高考物理總復(fù)習(xí) 必考部分 專題九 靜電場習(xí)題課件.ppt

專題九靜電場 a組自主命題 北京卷題組1 2014北京理綜 15 6分 0 99 如圖所示 實(shí)線表示某靜電場的電場線 虛線表示該電場的等勢(shì)面 下列判斷正確的是 a 1 2兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等b 1 3兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等c 1 2兩點(diǎn)的電勢(shì)相等d 2 3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等答案d同一電場中 電場線越密的地方場強(qiáng)越大 所以1點(diǎn)的場強(qiáng)大于2 3兩點(diǎn)的場強(qiáng) a b錯(cuò)誤 同一等勢(shì)面上各點(diǎn)的電勢(shì)相等 沿電場線方向電勢(shì)降低 故c錯(cuò)誤 d正確 五年高考 2 2017北京理綜 22 16分 如圖所示 長l 1m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)電場中 繩與豎直方向的夾角 37 已知小球所帶電荷量q 1 0 10 6c 勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)e 3 0 103n c 取重力加速度g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 小球所受電場力f的大小 2 小球的質(zhì)量m 3 將電場撤去 小球回到最低點(diǎn)時(shí)速度v的大小 答案 1 3 0 10 3n 2 4 0 10 4kg 3 2 0m s 解析 1 f qe 3 0 10 3n 2 由 tan37 得m 4 0 10 4kg 3 由mgl 1 cos37 mv2 得v 2 0m s 解題指導(dǎo) 1 小球平衡時(shí) 正確進(jìn)行受力分析 2 撤去電場后 小球會(huì)從高處擺下 在小球從開始運(yùn)動(dòng)到到達(dá)最低點(diǎn)的過程中 機(jī)械能守恒 3 2016北京理綜 23 18分 0 59 如圖所示 電子由靜止開始經(jīng)加速電場加速后 沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場 并從另一側(cè)射出 已知電子質(zhì)量為m 電荷量為e 加速電場電壓為u0 偏轉(zhuǎn)電場可看做勻強(qiáng)電場 極板間電壓為u 極板長度為l 板間距為d 1 忽略電子所受重力 求電子射入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的初速度v0和從電場射出時(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) 是解決物理問題的常用方法 在解決 1 問時(shí)忽略了電子所受重力 請(qǐng)利用下列數(shù)據(jù)分析說明其原因 已知u 2 0 102v d 4 0 10 2m m 9 1 10 31kg e 1 6 10 19c g 10m s2 3 極板間既有靜電場也有重力場 電勢(shì)反映了靜電場各點(diǎn)的能的性質(zhì) 請(qǐng)寫出電勢(shì) 的定義 式 類比電勢(shì)的定義方法 在重力場中建立 重力勢(shì) g的概念 并簡要說明電勢(shì)和 重力勢(shì) 的共同特點(diǎn) 答案 1 2 3 見解析 解析 1 根據(jù)功和能的關(guān)系 有eu0 m電子射入偏轉(zhuǎn)電場的初速度v0 在偏轉(zhuǎn)電場中 電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t l偏轉(zhuǎn)距離 y a t 2 2 考慮電子所受重力和電場力的數(shù)量級(jí) 有重力g mg 10 29n電場力f 10 15n由于f g 因此不需要考慮電子所受重力 3 電場中某點(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關(guān) 可以類比靜電場電勢(shì)的定義 將重力場中物體在某點(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都是反映場的能的性質(zhì)的物理量 僅由場自身的因素決定 解題指導(dǎo)這是屬于帶電粒子在勻強(qiáng)電場中先加速再偏轉(zhuǎn)的問題 帶電粒子在加速電場中運(yùn)用功能關(guān)系 動(dòng)能定理 來列式 帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成和分解來解答 審題指導(dǎo)讀題要抓住帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 在加速電場中做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng) 4 2015北京理綜 24 20分 0 31 真空中放置的平行金屬板可以用作光電轉(zhuǎn)換裝置 如圖所示 光照前兩板都不帶電 以光照射a板 則板中的電子可能吸收光的能量而逸出 假設(shè)所有逸出的電子都垂直于a板向b板運(yùn)動(dòng) 忽略電子之間的相互作用 保持光照條件不變 a和b為接線柱 已知單位時(shí)間內(nèi)從a板逸出的電子數(shù)為n 電子逸出時(shí)的最大動(dòng)能為ekm 元電荷為e 1 求a板和b板之間的最大電勢(shì)差um 以及將a b短接時(shí)回路中的電流i短 2 圖示裝置可看做直流電源 求其電動(dòng)勢(shì)e和內(nèi)阻r 3 在a和b之間連接一個(gè)外電阻時(shí) 該電阻兩端的電壓為u 外電阻上消耗的電功率設(shè)為p 單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)b板的電子 在從a板運(yùn)動(dòng)到b板的過程中損失的動(dòng)能之和設(shè)為 ek 請(qǐng)推導(dǎo)證明 p ek 注意 解題過程中需要用到 但題目沒有給出的物理量 要在解題中做必要的說明 答案 1 ne 2 3 見解析 解析 1 由動(dòng)能定理 ekm eum 可得um 短路時(shí)所有逸出電子都到達(dá)b板 故短路電流i短 ne 2 電源的電動(dòng)勢(shì)等于斷路時(shí)的路端電壓 即上面求出的um 所以e um 電源內(nèi)阻r 3 外電阻兩端的電壓為u 則電源兩端的電壓也是u 由動(dòng)能定理 一個(gè)電子經(jīng)電源內(nèi)部電場后損失的動(dòng)能 eke eu設(shè)單位時(shí)間內(nèi)有n 個(gè)電子到達(dá)b板 則損失的動(dòng)能之和 ek n eke n eu根據(jù)電流的定義 此時(shí)電源內(nèi)部的電流 i n e此時(shí)流過外電阻的電流也是i n e 外電阻上消耗的電功率p iu n eu所以p ek 考點(diǎn)一電場的力的性質(zhì) 1 2017課標(biāo) 20 6分 多選 在一靜止點(diǎn)電荷的電場中 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 電場中四個(gè)點(diǎn)a b c和d的電場強(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 其余類推 現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由 b組統(tǒng)一命題 省 區(qū) 市 卷題組 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)的過程中 電場力所做的功分別為wab wbc和wcd 下列選項(xiàng)正確的是 a ea eb 4 1b ec ed 2 1c wab wbc 3 1d wbc wcd 1 3 答案ac本題考查場強(qiáng)與電勢(shì) 由圖可知 ra 1m a 6v rb 2m b 3v rc 3m c 2v rd 6m d 1v 由點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式e 得ea eb ec ed 36 9 4 1 a正確 b錯(cuò)誤 由wab quab q a b 得wab wbc wcd a b b c c d 3 1 1 故c正確 d錯(cuò)誤 方法技巧電場力做功的計(jì)算方法定量計(jì)算電場力做功時(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 qelcos 其中最后一種方法僅適用于勻強(qiáng)電場中 2 2016課標(biāo) 15 6分 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 aa ab ac va vc vbb aa ab ac vb vc vac ab ac aa vb vc vad ab ac aa va vc vb 答案d帶電粒子在電場中僅受電場力作用 由牛頓第二定律知加速度a e k 因?yàn)閞bac aa 由動(dòng)能定理有wab qquab m mwbc qqubc m m因?yàn)閣abvb因?yàn)閣bc 0 所以vc vb因?yàn)?uab ubc 所以va vc故有va vc vb d項(xiàng)正確 3 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 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(bǔ)和b分開 然后移去c 貼在a b下部的金屬箔都閉合 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 處于電場中的導(dǎo)體是等勢(shì)體 b錯(cuò)誤 若先把a(bǔ) b分開 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 4 2016浙江理綜 19 6分 多選 如圖所示 把a(bǔ) b兩個(gè)相同的導(dǎo)電小球分別用長為0 10m的絕緣細(xì)線懸掛于oa和ob兩點(diǎn) 用絲綢摩擦過的玻璃棒與a球接觸 棒移開后將懸點(diǎn)ob移到oa點(diǎn)固定 兩球接觸后分開 平衡時(shí)距離為0 12m 已測得每個(gè)小球質(zhì)量是8 0 10 4kg 帶電小球可視為點(diǎn)電荷 重力加速度g 10m s2 靜電力常量k 9 0 109n m2 c2 則 a 兩球所帶電荷量相等b a球所受的靜電力為1 0 10 2nc b球所帶的電荷量為4 10 8cd a b兩球連線中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為0 答案acd用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷 與a球接觸后a球也帶正電荷 兩球接觸后分開 b球也帶正電荷 且兩球所帶電荷量相等 a正確 兩球相互排斥 穩(wěn)定后a球受力情況如圖所示sin 0 60 37 f庫 mgtan37 6 0 10 3n b項(xiàng)錯(cuò)誤 f庫 kqa qb q r 0 12m聯(lián)立得q 4 10 8c 故c項(xiàng)正確 由等量同種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的特點(diǎn)可知 a b兩球連線中點(diǎn)處的場強(qiáng)為0 故d項(xiàng)正確 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)算庫侖力和電荷量大小 5 2015安徽理綜 15 6分 由庫侖定律可知 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 若用國際單位制的基本單位表示 k的單位應(yīng)為 a kg a2 m3b kg a 2 m3 s 4c kg m2 c 2d n m2 a 2 答案b由庫侖定律知k 式中都取國際單位時(shí)k的單位為 由i 知 1c2 1a2 s2 又因1n 1 整理可得k的單位應(yīng)為 即kg a 2 m3 s 4 故選項(xiàng)b正確 6 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)處場強(qiáng)的大小和方向分別為 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)生的合場強(qiáng)e1與o點(diǎn)處正點(diǎn)電荷在g處產(chǎn)生的場強(qiáng)等大反向 所以e1 方向沿y軸正向 因?yàn)閔與g關(guān)于x軸對(duì)稱 所以m n兩處的負(fù)點(diǎn)電荷在h處產(chǎn)生的合場強(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)生的場強(qiáng)e3 方向沿y軸正向 則h處的場強(qiáng)為eh 方向沿y軸負(fù)向 b正確 7 2015浙江理綜 20 6分 多選 如圖所示 用兩根長度相同的絕緣細(xì)線把一個(gè)質(zhì)量為0 1kg的小球a懸掛到水平板的m n兩點(diǎn) a上帶有q 3 0 10 6c的正電荷 兩線夾角為120 兩線上的拉力大小分別為f1和f2 a的正下方0 3m處放有一帶等量異種電荷的小球b b與絕緣支架的總質(zhì)量為0 2kg 重力加速度取g 10m s2 靜電力常量k 9 0 109n m2 c2 a b球可視為點(diǎn)電荷 則 a 支架對(duì)地面的壓力大小為2 0nb 兩線上的拉力大小f1 f2 1 9nc 將b水平右移 使m a b在同一直線上 此時(shí)兩線上的拉力大小f1 1 225n f2 1 0nd 將b移到無窮遠(yuǎn)處 兩線上的拉力大小f1 f2 0 866n 答案bc小球b和支架組成的整體 在三個(gè)力作用下平衡 故有 fn fab mbg fab k 聯(lián)立兩式解得 fab 0 9n fn 1 1n 根據(jù)牛頓第三定律可判斷出a錯(cuò) 小球a在四個(gè)力作用下平衡 如圖 甲 所示 由對(duì)稱性可知f1 f2 在豎直方向上有 2f1cos60 2f2cos60 mag fba 解得f1 f2 1 9n 可見b正確 當(dāng)b球與m a共線時(shí) a球受力情況如圖 乙 所示 甲 由幾何關(guān)系可知rab 0 6m fba k 0 225n 將a球所受重力分解在ma和na的方向上 由上述兩個(gè)方向上分力的合力為零可得 f1 1 225n f2 1 0n 故c正確 b球移至無窮遠(yuǎn)處時(shí) a b之間的庫侖力忽略不計(jì) 對(duì)a球由三力平衡條件可求得f1 f2 mag 1 0n 故d錯(cuò) 乙 評(píng)析本題考查了庫侖定律和共點(diǎn)力平衡問題 情景清晰 但計(jì)算量稍大 題目難度中等 要求考生鎮(zhèn)定 細(xì)心 8 2013課標(biāo) 15 6分 0 480 如圖 一半徑為r的圓盤上均勻分布著電荷量為q的電荷 在垂直于圓盤且過圓心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)處的場強(qiáng)為零 則d點(diǎn)處場強(qiáng)的大小為 k為靜電力常量 a kb kc kd k答案b由b點(diǎn)處場強(qiáng)為零知 圓盤在b點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)e1與q在b點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)e2大小相等 即 e1 e2 k 由對(duì)稱性 圓盤在d點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)e3 k q在d點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)e4 k 方向與e3相同 故d點(diǎn)的合場強(qiáng)ed e3 e4 k b正確 a c d錯(cuò)誤 9 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a點(diǎn)并垂直于軌道的豎直面右側(cè)有大小e 1 5 106n c 方向水平向右的勻強(qiáng)電場 帶負(fù)電的小物體p電荷量是2 0 10 6c 質(zhì)量m 0 25kg 與軌道間動(dòng)摩擦因數(shù) 0 4 p從o點(diǎn)由靜止開始向右運(yùn)動(dòng) 經(jīng)過0 55s到達(dá)a點(diǎn) 到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度是5m 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 10m s2 求 1 小物體p從開始運(yùn)動(dòng)至速率為2m s所用的時(shí)間 2 小物體p從a運(yùn)動(dòng)至d的過程 電場力做的功 答案 1 0 5s 2 9 25j解析 1 小物體p的速率從0至2m s 受外力f1 2n 設(shè)其做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為a1 經(jīng)過時(shí)間 t1速度為v1 則f1 mg ma1 v1 a1 t1 由 式并代入數(shù)據(jù)得 t1 0 5s 說明 式各2分 2 小物體p從速率為2m s運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn) 受外力f2 6n 設(shè)其做勻變速直線運(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 t2時(shí)間 在a點(diǎn)的速度為v2 則 t2 0 55s t1 v2 v1 a2 t2 p從a點(diǎn)至b點(diǎn) 受外力f2 6n 電場力和滑動(dòng)摩擦力的作用 設(shè)其做勻變速直線運(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 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 v3 t3 設(shè)小物體p從a點(diǎn)至d點(diǎn)電場力做功為w 則w qe x1 x2 聯(lián)立 式并代入數(shù)據(jù)得w 9 25j說明 式各1分 式各2分 考點(diǎn)二電場的能的性質(zhì) 10 2017課標(biāo) 21 6分 多選 一勻強(qiáng)電場的方向平行于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10v 17v 26v 下列說法正確的是 a 電場強(qiáng)度的大小為2 5v cmb 坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為1vc 電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的低7evd 電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn) 電場力做功為9ev 答案abd本題考查勻強(qiáng)電場 電場強(qiáng)度 電勢(shì) 電勢(shì)差 設(shè)a c連線上d點(diǎn)電勢(shì)為17v 如圖所示 則 得ldc 4 5cm tan 37 過c作bd垂線交bd于e點(diǎn) 則lce ldccos 4 5 cm 3 6cm ce方向就是勻強(qiáng)電場方向 場強(qiáng)大小為e elce ucb e 2 5v cm a項(xiàng)正確 ueo elobsin53 16v 故o點(diǎn)電勢(shì) 0 17v 16v 1v b項(xiàng)正確 電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的高7ev c項(xiàng)錯(cuò)誤 電子從b點(diǎn)到c點(diǎn)電場力做功w 9ev 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6cm ob 8cm 這樣連接o c cob 37 ocb 53 在a c連線上找 d 17v bd為等勢(shì)線 由對(duì)應(yīng)關(guān)系得lcd 4 5cm cbe 37 oec恰好為電場線 充分利用電場中的角度 以37 和53 的關(guān)系解題 11 2017天津理綜 7 6分 多選 如圖所示 在點(diǎn)電荷q產(chǎn)生的電場中 實(shí)線mn是一條方向未標(biāo)出的電場線 虛線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 下列說法正確的是 a 電子一定從a向b運(yùn)動(dòng)b 若aa ab 則q靠近m端且為正電荷c 無論q為正電荷還是負(fù)電荷一定有epa epbd 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中的運(yùn)動(dòng) 電子的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線 由曲線運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生條件可知電子在mn電場線上受力方向?yàn)樗较蜃?因此電場線方向?yàn)樗较蛴?m n 若aa ab 則a靠近場源電荷q 即q靠近m端且為正電荷 選項(xiàng)b正確 若電子由a b 則水平向左的電場力與軌跡切線方向的速度夾角大于90 電場力做負(fù)功 電勢(shì)能增加 即epa b 選項(xiàng)d錯(cuò)誤 方法技巧運(yùn)動(dòng)軌跡與電場線關(guān)系 曲線運(yùn)動(dòng)的受力方向指向軌跡的凹側(cè) 受電場力方向在電場線所在直線上 切線所在直線上 速度方向?yàn)檐壽E的切線方向 正 負(fù)功的判斷 電勢(shì)高低與電勢(shì)能大小的關(guān)系 12 2017江蘇單科 8 4分 多選 在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1 q2 其靜電場的電勢(shì) 在x軸上分布如圖所示 下列說法正確的有 a q1和q2帶有異種電荷b x1處的電場強(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 受到的電場力增大 答案ac本題考查識(shí)別 x圖像 場強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系 電場力做功與電勢(shì)能變化關(guān)系 x圖線的切線斜率表示場強(qiáng) 由圖可知從x1到x2過程中 圖線切線斜率變小 到x2處斜率為0 即場強(qiáng)從x1到x2一直減小 且e2 0 電場力f eq 負(fù)電荷從x1移動(dòng)到x2 受到電場力減小 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 x1 x2 負(fù)電荷由低電勢(shì)到高電勢(shì) 電場力做正功 電勢(shì)能減小 選項(xiàng)c正確 解題關(guān)鍵由u ed知 x圖線切線斜率表示場強(qiáng)e x1 0 q1 q2分布在x1的兩側(cè) 13 2016課標(biāo) 20 6分 多選 如圖 一帶負(fù)電荷的油滴在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng) 其軌跡在豎直面 紙面 內(nèi) 且相對(duì)于過軌跡最低點(diǎn)p的豎直線對(duì)稱 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p點(diǎn)的豎直線對(duì)稱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力 結(jié)合曲線軌跡的特點(diǎn)可知電場力豎直向上且電場力大于重力 油滴受力及電場線方向如圖所示 由沿電場線方向電勢(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 這一過程中電場力做負(fù)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碗妶隽楹懔?所以油滴在q p兩點(diǎn)的加速度相同 故d項(xiàng)錯(cuò)誤 14 2016課標(biāo) 15 6分 關(guān)于靜電場的等勢(shì)面 下列說法正確的是 a 兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面可能相交b 電場線與等勢(shì)面處處相互垂直c 同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電場強(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 電場力做負(fù)功 d錯(cuò)誤 15 2016浙江理綜 14 6分 以下說法正確的是 a 在靜電場中 沿著電場線方向電勢(shì)逐漸降低b 外力對(duì)物體所做的功越多 對(duì)應(yīng)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在靜電場中 沿電場線電勢(shì) 的變化量 無論q為正還是為負(fù) 總是負(fù)的 即 0 表明沿電場線方向電勢(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關(guān) c錯(cuò)誤 無論超重還是失重 地球?qū)ξ矬w的實(shí)際作用力不變 d錯(cuò)誤 疑難突破電勢(shì) 電勢(shì)的變化 正電荷沿電場線方向移動(dòng)時(shí) 電場力做正功 電勢(shì)能減少 ep0 0 即沿電場線方向電勢(shì)降低 因此在靜電場中 沿電場線方向電勢(shì)降低是一個(gè)普遍正確的結(jié)論 評(píng)析本題考查了一些基本規(guī)律和基本概念 意在考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的識(shí)記能力 16 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) a從n點(diǎn)靜止釋放 沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過p點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)q 圖中未畫出 時(shí)速度為零 則小球a a 從n到q的過程中 重力與庫侖力的合力先增大后減小b 從n到p的過程中 速率先增大后減小c 從n到q的過程中 電勢(shì)能一直增加d 從p到q的過程中 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的過程中 重力不變 庫侖力f逐漸增大 庫侖力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 17 2014課標(biāo) 21 6分 0 503 多選 如圖 在正點(diǎn)電荷q的電場中有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的連線上b 連接pf的線段一定在同一等勢(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連線的中垂線上 過f作mn的垂線交mp于o點(diǎn) 設(shè)mf fn l 則由幾何關(guān)系mo l cos30 l fo ltan30 l op mp mo mncos30 l l 即fo op l on om l 故點(diǎn)電荷一定在mp的連線上的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的中垂線與pf連線的中垂線的交點(diǎn)處 作pf連線的中垂線交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 故點(diǎn)電荷q一定在mp的連線上的o點(diǎn) a正確 點(diǎn)電荷形成的電場的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為球心的同心球面 線段不可能在球面上 故b選項(xiàng)錯(cuò)誤 由圖可知of m n 將正試探電荷從高電勢(shì)搬運(yùn)到低電勢(shì) 電場力做正功 選項(xiàng)c錯(cuò) d對(duì) 18 2013天津理綜 6 6分 多選 兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷 固定在圖中p q兩點(diǎn) mn為pq連線的中垂線 交pq于o點(diǎn) a為mn上的一點(diǎn) 一帶負(fù)電的試探電荷q 從a點(diǎn)由靜止釋放 只在靜電力作用下運(yùn)動(dòng) 取無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零 則 a q由a向o的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)b q由a向o運(yùn)動(dòng)的過程電勢(shì)能逐漸減小c q運(yùn)動(dòng)到o點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大d q運(yùn)動(dòng)到o點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為零答案bc兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷形成的電場不是勻強(qiáng)電場 在中垂線mn上由無窮遠(yuǎn)到o點(diǎn)電場強(qiáng)度先增大后減小 電荷q所受電場力為變力 q將做變加速直線運(yùn)動(dòng) a項(xiàng)錯(cuò)誤 因q所受電場力方向指向o點(diǎn) 所以q由a向o運(yùn)動(dòng)過程中電場力做正功 電勢(shì)能減小 動(dòng)能增大 b c項(xiàng)均正確 因o點(diǎn)電勢(shì)大于零 故q在o點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能不為零 d項(xiàng)錯(cuò)誤 考點(diǎn)三電容器帶電粒子在電場中的運(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) 現(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p 點(diǎn) 答案a本題考查帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的加 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u2 由動(dòng)能定理得eu1 eu2 0 所以u(píng)1 u2 現(xiàn)將c板右移至p 點(diǎn) 由于板上帶電荷量沒有變化 b c板間電場強(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)過程中 板間場強(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課標(biāo) 14 6分 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 極板間電場強(qiáng)度變大b 極板上的電荷量變小 極板間電場強(qiáng)度變大c 極板上的電荷量變大 極板間電場強(qiáng)度不變d 極板上的電荷量變小 極板間電場強(qiáng)度不變 答案d電容器電容c 云母介質(zhì)移出 r減小 c減小 又c 電源恒壓 u一定 c減小 故q減小 電場強(qiáng)度e 故e不變 選項(xiàng)d正確 21 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位置 則 a 增大 e增大b 增大 ep不變c 減小 ep增大d 減小 e不變 答案d極板移動(dòng)過程中帶電荷量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 22 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) 現(xiàn)將兩板繞過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a點(diǎn)的軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)過45 時(shí) 帶電微粒的受力如圖 2 其合力指向左下方 故微粒從靜止開始向左下方做勻加速運(yùn)動(dòng) 選項(xiàng)d正確 23 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初速地飄入電場線水平向右的加速電場e1 之后進(jìn)入電場線豎直向下的勻強(qiáng)電場e2發(fā)生偏轉(zhuǎn) 最后打在屏上 整個(gè)裝置處于真空中 不計(jì)粒子重力及其相互作用 那么 a 偏轉(zhuǎn)電場e2對(duì)三種粒子做功一樣多b 三種粒子打到屏上時(shí)的速度一樣大c 三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同d 三種粒子一定打到屏上的同一位置 答案ad設(shè)粒子離開電場e1時(shí)速度為v 由動(dòng)能定理得qe1d1 mv2 0 v 在電場e2中y at2 e2q ma l vt tan 聯(lián)立以上方程得y tan 所以 在電場e2中電場力做功w e2qy 三種粒子電荷量相等 電場力做功相等 a項(xiàng)正確 因?yàn)樵陔妶鰁2中y和tan 與q m無關(guān) 故它們通過同一軌跡打到屏上同一點(diǎn) d項(xiàng)正確 對(duì)全程應(yīng)用動(dòng)能定理 設(shè)打到屏上的速度為v 則qe1d1 qe2y mv 2 0 解得v 2 e1d1 所以氕核打到屏上的速度最大 故b項(xiàng)錯(cuò)誤 在加速電場中所用時(shí)間t1 通過偏轉(zhuǎn)電場到達(dá)屏所用時(shí)間t2 l l 所以總時(shí)間t t1 t2 故氚核運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長 c項(xiàng)錯(cuò)誤 24 2013課標(biāo) 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 該粒子從靜止開始下落 經(jīng)過小孔進(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 場強(qiáng)為e 則e 由動(dòng)能定理得mg d 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 qe x 0聯(lián)立解得 x d 故d正確 a b c錯(cuò)誤 25 2017課標(biāo) 25 20分 真空中存在電場強(qiáng)度大小為e1的勻強(qiáng)電場 一帶電油滴在該電場中豎直向上做勻速直線運(yùn)動(dòng) 速度大小為v0 在油滴處于位置a時(shí) 將電場強(qiáng)度的大小突然增大到某值 但保持其方向不變 持續(xù)一段時(shí)間t1后 又突然將電場反向 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 求增大后的電場強(qiáng)度的大小 為保證后來的電場強(qiáng)度比原來的大 試給出相應(yīng)的t1和v0應(yīng)滿足的條件 已知不存在電場時(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 答案見解析 解析本題考查電場 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 勻變速直線運(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 油滴在電場強(qiáng)度大小為e1的勻強(qiáng)電場中做勻速直線運(yùn)動(dòng) 故電場力方向向上 在t 0時(shí) 電場強(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) 加速度方向向上 大小a1滿足qe2 mg ma1 油滴在時(shí)刻t1的速度為v1 v0 a1t1 電場強(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e2 e1 應(yīng)有2 1 即當(dāng)0才是可能的 條件式和式分別對(duì)應(yīng)于v2 0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 可以通過作運(yùn)動(dòng)過程草圖來獲得 26 2017課標(biāo) 25 20分 如圖 兩水平面 虛線 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 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 q 0 的帶電小球m n先后以相同的初速度沿平行于電場的方向射出 小球在重力作用下進(jìn)入電場區(qū)域 并從該區(qū)域的下邊界離開 已知n離開電場時(shí)的速度方向豎直向下 m在電場中做直線運(yùn)動(dòng) 剛離開電場時(shí)的動(dòng)能為n剛離開電場時(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在電場中沿水平方向的位移之比 2 a點(diǎn)距電場上邊界的高度 3 該電場的電場強(qiáng)度大小 答案 1 3 1 2 h 3 解析本題考查勻變速直線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的分解 電場 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)入電場時(shí)的水平速度仍然為v0 m n在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t相等 電場力作用下產(chǎn)生的加速度沿水平方向 大小均為a 在電場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 3 2 設(shè)a點(diǎn)距電場上邊界的高度為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)入電場后做直線運(yùn)動(dòng) 由幾何關(guān)系知 聯(lián)立 式可得h h 3 設(shè)電場強(qiáng)度的大小為e 小球m進(jìn)入電場后做直線運(yùn)動(dòng) 則 設(shè)m n離開電場時(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離開電場時(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 m n在豎直方向只受重力 二者在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等 剛離開電場時(shí)m的動(dòng)能為n的1 5倍 建立等式確定電場力和重力的關(guān)系 27 2016四川理綜 9 15分 中國科學(xué)院2015年10月宣布中國將在2020年開始建造世界上最大的粒子加速器 加速器是人類揭示物質(zhì)本源的關(guān)鍵設(shè)備 在放射治療 食品安全 材料科學(xué)等方面有廣泛應(yīng)用 如圖所示 某直線加速器由沿軸線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)沿軸線進(jìn)入加速器并依次向右穿過各漂移管 在漂移管內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng) 在漂移管間被電場加速 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8 106m s 進(jìn)入漂移管e時(shí)速度為1 107m s 電源頻率為1 107hz 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1 108c kg 求 1 漂移管b的長度 2 相鄰漂移管間的加速電壓 答案 1 0 4m 2 6 104v 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 t 漂移管b的長度為l 則t l vb 聯(lián)立 式并代入數(shù)據(jù)得l 0 4m 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 6 104v c組教師專用題組1 2015廣東理綜 21 6分 多選 圖所示的水平勻強(qiáng)電場中 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 n帶正電荷c 靜止時(shí)m受到的合力比n的大d 移動(dòng)過程中勻強(qiáng)電場對(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)電場的電場力 由平衡條件可知m n所受電場力必等大反向 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e對(duì)其電場力必向左 即與場強(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)電場對(duì)m的電場力方向與m移動(dòng)方向成鈍角 故d正確 2 2015安徽理綜 20 6分 已知均勻帶電的無窮大平面在真空中激發(fā)電場的場強(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) 極板可看做無窮大導(dǎo)體板 則極板間的電場強(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)的電場的場強(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)的電場等大同向 由電場疊加原理知 極板間的電場強(qiáng)度大小為e合 2e 兩極板間相互的靜電引力f e q 選項(xiàng)d正確 3 2014課標(biāo) 19 6分 0 590 多選 關(guān)于靜電場的電場強(qiáng)度和電勢(shì) 下列說法正確的是 a 電場強(qiáng)度的方向處處與等電勢(shì)面垂直b 電場強(qiáng)度為零的地方 電勢(shì)也為零c 隨著電場強(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電場中場強(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)的大小無關(guān) 故b錯(cuò)誤 由沿電場線方向電勢(shì)降低 可知電勢(shì)的升降取決于場強(qiáng)的方向而與場強(qiáng)的大小無關(guān) 故c錯(cuò)誤 4 2014重慶理綜 3 6分 如圖所示為某示波管內(nèi)的聚焦電場 實(shí)線和虛線分別表示電場線和等勢(shì)線 兩電子分別從a b兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn) 設(shè)電場力對(duì)兩電子做的功分別為wa和wb a b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小分別為ea和eb 則 a wa wb ea ebb wa wb ea ebc wa wb eaeb a正確 5 2015課標(biāo) 24 12分 0 298 如圖 一質(zhì)量為m 電荷量為q q 0 的粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng) a b為其運(yùn)動(dòng)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 粒子在垂直于電場方向上的速度分量不變 即vbsin30 v0sin60 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 6 2013課標(biāo) 24 14分 0 317 如圖 勻強(qiáng)電場中有一半徑為r的光滑絕緣圓軌道 軌道平面與電場方向平行 a b為軌道直徑的兩端 該直徑與電場方向平行 一電荷量為q q 0 的質(zhì)點(diǎn)沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng) 經(jīng)過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 求電場強(qiáng)度的大小e 質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能 答案見解析解析質(zhì)點(diǎn)所受電場力的大小為f qe 設(shè)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為m 經(jīng)過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 7 2012北京理綜 24 20分 0 20 勻強(qiáng)電場的方向沿x軸正向 電場強(qiáng)度e隨x的分布如圖所示 圖中e0和d均為已知量 將帶正電的質(zhì)點(diǎn)a在o點(diǎn)由靜止釋放 a離開電場足夠遠(yuǎn)后 再將另一帶正電的質(zhì)點(diǎn)b放在o點(diǎn)也由靜止釋放 當(dāng)b在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí) a b間的相互作用力及相互作用能均為零 b離開電場后 a b間的相互作用視為靜電作用 已知a的電荷量為q a和b的質(zhì)量分別為m和 不計(jì)重力 1 求a在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t 2 若b的電荷量q q 求兩質(zhì)點(diǎn)相互作用能的最大值epm 3 為使b離開電場后不改變運(yùn)動(dòng)方向 求b所帶電荷量的最大值qm 答案 1 2 qe0d 3 q解析 1 由牛頓第二定律 a在電場中運(yùn)動(dòng)的加速度a a在電場中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)d at2解得運(yùn)動(dòng)時(shí)間t 2 設(shè)a b離開電場時(shí)的速度分別為va0 vb0 由動(dòng)能定理 有qe0d m qe0d a b相互作用過程中 動(dòng)量和能量守恒 a b相互作用力為斥力 a受的力與其運(yùn)動(dòng)方向相同 b受的力與其運(yùn)動(dòng)方向相反 相互作用力對(duì)a做正功 對(duì)b做負(fù)功 a b靠近的過程中 b的路程大于a的路程 由于作用力大小相等 作用力對(duì)b做功的絕對(duì)值大于對(duì)a做功的絕對(duì)值 因此相互作用力做功之和為負(fù) 相互作用能增加 所以 當(dāng)a b最接近時(shí)相互作用能最大 此時(shí)兩者速度相同 設(shè)為v 有 m v mva0 vb0 epm m m v 2 已知q q 由 式解得相互作用能的最大值epm qe0d 3 考慮a b在x d區(qū)間的運(yùn)動(dòng) 由動(dòng)量守恒 能量守恒 且在初態(tài)和末態(tài)均無相互作用 有mva vb mva0 vb0 m m 由 解得vb vb0 va0因b不改變運(yùn)動(dòng)方向 故vb vb0 va0 0 由 解得q q即b所帶電荷量的最大值qm q 8 2011北京理綜 24 20分 0 17 靜電場方向平行于x軸 其電勢(shì) 隨x的分布可簡化為如圖所示的折線 圖中 0和d為已知量 一個(gè)帶負(fù)電的粒子在電場中以x 0為中心 沿x軸方向做周期性運(yùn)動(dòng) 已知該粒子質(zhì)量為m 電量為 q 其動(dòng)能與電勢(shì)能之和為 a 0 a q 0 忽略重力 求 1 粒子所受電場力的大小 2 粒子的運(yùn)動(dòng)區(qū)間 3 粒子的運(yùn)動(dòng)周期 答案 1 2 d x d 3 解析 1 由圖可知 0與d 或 d 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 0電場強(qiáng)度的大小e 電場力的大小f qe 2 設(shè)粒子在 x0 x0 區(qū)間內(nèi)運(yùn)動(dòng) 速率為v 由題意得mv2 q a 由圖可知 0 由 得mv2 q 0 a 因動(dòng)能非負(fù) 有q 0 a 0得 x d 即x0 d 粒子的運(yùn)動(dòng)區(qū)間 d x d 3 考慮粒子從 x0處開始運(yùn)動(dòng)的四分之一周期根據(jù)牛頓第二定律 粒子的加速度a 由勻加速直線運(yùn)動(dòng)t 將 兩式代入 得t 粒子的運(yùn)動(dòng)周期t 4t a組2015 2017年高考模擬 基礎(chǔ)題組 時(shí)間 70分鐘分值 110分 一 選擇題 每題6分 共42分 1 2017北京海淀零模 17 如圖甲所示 直線ab是某電場中的一條電場線 若在a點(diǎn)放置一初速度為零的質(zhì)子 質(zhì)子僅在電場力作用下 沿直線ab由a運(yùn)動(dòng)到b過程中速度隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示 則下列說法中正確的是 a a點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定大于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度b 電場方向一定是從b指向ac 質(zhì)子從a到b的過程中 在連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi) 電場力做功的平均功率一定相等d 質(zhì)子從a到b的過程中 在連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi) 電場力的沖量一定相等 三年模擬 答案a由圖乙知質(zhì)子從a到b做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng) 則ea eb 電場方向由a指向b a對(duì) b錯(cuò) 連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)平均功率不一定相等 c錯(cuò) i eqt 連續(xù)相等時(shí)間內(nèi) e不同 i一定不同 d錯(cuò) 2 2017北京朝陽一模 15 如圖所示 兩條不等長的細(xì)線一端固定在同一點(diǎn) 另一端分別拴兩個(gè)帶同種電荷的小球 兩小球所帶的電荷量分別為q1 q2 質(zhì)量分別為m1 m2 當(dāng)兩小球靜止時(shí)恰好處于同一水平線上 且 則造成 的原因是 a m1m2c q1q2 答案a對(duì)兩小球分別受力分析如圖所示 其中兩小球所受的庫侖力屬于一對(duì)作用力與反作用力 大小相等 根據(jù)力的平衡可得m1g m2g 因 故tan tan 故m1 m2 故選a 3 2017北京朝陽一模 17 如圖所示 平行板電容器上極板mn與下極板pq水平放置 一帶電液滴從下極板p點(diǎn)射入 恰好沿直線從上極板n點(diǎn)射出 下列說法正確的是 a 該電容器上極板一定帶負(fù)電b 液滴從p點(diǎn)到n點(diǎn)的過程中速度增加c 液滴從p點(diǎn)到n點(diǎn)的過程中電勢(shì)能減少d 液滴從p點(diǎn)以原速度射入時(shí) 若再加一垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場 則液滴可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) 答案c由題意可知帶電液滴所受重力和電場力只能如圖所示 且有eq mg 才能保證帶電液滴沿直線運(yùn)動(dòng) 且一定做勻速直線運(yùn)動(dòng) 即b錯(cuò)誤 因?yàn)椴恢酪旱嗡鶐щ姾傻碾娦?故電容器上極板帶電性也不確定 故a錯(cuò)誤 帶電液滴從p到n的運(yùn)動(dòng)過程中 電場力做正功 液滴電勢(shì)能減少 故c正確 當(dāng)再加上垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場后 液滴受電場力 重力和洛倫茲力無法達(dá)到合外力為零的平衡狀態(tài) 故液滴不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) d錯(cuò)誤 4 2017北京豐臺(tái)一模 17 質(zhì)量不同 電荷量相同的粒子 不計(jì)重力 垂直于電場線射入同一個(gè)勻強(qiáng)電場 若它們離開電場時(shí)速度方向改變的角度相同 則它們?cè)谶M(jìn)入電場前必然具有相同的 a 速度b 動(dòng)量c 動(dòng)能d 動(dòng)量或動(dòng)能均可以 答案c如圖所示 設(shè)電場區(qū)域?qū)挒閘 電場強(qiáng)度大小為e 粒子帶電荷量為 q 質(zhì)量為m 進(jìn)入電場時(shí)的速度為v0 出電場時(shí)的速度為v 在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知l v0ttan vy ata 由以上各式解得tan 上式表明 若粒子離開電場時(shí)速度方向改變的角度相同 它們應(yīng)具有相同的動(dòng)能 故c項(xiàng)正確 5 2016北京豐臺(tái)一模 19 示波器是一種電子儀器 可以用它觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況 示波器的核心部件示波管由電子槍 偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成 其原理圖如圖甲所示 圖乙是從右向左看到的熒光屏的平面圖 在偏轉(zhuǎn)電極xx yy 上都不加電壓時(shí) 電子束將打在熒光屏的中心點(diǎn) 若亮點(diǎn)很快移動(dòng) 由于視覺暫留關(guān)系 能在熒光屏上看到一條亮線 若在xx 上加如圖丙所示的掃描