高二下學(xué)期物理期末復(fù)習(xí)沖刺訓(xùn)練05電場(chǎng)（基本概念典型題型）（人教版2019必修三）

期末復(fù)習(xí)講義五電場(chǎng)(精選各地最新試題，老師們可根據(jù)學(xué)情靈活選取)知識(shí)梳理一、庫侖定律1.公式：k＝9．0×109N·m2／C22．適用條件：（1）；（2）．點(diǎn)電荷是一個(gè)理想化的模型，在實(shí)際中，當(dāng)帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí)，就可以把帶電體視為點(diǎn)電荷．（這一點(diǎn)與萬有引力很相似，但又有不同：對(duì)質(zhì)量均勻分布的球，無論兩球相距多近，r都等于球心距；而對(duì)帶電導(dǎo)體球，距離近了以后，電荷會(huì)重新分布，不能再用球心距代替r）。點(diǎn)電荷很相似于我們力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)．注意：①兩電荷之間的作用力是相互的，遵守牛頓第三定律②使用庫侖定律計(jì)算時(shí)，電量用絕對(duì)值代入，作用力的方向根據(jù)“同性相排斥，異性相吸引”的規(guī)律定性判定。計(jì)算方法：=1\*GB3①帶正負(fù)計(jì)算，為正表示斥力；為負(fù)表示引力。=2\*GB3②一般電荷用絕對(duì)值計(jì)算，方向由電性異、同判斷。三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡問題，靜電場(chǎng)的典型問題，它們均處于平衡狀態(tài)時(shí)的規(guī)律。=1\*GB3①“三點(diǎn)共線，兩同夾異，兩大夾小”=2\*GB3②近小遠(yuǎn)大二、電場(chǎng)強(qiáng)度(E)——描述電場(chǎng)力特性的物理量。（矢量）1．求E的規(guī)律及方法(有如下3種)：=1\*GB3①E=(定義普遍適用)單位是：N/C或V/m；“描述自身的物理量”不能說與××正此，××反比=2\*GB3②E=(導(dǎo)出式,決定式，真空中的點(diǎn)電荷，其中Q是產(chǎn)生該電場(chǎng)的電荷)=3\*GB3③E=(導(dǎo)出式，僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中d是沿電場(chǎng)線方向上的距離)2．電場(chǎng)方向：=1\*GB3①與該點(diǎn)正電荷受力方向相同，與負(fù)電荷的受力方向相反；=2\*GB3②電場(chǎng)線的方向是該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向；=3\*GB3③場(chǎng)強(qiáng)的方向與該處等勢(shì)面的方向．平行板電容器邊緣除外。某點(diǎn)的E取決于電場(chǎng)本身,(即場(chǎng)源及這點(diǎn)的位置,)與q檢的正負(fù),電何量q檢和受到的電場(chǎng)力F無關(guān).3、電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，電場(chǎng)強(qiáng)度的合成按照矢量的合成法則．（平行四邊形法則和三角形法則）三、電場(chǎng)線：定義：在電場(chǎng)中為了形象的描繪電場(chǎng)而曲線[描述E的強(qiáng)弱(疏密)和方向]。電場(chǎng)線是人為引進(jìn)的，實(shí)際上是不存在的；法拉第首先提出用電場(chǎng)線形象生動(dòng)地描繪電場(chǎng)或磁場(chǎng)。=1\*GB3①切線方向表示該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向，也是正電荷的受力方向．=2\*GB3②靜電場(chǎng)電場(chǎng)線有始有終：始于“+”電荷，終止于“”負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)，從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止，或從正電荷出發(fā)到無窮遠(yuǎn)處終止，或者從無窮遠(yuǎn)處出發(fā)到負(fù)電荷終止．=3\*GB3③疏密表示該處電場(chǎng)的，也表示該處場(chǎng)強(qiáng)的大?。矫?，則E越強(qiáng)=4\*GB3④勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行且等間距直線表示，大小和方向處處相等．(平行板電容器間的電場(chǎng)，邊緣除外)=5\*GB3⑤沒有畫出電場(chǎng)線的地方不一定沒有電場(chǎng)．=6\*GB3⑥沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來越低．但E不一定減??；沿E方向的方向。=7\*GB3⑦電場(chǎng)線⊥等勢(shì)面．電場(chǎng)線由高等勢(shì)面批向低等勢(shì)面.=8\*GB3⑧靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不相交,不終斷,不成閉合曲線。但變化的電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合的。=9\*GB3⑨電場(chǎng)線不是電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡．也不能確定電荷的速度方向。除非三個(gè)條件同時(shí)滿足：=1\*GB3①，=2\*GB3②v0=0或v0方向與E方向平行。=3\*GB3③。熟記幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線特點(diǎn)：（重點(diǎn)）=1\*GB3①孤立點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)；=2\*GB3②等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)(連線和中垂線上的電場(chǎng)特點(diǎn))；=3\*GB3③等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)(連線和中垂線上的電場(chǎng)特點(diǎn))；=4\*GB3④勻強(qiáng)電場(chǎng)；=5\*GB3⑤點(diǎn)電荷與帶電平板；=6\*GB3⑥具有某種對(duì)稱性的電場(chǎng)；=7\*GB3⑦均勻輻射狀的電場(chǎng)=8\*GB3⑧周期性變化的電場(chǎng)。勻強(qiáng)電場(chǎng)－－－－點(diǎn)電荷與帶電平板勻強(qiáng)電場(chǎng)－－－－點(diǎn)電荷與帶電平板+等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)孤立點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)a、沿點(diǎn)電荷的連線,場(chǎng)強(qiáng)先變小后變大.b、兩點(diǎn)電荷連線中垂面（中垂線）上,場(chǎng)強(qiáng)方向均相同,且總與中垂面（中垂線）垂直，且中垂線是一條等勢(shì)線，中垂線上電勢(shì)處處從相等。c、在中垂面（中垂線）上,與兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)0等距離各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等.2．等量同種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中電場(chǎng)中電場(chǎng)線分布情況a、兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處場(chǎng)強(qiáng)為0.b、兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)附近的電場(chǎng)線非常稀疏，但場(chǎng)強(qiáng)并不為0.c、兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)到無限遠(yuǎn)電場(chǎng)線先變密后變疏.從O點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)處，場(chǎng)強(qiáng)先變大后變小四、電勢(shì)（是指某點(diǎn)的）描述電場(chǎng)能性質(zhì)的物理量。1.特點(diǎn)：=1\*GB2⑴標(biāo)量：有正負(fù)，無方向，只表示相對(duì)零勢(shì)點(diǎn)比較的結(jié)果。（2）距離負(fù)電荷越近的地方電勢(shì)越低。距離正電荷越近的地方電勢(shì)越高。（3）電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)由電場(chǎng)本身因素決定，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)。與零勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)。（4）沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低（場(chǎng)強(qiáng)不一定減小），逆電場(chǎng)線方向電勢(shì)升高。沿E方向電勢(shì)降低最快。（5）當(dāng)存在幾個(gè)場(chǎng)源時(shí)，某處合電場(chǎng)的電勢(shì)等于各個(gè)場(chǎng)源在此處產(chǎn)生電勢(shì)代數(shù)和的疊加。電勢(shì)高低的判斷方法：1根據(jù)電場(chǎng)線的方向判斷；2電場(chǎng)力做功判斷；3電勢(shì)能變化判斷。五、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能1．電場(chǎng)力做功過程就是電勢(shì)能與其它形式能轉(zhuǎn)化的過程（電勢(shì)差），做功的數(shù)值就是能量轉(zhuǎn)化的多少。W=d為沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離)W==—△Ep，U為電勢(shì)差，q為電量．電場(chǎng)力做功跟路徑關(guān)，是由初末位置的電勢(shì)差與電量決定。六、等勢(shì)面1．電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)所組成的面為等勢(shì)面．2．特點(diǎn)(1)各點(diǎn)電勢(shì)相等，等勢(shì)面上任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零，在特勢(shì)面上移動(dòng)電荷(不論方式如何,只要起終點(diǎn)在同一等勢(shì)面上)電場(chǎng)力不做功電場(chǎng)力做功為零，路徑不一定沿等勢(shì)面運(yùn)動(dòng)，但起點(diǎn)、終點(diǎn)一定在同一等勢(shì)面上。(2)畫法規(guī)定：相領(lǐng)等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等等差等勢(shì)面的蔬密可表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱．(3)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體：整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，其表面為等勢(shì)面．E內(nèi)=0，任兩點(diǎn)間UAB=0越靠近導(dǎo)體表面等勢(shì)面越密，形狀越與導(dǎo)體形狀相似，等勢(shì)面越密電場(chǎng)強(qiáng)度越大，曲率半徑越小(越尖)的地方，等勢(shì)面(電場(chǎng)線)都越密,這就可解釋尖端放電現(xiàn)象，如避雷針。(4)勻強(qiáng)電場(chǎng)，電勢(shì)差相等的等勢(shì)面間距離相等，點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，電勢(shì)差相等的等勢(shì)面間距不相等，越向外距離越大．(5)等勢(shì)面上各點(diǎn)的電勢(shì)相等但電場(chǎng)強(qiáng)度不一定相等．K七、電容、電容器K定義：C=(比值定義)電容器所帶的電量跟它的兩極間的電勢(shì)差的比值叫做電容器的電容．2.平行板電容器問題的分析(兩種情況分析)=1\*GB3①始終與電源相連U不變：當(dāng)d↑C↓Q=CU↓E=U/d↓；僅變s時(shí)，E不變。=2\*GB3②充電后斷電源Q不變：當(dāng)d↑U↓U=Q/C↑E=U/d=不變；僅變d時(shí),E不變；E決定于面電荷密度Q/S，只要Q和S不變，E大小也不變，可以解釋尖端放電現(xiàn)象。八、帶電物體、粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電微粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一般不考慮粒子的重力．帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)分兩種情況：第一種是帶電粒子沿電場(chǎng)線進(jìn)入電場(chǎng)，作勻加直線運(yùn)動(dòng)．第二種情況是帶電粒子垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)，在沿電場(chǎng)力的方向上初速為零，作類似平拋運(yùn)動(dòng)．=1\*GB2⑴加速電場(chǎng)加速電壓為U1，帶電粒子質(zhì)量為m，帶電量為q，假設(shè)從靜止開始加速，則根據(jù)動(dòng)能定理，………………①所以離開電場(chǎng)時(shí)速度為=2\*GB2⑵在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（記住這些結(jié)論）如圖所示，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d，板間電壓為U，帶電粒子沿平行于帶電金屬板以初速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，飛出電場(chǎng)時(shí)速度的方向改變角θ。=1\*GB3①兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)(類平拋)：垂直電場(chǎng)方向：勻速運(yùn)動(dòng)，vx＝v0平行E方向：初速度為零,加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)加速度：………………=2\*GB3②水平：L=vot……………=3\*GB3③在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝L/v0豎直：…………=4\*GB3④=2\*GB3②飛出電場(chǎng)時(shí)豎直側(cè)移：飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)豎直速度：Vy=at1==3\*GB3③偏轉(zhuǎn)角的正切值tan=(θ為速度方向與水平方向夾角)④不論帶電粒子的m、q如何，在同一電場(chǎng)中由靜止加速后，再進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，它們飛出時(shí)的側(cè)移和偏轉(zhuǎn)角是相同的(即它們的運(yùn)動(dòng)軌跡相同)所以兩粒子的偏轉(zhuǎn)角和側(cè)移都與m與q(比荷)無關(guān)．注意：這里的U1與U2不可約去，因?yàn)檫@是偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓與加速電場(chǎng)的電壓，二者不一定相等．⑤出場(chǎng)速度的反向延長(zhǎng)線跟入射速度相交于O點(diǎn)，粒子好象從中心點(diǎn)射出一樣(即)⑥粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，一般不計(jì)粒子的重力，個(gè)別情況下需要計(jì)重力，題目中會(huì)說時(shí)或者有明顯的暗示。同步練習(xí)一、單選題1．物理概念的形成和物理規(guī)律的得出極大地推動(dòng)了人類對(duì)自然界的研究和認(rèn)識(shí)進(jìn)程，下列關(guān)于物理概念和規(guī)律的說法正確的是（

）A．牛頓第一定律是利用邏輯思維對(duì)事實(shí)進(jìn)行分析的產(chǎn)物，能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證B．伽利略將斜面實(shí)驗(yàn)的結(jié)果合理外推，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律C．把電容器的帶電量Q與兩極板間電壓U的比值定義為電容，是因?yàn)樵摫戎档拇笮〔蝗Q于Q和U，且它能夠反映電容器容納電荷的本領(lǐng)D．在研究帶電體之間的相互作用時(shí)引入了點(diǎn)電荷的概念，只有電荷量很小的帶電體才可看成點(diǎn)電荷2．當(dāng)今，人工智能迅猛發(fā)展，形形色色的傳感器是人工智能的基礎(chǔ)。如圖所示為某同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量材料豎直方向尺度隨溫度變化的傳感器裝置示意圖，平行板電容器上極板固定，下極板可隨材料尺度的變化上下移動(dòng)，兩極板始終跟電源相連。若材料溫度變化時(shí)，極板上所帶電荷量增加，則（）A．電容器電容變小 B．極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變C．極板間電勢(shì)差變小 D．材料豎直方向尺度增大3．如圖，Q1、Q2為兩相距L的固定正點(diǎn)電荷，a、b、c、d是以Q2為中心、邊長(zhǎng)為r（r<L）的正方形四條邊的中點(diǎn)，A．b、B．b、C．Q1的電荷量大于QD．a(chǎn)、b間的電勢(shì)差大于4．x軸上有兩個(gè)不等量點(diǎn)電荷q1、q2，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)隨位置坐標(biāo)變化的φ-x圖像如圖所示，圖線與φ軸正交，交點(diǎn)處的縱坐標(biāo)為φ0，a、b為x軸上關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱的兩個(gè)點(diǎn)。正電子的質(zhì)量為m，電荷量為A．q1B．兩電荷電量之比qC．將一正電子從a點(diǎn)由靜止釋放，若經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)速度為v0，則a點(diǎn)電勢(shì)D．將一正電子從b點(diǎn)由靜止釋放，則電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，正電子經(jīng)過O點(diǎn)后可以到達(dá)a點(diǎn)5．如圖，一根絕緣的光滑水平橫桿上套有質(zhì)量均為m的A、B兩個(gè)小環(huán)，兩環(huán)上都帶有正電荷，系在兩環(huán)上的等長(zhǎng)細(xì)繩拴住質(zhì)量為M的物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，某時(shí)刻開始環(huán)上電荷量緩慢減少，則（）A．單根細(xì)繩對(duì)物塊的拉力始終不變B．兩細(xì)繩對(duì)物塊的合力變大C．桿對(duì)A環(huán)的作用力保持不變D．兩環(huán)間距等于繩長(zhǎng)時(shí)，單根細(xì)繩拉力大小等于Mg6．在湖南某地，電工站在高壓直流輸電線的A供電線附近作業(yè)，頭頂上方有B供電線，B供電線的電勢(shì)高于A供電線的電勢(shì)，虛線表示電工周圍某一截面上的等差等勢(shì)線，c、d、e、f是等勢(shì)線上的四個(gè)點(diǎn)。以下說法正確的是（）A．在c、d、e三點(diǎn)中，d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大B．在c、d、e、f四點(diǎn)中，c點(diǎn)的電勢(shì)最高C．將電子由d點(diǎn)移到e點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功大于將電子由e點(diǎn)移到f點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功D．將電子在f點(diǎn)由靜止釋放，它的電勢(shì)能將增大7．如圖所示，虛線a、b、c為電場(chǎng)中的三條等差等勢(shì)線，實(shí)線為一帶電的粒子僅在靜電力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn)，由此可知（）A．帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)的加速度小于在Q點(diǎn)時(shí)的加速度B．P點(diǎn)的電勢(shì)一定高于Q點(diǎn)的電勢(shì)C．帶電粒子在R點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于Q點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能D．帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大于在Q點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能8．空間存在一平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)內(nèi)取某點(diǎn)記為坐標(biāo)原點(diǎn)O，沿某一方向建立x軸，選取x軸上到O點(diǎn)距離為r的P點(diǎn)，以O(shè)為圓心、r為半徑作圓，如圖甲所示。從P點(diǎn)起沿圓周逆時(shí)針方向移動(dòng)一周，圓上各點(diǎn)的電勢(shì)φ會(huì)隨轉(zhuǎn)過角度θ發(fā)生變化。當(dāng)半徑r分別取r0、2r0、3r0時(shí)，其φ-θ圖像如圖乙所示，三條曲線所對(duì)應(yīng)的電勢(shì)均在θ=θ0=πA．電場(chǎng)方向沿x軸負(fù)方向B．θ=0時(shí)曲線②的電勢(shì)值為(1+C．θ=2π時(shí)曲線①的電勢(shì)值4D．電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為49．如圖，空間立方體的棱長(zhǎng)為a，O、P分別為立方體上下表面的中心點(diǎn)，S點(diǎn)在O、P連線的正上方（圖中未畫出），兩條豎直邊MN和FG的中點(diǎn)處分別固定一電荷量為-q的點(diǎn)電荷。已知電子的電荷量為e，靜電力常量為k，S到O點(diǎn)的距離為r，重力不計(jì)，下列說法正確的是（）A．將一電子沿對(duì)角線由F移到N的過程中，電子電勢(shì)能先減小后增大B．比荷為33q8m的電荷沿OP所在直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在C．若在S點(diǎn)固定一點(diǎn)電荷，M點(diǎn)的電勢(shì)會(huì)高于G點(diǎn)電勢(shì)D．若在S點(diǎn)固定一電荷量為-4q的負(fù)電荷，當(dāng)r=332a10．如圖甲所示，兩平行金屬板水平放置，間距為d，金屬板長(zhǎng)為L(zhǎng)＝2d，兩金屬板間加如圖乙所示的電壓（U0＝16md2qT2，初始時(shí)上金屬板帶正電）。一粒子源射出的帶電粒子恰好從上金屬板左端的下邊緣水平進(jìn)入兩金屬板間。該粒子源能隨時(shí)間均勻發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電粒子，初速度vA．能從板間飛出的粒子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為TB．能從板間飛出的粒子束進(jìn)入極板的時(shí)刻為T4＋nT2（n＝1，2，3，C．若粒子在t＝T4時(shí)刻進(jìn)入兩極板之間，粒子飛出極板時(shí)的偏移量y是D．若發(fā)射時(shí)間足夠長(zhǎng)，則能夠從兩金屬板間飛出的粒子占總?cè)肷淞Ｗ訑?shù)的比例為2二、多選題11．如圖所示，在直角△abc中bc=4cm,∠acb=30°，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行于△abc所在平面，且a、b、A．一個(gè)電子從c點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為-4B．一個(gè)電子從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做功不可能為零C．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿ac方向D．電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為20012．如圖所示，兩個(gè)平行板電容器AB和A'B'水平放置，A板用導(dǎo)線與B'板相連，B板和A'板都接地，A、B'板帶正電。電容器AB電壓為U1，帶電量為Q1；電容器A'B'電壓為U2A．Q1減小 B．Q2C．U1減小 D．U13．如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定著一根光滑絕緣細(xì)桿MP，細(xì)桿左側(cè)O點(diǎn)處固定著一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，以O(shè)為圓心、r為半徑的圓周與細(xì)桿交于N、P兩點(diǎn)，N點(diǎn)為MP的中點(diǎn)?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為-q的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）套在桿上從M點(diǎn)由靜止釋放，小球滑到N點(diǎn)時(shí)的速度大小為6gr。已知重力加速度為g，M點(diǎn)和P點(diǎn)的高度差為3r，取P為零電勢(shì)點(diǎn)，則下列說法正確的是（）A．M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)差為-2mgrB．小球從N點(diǎn)到P點(diǎn)過程電場(chǎng)力做的功為-C．小球滑至P點(diǎn)時(shí)的速度大小為3grD．M點(diǎn)的電勢(shì)為-14．反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用帶電粒子在電場(chǎng)中的振蕩來產(chǎn)生微波，振蕩原理可以理解為：如圖所示，以O(shè)為原點(diǎn)建立x軸，x<0區(qū)域有勻強(qiáng)電場(chǎng)沿x軸負(fù)向，其大小E1=4V/m，x>0區(qū)域有非勻強(qiáng)電場(chǎng)沿x軸正向，其大小E2=4xV/m，一帶負(fù)電粒子質(zhì)量為2×10-6kg，電荷量大小為1×10-5C，從x=-40cm處P點(diǎn)由靜止釋放，粒子僅在電場(chǎng)力作用下在xA．粒子的最大速度為3m/sB．粒子運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)O右側(cè)最低電勢(shì)為1.6VC．粒子運(yùn)動(dòng)的周期為4+D．粒子向右運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為515．如圖所示，豎直面內(nèi)的絕緣半圓弧軌道BC與絕緣水平軌道AB相切于B點(diǎn)，勻強(qiáng)電場(chǎng)E=2×104N/C，方向與水平方向成θ=37°。一個(gè)電荷量q=+1×10-4C的小物塊以初速度v0=16m/s從A點(diǎn)開始向右運(yùn)動(dòng)，已知AB間距L=10mA．物塊從A到B過程中，電勢(shì)能增加了16J B．物塊通過C點(diǎn)時(shí)速度大小為20m/sC．物塊在C點(diǎn)處受到的軌道壓力為79.2N D．物塊從C點(diǎn)拋出后的加速度大小為1016．圖甲中的水平平行金屬板M、N間加有圖乙所示的變化電壓，3+2t0后電壓消失。當(dāng)電壓穩(wěn)定時(shí)，板間為勻強(qiáng)電場(chǎng)。O位于M、N板間中點(diǎn)，可以向外釋放初速度為零的帶電液滴。在t=0時(shí)，均帶負(fù)電的液滴甲、乙從O由靜止進(jìn)入板間，甲液滴的質(zhì)量為m，乙液滴的比荷是甲液滴的1.5倍，忽略兩個(gè)帶電液滴間的相互作用及其電荷量的變化。已知0~t0A．兩板間距為2gB．甲液滴在圖示所示時(shí)間段內(nèi)的最大動(dòng)能為mC．甲液滴在3+2D．乙液滴在t=9+三、實(shí)驗(yàn)題17．某物理興趣小組利用圖示裝置來探究影響電荷間的靜電力的因素，A是一個(gè)帶正電的物體，系在絕緣絲線上的帶正電的小球會(huì)在靜電力的作用下發(fā)生偏離，靜電力的大小可以通過絲線偏離豎直方向的角度顯示出來，他們分別進(jìn)行了以下操作。步驟一：把系在絲線上的帶電小球先后掛在橫桿上的P1步驟二：使小球處于同一位置，增大或減小其所帶的電荷量，比較小球所受的靜電力大小。（1）圖中實(shí)驗(yàn)采用的方法是（填正確選項(xiàng)前的字母）。A．理想實(shí)驗(yàn)法

B．等效替代法

C．微小量放大法

D．控制變量法（2）實(shí)驗(yàn)表明，電荷之間的靜電力隨著電荷量的增大而增大，隨著距離的增大而。（填“增大”“減小”或“不變”）（3）帶電體A的電荷量用Q表示，小球的電荷量用q表示、質(zhì)量用m表示，物體與小球間的距離用d表示，靜電力常量為k，重力加速度為g，可認(rèn)為帶電體A與小球在同一水平線上，則小球偏離豎直方向的角度的正切值為。18．如圖所示為研究平行板電容器電容的實(shí)驗(yàn)。（1）當(dāng)在充電后與電源斷開的平行板電容器的兩極板間插入電介質(zhì)板時(shí)，電容器的電容將，與電容器相連的靜電計(jì)指針偏角將；若只將左極板向上移動(dòng)少許，則與電容器相連的靜電計(jì)指針偏角將。（均選填“增大”“減小”或“不變”）（2）有一充電的平行板電容器，兩板間電壓為10V，當(dāng)電容器的電荷量減少10-4C時(shí)，電容器兩板間的電壓降為5V，則此電容器的電容是19．某興趣小組自制電容器。他們用兩片錫箔紙做電極，用三張電容紙（某種絕緣介質(zhì)）依次間隔夾著兩層錫箔紙，一起卷成圓柱形，然后接出引線，如圖甲所示，最后密封在塑料瓶中，電容器便制成了。（1）為增大該電容器的電容，下列方法可行的有A．增大電容紙的厚度

B．減小電容紙的厚度C．增大錫箔紙的厚度

D．同時(shí)增大錫箔紙和電容紙的面積（2）該小組采用如圖乙所示的電路測(cè)量該電容器的電容。將開關(guān)S撥到a端，電壓和電流傳感器顯示出U-t圖像和I-t圖像分別如圖丙、丁所示，其中I-t圖線與t軸所圍的小格數(shù)約為60個(gè)，則該電容器充滿電后所帶的電荷量約為C，電容大小約為F。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）四、解答題20．A、B兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=2.0×105V/m，方向如圖，電場(chǎng)中a，b兩點(diǎn)相距10cm，ab（1）電勢(shì)差Uab（2）用外力F把電荷量為1.0×10-7C的正電荷（不計(jì)重力）由b點(diǎn)勻速移動(dòng)到a（3）如果a點(diǎn)為零電勢(shì)，該正電荷在b點(diǎn)具有的電勢(shì)能是多少？21．如圖所示，足夠長(zhǎng)的傾角為θ＝37°的光滑固定絕緣斜面和粗糙絕緣水平面平滑連接，空間存在著平行于斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E=1×104N/C。現(xiàn)有質(zhì)量為m＝1kg，帶電量為q=+5×10-4C的小滑塊，從水平面上A點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過時(shí)間t＝2s后到達(dá)斜面底端B點(diǎn)。若小滑塊與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5，不計(jì)空氣阻力。已知sin37°＝0.6，cos37°＝（1）小滑塊從A滑行到B過程中所受摩擦力的大小和加速度大?。唬?）AB兩點(diǎn)的距離和電勢(shì)差UAB（3）小滑塊沿斜面上升的最大高度。22．如圖所示，水平虛線下方空間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)。兩個(gè)帶正電的小球A、B用長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕質(zhì)絕緣細(xì)桿相連，小球A的質(zhì)量為m、電荷量為q，小球B的質(zhì)量也為m、電荷量為2q，小球A到虛線的初始高度為L(zhǎng)。已知細(xì)桿始終保持豎直，重力加速度為g，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為mgq（1）小球A由靜止釋放后，向下運(yùn)動(dòng)的最大距離；（2）小球B每次在電場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的過程中，細(xì)桿對(duì)小球B的沖量。23．如圖所示，豎直面內(nèi)存在直角坐標(biāo)系xOy，平行于y軸的虛線MN、PQ將第一象限分為Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)區(qū)域。區(qū)域Ⅰ的寬度為3d，在0≤y<23d的區(qū)域內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1，在y>23d的區(qū)域內(nèi)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2。區(qū)域Ⅱ的寬度為d，其內(nèi)部存在平行于xOy平面且方向未知的勻強(qiáng)電場(chǎng)E3。質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的帶電小球由O點(diǎn)沿x軸正方向以v0=2gd的速度射入Ⅰ區(qū)域，小球僅從直線y=23d上的點(diǎn)A穿過后，經(jīng)過點(diǎn)B(3d,d)垂直MN進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ，經(jīng)過PQ（1）區(qū)域Ⅱ中BC兩點(diǎn)的電勢(shì)差UBC（2）區(qū)域Ⅰ中勻強(qiáng)電場(chǎng)E1（3）小球在區(qū)域Ⅱ中從B到C過程中所受電場(chǎng)力的沖量大小。參考答案：1．C【詳解】A．牛頓第一定律所描述的狀態(tài)是一種理想狀態(tài)，它是利用邏輯思維進(jìn)行分析的產(chǎn)物，不可能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，故A錯(cuò)誤；B．伽利略將斜面實(shí)驗(yàn)的結(jié)果合理外推，發(fā)現(xiàn)了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，故B錯(cuò)誤；C．把電容器的帶電量Q與兩極板間電壓U的比值定義為電容，是因?yàn)樵摫戎档拇笮〔蝗Q于Q和U，且它能夠反映電容器容納電荷的本領(lǐng)，故C正確；D．帶電體的大小遠(yuǎn)小于兩電荷間的距離時(shí)才能看成點(diǎn)電荷，與帶電量無關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選C。2．D【詳解】A．根據(jù)題意可知極板之間電壓U不變，極板上所帶電荷量Q變多，根據(jù)電容定義式C=可知電容器得電容C增大，故A錯(cuò)誤；BD．根據(jù)電容的決定式C=由于電容C增大，可知極板間距d減小，即材料豎直方向尺度增大，再根據(jù)E=由于電壓U不變，可知極板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，故B錯(cuò)誤，D正確；C．根據(jù)題意可知極板之間電壓U不變，即極板間電勢(shì)差不變，故C錯(cuò)誤。故選D。3．A【詳解】A．電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)是矢量，根據(jù)矢量的合成法則可知b、d兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相同，但方向不同，故B．因?yàn)閎、d兩點(diǎn)與兩電荷的距離分別相同，則兩電荷在兩點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)相同，根據(jù)電勢(shì)的疊加，可知b、C．已知a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，則有k根據(jù)幾何關(guān)系可知r故Q1的電荷量大于Q2的電荷量，故D．根據(jù)點(diǎn)電荷的電勢(shì)分析規(guī)律，可知Q2在a、b間產(chǎn)生的電勢(shì)差與在b、c間產(chǎn)生的電勢(shì)差相等，但Q1離a、b更近，故Q1在a故選A。4．C【詳解】A．由圖可知x軸上的-x0和2xB．在x=0處圖像切線的斜率為零，則該點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，有k解得q故B錯(cuò)誤；C．從a點(diǎn)靜止釋放到O點(diǎn)，動(dòng)能定理可得e得φ故C正確；D．將一正電子從b點(diǎn)由靜止釋放初始動(dòng)能為零，由于a點(diǎn)電勢(shì)大于b點(diǎn)，正電子在a點(diǎn)電勢(shì)能大于b點(diǎn)，根據(jù)能量守恒可知，不可能到達(dá)a點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。故選C。5．C【詳解】B．某時(shí)刻開始環(huán)上電荷量緩慢減少，穩(wěn)定后，物塊仍保持靜止，根據(jù)平衡條件可知兩細(xì)繩對(duì)物塊的合力與物塊重力等大反向，故兩細(xì)繩對(duì)物塊的合力不變，故B錯(cuò)誤；AD．設(shè)繩子與豎直方向的夾角為θ，穩(wěn)定后，物塊仍保持靜止，則2T可得T=環(huán)上電荷量緩慢減少，θ將減小，故單根細(xì)繩對(duì)物塊的拉力逐漸減小，當(dāng)兩環(huán)間距等于繩長(zhǎng)時(shí)，設(shè)繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，根據(jù)幾何關(guān)系有sin可得θ=此時(shí)單根細(xì)繩拉力大小等于T=故AD錯(cuò)誤；C．根據(jù)對(duì)稱性，可知桿對(duì)A環(huán)的作用力等于桿對(duì)B環(huán)的作用力，以A、B小環(huán)、物塊為整體受力分析，豎直方向有2可得桿對(duì)A環(huán)的作用力為F故桿對(duì)A環(huán)的作用力保持不變，故C正確。故選C。6．B【詳解】A．依據(jù)等差等勢(shì)線的疏密，可知在c、d、e三點(diǎn)中，e點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大，故A錯(cuò)誤；B．沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降低，因B供電線的電勢(shì)高于A供電線的電勢(shì)，所以在c、d、e、f四點(diǎn)中，c點(diǎn)的電勢(shì)最高，故B正確；C．虛線表示電工周圍某一截面上的等差等勢(shì)線，根據(jù)W=qU可知，將電子由d點(diǎn)移到e點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功等于將電子由e點(diǎn)移到f點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功，故C錯(cuò)誤；D．將電子在f點(diǎn)由靜止釋放，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故D錯(cuò)誤。故選B。7．C【詳解】A．等差等勢(shì)面越密集，電場(chǎng)線越密集，帶電粒子的加速度越大，故帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)的加速度大于在Q點(diǎn)時(shí)的加速度，A錯(cuò)誤；BCD．由運(yùn)動(dòng)軌跡可知，帶電粒子所受電場(chǎng)力大致向下。若粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，則帶電粒子在R點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于Q點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能；帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小于在Q點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。由于粒子電性未知，則電勢(shì)高低關(guān)系不確定，BD錯(cuò)誤，C正確。故選C。8．B【詳解】A．三條曲線均在θ=θ0=π6時(shí)達(dá)到最大值，說明電場(chǎng)線不是沿著x軸，而是沿著與xD．曲線①的最大值在三條圖像中最大，只有半徑越大，P點(diǎn)繞原點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)過π6時(shí)，逆著電場(chǎng)線走過的距離才越大，對(duì)應(yīng)的電勢(shì)才越高，所以曲線①對(duì)應(yīng)的r取值為3r0，曲線②對(duì)應(yīng)的r取值為2r0，曲線③對(duì)應(yīng)的r取值為取r0。由題知，曲線③對(duì)應(yīng)的最高電勢(shì)和最低電勢(shì)分別為φ取曲線③最高電勢(shì)和最低電勢(shì)來求電場(chǎng)強(qiáng)度E=故D錯(cuò)誤。B．當(dāng)半徑r取2r0時(shí)，設(shè)該圓與x軸交點(diǎn)為U解得φ故B正確；C．根據(jù)U可知θ=2π時(shí)曲線①的電勢(shì)值為φ故C錯(cuò)誤。故選B。9．B【詳解】AC．順著電場(chǎng)線電勢(shì)降低，沿對(duì)角線由F移到N，先順著電場(chǎng)線，在逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，所以電勢(shì)先減小再增大，所以將一電子沿對(duì)角線由F移到N的過程中，電子電勢(shì)能先增大后減小。由上知，越靠近正電荷電勢(shì)越高，越靠近負(fù)電荷電勢(shì)越低。M、G在兩負(fù)電荷對(duì)稱位置，兩負(fù)點(diǎn)電荷在兩位置電勢(shì)相等，若在S點(diǎn)固定一正點(diǎn)電荷，M點(diǎn)的電勢(shì)會(huì)高于G點(diǎn)電勢(shì)。若在S點(diǎn)固定一負(fù)點(diǎn)電荷，M點(diǎn)的電勢(shì)會(huì)低于G點(diǎn)電勢(shì)。故AC錯(cuò)誤；B.比荷為33q8m的電荷沿OPr=設(shè)電荷的電荷量和質(zhì)量分別為q'、ma其中q'm聯(lián)立解得在P點(diǎn)的加速度為a故B正確；D．在S點(diǎn)固定一個(gè)電荷量為4q的負(fù)電荷，O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)大小等于E故D錯(cuò)誤。故選B。10．D【詳解】A．由于粒子只受到豎直方向的靜電力作用，則粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)。水平方向上不受外力，故做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故能從板間飛出的粒子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=故A錯(cuò)誤；C．設(shè)粒子在兩金屬板間運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為a，則a=若粒子在t＝T4時(shí)刻進(jìn)入兩極板之間，則它在豎直方向上先勻加速向下運(yùn)動(dòng)TyT4時(shí)間之后電場(chǎng)反向，粒子開始在豎直方向上勻減速向下運(yùn)動(dòng)，則根據(jù)豎直方向運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，再經(jīng)過T4的時(shí)間粒子豎直分速度減為零，共經(jīng)歷y=2故C錯(cuò)誤；BD．由題意可知，第一個(gè)周期內(nèi)只有在0≤t<T2時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入才有可能飛出。假設(shè)t＝0y則假設(shè)不成立，t＝0時(shí)刻進(jìn)入兩金屬板間的粒子會(huì)打在金屬板上。若從下金屬板臨界點(diǎn)射出：在第一個(gè)周期內(nèi)設(shè)帶電粒子在t1時(shí)刻進(jìn)入兩金屬板間，它在豎直方向上先加速向下，在經(jīng)過Δt1時(shí)間后電場(chǎng)反向，開始在豎直方向減速向下，根據(jù)對(duì)稱性，再經(jīng)過Δt1時(shí)間豎直方向速度減為0，恰好從下金屬板右端飛出，則如圖甲中情形相同?？傻胐=2×解得Δ則t若從上金屬板臨界點(diǎn)射出：在第一個(gè)周期內(nèi)設(shè)帶電粒子在t2時(shí)刻進(jìn)入兩金屬板間，它在豎直方向上先加速向下，在經(jīng)過Δt2時(shí)間后電場(chǎng)反向，開始在豎直方向減速向下，根據(jù)對(duì)稱性，再經(jīng)過Δt2時(shí)間豎直方向速度減為0，然后加速向上直到恰好從上金屬板右端飛出，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙所示可得2×解得Δt2=則t在第一個(gè)周期內(nèi)帶電粒子不碰到金屬板而能夠飛出的入射時(shí)刻滿足1可知能從板間飛出的粒子束進(jìn)入極板的時(shí)刻為14T+nT≤t≤24T+nT（n＝1，2則第一個(gè)周期內(nèi)能夠飛出的粒子占第一周期內(nèi)入射粒子總數(shù)的比例，與足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)飛出的粒子占入射粒子總數(shù)的比例相同，均為k=故B錯(cuò)誤，D正確。故選D。11．AD【詳解】A．一個(gè)電子從c點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為W故A正確；B．a(chǎn)點(diǎn)和c點(diǎn)電勢(shì)相等，ac為一條等勢(shì)線，粒子在等勢(shì)線上移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力不做功，所以電子從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做功為零，故B錯(cuò)誤；C．a(chǎn)c為一條等勢(shì)線，電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直，沿著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低，所以電場(chǎng)方向垂直于ac，且指向左上方，故C錯(cuò)誤；D．電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E=故D正確。故選AD。12．BD【詳解】將絕緣介質(zhì)抽出，由電容的決定式C=可知C2變小，CCCUQQ總不變，綜合以上分析可知：Q1增加，Q2減小，U故選BD。13．CD【詳解】A．小球從M點(diǎn)到N點(diǎn)過程，由動(dòng)能定理可得mg?又v解得M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)差為UA項(xiàng)錯(cuò)誤；B．根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)特征可知，N、P兩點(diǎn)所在的圓是一個(gè)等勢(shì)面，所以小球從N點(diǎn)到P點(diǎn)過程電場(chǎng)力做的功為零，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．由幾何關(guān)系可得NP段的豎直高度為h小球從N點(diǎn)到P點(diǎn)過程，根據(jù)動(dòng)能定理可得mg?解得小球滑至P點(diǎn)時(shí)的速度大小vC項(xiàng)正確；D．以P點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，則有U解得M點(diǎn)的電勢(shì)φD項(xiàng)正確。故選CD。14．BC【詳解】A．粒子到達(dá)原點(diǎn)速度最大為v，由動(dòng)能定理有E解得v=4故A錯(cuò)誤；B．粒子運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)右側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí)電勢(shì)最低點(diǎn)為φ，由1解得φ=-1.6故B正確；C．粒子在電場(chǎng)E1t粒子在電場(chǎng)E2F則k=4×粒子在電場(chǎng)E2T粒子運(yùn)動(dòng)周期為T=2故C正確；D．從O點(diǎn)向右最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)距離x，由動(dòng)能定理有1解得x=D錯(cuò)誤。故選BC。15．BC【詳解】A．物塊從A到B過程中，電場(chǎng)力做功為W代入數(shù)據(jù)解得W電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，即物塊從A到B過程中，電勢(shì)能減少了16J，故A錯(cuò)誤；B．物塊從A到C，根據(jù)動(dòng)能定理可得Eq(L解得物塊通過C點(diǎn)時(shí)的速度大小為v故B正確；C．在C點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有mg+解得F即物塊在C點(diǎn)處受到的軌道壓力為79.2N，故C正確；D．由于電場(chǎng)力大小與重力大小相等，所以物塊從C點(diǎn)拋出后的合力大小為F所以加速度大小為a=故D錯(cuò)誤。故選BC。16．ABD【詳解】ABC．由于0~tmg=解得g=則有q在t0～2t0時(shí)間內(nèi)，甲液滴做自由落體運(yùn)動(dòng)，在v1=gtd解得d=2g在2t2解得a=g3t0時(shí)刻，甲液滴開始向上加速，加速時(shí)間為v則此速度為甲液滴在圖示所示時(shí)間段內(nèi)的最大速度，則甲液滴最大動(dòng)能為E向上移動(dòng)的距離為x=可知，甲液滴在3+2t0時(shí)刻恰好回到O點(diǎn)，故ABD．乙液滴在0~tq可得a=向上運(yùn)動(dòng)的距離x1=1x此時(shí)的速度v此時(shí)距離上極板的距離x在2tq解得a根據(jù)x解得t=1+乙粒子在打到上極板的時(shí)刻tD正確。故選ABD。17．D減小kQq【詳解】（1