高考物理真題考點點撥精析新課標(biāo)：考點8靜電場

1、考點 8靜電場一、選擇題1. （2011江蘇物理 t8）一粒子從 a 點射入電場，從 b 點射出，電場的等勢面和粒子的運動軌跡如圖所示，圖中左側(cè)前三個等勢面彼此平行，不計粒子的重力。下列說法正確的有a粒子帶負(fù)電荷b粒子的加速度先不變，后變小c粒子的速度不斷增大d粒子的電勢能先減小，后增大【思路點撥】解答本題時注意理解：（1）粒子軌跡彎向的一側(cè)與所受電場力的方向的關(guān)系（ 2）電場力做功與電勢能以及動能變化的關(guān)系【精講精析】選 ab.根據(jù)粒子在非勻強電場一段的運動軌跡可以判斷所受電場力方向向左偏下，與場強的方向相反，所以粒子帶負(fù)電，a對，粒子由高電勢向低電勢運動電場力做負(fù)功，電勢能增加，動能減少，

2、cd錯，非勻強電場等勢面間距變大，場強變小，電場力以及加速度變小，b對。2.（2011新課標(biāo)全國卷 t20）一帶負(fù)電荷的質(zhì)點， 在電場力作用下沿曲線abc從 a 運動到 c，已知質(zhì)點的速率是遞減的。關(guān)于 b 點電場強度 e 的方向，下列圖示中可能正確的是（虛線是曲線在 b 點的切線）【思路點撥】解答本題時可按以下思路分析：根據(jù)質(zhì)點運動的曲線判斷加速度的方向，即受力的方向，再根據(jù)負(fù)電荷的受力方向，確定電場的可能方向?！揪v精析】選 d。由于質(zhì)點沿曲線abc 從 a 運動到 c，且速率遞減，可知速度的改變量不可能沿切線方向，只可能沿左下方向，即加速度的方向沿此方向，也即質(zhì)點受電場力方向沿此方向，由

3、于質(zhì)點帶負(fù)電，故知電場方向可能沿右上方向，故 a、b、c錯， d正確。3. （2011安徽高考 t18） 圖（a）為示管的原理圖。如果在電極 yy之間所加的電壓圖按圖（ b）所示的規(guī)律變化，在電極 xx之間所加的電壓按圖（ c）所 示 的 規(guī) 律 變 化 ， 則 在 熒 光 屏 上 會 看 到 的 圖 形 是【思路點撥】（ 1）u y 和 u x 變化規(guī)律確定兩極板電勢的高低（2）根據(jù)兩板電壓高低判斷電子偏轉(zhuǎn)方向； （3）由偏移量關(guān)系，偏移量與偏轉(zhuǎn)電壓成正比，得出特殊點的坐標(biāo)。【精講精析】選b.示波管 yy間為信號電壓， xx為掃描電壓， 0t 1，y 板電勢高電子向 y 板偏轉(zhuǎn)， x電勢高電

4、子向 x板偏轉(zhuǎn)，由此知 cd錯；又根據(jù)偏移量公式 yqu t 2 ，偏移量與偏轉(zhuǎn)電壓成正比，、1、2t 1 時刻偏轉(zhuǎn)電壓為0，偏移量2md0 t也為 0， 1 t1 、 3 t1 時刻偏轉(zhuǎn)電壓最大，偏移量也最大，所以b對。2 24. （2011安徽高考 t20）如圖（ a）所示，兩平行正對的金屬板 a、b 間加有如圖（ b）所示的交變電壓，一重力可忽略不計的帶正電粒子被固定在兩板的正中間p處。若在 t0 時刻釋放該粒子，粒子會時而向a 板運動，時而向 b 板運動，并最終打在a 板上。則 t0 可能屬于的時間段是a. 0tt0c. 3t4t 0 t4b.d.t 3tt024t9tt08【思路點撥

5、】 利用 v-t 圖像中的“面積”研究各時刻帶電粒子的運動情況，帶電粒子在一個周期內(nèi)位移的方向應(yīng)該為負(fù)方向【精講精析】選 b. 畫出帶電粒子速度 - 時間圖像，根據(jù) v-t 圖像中的“面積”研究各時刻開始的帶電粒子的運動情況， a 選項可畫出 t/8 時刻開始的運動圖像，如圖 a 由圖知在一個周期內(nèi)粒子運動的總面積為正，即粒子向b 板靠近，最終會打到 b 板上 ,a 選項錯； b 選項可畫出 5t/8 時刻進入的運動圖像，如圖b 由圖知在一個周期內(nèi)粒子運動的總面積為負(fù)，即粒子向a 板靠近，最終會打到a 板上 ,b 選項對； c 選項可畫出 7t/8 時刻進入的運動圖像，由圖知在一個周期內(nèi)粒子運

6、動的總面積為正，即粒子向 b 板靠近，最終會打到 b 板上， c 選項錯；同理 d選項錯。5. （2011山東高考 t21）如圖所示，在兩等量異種點電荷的電場中， mn 為兩電荷連線的中垂線， a、b、c 三點所在直線平行于兩電荷的連線，且 a 與 c 關(guān)于 mn 對稱， b 點位于mn 上， d 點位于兩電荷的連線上。以下判斷正確的是a.b 點場強大于 d 點場強b.b 點場強小于 d 點場強c.a、b 兩點的電勢差等于b、c 兩點間的電勢差d.試探電荷 +q 在 a 點的電勢能小于在c 點的電勢能【思路點撥】解答本題時注意以下兩點：（1）等量異種電荷的電場線的分布特點。（2）電場力做功和電

7、勢能改變之間的關(guān)系?！揪v精析】選b、c。對與等量異種點電荷所形成的電場中每一個位置處的電場強度都是兩個電荷形成電場相疊加的結(jié)果，在mn直線上在兩電荷中點處的場強最大，在兩點電荷連線上，中點場強最小， （在電場線分布稠密的地方電場較強。）可以判斷 b正確， a 錯誤。電勢差是電勢的差值，由題意可知 mn是兩個電荷連線的中垂線，故 c正確 . 把正電荷從 a 點移到 c 點，電場力做正功，電荷的電勢能減小， d錯誤。6. （2011天津理綜 t5）板間距為 d 的平行板電容器所帶電荷量為 q 時，兩極板間電勢差為 u1 ，板間場強為e1 .現(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?q ，板間距變?yōu)? d ，其他

8、條件不變，這時兩極板間電勢差u 2 ，板間場強為 e2 ，下列說法正確的2是a. u 2 u1, e2 e1b. u 22u 1 , e24e1c. u 2u1 , e22e1d. u 2 2u1 , e2 2e1【思路點撥】解答本題時可按以下思路分析：綜合運用平行板電容器的兩個公式 cq 和 cs，結(jié)合勻強電場中電勢差與場強之間的關(guān)系式eu ，根據(jù)條u4 kdd件不難得出答案?！揪v精析】選 c當(dāng)平行板電容器的其他條件不變，板間距離變?yōu)? d 時，電2容器的電容為 cs2q，則得知u2qu ，2c ，又知電容器的帶電量為2cd4 k2即 u 2u1 ，根據(jù)勻強電場中電勢差與場強之間的關(guān)系式e

9、u 得 e2u 22e1 ，因d1d2此選項 c正確，其它選項都錯誤。7. （2011廣東理綜 t21）圖 8 為靜電除塵器除塵機理的示意圖。塵埃在電場中通過某種機制帶電，在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵目的。下列表述正確的是a.到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷b.電場方向由集塵極指向放電極c.帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同d.同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大【思路點撥】：解答本題時注意把握以下兩點:(1) 由電源的正負(fù)極判斷空間電勢的高低(2) 電場力與電荷的帶電量是成正比的【精講精析】選b.d. 放電極與電源的負(fù)極相連，集塵極與電源的正極相連，所以集塵極的電勢高于放電

10、極，電場方向從放電極指向集塵極，到達(dá)集塵極的是帶負(fù)電荷的塵埃，故a 錯誤，b 正確；塵埃帶負(fù)電，它受到的電場力與電場方向相反， c錯誤；空間某點的電場強度是確定的，塵埃的帶電量越大，受力越大，d正確。8. （2011海南物理 t1）關(guān)于靜電場，下列說法正確的是（）a. 電勢等于零的物體一定不帶電b. 電場強度為零的點，電勢一定為零c. 同一電場線上的各點，電勢一定相等d. 負(fù)電荷沿電場線方向移動時，電勢能一定增加【思路點撥】零電勢點的選取是任意的；電勢與電場長度無關(guān)，沿電場線方向電勢降低。【精講精析】選d。零電勢點是任意選取的，與物體是否帶電沒有關(guān)系，故a錯誤；電場強度與電勢沒有直接的關(guān)系，電

11、場強度為零的點，電勢可能為零，也可能不為零，故b 錯誤；同一條電場線上，沿著電場線方向，電勢越來越低，故 c 錯誤；負(fù)電荷沿電場線方向移動，電場力做負(fù)功，電勢能增加，故d 正確。9. （2011海南物理 t3）三個相同的金屬小球 1、2、3 分別置于絕緣支架上，各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑。球1 的帶電量為q，球 2 的帶電量為 nq，球 3 不帶電且離球 1 和球 2 很遠(yuǎn)，此時球1、2 之間作用力的大小為f。現(xiàn)使球3 先與球 2 接觸，再與球1 接觸，然后將球3 移至遠(yuǎn)處，此時 1、 2 之間作用力的大小仍為 f，方向不變。由此可知（）a.n=3b.n=4c.n=5d. n=6【思路點撥

12、】【精講精析】選 d。設(shè)小球 1、2 之間的距離為 r。球 3 沒接觸前， fk qnq2，rnqnq ( 2n) qnq ， q1q(2 n) q ，則 f k 2球 3 分別與球 1、2 接觸后， q224，224r 2聯(lián)立以上兩式解得： n 6，故 d正確。二、非選擇題10. （2011浙江理綜 t25）如圖甲所示，靜電除塵裝置中有一長為 l 、寬為b、高為 d 的矩形通道，其前、后面板使用絕緣材料，上、下面板使用金屬材料。圖乙是裝置的截面圖，上、下兩板與電壓恒定的高壓直流電源相連。質(zhì)量為m、電荷量為 -q、分布均勻的塵埃以水平速度v0 進入矩形通道，當(dāng)帶負(fù)電的塵埃碰到下板后其所帶電荷被

13、中和，同時被收集。通過調(diào)整兩板間距d 可以改變收集效率 。當(dāng) d=d0 時， 為 81%（即離下板 0.81d0 范圍內(nèi)的塵埃能夠被收集） 。不計塵埃的重力及塵埃之間的相互作用。（1）求收集效率為 100%時，兩板間距的最大值為dm；（ 2）求收集效率 與兩板間距 d 的函數(shù)關(guān)系；（ 3）若單位體積內(nèi)的塵埃數(shù)為 n，求穩(wěn)定工作時單位時間下板收集的塵埃質(zhì)量m /t 與兩板間距d 的函數(shù)關(guān)系，并繪出圖線【思路點撥】求解過程中，注意（ 1）塵埃在電場中做類平拋運動 .(2) 塵埃的臨界狀態(tài)是恰好到達(dá)下板右端邊緣 .【精講精析】（1）收集效率 為 81% ，即離下板 0.81d0 的塵埃恰好到達(dá)下板的

14、右端邊緣，設(shè)高壓電源的電壓為u，則在水平方向有l(wèi) v0t在豎直方向有0.81d01 at 22其中fqequammd0m當(dāng)減小兩板間距時，能夠增大電場強度，提高裝置對塵埃的收集效率.收集效率恰好為100%，兩板間距即為dm.如果進一步減小d，收集效率仍為100%.因此，在水平方向有l(wèi)v0t在豎直方向有d m1 a t 22其中afqeqummmdm聯(lián)立各式可得d m 0.9d0（2）通過前面的求解可知，當(dāng)d 0.9d0 時，收集效率 均為 100%.黨 d0.9d0 時，設(shè)距下板 x 處的塵埃恰好到達(dá)下板的右端邊緣，此時有x1 qu ( l )22 md v0根據(jù)題意，收集效率為xd聯(lián)立、及式

15、可得d0 20.81()（3）穩(wěn)定工作時單位時間下板收集的塵埃質(zhì)量為mnmbdv0t當(dāng) d m0.9d0 時，1，因此mnmbdv0t0.81( d0 ) 2 ，因此當(dāng) d0.9d0 時，dm0.81nmbv0d 02td繪出的圖線如下答案 :：(1)0.9d 0 (2) = 100%（ d 0.9d0 時），0.81( d0) 2（d0.9d0 時）(3)dm（dm0.9d時），m0.81nmbv0d02圖線見解析 .nmbdv00t（d0.9d0 時）td11. （ 2011福建理綜 t20）反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用電子團在電場中的振蕩來產(chǎn)生微波， 其振蕩原理與下述過程類似

16、。如圖所示，在虛線 mn 兩側(cè)分別存在著方向相反的兩個勻強電場，一帶電微粒從 a 點由靜止開始，在電場力作用下沿直線在a、 b 兩 點 間 往 返 運 動 。 已 知 電 場強 度 的 大 小 分 別是e12.0 103 n/c和 e24.0 103 n/c，方向如圖所示，帶電微粒質(zhì)量 m1.0 1020 kg ，帶電量q1.0 10 9 c ,a點距虛線mn的距離d11.0cm ，不計帶電微粒的重力，忽略相對論效應(yīng)。求：（ 1） b 點距虛線 mn 的距離 d2 ；（ 2）帶電微粒從 a 點運動到 b 點所經(jīng)歷的時間 t ?！舅悸伏c撥】解答本題時可按以下思路分析 : 審題應(yīng)關(guān)注不計帶電微粒的

17、重力，明確微粒先做勻加速后做勻減速直線運動，利用動能定理和運動定律進行分析求解【精講精析】（1）帶電微粒由 a 運動到 b 的過程中，由動能定理有 qe1d1qe2 d20得 d2e1 d1 0.50cme2(2) 設(shè)微粒在虛線 mn兩側(cè)的加速度大小分別為 a1、a2，由牛頓第二定律有qe1ma1qe2ma2設(shè)微粒在虛線 mn兩側(cè)運動的時間分 t 1 和 t 2：，由運動學(xué)公式有 d11 a1t122d21 a2t 222t= t1+t2聯(lián)立方程解得 t=1.510-8 s【答案】（1）0.50cm(2)1.510-8 s12. （2011北京高考 t24）靜電場方向平行于 x 軸，其電勢 隨

18、 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 軸方向做周期性運動。已知該粒子質(zhì)量為m、電量為 -q ，其動能與電勢能之和為 -a（0aq 0 ）, 忽略重力。求（1）粒子所受電場力的大??；（2）粒子的運動區(qū)間；（3）粒子的運動周期。【思路點撥】解答本題時可按以下思路分析：根據(jù)電勢差與場強的關(guān)系，求出場強，即可求的電場力 .根據(jù)動能定理結(jié)合邊界條件即可求出粒子運動區(qū)間.根據(jù)牛 第二定律和運 公式即可求出粒子運 的周期.【精 精析】 .由 可知， 0 與 d（或 -d）兩點的 差 0 度大小e0d 力的大小fqeq0d 粒子在- x0，x0 區(qū) 運 ，速率 v