shí),有q=q=mg;由題圖知, 增大R1,UR1增大,油滴將向上加速,增大R2,油滴受力不變,仍保持靜止;由E場(chǎng)=知,增大d,U不變時(shí), E場(chǎng)減小,油滴將向下加速;斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,電容器將通過(guò)R1、R2放電,兩板間場(chǎng)強(qiáng)變小,油滴將向下加速,故只有B項(xiàng)正確。,27.(2016北京理綜,23,18分)如圖所示,電子由靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),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(chǎng)電壓為U0。偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可看做勻強(qiáng)電場(chǎng),極板間電壓為U,極板長(zhǎng)度為L(zhǎng),板間距為d。 (1)忽略電子所受重力,求電子射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的初速度v0和

54、從電場(chǎng)射出時(shí)沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離y。 (2)分析物理量的數(shù)量級(jí),是解決物理問(wèn)題的常用方法。在解決(1)問(wèn)時(shí)忽略了電子所受重力,請(qǐng)利用下列數(shù)據(jù)分析說(shuō)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(chǎng)也有重力場(chǎng)。電勢(shì)反映了靜電場(chǎng)各點(diǎn)的能的性質(zhì),請(qǐng)寫(xiě)出電勢(shì)的定義,式。類(lèi)比電勢(shì)的定義方法,在重力場(chǎng)中建立“重力勢(shì)”G的概念,并簡(jiǎn)要說(shuō)明電勢(shì)和“重力勢(shì)”的共同特點(diǎn)。,解析(1)根據(jù)功和能的關(guān)系,有eU0=m 電子射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的初速度v0= 在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中,電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=L 偏轉(zhuǎn)距離y=a(t)2

55、= (2)考慮電子所受重力和電場(chǎng)力的數(shù)量級(jí),有 重力G=mg10-29 N 電場(chǎng)力F=10-15 N 由于FG,因此不需要考慮電子所受重力。 (3)電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)定義為電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能Ep與其電荷量q的比值,即= 由于重力做功與路徑無(wú)關(guān),可以類(lèi)比靜電場(chǎng)電勢(shì)的定義,將重力場(chǎng)中物體在某點(diǎn)的重力勢(shì)能EG與其質(zhì)量m的比值,叫做“重力勢(shì)”,即G=。 電勢(shì)和重力勢(shì)G都是反映場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量,僅由場(chǎng)自身的因素決定。,答案(1) (2)(3)見(jiàn)解析,28.(2016四川理綜,9,15分)中國(guó)科學(xué)院2015年10月宣布中國(guó)將在2020年開(kāi)始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人類(lèi)揭示物質(zhì)本源的關(guān)鍵設(shè)備,在

56、放射治療、食品安全、材料科學(xué)等方面有廣泛應(yīng)用。 如圖所示,某直線(xiàn)加速器由沿軸線(xiàn)分布的一系列金屬圓管(漂移管)組成,相鄰漂移管分別接在高頻脈沖電源的兩極。質(zhì)子從K點(diǎn)沿軸線(xiàn)進(jìn)入加速器并依次向右穿過(guò)各漂移管,在漂移管內(nèi)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在漂移管間被電場(chǎng)加速,加速電壓視為不變。設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管B時(shí)速度為8106 m/s,進(jìn)入漂移管E時(shí)速度為1107 m/s,電源頻率為1107 Hz,漂移管間縫隙很小,質(zhì)子在每個(gè)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間視為電源周期的1/2。質(zhì)子的荷質(zhì)比取1108 C/kg。求: (1)漂移管B的長(zhǎng)度; (2)相鄰漂移管間的加速電壓。,解析(1)設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管B的速度為vB,電源頻率、周期分別為f、

57、T,漂移管B的長(zhǎng)度為L(zhǎng),則 T= L=vB 聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)得L=0.4 m (2)設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管E的速度為vE,相鄰漂移管間的加速電壓為U,電場(chǎng)對(duì)質(zhì)子所做的功為W,質(zhì)子從漂移管B運(yùn)動(dòng)到E電場(chǎng)做功為W,質(zhì)子的電荷量為q、質(zhì)量為m,則 W=qU W=3W W=m-m 聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)得U=6104 V,答案(1)0.4 m(2)6104 V,解題指導(dǎo)本題以電場(chǎng)為背景,質(zhì)子在漂移管內(nèi)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在管間做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),運(yùn)用x=vt和動(dòng)能定理求解即可。,29.(2015四川理綜,10,17分)如圖所示,粗糙、絕緣的直軌道OB固定在水平桌面上,B端與桌面邊緣對(duì)齊,A是軌道上一點(diǎn),過(guò)A點(diǎn)并垂直于軌

58、道的豎直面右側(cè)有大小E=1.5106 N/C,方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。帶負(fù)電的小物體P電荷量是2.010-6 C,質(zhì)量m=0.25 kg,與軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)=0.4。P從O點(diǎn)由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)0.55 s到達(dá)A點(diǎn),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度是5 m/s,到達(dá)空間D點(diǎn)時(shí)速度與豎直方向的夾角為,且tan =1.2。P在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終受到水平向右的某外力F作用,F大小與P的速率v的關(guān)系如表所示。P視為質(zhì)點(diǎn),電荷量保持不變,忽略空氣阻力,取g=10 m/s2。求:,(1)小物體P從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至速率為2 m/s所用的時(shí)間; (2)小物體P從A運(yùn)動(dòng)至D的過(guò)程,電場(chǎng)力做的功。,解析(1)小物體P的速率從0至2

59、m/s,受外力F1=2 N,設(shè)其做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度為a1,經(jīng)過(guò)時(shí)間t1速度為v1,則 F1-mg=ma1 v1=a1t1 由式并代入數(shù)據(jù)得 t1=0.5 s 說(shuō)明:式各2分。 (2)小物體P從速率為2 m/s運(yùn)動(dòng)至A點(diǎn),受外力F2=6 N,設(shè)其做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度為a2,則 F2-mg=ma2 設(shè)小物體P從速度v1經(jīng)過(guò)t2時(shí)間,在A點(diǎn)的速度為v2,則 t2=0.55 s-t1 v2=v1+a2t2 P從A點(diǎn)至B點(diǎn),受外力F2=6 N、電場(chǎng)力和滑動(dòng)摩擦力的作用,設(shè)其做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)加速度為a3,電荷量為q,在B點(diǎn)的速度為v3,從A點(diǎn)至B點(diǎn)的位移為x1,則 F2-mg-qE=ma3,答案(1)0.5 s(2)-9.25 J,-=2a3x1 P以速度v3滑出軌道右端B點(diǎn),設(shè)水平方向受外力為F3,電場(chǎng)力大小為FE,有 FE=F3 F3與FE大小相等方向相反,P水平方向所受合力為零,所以,P從B點(diǎn)開(kāi)始做初速度為v3的平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)P從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)用時(shí)為t3,水平位移為x2,由題意知 =tan x2=v3t3 設(shè)小物體P從A點(diǎn)至D點(diǎn)電場(chǎng)力做功為W,則 W=-qE(x1+x2) 聯(lián)立,式并代入數(shù)據(jù)得 W=-9.25 J 說(shuō)明:式各1分,式各2分。,1.(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(wú)初速地飄入