2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點總動員專題07帶電粒子在電場中的運(yùn)動學(xué)案

考點07帶電粒子在電場中的運(yùn)動【命題意圖】考查帶電粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動時遵循的規(guī)律，涉及重力、電場力、類平拋運(yùn)動知識，意在考查考生對物理規(guī)律的理解能力和綜合分析能力?！緦ｎ}定位】本專題主要是綜合應(yīng)用動力學(xué)方法和功能關(guān)系解決帶電粒子在電場中的運(yùn)動問題.這局部的題目覆蓋的內(nèi)容多，物理過程多，且情景復(fù)雜，綜合性強(qiáng)，常作為理綜試卷的壓軸題.高考對本專題考查的重點有以下幾個方面：①對電場力的性質(zhì)和能的性質(zhì)的理解；②帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)問題；③帶電粒子在電場中運(yùn)動的臨界問題.【考試方向】能運(yùn)用運(yùn)動的合成與分解解決帶電粒子的偏轉(zhuǎn)問題；用動力學(xué)方法解決帶電粒子在電場中的直線運(yùn)動問題。帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動有可能會以選擇題或計算題的形式出現(xiàn)，也有可能會結(jié)合帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動命題【應(yīng)考策略】針對本專題的特點，應(yīng)“抓住兩條主線、明確兩類運(yùn)動、運(yùn)用兩種方法〞解決有關(guān)問題.兩條主線是指電場力的性質(zhì)(物理量——電場強(qiáng)度)和能的性質(zhì)(物理量——電勢和電勢能)；兩類運(yùn)動是指類平拋運(yùn)動和勻速圓周運(yùn)動；兩種方法是指動力學(xué)方法和功能關(guān)系.【得分要點】〔1〕帶電粒子在電場中加速假設(shè)不計粒子的重力，那么電場力對帶電粒子做的功等于帶電粒子動能的增量．①在勻強(qiáng)電場中：；②在非勻強(qiáng)電場中：〔2〕帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)①條件分析：帶電粒子垂直于電場線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場．②運(yùn)動性質(zhì)：勻變速曲線運(yùn)動．③處理方法：分解成相互垂直的兩個方向上的直線運(yùn)動，類似于平拋運(yùn)動．④運(yùn)動規(guī)律：沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動，運(yùn)動時間：能穿過電場時；不能穿過電電場時沿電場力方向，做勻加速直線運(yùn)動：加速度離開電場時的偏移量離開電場時的偏轉(zhuǎn)角的正切〔3〕帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動(加速或減速)的方法：①能量方法——能量守恒定律；②功能關(guān)系——動能定理；③力和加速度方法——牛頓運(yùn)動定律，勻變速直線運(yùn)動公式。〔4〕帶電粒子在電場中的運(yùn)動的觖題思路帶電粒子在電場中的運(yùn)動，綜合了靜電場和力學(xué)的知識，分析方法和力學(xué)的分析方法根本相同：先分析受力情況再分析運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動過程；然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題。①由于帶電微粒在勻強(qiáng)電場中所受電場力與重力都是恒力，因此其處理方法可用正交分解法．先將復(fù)雜的運(yùn)動分解為兩個互相正交的簡單的直線運(yùn)動，而這兩個直線運(yùn)動的規(guī)律我們可以掌握，然后再按運(yùn)動合成的觀點，去求出復(fù)雜運(yùn)動的相關(guān)物理量．②用能量觀點處理帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動，從功能觀點出發(fā)分析帶電粒子的運(yùn)動問題時，在對帶電粒子受力情況和運(yùn)動情況進(jìn)行分析的根底上，再考慮應(yīng)用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律(動能定理、能量轉(zhuǎn)化守恒定律等)解題．〔5〕帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動這是一類力學(xué)和電學(xué)的綜合類問題，解決此類問題，仍然遵循力學(xué)的處理思路、方法、規(guī)律，但是交變電壓的周期性變化，勢必會引起帶電粒子的某個運(yùn)動過程和某些物理量的周期性變化，所以應(yīng)注意：①分過程解決．“一個周期〞往往是我們的最正確選擇．②建立模型．帶電粒子的運(yùn)動過程往往能在力學(xué)中找到它的類似模型．③正確的運(yùn)動分析和受力分析：合力的變化影響粒子的加速度(大小、方向)變化，而物體的運(yùn)動性質(zhì)那么由加速度和速度的方向關(guān)系確定．【2023年高考選題】【2023·新課標(biāo)Ⅰ卷】在一靜止點電荷的電場中，任一點的電勢與該點到點電荷的距離r的關(guān)系如下圖。電場中四個點a、b、c和d的電場強(qiáng)度大小分別Ea、Eb、Ec和Ed。點a到點電荷的距離ra與點a的電勢a已在圖中用坐標(biāo)〔ra，a〕標(biāo)出，其余類推?，F(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點依次經(jīng)b、c點移動到d點，在相鄰兩點間移動的過程中，電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd。以下選項正確的選項是A．Ea：Eb=4:1B．Ec：Ed=2:1 C．Wab:Wbc=3:1D．Wbc:Wcd【答案】AC【考點定位】電場強(qiáng)度、電勢差、電場力做功【名師點睛】此題主要考查學(xué)生的識圖能力，點電荷場強(qiáng)及電場力做功的計算?！局R精講】1.對電場強(qiáng)度的三個公式的理解(1)E＝eq\f(F,q)是電場強(qiáng)度的定義式，適用于任何電場.電場中某點的場強(qiáng)是確定值，其大小和方向與試探電荷q無關(guān).試探電荷q充當(dāng)“測量工具〞的作用.(2)E＝keq\f(Q,r2)是真空中點電荷所形成的電場的決定式.E由場源電荷Q和場源電荷到某點的距離r決定.(3)E＝eq\f(U,d)是場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系式，只適用于勻強(qiáng)電場，注意：式中d為兩點間沿電場方向的距離.2.電場能的性質(zhì)(1)電勢與電勢能：φ＝eq\f(Ep,q).(2)電勢差與電場力做功：UAB＝eq\f(WAB,q)＝φA－φB.(3)電場力做功與電勢能的變化：W＝－ΔEp.3.等勢面與電場線的關(guān)系(1)電場線總是與等勢面垂直，且從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面.(2)電場線越密的地方，等差等勢面也越密.(3)沿等勢面移動電荷，電場力不做功，沿電場線移動電荷，電場力一定做功.4.帶電粒子在電場中的運(yùn)動問題的解題思路首先分析粒子的運(yùn)動規(guī)律，區(qū)分是在電場中的直線運(yùn)動問題還是曲線運(yùn)動問題.〔1〕帶電粒子在電場中的加速①勻強(qiáng)電場中，v0與E平行時，優(yōu)先用功能關(guān)系求解，假設(shè)不行，那么用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式.②非勻強(qiáng)電場中，只能用功能關(guān)系求解.〔2〕帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)(v0垂直于E的方向)，如下圖處理方法：應(yīng)用運(yùn)動的合成與分解.①沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動，運(yùn)動時間t＝eq\f(L,v0).②沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，加速度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(qE,m)＝eq\f(qU,md).③離開電場時的偏移量y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(qUL2,2mdv\o\al(

2,0)).④速度偏向角tanφ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(qUx,mdv\o\al(

2,0))tanφ＝eq\f(qUL,mdv\o\al(

2,0))；位移偏向角tanθ＝eq\f(y,x)＝eq\f(qUx,2mdv\o\al(

2,0))tanθ＝eq\f(qUL,2mdv\o\al(

2,0)).【高頻考點】高頻考點一：對電場性質(zhì)的理解與應(yīng)用【解題方略】1．高考考查特點(1)本考點重在考查電場中的根本概念、典型電場的分布特點、電場線、等勢面及電場強(qiáng)度的關(guān)系，電場、電勢能上下的判斷．(2)理解電場力、電場力做功的特點，電場力做功與電勢能的關(guān)系，靈活應(yīng)用電場線分析電勢上下，電勢能的變化是解題的關(guān)鍵．2.電場性質(zhì)的判斷思路(1)明確電場的電場線與等勢面的分布規(guī)律.(2)利用電場線的疏密分布規(guī)律或場強(qiáng)的疊加原理判定場強(qiáng)的強(qiáng)弱.(由a＝eq\f(qE,m)判斷a的變化)(3)根據(jù)電場力與電場線相切(與等勢面垂直)，且指向軌跡的彎曲方向，或軌跡一定夾在力與速度方向之間，分析帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡問題.(4)根據(jù)電場線的方向、電場線的疏密及電勢能的大小分析電勢的上下.(5)應(yīng)用電場力做功與電勢能改變之間的關(guān)系判定電勢能的大小或電場力做功情況.3．解題常見誤區(qū)及提醒(1)典型電場中電場線的分布特點不熟練，特別是正、負(fù)點電荷電場線的方向．(2)不清楚運(yùn)動電荷的電性，出現(xiàn)受力及做功判斷的錯誤．(3)公式U＝E·d的適用條件不清楚，亂套公式．(4)電場力做功與電勢能變化關(guān)系不準(zhǔn)確．【例題1】在某勻強(qiáng)電場中有M、N、P三點，在以它們?yōu)轫旤c的三角形中，∠M＝30°、∠P＝90°，直角邊NP的長度為4cm。電場方向與三角形所在平面平行，M、N和P點的電勢分別為3V、15V和12V。那么電場強(qiáng)度的大小為〔〕A.B.C.D.【答案】A高頻考點二：與平行板電容器有關(guān)的電場問題【解題方略】1．高考考查特點(1)高考在本考點的命題熱點為電容器的動態(tài)分析，帶電體在電容器間的受力情況及運(yùn)動情況．(2)解此題目的關(guān)鍵是從力、電兩個角度分析研究，特別明確兩種連接方式，并靈活應(yīng)用C＝eq\f(εS,4πkd)，C＝eq\f(Q,U)，E＝eq\f(U,d)等常用公式．2.平行板電容器問題的分析思路(1)明確平行板電容器中的哪些物理量是不變的，哪些物理量是變化的以及怎樣變化.(2)應(yīng)用平行板電容器的決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)分析電容器的電容的變化.(3)應(yīng)用電容的定義式C＝eq\f(Q,U)分析電容器帶電量和兩板間電壓的變化情況.(4)根據(jù)控制變量法對電容的變化進(jìn)行綜合分析，得出結(jié)論.3．解題的常見誤區(qū)及提醒(1)不能正確判斷平行板電容器中的變量和不變量．(2)電容器的定義式C＝eq\f(Q,U)及決定式C＝eq\f(εS,4πkd)混淆．(3)分析帶電體的運(yùn)動時，易出現(xiàn)受力分析的錯誤．【例題2】如下圖，平行板電容器AB兩極板水平放置，A在上方，B在下方，現(xiàn)將其和理想二極管串聯(lián)接在電源上，A和電源正極相連，二極管具有單向?qū)щ娦?，一帶電小球沿AB中心水平射入，打在B極板上的N點，小球的重力不能忽略，現(xiàn)通過上下移動A板來改變兩極板AB間距〔兩極板仍平行〕，那么以下說法正確的選項是〔〕A.假設(shè)小球帶正電，當(dāng)A、B間距增大時，小球打在N的左側(cè)B.假設(shè)小球帶正電，當(dāng)A、B間距減小時，小球打在N的右側(cè)C.假設(shè)小球帶負(fù)電，當(dāng)A、B間距減小時，小球可能打在N的右側(cè)D.假設(shè)小球帶負(fù)電，當(dāng)A、B間距增大時，小球可能打在N的左側(cè)【答案】C假設(shè)電場力小于重力，小球做類平拋運(yùn)動豎直方向上的加速度減小，運(yùn)動時間變長，小球?qū)⒋蛟贜點的右側(cè)．故C正確．假設(shè)小球帶負(fù)電，當(dāng)AB間距d增大時，電容減小，同理可知Q不可能減小，所以Q不變，根據(jù)，知E不變，所以電場力大小不變，方向變?yōu)橄蛏?，假設(shè)電場力小于重力，小球做類平拋運(yùn)動豎直方向上的加速度不變，運(yùn)動時間不變，小球仍然打在N點．故D錯誤．應(yīng)選C．點睛：解決此題的關(guān)鍵掌握處理類平拋運(yùn)動的方法．以及知道二極管的單向?qū)щ娦裕诖祟}中電容器的帶電量只增不減．高頻考點三：帶電粒子在電場中的運(yùn)動【解題方略】1．高考考查特點高考對本考點的考查重在應(yīng)用動力學(xué)觀點和動能定理分析計算帶電粒子在電場運(yùn)動過程中的受力、做功及能量變化．2.帶電粒子在電場中的運(yùn)動問題的解題思路首先分析粒子的運(yùn)動規(guī)律，區(qū)分是在電場中的直線運(yùn)動問題還是曲線運(yùn)動問題.〔1〕帶電粒子在電場中的加速①勻強(qiáng)電場中，v0與E平行時，優(yōu)先用功能關(guān)系求解，假設(shè)不行，那么用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式.②非勻強(qiáng)電場中，只能用功能關(guān)系求解.〔2〕帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)(v0垂直于E的方向)，如下圖處理方法：應(yīng)用運(yùn)動的合成與分解.①沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動，運(yùn)動時間t＝eq\f(L,v0).②沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，加速度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(qE,m)＝eq\f(qU,md).③離開電場時的偏移量y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(qUL2,2mdv\o\al(

2,0)).④速度偏向角tanφ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(qUx,mdv\o\al(

2,0))tanφ＝eq\f(qUL,mdv\o\al(

2,0))；位移偏向角tanθ＝eq\f(y,x)＝eq\f(qUx,2mdv\o\al(

2,0))tanθ＝eq\f(qUL,2mdv\o\al(

2,0)).3．解題的常見誤區(qū)及提醒(1)常見典型電場的電場線、等勢面的分布特點．(2)電場線、等勢面與運(yùn)動軌跡結(jié)合點及題目中力的方向判斷．(3)動能定理應(yīng)用時易出現(xiàn)分解的錯誤．【例題3】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，速度大小為v0。在油滴處于位置A時，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)同樣一段時間后，油滴運(yùn)動到B點。重力加速度大小為g?！?〕求油滴運(yùn)動到B點時的速度?！?〕求增大后的電場強(qiáng)度的大??；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。不存在電場時，油滴以初速度v0做豎直上拋運(yùn)動的最大高度恰好等于B、A兩點間距離的兩倍?！敬鸢浮俊?〕〔2〕見解析【解析】〔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，故勻強(qiáng)電場方向向上。在t=0時，電場強(qiáng)度突然從E1增加至E2時，油滴做豎直向上的勻加速運(yùn)動，加速度方向向上，大小a1滿足①⑥油滴從t=0到時刻t1的位移為⑦油滴在從時刻t1到時刻t2=2t1的時間間隔內(nèi)的位移為⑧由題給條件有⑨式中h是B、A兩點之間的距離。假設(shè)B點在A點之上，依題意有⑩由①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得?為使，應(yīng)有?即當(dāng)?或?才是可能的：條件?式和?式分別對應(yīng)于和兩種情形。假設(shè)B在A點之下，依題意有?另一解為負(fù)，不符合題意，已舍去。【名師點睛】此題考查牛頓第二定律及勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律。雖然根本知識、規(guī)律比擬簡單，但物體運(yùn)動的過程比擬多，在分析的時候，注意分段研究，對每一個過程，認(rèn)真分析其受力情況及運(yùn)動情況，應(yīng)用相應(yīng)的物理規(guī)律解決，還應(yīng)注意各過程間的聯(lián)系?！窘旮呖碱}精選】1．【2023·新課標(biāo)Ⅲ卷】一勻強(qiáng)電場的方向平行于xOy平面，平面內(nèi)a、b、c三點的位置如下圖，三點的電勢分別為10V、17V、26V。以下說法正確的選項是A．電場強(qiáng)度的大小為2.5V/cmB．坐標(biāo)原點處的電勢為1VC．電子在a點的電勢能比在b點的低7eVD．電子從b點運(yùn)動到c點，電場力做功為9eV【答案】ABD【考點定位】勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系、電勢、電勢能【名師點睛】在勻強(qiáng)電場中沿同一方向線段的長度與線段兩端的電勢差成正比；在勻強(qiáng)電場中電場線平行且均勻分布，故等勢面平行且均勻分布。以上兩點是解決此類題目的關(guān)鍵。電勢與電勢能之間的關(guān)系，也是常考的問題，要知道負(fù)電荷在電勢高處電勢能低。2．【2023·江蘇卷】在x軸上有兩個點電荷q1、q2，其靜電場的電勢φ在x軸上分布如下圖．以下說法正確有〔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，電勢能減小〔D〕負(fù)電荷從x1移到x2，受到的電場力增大【答案】AC【考點定位】電勢電場強(qiáng)度電勢能【名師點睛】此題的核心是對φ–x圖象的認(rèn)識，要能利用圖象大致分析出電場的方向及電場線的疏密變化情況，依據(jù)沿電場線的方向電勢降低，還有就是圖象的斜率描述電場的強(qiáng)弱——電場強(qiáng)度．3．【2023·天津卷】如下圖，在點電荷Q產(chǎn)生的電場中，實線MN是一條方向未標(biāo)出的電場線，虛線AB是一個電子只在靜電力作用下的運(yùn)動軌跡。設(shè)電子在A、B兩點的加速度大小分別為aA、aB，電勢能分別為EpA、EpB。以下說法正確的選項是A．電子一定從A向B運(yùn)動B．假設(shè)aA>aB，那么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點電勢可能高于A點電勢【答案】BC【解析】電子在電場中做曲線運(yùn)動，虛線AB是電子只在靜電力作用下的運(yùn)動軌跡，電場力沿電場線直線曲線的凹側(cè)，電場的方向與電場力的方向相反，如下圖，由所知條件無法判斷電子的運(yùn)動方向，故A錯誤；假設(shè)aA>aB，說明電子在M點受到的電場力較大，M點的電場強(qiáng)度較大，根據(jù)點電荷的電場分布可知，靠近M端為場源電荷的位置，應(yīng)帶正電，故B正確；無論Q為正電荷還是負(fù)電荷，一定有電勢，電子電勢能，電勢能是標(biāo)量，所以一定有EpA<EpB，故C正確，D錯誤。【考點定位】電場強(qiáng)度，電場線，電勢，電勢能，曲線運(yùn)動，帶電粒子在電場中的運(yùn)動【名師點睛】此題考查的知識點較多，應(yīng)從曲線運(yùn)動的特點和規(guī)律出發(fā)判斷出電子的受力方向，再利用相關(guān)電場和帶電粒子在電場中的運(yùn)動規(guī)律解決問題。4．【2023·全國新課標(biāo)Ⅰ卷】如圖，一帶負(fù)電荷的油滴在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動，其軌跡在豎直平面〔紙面〕內(nèi)，且相對于過軌跡最低點P的豎直線對稱。忽略空氣阻力。由此可知A．Q點的電勢比P點高 B．油滴在Q點的動能比它在P點的大C．油滴在Q點的電勢能比它在P點的大 D．油滴在Q點的加速度大小比它在P點的小【答案】AB【考點定位】帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動【名師點睛】此題主要考查帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動。此題的突破口在于根據(jù)運(yùn)動軌跡判斷合力的方向，再來判斷電場力的方向，最后根據(jù)運(yùn)動電荷的電性，就可以判斷電場強(qiáng)度的方向，順著這個思路就可以把這個題目做出來。5．【2023·浙江卷】如下圖，把A、B兩個相同的導(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。用絲綢后分開，平衡時距離為0.12m。已測得每個小球質(zhì)量是，帶電小球可視為點電荷，重力加速度，靜電力常量，那么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D．A、B兩球連線中點處的電場強(qiáng)度為0【答案】ACD【考點定位】物體的平衡；庫侖定律；電場強(qiáng)度【名師點睛】此題是關(guān)于共點力的平衡及庫侖定律的應(yīng)用問題，是我們平時經(jīng)常接觸到的題目略作改編而成的新試題，只要平時對根底題目理解到位，有一定的根底知識就能解答；所以建議我們的同學(xué)平時學(xué)習(xí)要扎扎實實的做好常規(guī)題?！灸M押題】1.如圖，在水平向右的勻強(qiáng)電場中有一絕緣斜面，斜面上有一帶電金屬塊沿斜面滑下，在金屬塊滑下的過程中動能增加了14J，金屬塊克服摩擦力做功10J，重力做功22J，那么以下判斷正確的選項是〔〕A.金屬塊帶正電荷B.金屬塊克服電場力做功8JC.金屬塊的電勢能減少2JD.金屬塊的機(jī)械能減少10J【答案】C【解析】在金屬塊滑下的過程中動能增加了14J，重力做功22J，根據(jù)動能定理得：，解得：，電場力做正功，故金屬塊的電勢能減少2J．由于金屬塊下滑，電場力做正功，那么電場力應(yīng)該水平向左，故金屬塊帶負(fù)電荷．C正確，AB錯誤；由除重力以外的力做功等于機(jī)械能的變化可知，在金屬塊滑下的過程中金屬塊克服摩擦力做功10J、電場力做功2J，那么金屬塊的機(jī)械能減少8J，D錯誤．選C．【點睛】根據(jù)動能定理求出電場力做功．即可判斷電場力方向與場強(qiáng)的關(guān)系，分析金屬塊的電性．知道電場力做功量度電勢能的改變．知道重力做功量度重力勢能的改變．除重力以外的力做功等于機(jī)械能的變化．2.如下圖，電荷量相等的兩個電荷Q1和Q2，兩者連線及中垂線上分別有A點和B點，那么以下說法正確的選項是〔〕A.假設(shè)兩者是同種電荷，那么A點的電勢一定高于B點的電勢B.假設(shè)兩者是同種電荷，那么A點的場強(qiáng)一定大于B點的場強(qiáng)C.假設(shè)兩者是異種電荷，那么A點的電勢一定高于B點的電勢D.假設(shè)兩者是異種電荷，那么A點的場強(qiáng)一定大于B點的場強(qiáng)【答案】D【點睛】假設(shè)兩電荷是同種電荷，根據(jù)電場的對稱性分析電場強(qiáng)度的關(guān)系，電場線越密，場強(qiáng)越大．假設(shè)兩電荷是異種電荷，根據(jù)順著電場線方向降低，分析電勢的上下；在兩電荷的連線上，O點場強(qiáng)最小，在連線的中垂線上O點的場強(qiáng)最大．3.兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，與它相連接的電路如下圖，接通開關(guān)K，電源即給電容器充電〔〕A.保持K接通，增加兩極板間距，那么兩極板間的電場強(qiáng)度增大B.保持K接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，那么極板上的電量減小C.斷開K，減小兩極板間距，那么兩極板間的電壓減小D.斷開K，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，那么兩極板間的電壓增大【答案】C【解析】保持K接通，那么兩板間的電勢差不變，d增大，由可知，兩極板間的電場強(qiáng)度減小，A錯誤；保持K接通，兩板間的電勢差不變，插入介質(zhì)后，由可知電容增大，由可知，極板上的電量增大，B錯誤；斷開K，兩板上所帶電量不變，d減小，由可知電容增大，由可知U減小，C正確；斷開K，兩板上所帶電量不變，插入介質(zhì)后，由可知電容增大，由可知U減小，D錯誤；選C.【點睛】電容器與電源相連，兩極板間的電勢差不變，通電后斷開，那么兩極板上的電量不變；由平行板電容器電容，根據(jù)某些量的變化可知電容的變化，由可知電壓或電量的變化.4.一段均勻帶電的半圓形細(xì)線在其圓心O處產(chǎn)生的場強(qiáng)為E，把細(xì)線分成等長的圓弧、、，那么圓弧在圓心O處產(chǎn)生的場強(qiáng)為〔〕A.EB.C.D.【答案】D5.x軸上固定兩個點電荷、，其在x軸上產(chǎn)生的電勢隨x變化的關(guān)系如圖像所示，M、N、P是x軸上的三點，N為圖像的最低點，且MN=NP，以下說法正確的選項是〔〕A.M點的電場強(qiáng)度為零B.N點的電場強(qiáng)度為零C.M、N之間的電場方向沿x軸的負(fù)方向D.將一個帶正電的試探電荷從M點沿x軸移到P點，靜電力先做負(fù)功后做正功【答案】B點睛：φ-x圖線的切線斜率表示電場強(qiáng)度的大小，在φ-x圖象中可以直接判斷各點電勢的大小，并可根據(jù)電勢大小關(guān)系確定電場強(qiáng)度的方向，根據(jù)沿電場線方向電勢降低，由電勢能的變化判斷做功。6.如下圖，虛線a、b、c代表電場中的三條電場線，實線為一帶負(fù)電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運(yùn)動軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點，由此可知〔〕A.帶電粒子在R點時的加速度大小小于在Q點時的加速度大小B.帶電粒子在P點時的電勢能比在Q點時的電勢能大C.帶電粒子在R點時的動能與電勢能之和比在Q點時的小，比在P點時的大D.帶電粒子在R點時的速度大小大于在Q點時的速度大小【答案】D【解析】A、由電場線疏密表示場強(qiáng)的強(qiáng)弱，R點場強(qiáng)比Q點的大，電場力大，加速度大小大于在Q點時的加速度大小，故A錯誤；B．電荷做曲線運(yùn)動，電場力指向曲線的內(nèi)側(cè)，所以電場力的方向向右；假設(shè)粒子從P經(jīng)過R運(yùn)動到Q，電場力做負(fù)功，電荷的電勢能增大，動能減小，知道P點的動能大，即速度大，而P點電勢能較小，故B錯誤；C.根據(jù)能量守恒定律，帶電質(zhì)點在運(yùn)動過程中各點處的動能與電勢能之和保持不變。故C錯誤；D.粒子從R運(yùn)動到Q，電場力做負(fù)功，電荷的電勢能增大，動能減小，知道R點的動能大，即速度大，故D正確；應(yīng)選：D.7.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三個點，a和b、b和c、c和d間的距離均為R，在a點處有一電荷量為q(q>0)的固定點電荷。b點處的場強(qiáng)為零，那么d點處場強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)〔〕A.B.C.D.【答案】B8.〔多項選擇〕如下圖的水平勻強(qiáng)電場中，將兩個帶電小球M和N分別沿圖示路徑移動到同一水平線上的不同位置，釋放后，M、N保持靜止，不計重力，那么〔〕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M受到的合力比N的大D.移動過程中勻強(qiáng)電場對M做負(fù)功【答案】BD【解析】分別對MN兩個小球進(jìn)行受力分析，然后結(jié)合受力平衡的特點與庫侖力的特點即可正確解答．解：A、B、因為M、N在釋放后保持靜止，說明受到的合力為0，假設(shè)M帶正電，不管N帶正電，還是帶負(fù)電，都不可能同時靜止，只有M帶負(fù)電，N帶正電才能滿足同時靜止．又M與N之間的庫侖力是作用力與反作用力，總是大小相等方向相反，所以二者受到的電場力也必定是大小相等方向相反，由F=qE可知，二者所帶的電量大小相等．故A錯誤，B正確；C、靜止時，二者受到的合力都是0．故C錯誤；D、M帶負(fù)電，受到的電場力的方向向左，所以移動過程中勻強(qiáng)電場對M做負(fù)功．故D正確．應(yīng)選：BD【點評】該題考查電場中物體的受力平衡問題，對于電場中的共點力作用下物體的平衡其解決方法和純力學(xué)中共點力作用下物體的平衡適用完全相同的解決方法．9.〔多項選擇〕如下圖，C為中間插有電介質(zhì)的電容器，a和b為其兩極板，a板接地，P和Q為兩豎直放置的平行金屬板，在兩板間用絕緣細(xì)線懸掛一帶電小球，P板與b板用導(dǎo)線連接，Q板也接地，當(dāng)金屬板帶電時細(xì)線偏離豎直方向α角，以下方法能使α變大的是〔〕A.減小ab間距B.增大ab間距C.取出ab間的電介質(zhì)D.b板不動，P板向右移動【答案】BCDD.b板不動，P板向右移動，那么縮小P、Q間的距離，根據(jù)，那么P、Q的電容增大，總的電量Q不