2017屆高三物理二輪復(fù)習(xí)課前診斷-電場(chǎng)的基本性質(zhì)

1、課前診斷一一電場(chǎng)的基本性質(zhì)考點(diǎn)一電場(chǎng)強(qiáng)度的理解與計(jì)算1.考查點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)的疊加 （2015 山東高考）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)的大小和方向分別為（）3kQ 一，A.看，1y y軸正向3kQ B.47,沿y軸負(fù)向5kQ5沿y軸負(fù)向慕 o J -a)解析：選B處于O點(diǎn)的正點(diǎn)電荷在 G點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng) Ei = kQ,方向沿y軸負(fù)向；又因 a為G點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)為零，所以 M N處兩負(fù)點(diǎn)電荷在 G點(diǎn)共同產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng) E

2、=日= kQ,方向沿y aQ 、 ， 、一 一軸正向；根據(jù)對(duì)稱(chēng)性，M N處兩負(fù)點(diǎn)電何在 H點(diǎn)共同廣生的場(chǎng)強(qiáng) E3= E2= k,方向沿y軸a負(fù)向；將該正點(diǎn)電荷移到 G處，該正點(diǎn)電荷在 H點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E4=k Q 2,方向沿y軸正2a_ _， r3kQ 、一 一向，所以h點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E= E3巳=育，萬(wàn)向沿y軸負(fù)向。2 .考查點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式 已知電荷分布均勻的絕緣球， 球殼對(duì)殼內(nèi)點(diǎn)電荷的作用力為零，對(duì)球殼外點(diǎn)電荷的作用力等于將所有電荷量全部集中在球心的點(diǎn)電荷對(duì)球外點(diǎn)電荷的作用力。若真空中有一半徑為R的均勻帶正電的絕緣球，通過(guò)其球心作一條直線，用r表示該直線上某點(diǎn)到球心的距離,則該直線上各點(diǎn)的電

3、場(chǎng)強(qiáng)度解析：選 A該球的電荷密度 p =#,球內(nèi)某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于以距球心的距離r3兀R 3P爭(zhēng)3 4為半徑的球體所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，大小E= k=不兀p kr，球外某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 已k-q2,r 3r所以A正確。3 .考查電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加及對(duì)稱(chēng)法的應(yīng)用（2013 全國(guó)卷I ）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（q> 0）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.k3qkRrC. kD.9* q市解析：選B由于在

4、a點(diǎn)放置一點(diǎn)電荷 q后，b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，說(shuō)明點(diǎn)電荷q在b哈+卜1=喘彖故選項(xiàng)點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與圓盤(pán)上Q在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，即Eq= E = kR2,根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知Q在d點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小 曰=kRb則曰=EQ' + EB正確?？键c(diǎn)二平行板電容器問(wèn)題4.考查電容器與電源相連時(shí)的動(dòng)態(tài)問(wèn)題（2016 全國(guó)乙卷）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(chǎng)強(qiáng)度變大B.極板上的電荷量變小，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大C.極板上的電荷量變大，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變D.極板上的電荷量變小，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變 一 .

5、63; S 一一解析：選D平行板電容器電容的表達(dá)式為C= -二，將極板間的云母介質(zhì)移出后，導(dǎo)4 71kd致電容器的電容 C變小。由于極板間電壓不變，據(jù) Q= CU知，極板上的電荷量變小。 再考慮 U , _、一、到極板間電場(chǎng)強(qiáng)度 E=:由于U d不變，所以極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變，選項(xiàng)D正確。d5.考查平行板電容器與力學(xué)知識(shí)的綜合（多選）（2016 南陽(yáng)一中月考）給平行板電容器充電，斷開(kāi)電源后 A極板 帶正電，B極板帶負(fù)電。板間一帶電小球C用絕緣細(xì)線懸掛，如圖所示。小球靜止時(shí)與豎直方向的夾角為0 ,則（）A.若將B極板向右平移稍許，電容器的電容將減小B.若將B極板向下平移稍許， A B兩板間電勢(shì)差將

6、增大C.若將B極板向上平移稍許，夾角 0將變大D.輕輕將細(xì)線剪斷，小球?qū)⒆鲂睊佭\(yùn)動(dòng)-,. . £ rS 解析：選ABC若將B極板向右平移稍許，d增大，根據(jù)C=知電容器的電容將 4 71kd. . .一 £ rS 減小，故A正確。若將B極板向下平移稍許，正對(duì)面積S減小，根據(jù)C=;,知電谷將4 71kd, Q ，一人一，減小，因電容器帶電荷量 Q不變，由Uc分析知板間電勢(shì)差增大，故 B正確。若將B極C板向上平移稍許，同上分析知板間電勢(shì)差增大，根據(jù)E=U,知E增大，則小球所受的電場(chǎng)力增大，夾角0將變大，故C正確。輕輕將細(xì)線剪斷，小球?qū)⒀刂亓εc電場(chǎng)力的合力方向 做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故

7、 D錯(cuò)誤。6.考查電容器的兩類(lèi)動(dòng)態(tài)問(wèn)題對(duì)比（多選）（2016 衡水檢測(cè)）如圖所示，平行板電容器與直流電源、理 想二極管（正向電阻為零可以視為短路，反向電阻無(wú)窮大可以視為斷路 連接，電源負(fù)極接地。初始電容器不帶電，閉合開(kāi)關(guān)穩(wěn)定后，一帶電油 滴位于電容器中的 P點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是（）A.減小極板間的正對(duì)面積，帶電油滴會(huì)向上移動(dòng)，且P點(diǎn)的電勢(shì)會(huì)降低B.將上極板下移，則 P點(diǎn)的電勢(shì)不變C.將下極板下移，則 P點(diǎn)的電勢(shì)升高D.無(wú)論哪個(gè)極板上移還是下移，帶電油滴都不可能向下運(yùn)動(dòng), 一，、，一、人 Q解析：選CD二極管具有單向?qū)щ娦裕]合開(kāi)關(guān)后電容器充電，電容器的電容C= 口=£

8、SU4 兀 kQ4,極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度 E= d,整理得E=-;油滴靜止，則qE= mg減小極板間的正對(duì)面積S,由于二極管具有單向?qū)щ娦裕娙萜鞑荒芊烹姡噪妶?chǎng)強(qiáng)度E變大，油滴所受電場(chǎng)力變大，會(huì)向上移動(dòng)，P點(diǎn)與下極板的距離不變，E變大，則P點(diǎn)的電勢(shì)升高，故 A錯(cuò)誤；將上極板向下移動(dòng)，d變小，電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度 E= U變大，P與下極板的距d一 、 、.£ S -離不變，P的電勢(shì)升局，故B錯(cuò)誤；將下極板向下移動(dòng)，d變大，由C= 47訕可知，C變小，由于二極管具有單向?qū)щ娦裕娙萜鞑荒芊烹?，由E=知電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，P與下極板的距離變大， P與下極板間的電勢(shì)差變大，P的

9、電勢(shì)升高，故 C正確;上極板上移或下極板下移時(shí)，d變大，由C項(xiàng)分析知電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，油滴所受電場(chǎng)力不變，油滴靜止不動(dòng)；上極板下移或下極板上移時(shí),d變小，由B項(xiàng)分析知電場(chǎng)力變大，電場(chǎng)力大于重力，油滴所受合力向上，油滴向上運(yùn)動(dòng)，故D正確?？键c(diǎn)三電場(chǎng)的性質(zhì)及應(yīng)用7.考查場(chǎng)強(qiáng)的疊加和電勢(shì)的疊加 （2016 合肥高三質(zhì)檢）如圖所示，正三角形ABC勺三個(gè)頂點(diǎn)固定了電量分別為一q、+q和+q（q>0）的三個(gè)點(diǎn)電荷，K P分別為A所口 BC邊的中點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是 （A.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B.P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于K點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C.O點(diǎn)的電勢(shì)低于 K點(diǎn)的電勢(shì)D.O點(diǎn)的電勢(shì)低于

10、P點(diǎn)的電勢(shì)解析：選D根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理,P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于一q在P點(diǎn)形成電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，而 O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于兩個(gè)十q在O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)以及一q在O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的疊加，由平行四邊形定則可判斷O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；K點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于 B點(diǎn)的+ q和A點(diǎn)的一q在K點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)疊加,然后再與C點(diǎn)的+ q在K點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的合成，由平行四邊形定則可判斷點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于K點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，選項(xiàng) B錯(cuò)誤；由電勢(shì)疊加原理可知,O點(diǎn)的電勢(shì)等于點(diǎn)的+ q在O點(diǎn)形成電場(chǎng)的電勢(shì)，而 K點(diǎn)的電勢(shì)等于 C點(diǎn)的+ q在K點(diǎn)形成電場(chǎng)的電勢(shì)，由距離關(guān)系可知 O點(diǎn)的電勢(shì)高于 K點(diǎn)的電勢(shì)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；P點(diǎn)的電勢(shì)等于兩個(gè)+ q和一個(gè)一在P點(diǎn)電勢(shì)的疊加

11、，由距離關(guān)系可知O點(diǎn)的電勢(shì)低于 P點(diǎn)的電勢(shì)，選項(xiàng) D正確；故選Do8 .考查由帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡判斷粒子受力及運(yùn)動(dòng)情況（2016 全國(guó)甲卷）如圖，P是固定的點(diǎn)電荷，虛線是以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),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、加速度大小分別為aa、ab、ac,速度大小分別為va、Vb、Vco 則(A.aa>ab>ac,Va>Vc>VbB.aa>ab>ac,Vb>Vc>Vaa、c點(diǎn)的C.ab>ac >aa,Vb>Vc>VaD.ab>ac

12、 >aa,Va>Vc>Vb解析：選Da、b、c三點(diǎn)到固定的點(diǎn)電荷 P的距離rb< rc< r,則三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度由EkQr知故帶電粒子Q在這三點(diǎn)的加速度ab>ac>aa。由運(yùn)動(dòng)軌跡可知帶電粒子Q所受P的電場(chǎng)力為斥力，從 a到b電場(chǎng)力做負(fù)功，由動(dòng)能定理一|qUb| =；mv2 1mv2vvc>vb,又 | Ub|)0,則vbvva,從b至ij c電場(chǎng)力做正功，由動(dòng)能定理|qUbc| =1mv2gmv20>| Ubc| ,則 Va>Vc,故 Va>Vc>Vb,選項(xiàng) D正確。9 .考查帶電粒子運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系如圖所示，a、b、c、

13、d是某勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)。它們是一個(gè)四邊形 的四個(gè)頂點(diǎn)，at）/ cd, ab±bc, 2ab= cd= bc= 2L,電場(chǎng)線與四邊形所在平面 平行。已知a點(diǎn)電勢(shì)為20 V, b點(diǎn)電勢(shì)為24 V, d點(diǎn)電勢(shì)為8 V。一個(gè)質(zhì)子 以一定的速度經(jīng)過(guò) b點(diǎn)，過(guò)一段時(shí)間后經(jīng)過(guò) c點(diǎn)。不計(jì)質(zhì)子的重力，則（A. a點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)電勢(shì)B.質(zhì)子到達(dá)c點(diǎn)的電勢(shì)能為16 eVC.場(chǎng)強(qiáng)的方向由a指向dD.質(zhì)子從b運(yùn)動(dòng)到c,電場(chǎng)力做功為4 eV解析：選 B因?yàn)橐阎?人=20 V,人=24 V, p=8 V,根據(jù)勻強(qiáng) 電場(chǎng)的特性有 八一6 d=2（巾b 6 a）,解得（）c=16 V,質(zhì)子到達(dá)c點(diǎn)的電勢(shì)能為16

14、 eV,所以A錯(cuò)誤，B正確；延長(zhǎng)ba到c',并使ba=ac',， 則6=16 V,所以cc'連線為等勢(shì)面，場(chǎng)強(qiáng)的方向由b指向d,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；質(zhì)子從b運(yùn)動(dòng)到c,電場(chǎng)力做功為 8 eV,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)四帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)10.考查帶電粒子在電場(chǎng)中的類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)（2014 山東高考）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和一q的兩粒子，由a、c兩點(diǎn)先后沿ab和 cd方向以速率 V。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（

15、）qEmhsD.4:qEmh根據(jù)對(duì)稱(chēng)性，兩個(gè)粒子的軌跡相切點(diǎn)一定在矩形區(qū)域的中心，并且兩粒子均做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)， 根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性和等時(shí)性可得， 在水平方向上: |= vot,在豎直方向上：h=1at2=1Emt聯(lián)立以上兩式可求得：*得由此可知，該題只有選項(xiàng)B正確，A C D皆錯(cuò)誤。11.考查帶電粒子在電場(chǎng)中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)(2016 北京朝陽(yáng)區(qū)期末)i/rm/V20反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用電子團(tuán)在電場(chǎng)中的振蕩來(lái)產(chǎn)生微波，其振蕩原理與下述過(guò)程類(lèi)似。已知靜電場(chǎng)的方向平行于x軸，其電勢(shì)6隨x的分布如圖所示。一質(zhì)量m 1.0X1020kg,電荷量q=1.0 X10-9C的帶負(fù)電的粒子從(一1,

16、0)點(diǎn)由靜止開(kāi)始， 僅在電場(chǎng)力作用下在 x軸上往返運(yùn)動(dòng)。忽略粒子的重力等因素。求：一，E(1)x軸左側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度 Ei和右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度 E的大小之比 三;匕(2)該粒子運(yùn)動(dòng)的最大動(dòng)能Ekm；(3)該粒子運(yùn)動(dòng)的周期 T。解析：(1)由題圖可知：左側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度:日=20 2 V/m =2.0 X103 V/m1X10右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度:203_=05x10 2 V/m =4.0X10 V/m (2)粒子運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)時(shí)速度最大，根據(jù)動(dòng)能定理有：qE , x= EmCD其中 x=1.0 X10 2 m聯(lián)立并代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：Em= 2.0 X 10 -8J。(3)設(shè)粒子在原點(diǎn)左右兩側(cè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t1、t2,在原

17、點(diǎn)時(shí)的速度為Vm,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有1 一 2分Em= 2mVn T= 2（tdt2）聯(lián)立并代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：T= 3.0X10 8 s oE1 18答案：（1）三（2） Ekm= 2.0X10 J匕 2(3) T= 3.0 X10 8s12.考查帶電粒子在交變電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題如圖甲所示，水平放置的平行金屬板A和B的距離為d,它們的右端安放著垂直于金屬板的靶MN現(xiàn)在A B板上加上如圖乙所示的方波形電壓，電壓的正向值為U0,反向電壓值為且每隔：變向1次。現(xiàn)將質(zhì)量為 m的帶正電且電荷量為 q的粒子束從AB的中點(diǎn)O以平行于金屬板的方向 OO射入，設(shè)粒子能全部打在靶上，而且所有粒子在A、B間的飛行時(shí)間均為

18、To不計(jì)重力的影響，試求:(1)定性分析在t=0時(shí)刻從O點(diǎn)進(jìn)入的粒子，在垂直于金屬板的方向上的運(yùn)動(dòng)情況。(2)在距靶MN的中心O'點(diǎn)多遠(yuǎn)的范圍內(nèi)有粒子擊中?(3)要使粒子能全部打在靶 MNI±,電壓U的數(shù)值應(yīng)滿足什么條件？(寫(xiě)出U0、m d、q、 T的關(guān)系式即可)解析：(1)0 TM間內(nèi)，帶正電的粒子受到向下的電場(chǎng)力而向下做加速運(yùn)動(dòng)，在gT時(shí)間內(nèi)，粒子受到向上的電場(chǎng)力而向下做減速運(yùn)動(dòng)。(2)當(dāng)粒子在0、T、2TnT(n= 0,1,2)時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)中時(shí)，粒子將打在O'點(diǎn)下方最,T 1T2 qU0T2還點(diǎn)，在刖行時(shí)間內(nèi)，粒子豎直向下的位移：y1 = -a1 ;22 28md在后T寸間內(nèi)，粒子豎直向下的位移：y2=vT- 2a2 T 2甘小T qUT其中：v=a12=d，qU0 a2 2md解得：y2=3qUT216md故粒子打在距O點(diǎn)正下方的最大位移:SqUT2y=y1+y2= 16mdT 3T2n+ 1 TO'點(diǎn)上方最遠(yuǎn)點(diǎn),當(dāng)粒子在