新高考物理二輪復(fù)習(xí)重難點(diǎn)專練重難點(diǎn)08 電場（原卷版）

重難點(diǎn)08電場1.命題情境源自生產(chǎn)生活中的與電場的相關(guān)的情境或科學(xué)探究情境，解題時能從具體情境中抽象出物理模型，正確應(yīng)用靜電場物理規(guī)律、牛頓運(yùn)動定律、運(yùn)動學(xué)公式及動能定理解決物理實(shí)際問題。2.選擇題命題中主要考查電場強(qiáng)度、電勢、電勢能、電場線、等勢線電場力做功等知識點(diǎn)。立體空間的電場加大了立體空間的思維能的考查。3.命題中經(jīng)常注重物理建模思想的應(yīng)用，具體問題情境中，抽象出物體模型。帶電粒子在電場中的運(yùn)動，除了常規(guī)的加速和類平拋運(yùn)動，還會出現(xiàn)類斜拋運(yùn)動和一般的曲線運(yùn)動的考查，利用運(yùn)動的合成與分解的思想分析問題和解決問題。（建議用時：30分鐘）一、單選題1．（2023上·河北廊坊·高三河北省文安縣第一中學(xué)校聯(lián)考期中）如圖所示，在側(cè)面為正三角形的正四棱錐SKIPIF1<0的A、B、C、D四個頂點(diǎn)各放置一個電荷量為q的正點(diǎn)電荷，在底面SKIPIF1<0的中心O點(diǎn)處放置一個負(fù)點(diǎn)電荷，結(jié)果P點(diǎn)的電場強(qiáng)度恰好為零。O點(diǎn)處的點(diǎn)電荷的電荷量為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<02．（2023·山東青島·統(tǒng)考模擬預(yù)測）如圖所示，正立方體SKIPIF1<0，上下底面的中心為O和SKIPIF1<0，SKIPIF1<0、C兩點(diǎn)分別固定等量的正點(diǎn)電荷和負(fù)點(diǎn)電荷，下列說法正確的是（）A．B點(diǎn)與SKIPIF1<0點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等、方向相同B．O點(diǎn)與SKIPIF1<0點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等、方向相同C．平面SKIPIF1<0是一個等勢面D．將正試探電荷SKIPIF1<0由O點(diǎn)沿直線移動到SKIPIF1<0點(diǎn)，其電勢能一直減小3．（2023·黑龍江·校聯(lián)考模擬預(yù)測）空間中存在沿x軸方向的靜電場，各點(diǎn)電勢的變化規(guī)律如圖中SKIPIF1<0圖像所示，電子以一定的初速度沿x軸從O點(diǎn)運(yùn)動到x4處，電子僅受電場力，則該電子（）

A．在x1處電勢能最小B．在x1處加速度為零C．在x3處電勢為零，電場強(qiáng)度也為零D．在x2處的動能大于在x3處的動能4．（2024·浙江金華·校聯(lián)考模擬預(yù)測）范德格拉夫靜電加速器由兩部分組成，一部分是產(chǎn)生高電壓的裝置，叫作范德格拉夫起電機(jī)，加速罩（即金屬球殼）是一個鋁球，由寬度為D、運(yùn)動速度為v的一條橡膠帶對它充電，從而使加速罩與大地之間形成穩(wěn)定的高電壓U。另一部分是加速管和偏轉(zhuǎn)電磁鐵，再加上待加速的質(zhì)子源就構(gòu)成了一臺質(zhì)子靜電加速器，如圖中所示。抽成真空的加速管由多個金屬環(huán)及電阻組成，金屬環(huán)之間由玻璃隔開，各環(huán)與電阻串聯(lián)。從質(zhì)子源引出的質(zhì)子進(jìn)入真空加速管加速，然后通過由電磁鐵產(chǎn)生的一個半徑為b的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域引出打擊靶核。已知質(zhì)子束的等效電流為SKIPIF1<0，通過電阻的電流為SKIPIF1<0，質(zhì)子的比荷SKIPIF1<0。單位面積上的電荷量叫做電荷面密度。下列說法不正確的是（

）A．若不考慮傳送帶和質(zhì)子源的影響，加速罩內(nèi)的電場強(qiáng)度為零B．若不考慮傳送帶和質(zhì)子源的影響，加速罩內(nèi)的電勢大小等于UC．要維持加速罩上大小為U的穩(wěn)定電壓，噴射到充電帶表面上的電荷面密度為SKIPIF1<0D．質(zhì)子束進(jìn)入電磁鐵，并做角度為SKIPIF1<0的偏轉(zhuǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度SKIPIF1<0二、多選題5．（2023·廣西北海·統(tǒng)考一模）如圖所示，x軸上有兩個點(diǎn)電荷位于O、SKIPIF1<0位置，一負(fù)試探電荷沿x軸由O向SKIPIF1<0移動的過程中，該電荷的電勢能隨位移的變化規(guī)律如圖所示，A、C兩點(diǎn)的連線以及B點(diǎn)的切線均與x軸平行，B點(diǎn)的橫坐標(biāo)為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0點(diǎn)的橫坐標(biāo)為SKIPIF1<0。則下列說法正確的是（）

A．B點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零B．O、SKIPIF1<0兩點(diǎn)的電荷均為正電荷C．O、SKIPIF1<0兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷所帶電荷量的絕對值之比為SKIPIF1<0D．SKIPIF1<06．（2023·貴州遵義·統(tǒng)考模擬預(yù)測）空間有一如圖所示圓錐形區(qū)域，O為頂點(diǎn)，BD為底面圓的直徑，A、C兩點(diǎn)分別是兩母線OB、OD的中點(diǎn)。在頂點(diǎn)O處固定一帶正電的點(diǎn)電荷，下列說法中正確的是（）

A．平行于底面且圓心為O1的截面為等勢面B．A點(diǎn)電場強(qiáng)度大小是B點(diǎn)電場強(qiáng)度大小的4倍C．將一帶正電的試探電荷從B點(diǎn)沿直徑移到D點(diǎn)，其電勢能先增大后減小D．一個電子僅在O處點(diǎn)電荷的作用下，可以沿圓錐底面圓周做勻速圓周運(yùn)動三、解答題7．（2023·山東青島·統(tǒng)考模擬預(yù)測）如圖所示，金屬板AB和CD水平放置，中間開有小孔O1、O2，兩板之間加有加速電壓SKIPIF1<0。金屬板EF和GH均是以O(shè)點(diǎn)為圓心，半徑為3R和R的SKIPIF1<0同心圓弧板，O3O4也是以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓弧，且到兩金屬板距離相等，兩板之間加有電壓。長2R的金屬板MN、PQ水平放置，點(diǎn)M、P分別和點(diǎn)F、H對齊，兩板之間加有偏轉(zhuǎn)電壓。質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從粒子源中無初速度漂進(jìn)加速電場，恰好能沿圖示O1－O2－O3－O4－O5－K虛線軌跡運(yùn)動，最后到達(dá)PQ板的中點(diǎn)K。不考慮場的邊界效應(yīng)，不計(jì)粒子的重力。求：（1）圓弧O3O4處電場強(qiáng)度的大小；（2）為使粒子恰好能到達(dá)PQ板的中點(diǎn)K，金屬板MN、PQ之間加的偏轉(zhuǎn)電壓U的值；（3）從粒子進(jìn)入金屬板MN、PQ開始計(jì)時，經(jīng)多長時間粒子運(yùn)動到距直線MQ最近，最近距離是多少。8．（2024·山東德州·校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖所示的裝置由加速器、輻向電場和平移器組成，平移器由兩對水平放置、相距l(xiāng)的相同平行金屬板構(gòu)成，極板長度為l、間距為d，兩對極板間偏轉(zhuǎn)電壓大小相等、電場方向相反。如圖所示，一比荷為k的帶正電粒子由靜止經(jīng)加速電壓SKIPIF1<0加速后，垂直進(jìn)入輻向電場（電場強(qiáng)度方向指向圓心），沿著半徑為R的圓弧虛線（等勢線）運(yùn)動，之后水平射入偏轉(zhuǎn)電壓為SKIPIF1<0的平移器，最終離開時打在熒光屏上的A點(diǎn)。不同區(qū)域內(nèi)電場互不影響，不計(jì)粒子的重力。求：（1）粒子射出加速器時的速度大小SKIPIF1<0；（2）圓弧虛線處電場強(qiáng)度E大?。唬?）粒子從進(jìn)入平移器到打在A點(diǎn)，求豎直總位移y。一、電場性質(zhì)的理解1．電場中的各物理量的關(guān)系2．電場強(qiáng)度的判斷(1)場強(qiáng)方向是正電荷所受電場力的方向，也是電場線上某點(diǎn)的切線方向；(2)電場的強(qiáng)弱可根據(jù)電場線的疏密程度判斷．(3)電場中場強(qiáng)大小也可根據(jù)場強(qiáng)公式進(jìn)行比較．3．電勢高低的判斷方法(1)根據(jù)電場線方向，沿著電場線方向，電勢越來越低；(2)根據(jù)電勢差UAB＝φA－φB，若UAB>0，則φA>φB；反之，φA<φB.(3)依據(jù)電勢能的高低：由電勢的定義式φ＝eq\f(Ep,q)知，正電荷在電勢能大處電勢較高，負(fù)電荷在電勢能大處電勢較低．4．電勢能變化的判斷判斷依據(jù)判斷方法電場線方向沿電場線方向電勢逐漸降低場源電荷的正負(fù)取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，正電荷周圍電勢為正值，負(fù)電荷周圍電勢為負(fù)值；靠近正電荷處電勢高，靠近負(fù)電荷處電勢低電勢能的大小正電荷在電勢能大處電勢較高，負(fù)電荷在電勢能大處電勢較低靜電力做功根據(jù)UAB＝eq\f(WAB,q)，將WAB、q的正負(fù)號代入，由UAB的正負(fù)判斷φA、φB的高低二、平行板電容器電場問題1．必須記住的三個公式定義式C＝eq\f(Q,U)，決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)，關(guān)系式E＝eq\f(U,d).2．掌握兩個重要結(jié)論(1)電容器與電路(或電源)相連，則兩端電壓取決于電路(或電源)，穩(wěn)定時相當(dāng)于斷路，兩端電壓總等于與之并聯(lián)的支路電壓．(2)充電后電容器與電路斷開，電容器所帶電荷量不變，此時若只改變兩板間距離，則板間電場強(qiáng)度大小不變．3．注意一個特例：當(dāng)有電容器的回路接有二極管時，因二極管的單向?qū)щ娦?，將使電容器的充電或放電受到限制．三、電場中的圖像問題電場中幾種常見的圖像v－t圖像當(dāng)帶電粒子只受靜電力時，從v－t圖像上能確定粒子運(yùn)動的加速度方向、大小變化情況，進(jìn)而可判定粒子運(yùn)動中經(jīng)過的各點(diǎn)的場強(qiáng)方向、場強(qiáng)大小、電勢高低及電勢能的變化情況．φ－x圖像(1)從φ－x圖像中可以直接判斷各點(diǎn)電勢的高低，進(jìn)而確定電場強(qiáng)度