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2019高考物理二輪練習(xí)精品資料專題06電場(chǎng)教學(xué)案(學(xué)生版)
[2013考綱解讀】
電場(chǎng)是電學(xué)的基礎(chǔ),也是高考的重點(diǎn),每年必考.一般以填空題或計(jì)算題的形式進(jìn)行考
查.庫(kù)侖定律、電場(chǎng)線的性質(zhì)、帶電體在靜電場(chǎng)中的平衡、平行板電容器、帶電粒子在電場(chǎng)
中的運(yùn)動(dòng)等是考查的重點(diǎn).特別是帶電粒子在電場(chǎng)中日勺運(yùn)動(dòng)結(jié)合交變電流、磁場(chǎng)知識(shí)巧妙地
把電場(chǎng)性質(zhì)與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系、動(dòng)量等力學(xué)知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),更是命題幾率較
高的熱點(diǎn).在復(fù)習(xí)本部分時(shí)要牢牢抓住力和能這兩條主線,將知識(shí)系統(tǒng)化,找出它們的聯(lián)系,
做到融會(huì)貫通,同時(shí)還應(yīng)注意此部分知識(shí)與科技前沿、生活實(shí)際等的聯(lián)系,如靜電除塵、電
容式傳感器、噴墨打印機(jī)、靜電分選器、示波器等.
從近三年的高考分析來(lái)看,高考對(duì)靜電場(chǎng)專題的考查頻率很高,所占分值約為全卷的百
分之5到10,試題主要集中在電場(chǎng)的力的性質(zhì)、電場(chǎng)的能的性質(zhì)以及與其他知識(shí)的綜合應(yīng)
用.涉及電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線、電場(chǎng)力、電勢(shì)、電勢(shì)差、等勢(shì)面、電勢(shì)能、平行板電容器的電
容、勻強(qiáng)電場(chǎng)、電場(chǎng)力做功電勢(shì)能的變化,還有帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)等知識(shí).重
點(diǎn)考查了基本概念的建立、基本規(guī)律的內(nèi)涵與外延、基本規(guī)律的適用條件,以及對(duì)電場(chǎng)知識(shí)
跟其他相關(guān)知識(shí)的區(qū)別與聯(lián)系的理解、鑒別和綜合應(yīng)用.
預(yù)計(jì)2013年的高考中,本專題仍是命題的熱點(diǎn)之一,在上述考查角度的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)
加強(qiáng)以選擇題的形式考查靜電場(chǎng)的基本知識(shí)點(diǎn),以綜合題的形式考查靜電場(chǎng)知識(shí)和其他相關(guān)
知識(shí)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用.另外高考試題命題的一個(gè)新動(dòng)向,靜電的防治和應(yīng)用,靜電場(chǎng)
與相關(guān)化學(xué)知識(shí)綜合、與相關(guān)生物知識(shí)綜合、與環(huán)保等熱點(diǎn)問題相聯(lián)系,在新穎、熱門的背
景下考查靜電場(chǎng)基本知識(shí)的應(yīng)用.
【重點(diǎn)知識(shí)整合】
一、庫(kù)倫定律與電荷守恒定律
1.庫(kù)侖定律
(1)真空中的兩個(gè)靜止時(shí)點(diǎn)電荷之間的相互作用力與它們電荷量的乘積成正比,與它們
距離的二次方成反比,作用力的方向在他們的連線上.
(2)電荷之間的相互作用力稱之為靜電力或庫(kù)倫力.
(3)當(dāng)帶電體日勺距離比他們的自身大小大得多以至于帶電體的形狀、大小、電荷的分布
狀況對(duì)它們之間的相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí),這樣的帶電體可以看做帶電的
點(diǎn),叫點(diǎn)電荷.類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn),也時(shí)一種理想化的模型.
2.電荷守恒定律
電荷既不能創(chuàng)生,也不能消失,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部
分轉(zhuǎn)移到物體的另一部分,在轉(zhuǎn)移的過程中,電荷的總量保持不變,這個(gè)結(jié)論叫電荷守恒定
律.
電荷守恒定律也常常表述為:一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷時(shí)代數(shù)和總是保持
不變的
二、電場(chǎng)的力的I性質(zhì)
1.電場(chǎng)強(qiáng)度
(1)定義:放入電場(chǎng)中的某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的靜電力跟它的電荷量的比值,叫該點(diǎn)
的電場(chǎng)強(qiáng)度.該電場(chǎng)強(qiáng)度是由場(chǎng)源電荷產(chǎn)生的.
(2)公式:p
E上
q
(3)方向:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,規(guī)定某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方
向相同.負(fù)電荷在電場(chǎng)中受的靜電力的方向跟該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反.
2.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)
(1)公式:O
E=K三
r
(2)以點(diǎn)電荷為中心,r為半徑做一球面,則球面上的個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,E
的方向沿著半徑向里(負(fù)電荷)或向外(正電荷)
3.電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加
如果場(chǎng)源電荷不只是一個(gè)點(diǎn)電荷,則電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)
生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和.
4.電場(chǎng)線
(1)電場(chǎng)線是畫在電場(chǎng)中的一條條的由方向日勺曲線,曲線上每點(diǎn)的切線方向,表示該
點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線,而是為了描述電場(chǎng)而假想的線.
(2)電場(chǎng)線的特點(diǎn)
電場(chǎng)線從正電荷或從無(wú)限遠(yuǎn)處出發(fā)終止于無(wú)窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷;電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交;在
同一電場(chǎng)里,電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大;勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是均勻的平行且等距離的
線.
三、電場(chǎng)時(shí)能的I性質(zhì)
1.電勢(shì)能
電勢(shì)能:由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān),電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能,這
種勢(shì)能叫做電勢(shì)能.
2.電勢(shì)
(1)電勢(shì)是表征電場(chǎng)性質(zhì)的重要物理量,通過研究電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能與它的電荷
量的比值得出.
(2)公式:后(與試探電荷無(wú)關(guān))
<P=-
q
(3)電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系:電勢(shì)順線降低.
(4)零電勢(shì)位置的規(guī)定:電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的數(shù)值與零電勢(shì)點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān),大地或
無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)默認(rèn)為零.
3.等勢(shì)面
(1)定義:電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面.
(2)特點(diǎn):一是在同一等勢(shì)面上的各點(diǎn)電勢(shì)相等,所以在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷,電
場(chǎng)力不做功二是電場(chǎng)線一定跟等勢(shì)面垂直,并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)
面.
4.電場(chǎng)力做功
(1)電場(chǎng)力做功與電荷電勢(shì)能變化日勺關(guān)系:
電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功,電荷電勢(shì)能減少;電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功,電荷電勢(shì)能增加.電勢(shì)
能增加或減少的數(shù)值等于電場(chǎng)力做功的數(shù)值.
(2)電場(chǎng)力做功的特點(diǎn):
電荷在電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí),它的電勢(shì)能的變化量勢(shì)確定的,因而移動(dòng)電荷做功的
值也勢(shì)確定的,所以,電場(chǎng)力移動(dòng)電荷所做的功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān),僅與始末位置的電
勢(shì)差由關(guān),這與重力做功十分相似.
四、電容器、電容
1.電容器
任何兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體都可以看成是一個(gè)電容器.(最簡(jiǎn)單的電容器是平
行板電容器,金屬板稱為電容器的兩個(gè)極板,絕緣物質(zhì)稱為電介質(zhì))
2.電容
(1)定義:電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值
表達(dá)式:°
U
(2)平行板電容器電容公式:
C=--------
4兀Kd
五、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
1.加速:]21
Qu=~mv22
2.偏轉(zhuǎn):當(dāng)帶點(diǎn)粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),帶電粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)
粒子在電場(chǎng)中的1運(yùn)動(dòng)時(shí)間L
v
粒子在y方向獲得的速度qul
)mdvG
粒子在y方向的位移二工
'2mdv1
粒子劃扁轉(zhuǎn)角:/
(p=arctan―—-
rndv^
【高頻考點(diǎn)突破】
考點(diǎn)1、電場(chǎng)的力的性質(zhì)
【例1】如圖9-38-3所示,一電子沿等量異種電荷的(中垂線由A-O-B勻速飛過,電
子重力不計(jì),則電子所受另一個(gè)力的大小和方向變化情況是
B
)
A.先變大后變小,方向水平向左■O
+Q-Q
B.先變大后變小,方向水平向右A
圖A-9-38-3
C.先變小后變大,方向水平向左
D.先變小后變大,方向水平向右
考點(diǎn)2、電場(chǎng)時(shí)能性質(zhì)
【例2】有一帶電量q=-3乂10一t的點(diǎn)電荷,從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí),克服電場(chǎng)力
做功6X10-4J.從B點(diǎn)移到C點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做功9X10口.問:
⑴AB、BC、CA間電勢(shì)差各為多少?
⑵如以B點(diǎn)電勢(shì)為零,則A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)各為多少?電荷在A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)能各為多
少?
考點(diǎn)3、靜電屏蔽電容器
【例3】如圖A-9-40-5所示,兩塊水平放置的平行正對(duì)的金屬板a、b與兩電池相連,
在距離兩板等遠(yuǎn)的M點(diǎn)有一個(gè)帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài).若將a板向下平移一小段距離,但仍
在M點(diǎn)上方,穩(wěn)定后,下列說法中正確的是()
圖A-9-40-5
A.液滴將加速向下運(yùn)動(dòng)
B.M點(diǎn)電勢(shì)升高,液滴在M點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能將減小
C.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度變小了
D.在a板移動(dòng)前后兩種情況下,若將液滴從a板移到b板,電場(chǎng)力做功相同
考點(diǎn)4、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
【例4】圖A-9-41-9中,一個(gè)質(zhì)量為m、電量為-q的[小物體,可在水平軌道x上運(yùn)動(dòng),
0端有一與軌道垂直的固定墻,軌道處的場(chǎng)強(qiáng)為E、方向沿ox軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,小物體
以初速度“從和點(diǎn)沿ox軌道運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中受到大小不變的摩擦力F的作用,且F〈qF,小
物體與墻碰撞時(shí)不損失機(jī)械能.求它在停止前通過的總路程.
圖A-9-41-9
【難點(diǎn)探究】
難點(diǎn)一電場(chǎng)的力的性質(zhì)和能的性質(zhì)
1.電場(chǎng)力:電場(chǎng)對(duì)放入其中區(qū)I電荷有力的作用,電場(chǎng)力的大小和方向由電場(chǎng)強(qiáng)度和電荷共
同決定.電場(chǎng)力的大小與電場(chǎng)強(qiáng)度的大小及帶電體所帶的電荷量有關(guān),大小為F=qE;電場(chǎng)力
的方向與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向及電荷的電性有關(guān),正電荷所受的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)方向相同.
2.電勢(shì)能:放在電場(chǎng)中的電荷的電勢(shì)能由電勢(shì)和電荷共同決定.電勢(shì)能是標(biāo)量,其大小
與電勢(shì)的高低及帶電體所帶的電荷量、電性有關(guān),大小為耳=10,注意電勢(shì)的正負(fù)及電荷
的正負(fù).
3.比較電勢(shì)高低的方法技巧
(1)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,電場(chǎng)線由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面;
(2)先判斷出鬼的1正負(fù)(如利用電場(chǎng)力做功心=(?%或其他方法),再由UAB=OH-。/匕
較。小次的高低;
(3)取無(wú)窮遠(yuǎn)為零電勢(shì)點(diǎn),正電荷周圍電勢(shì)為正值,且離正電荷近處電勢(shì)高;負(fù)電荷周圍
電勢(shì)為負(fù)值,且離負(fù)電荷近處電勢(shì)低.
例1、某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖3—9—1所示,以下說法正確的是()
A.c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)
B.a點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)6電勢(shì)
C.若將一試探電荷+。由a點(diǎn)釋放,它將沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)6點(diǎn)
D.若在d點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷一。,將一試探電荷+g由a移至6時(shí)過程中,電勢(shì)能減小
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電場(chǎng)、電場(chǎng)線、電勢(shì)、電勢(shì)能等知識(shí)點(diǎn),分析選項(xiàng),時(shí),應(yīng)明確帶
電粒子軌跡與電場(chǎng)線重合的條件,即必須同時(shí)滿足:①電場(chǎng)線是直線;②帶電粒子初速度為
零或初速度方向與電場(chǎng)線在一直線上;③只受電場(chǎng)力作用.下面的變式題則主要考查帶電粒
子在電場(chǎng)中的軌跡問題.
【變式探究】一粒子從/點(diǎn)射入電場(chǎng),從6點(diǎn)射出,電場(chǎng)的等勢(shì)面和粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如
圖3—9—2所示,圖中左側(cè)前三個(gè)等勢(shì)面彼此平行,不計(jì)粒子日勺重力.下列說法正確的有
()
A.粒子帶負(fù)電荷
B.粒子附加速度先不變,后變小
C.粒子的速度不斷增大
D.粒子的電勢(shì)能先減小,后增大
難點(diǎn)二帶電粒子在電場(chǎng)中的加速與偏轉(zhuǎn)
1.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速
(1)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速:可以應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式求
解,也可應(yīng)用動(dòng)能定理)謁一萬(wàn)勿謂求解,其中〃為帶電粒子初末位置之間的(電勢(shì)差.
(2)帶電粒子在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速:只能應(yīng)用動(dòng)能定理求解.
2.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)
(1)帶電粒子在一般電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn):帶電粒子做變速曲線運(yùn)動(dòng),其軌跡總位于電場(chǎng)力方向
和速度方向的夾角之間,且向電場(chǎng)力的方向偏轉(zhuǎn).
(2)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn):帶電粒子(不計(jì)重力)以某一初速度垂直于勻強(qiáng)電場(chǎng)方
向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,粒子做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),屬于類平拋運(yùn)動(dòng),要應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解
的方法求解,同時(shí)要注意:①明確電場(chǎng)力方向,確定帶電粒子到底向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn);②借助
畫出的運(yùn)動(dòng)示意圖尋找?guī)缀侮P(guān)系或題目中的隱含關(guān)系.帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)可從動(dòng)力
學(xué)、能量等多個(gè)角度來(lái)分析和求解.
例2、如圖3-9-3甲所示,兩平行正對(duì)的金屬板A8間加有如圖乙所示的交變電壓,
一重力可忽略不計(jì)的帶正電粒子被固定在兩板時(shí)正中間9處.若在友時(shí)刻釋放該粒子,粒
子會(huì)時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng),時(shí)而向8板運(yùn)動(dòng),并最終打在A板上,則友可能屬于日勺時(shí)間段是()
A.0〈冰4
T37
B.2<京了
37
C.4<冰T
97
D.T<to<g
【點(diǎn)評(píng)】帶電粒子在板間做勻變速直線運(yùn)動(dòng),因兩板間電勢(shì)差周期性變化,粒子加速度
隨之周期性變化.帶電粒子的運(yùn)動(dòng)隨釋放粒子的時(shí)刻不同而變化.借助速度一時(shí)間圖象可通
過分析幾個(gè)特殊時(shí)刻釋放的粒子的運(yùn)動(dòng)快速解題.
【變式探究】飛行時(shí)間質(zhì)譜儀可以對(duì)氣體分子進(jìn)行分析.飛行時(shí)間質(zhì)譜儀主要由脈沖閥、
激光器、加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和探測(cè)器組成,探測(cè)器可以在軌道上移動(dòng)以捕獲和觀察帶電粒
子.整個(gè)裝置處于真空狀態(tài).加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓可以調(diào)節(jié),只要測(cè)量出帶電粒子的
飛行時(shí)間,即可以測(cè)量出其比荷.如圖3—9—4所示,脈沖閥戶噴出微量氣體,經(jīng)激光照射
產(chǎn)生不同價(jià)態(tài)的離子,自a板小孔進(jìn)入a、6間的加速電場(chǎng),從6板小孔射出,沿中線方向
進(jìn)入從“板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū),到達(dá)探測(cè)器.已知加速電場(chǎng)a、6板間距為4偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板
M、“的長(zhǎng)度為乙,板間距離為心.不計(jì)離子重力及進(jìn)入a板時(shí)的初速度.
q
(1)設(shè)離子比荷為“(#=),若a、6間的加速電壓為辦試求離子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的初
速度Vo.
(2)當(dāng)a、6間的電壓為〃時(shí),在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷菏想x子從脈沖閥尸噴出到到
達(dá)探測(cè)器的全部飛行時(shí)間為t.請(qǐng)推導(dǎo)出離子比荷"的表達(dá)式.
(3)在某次測(cè)量中探測(cè)器始終無(wú)法觀察到離子,分析原因是離子偏轉(zhuǎn)量過大,打到了極板
上.請(qǐng)說明如何調(diào)節(jié)才能觀察到離子.
bM
難點(diǎn)三帶電體在重力場(chǎng)和電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
帶電體在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),如果重力遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力,則其重力可忽略不計(jì),如電子、質(zhì)子、
正負(fù)離子等微觀粒子;但帶電液滴、帶電塵埃等帶電體的重力一般不能忽略.帶電體在重力
場(chǎng)和電場(chǎng)構(gòu)成的復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)形式多樣,可能做直線運(yùn)動(dòng)、一般曲線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)等;
研究對(duì)象可能為單個(gè)物體,也可能是多個(gè)物體組成的系統(tǒng);研究方法與力學(xué)綜合題的分析方
法相近,因涉及電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的變化問題,其機(jī)械能不再守恒,但機(jī)械能和電勢(shì)能之
和可能守恒,一般應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律、動(dòng)能定理和能量守恒定律求解.
例3、如圖3-9-5所示,在界限"V左上方空間存在斜向左下與水平方向夾角為45°時(shí)
勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小E=/xi()5V/m.一半徑為7?=0.8m的光滑絕緣圓弧凹槽固定在水平
地面上.一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量加=0.2kg、電荷量大小(7=1XIO-5C的I帶正電金屬塊P
從槽頂端A由靜止釋放,從槽底端8沖上與槽底端平齊的絕緣長(zhǎng)木板Q.長(zhǎng)木板0足夠長(zhǎng)且
置于光滑水平地面上,質(zhì)量為〃=1kg.已知開始時(shí)長(zhǎng)木板有一部分置于電場(chǎng)中,圖中C為
界限就與長(zhǎng)木板0時(shí)交點(diǎn),B、C間的距離項(xiàng),=0.6m,物塊產(chǎn)與木板。間的動(dòng)摩擦因數(shù)為
取g=10m/s2,求:
(1)金屬塊戶從A點(diǎn)滑到6點(diǎn)時(shí)速度的大?。?/p>
(2)金屬塊戶從8點(diǎn)滑上木板0后到離開電場(chǎng)過程所經(jīng)歷的時(shí)間;
(3)金屬塊戶在木板。上滑動(dòng)的過程中摩擦產(chǎn)生的熱量.
N
圖3—9—5
【點(diǎn)評(píng)】分析帶電粒子(質(zhì)點(diǎn))在重力和電場(chǎng)力構(gòu)成的復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題應(yīng)注意:(1)
根據(jù)題意,確定是否考慮重力,質(zhì)子、a粒子、電子、離子等微觀粒子一般不考慮重力;
而液滴、塵埃、小球等宏觀帶電質(zhì)點(diǎn)一般要考慮重力,是否考慮重力最終是由題目給定的運(yùn)
動(dòng)狀態(tài)決定的;(2)注意看清研究對(duì)象所處的空間方位;(3)注意電場(chǎng)的空間分布規(guī)律,特別
注意電場(chǎng)力對(duì)研究對(duì)象是否做功以及做什么功.
【變式探究】如圖3—9—6甲所示,在真空中足夠大的絕緣水平地面上,一個(gè)質(zhì)量為加
=0.2kg、帶電荷量為q=+2.0X10fc的小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài),小物塊與地面間的動(dòng)摩
擦因數(shù)〃=0.1.從力=0時(shí)刻開始,空間加上一個(gè)如圖乙所示的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向呈周期性變
化的電場(chǎng)(以水平向右為正方向,g取10m/s2),求:
(1)23s內(nèi)小物塊的位移大??;
(2)23s內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功.
MION/C)
3
E
-1?1I1I
m,q24611012一
O
////////7/7/7/7/T/7/7/7/7/7/7/7/7/7/7/7/7/7/T/7/7/7/7/7/7/7/7/7/T_.I_L___L“S
乙
圖3-9-6
【歷屆高考真題】
【2012高考】
(2012?重慶)空間中只0兩點(diǎn)處各固定一個(gè)點(diǎn)電荷,其中尸點(diǎn)處為正電荷,P、。兩
點(diǎn)附近電場(chǎng)的等勢(shì)面分布如圖所示,a、b、c、d為電場(chǎng)中的4個(gè)點(diǎn),貝M)
A.P、0兩點(diǎn)處的電荷等量同種B.a點(diǎn)和6點(diǎn)的I電場(chǎng)強(qiáng)度相同
C.c點(diǎn)的電勢(shì)低于d點(diǎn)的;電勢(shì)D.負(fù)電荷從a到c,電勢(shì)能減少
(2012?上海)11.A,B、。三點(diǎn)在同一直線上,/反除1:2,8點(diǎn)位于4C之間,在
6處固定一電荷量為0的點(diǎn)電荷.當(dāng)在4處放一電荷量為+勺時(shí)點(diǎn)電荷時(shí),它所受到的電場(chǎng)力
為F;移去A處電荷,在C處放電荷量為-2g的點(diǎn)電荷,其所受電場(chǎng)力為
()
(A)-F/2(B)F/2(C)-F(D)F
(2012?上海)13.當(dāng)電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時(shí),通過該電阻的電荷量為0.3C,
消耗日勺電能為0.9J.為在相同時(shí)間內(nèi)使0.6C的電荷量通過該電阻,在其兩端需加的電壓和
消耗的電能分別是()
(A)3V,1.8J(B)3V,3.6J(C)6V,1.8J(D)6V,3.6J
(2012?廣東)19.圖5是某種靜電礦料分選器的原理示意圖,帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水
平勻強(qiáng)電場(chǎng)后,分落在收集板中央的兩側(cè),對(duì)礦粉分離的過程,下列表述正確的有
()
A.帶正電的礦粉落在右側(cè)電
B.電場(chǎng)力對(duì)礦粉做正功
圖5
C.帶負(fù)電的礦粉電勢(shì)能變大
D.帶正電的礦粉電勢(shì)能變小
(2012?山東)19.圖中虛線為一組間距相等的同心圓,圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷.
一帶電粒子以一定初速度射入電場(chǎng),實(shí)線為粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,a、6、c三
點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn).則該粒子()
A.帶負(fù)電,庭郵
B.在c點(diǎn)受力最大:.::?:?;
C.在6點(diǎn)的電勢(shì)能大于在C點(diǎn)的電勢(shì)能二:二;
D.由a點(diǎn)到6點(diǎn)的動(dòng)能變化大于有b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化
(2012?安徽)20.如圖1所示,半徑為R均勻帶電圓形平板,單位面積帶電量為a,
其軸線上任意一點(diǎn)P(坐標(biāo)為了)的電場(chǎng)強(qiáng)度可以由庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理求出:
石=2歡「方向沿x軸.現(xiàn)考慮單位面積帶電量為"的無(wú)限大均勻帶電
,X
平板,從其中間挖去一半徑為廠的圓板,如圖2所示.則圓孔軸線上任意一點(diǎn)°(坐標(biāo)為X)
的電場(chǎng)強(qiáng)度為)
B
A.之欣外x'2"外r
r2+x2Y2
,2"…D.2亦二
rx
(2012?安徽)18.如圖所示,在平面直角中,有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng),其
中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)為0V,點(diǎn)A處的電勢(shì)為6V,點(diǎn)3處的電勢(shì)為3V,則電場(chǎng)強(qiáng)度的
大小為)
A.200V/mB.200若V/mC.100V/mD.100^V/m
(2012?大綱版全國(guó)卷)24.(16分)(注意:在試題卷上作答無(wú)效)
如圖,一平行板電容器的兩個(gè)極板豎直放置,在兩極板間有一帶電小球,小球用一絕緣
輕線懸掛于0點(diǎn).先給電容器緩慢充電,使兩級(jí)板所帶電荷量分別為+Q和-Q,此時(shí)懸線與
豎直方向的夾角為口/6.再給電容器緩慢充電,直到懸線和豎直方向的夾角增加到口/3,且
小球與兩極板不接觸.求第二次充電使電容器正極板增加的電荷量.
12.(2012?海南)N(N>1)個(gè)電荷量均為q(q〉0)的小球,均勻分布在半徑為R的圓
周上,示意如圖.若移去位于圓周上P點(diǎn)的一個(gè)小球,則圓心0點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小
為,方向.(已知靜電力常量為k)
o°o
oo
06OP
oo
oo
Ooo
3.(2012?海南)如圖,直線上有o、a、b、c四點(diǎn),ab間的距離與be間的距離相
等.在。點(diǎn)處有固定點(diǎn)電荷,已知b點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)電勢(shì).若一
帶負(fù)電電荷的粒子僅在電場(chǎng)力作用下先從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),再-........'-*一*
oabc
從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn),則
A.兩過程中電場(chǎng)力做的功相等
B.前一過程中電場(chǎng)力做的功大于后一過程中電場(chǎng)力做的功
C.前一過程中,粒子電勢(shì)能不斷減小
D.后一過程中,粒子動(dòng)能不斷減小
(2012?福建)如圖,在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,將兩個(gè)帶正電的試探電荷、分
/以
別置于A、B兩點(diǎn),虛線為等勢(shì)線.取無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn),若將、移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)的
過程中外力克服電場(chǎng)力做的功相等,則下列說法正確的是
A.A點(diǎn)電勢(shì)大于B點(diǎn)電勢(shì)
B.A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相等
C.日勺電荷量小于日勺電荷量
么見
D.在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能
(2012?江蘇)一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對(duì)面積、間距和電荷量不變,
在兩極板間插入一電介質(zhì),其電容C和兩極板間的電勢(shì)差U的變化情況是
(A)C和U均增大(B)C增大,U減小
(C)C減小,U增大(D)C和U均減小
(2012?江蘇)真空中,A、B兩點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q的距離分別為r和3r,則A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)
強(qiáng)度大小之比為()
(A)3:1(B)1:3(C)9:l(D)1:9
(2012?天津)5.兩個(gè)固定時(shí)等量異號(hào)電荷所產(chǎn)生電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖中虛線所示,一
帶負(fù)電的粒子以某速度從圖中/點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入電場(chǎng)在紙面內(nèi)飛行,最后離開電場(chǎng),粒
子只受到靜電力作用,則粒子在電場(chǎng)中
a..........................0V
-5V
-10V
A.做直線運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能先變小后變大
B.做直線運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能先變大后變小
C.做曲線運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能先變小后變大
D.做曲線運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能先變大后變小
(2012?浙江)19、用金屬箔做成一個(gè)不帶電的圓環(huán),放在干燥的絕緣桌面上.小明同
學(xué)用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后,將筆套自上而下慢慢靠近圓環(huán),當(dāng)距離約為0.5cm
時(shí)圓環(huán)被吸引到筆套上,如圖所示.對(duì)上述現(xiàn)象的判斷與分析,下列
說法正確的是
A.摩擦使筆套帶電
B.筆套靠近圓環(huán)時(shí),圓環(huán)上、下部感應(yīng)出異號(hào)電荷
C.圓環(huán)被吸引到筆套的過程中,圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力
D.筆套碰到圓環(huán)后,筆套所帶的電荷立刻被全部中和
(2012?江蘇)15.(16分)如圖所示,待測(cè)區(qū)域中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),根據(jù)帶電
粒子射入時(shí)的受力情況可推測(cè)其電場(chǎng)和磁場(chǎng).圖中裝置由加速器和平移器組成,平移器由兩
對(duì)水平放置、相距為1的相同平行金屬板構(gòu)成,極板長(zhǎng)度為1、間距為d,兩對(duì)極板間偏轉(zhuǎn)電壓
大小相等、電場(chǎng)方向相反.質(zhì)量為小電荷量為+q的粒子經(jīng)加速電壓U0加速后,水平射入偏
轉(zhuǎn)電壓為U1的平移器,最終從A點(diǎn)水平射入待測(cè)區(qū)域.不考慮粒子受到的重力.
(1)求粒子射出平移器時(shí)的速度大小vl;
(2)當(dāng)加速電壓變?yōu)?U0時(shí),欲使粒子仍從A點(diǎn)射入待測(cè)區(qū)域,求此時(shí)的偏轉(zhuǎn)電壓U;
(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待測(cè)區(qū)域,剛進(jìn)入時(shí)時(shí)受力大小均為F.現(xiàn)取水平
向右為x軸正方向,建立如圖所示的直角坐標(biāo)系Oxyz.保持加速電壓為U0不變,移動(dòng)裝置使
粒子沿不同的坐標(biāo)軸方向射入待測(cè)區(qū)域,粒子剛射入時(shí)的受力大小如下表所示.
射入方向y-y-Z
受力大小君F底F、力b3F
請(qǐng)推測(cè)該區(qū)域中電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及可能的方向.
[2011高考】
9(2011全國(guó)卷1第25).(19分)
如圖,與水平面成45°角的平面MN將空間分成I和H兩個(gè)區(qū)域.一質(zhì)量為m、電荷量為q
(q>0)的粒子以速度,,從平面MN上的點(diǎn)水平右射入I區(qū).粒子在I區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí),只受到
大小不變、方向豎直向下的電場(chǎng)作用,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E;在口區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí),只受到勻強(qiáng)磁
場(chǎng)的作用,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向里.求粒子首次從n區(qū)離開時(shí)到出發(fā)點(diǎn)
n的距離.粒子的重力可以忽略.
11(2011天津第12題).(20分)回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得
到了廣泛應(yīng)用,有力地推動(dòng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展.
(1)當(dāng)今醫(yī)學(xué)成像診斷設(shè)備PET/CT堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”,它在醫(yī)療診斷中,常利
用能放射電子的同位素碳11為示蹤原子,碳H是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮
14獲得,同時(shí)還產(chǎn)生另一粒子,試寫出核反應(yīng)方程.若碳11時(shí)半衰期?為20min,經(jīng)2.Oh
剩余碳11的質(zhì)量占原來(lái)的百分之幾?(結(jié)果取2位有效數(shù)字)
(2)回旋加速器的原理如圖,〃和打是兩個(gè)中空的半
徑為7?的半圓金屬盒,它們接在電壓一定、頻率為『的.-------入「一'
交流電源上,位于〃圓心處的質(zhì)子源/能不斷產(chǎn)生質(zhì)子//
(初速度可以忽略,重力不計(jì)),它們?cè)趦珊兄g被電^2^x7
場(chǎng)加速,仄、〃置于與盒面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為A的勻
強(qiáng)磁場(chǎng)中.若質(zhì)子束從回旋加速器輸出時(shí)的平均功率為
接交流電源
P,求輸出時(shí)質(zhì)子束時(shí)等效電流/與只B、R、f的關(guān)系
式(忽略質(zhì)子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,其最大速度遠(yuǎn)小于光速)
(3)試推理說明:質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)時(shí),隨軌道半徑r的增大,同一盒中相鄰軌道
的半徑之差A(yù)r是增大、減小還是不變?
13(2011廣東第35題)、(18分)
如圖19(a)所示,在以0為圓心,內(nèi)外半徑分別為R和尺的圓環(huán)區(qū)域內(nèi),存在輻射狀電
場(chǎng)和垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),內(nèi)外圓間的電勢(shì)差U為常量,凡=q,凡=3耳,一電荷量為十4'
質(zhì)量為m的粒子從內(nèi)圓上的A點(diǎn)進(jìn)入該區(qū)域,不計(jì)重力.
(1)已知粒子從外圓上以速度、,射出,求粒子在A點(diǎn)日勺初速度v的大小
Vivo
(2)若撤去電場(chǎng),如圖19(b),己知粒子從0A延長(zhǎng)線與外圓的交點(diǎn)C以速度v射出,
方向與0A延長(zhǎng)線成45°角,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
(3)在圖19(b)中,若粒子從A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),速度大小為v,方向不確定,要使粒
V3
子一定能夠從外圓射出,磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)小于多少?
14(2011北京理綜第23題).(18分)
利用電場(chǎng)和磁場(chǎng),可以將比荷不同的離子分開,這種方法在化學(xué)分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有
重要的應(yīng)用.
D-............-.......................
r?XXXXXX
;B
!xxxxxx
?
IXXXXXX
I
!xxxxxx
Gq
離了源
如圖所示的矩形區(qū)域/切GC4曲足夠長(zhǎng))中存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),4處有一狹縫.離子源
產(chǎn)生的離子,經(jīng)靜電場(chǎng)加速后穿過狹縫沿垂直于劭邊且垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng),運(yùn)動(dòng)到
劭邊,被相應(yīng)的收集器收集.整個(gè)裝置內(nèi)部為真空.
已知被加速時(shí)兩種正離子的I質(zhì)量分別是處和汲(0>座),電荷量均為g.加速電場(chǎng)的電勢(shì)差為〃,
離子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度可以忽略.不計(jì)重力,也不考慮離子間的相互作用.
(1)求質(zhì)量為以的離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)時(shí)速率小
(2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為麻寸,求兩種離子在如邊落點(diǎn)時(shí)間距s;
(3)在前面的討論中忽略了狹縫寬度的影響,實(shí)際裝置中狹縫具有一定寬度.若狹縫過寬,
可能使兩束離子在南邊上的落點(diǎn)區(qū)域交疊,導(dǎo)致兩種離子無(wú)法完全分離.
設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào),辦邊長(zhǎng)為定值狹縫寬度為4狹縫右邊緣在/處.離子可以從狹縫
各處射入磁場(chǎng),入射方向仍垂直于南邊且垂直于磁場(chǎng).為保證上述兩種離子能落在南邊上并
被完全分離,求狹縫的最大寬度.
[2010高考】
1.2010?重慶?17某電容式話筒的原理示意圖如題18圖所示,E為電源,R為電阻,薄片
P和Q為兩金屬基板.對(duì)著話筒說話時(shí),P振動(dòng)而Q可視為不動(dòng).在P、Q間距增大過程中,
A.P、Q購(gòu)車的電容器的電容增大
B.P上電荷量保持不變
C.M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的低
D.M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的高
絕緣固定支架
2.2010?全國(guó)卷I?16關(guān)于靜電場(chǎng),下列結(jié)論普遍成立的
題18圖
A.電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差只與這兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)有關(guān)
B.電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)高,電場(chǎng)強(qiáng)度小時(shí)地方電勢(shì)低
C.將正點(diǎn)電荷從場(chǎng)強(qiáng)為零的一點(diǎn)移動(dòng)到場(chǎng)強(qiáng)為零的另一點(diǎn),電場(chǎng)力做功為零
D.在正電荷或負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)方向都指向電勢(shì)降低最快的方向
8.2010?北京?18用控制變量法,可以研究影響平行板電容器電容的因素(如圖).設(shè)兩
極板正對(duì)面積為s,極板間的距離為a靜電計(jì)指針偏角為e.實(shí)驗(yàn)中,極板所帶電荷量不變,
若
A.保持S不變,增大〃則夕變大
B.保持s不變,增大a則e變小
c.保持,不變,減小s,則e變小
D.保持d不變,減小s則《不變
9.2010?上海物理?9三個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示,圖中a、b兩點(diǎn)出的場(chǎng)強(qiáng)
大小分別為尸、F,電勢(shì)分別為°,則
4%應(yīng)、%m
(A)紇>紇,
⑻E,<E屋%
?旦>紇,
(D)2〈紇
10.2010?海南物理?4如右圖,M、N和P是以肱V為直徑的半圈弧上的三點(diǎn),0點(diǎn)為半
圓弧日勺圓心,NMOP=60°.電荷量相等、符號(hào)相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn),這
時(shí)0點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E[;若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn),則0點(diǎn)的場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小變?yōu)镋2,
用與E2之比為
A.1:2B.2:1C.2:73D.4:百
12.2010?海南物理?11利用靜電除塵器可以消除空氣中的粉塵.靜電除塵器由金屬管A
和懸在管中的金屬絲B組成,A和B分別接到高壓電源正極和負(fù)極,其裝置示意圖如右圖所
示.A、B之間有很強(qiáng)的電場(chǎng),距B越近,場(chǎng)強(qiáng)(填:“越大”或“越小”).B附
近的氣體分子被電離成為電子和正離子,粉塵吸附電子后被吸附到(填“A”或
“B”)上,最后在重力作用下落入下面的漏斗中.
[2009高考】
一、選擇題
1.(09?年全國(guó)I?18)如圖所示,一電場(chǎng)的I電場(chǎng)線分布關(guān)于y軸(沿豎直方向)對(duì)稱,0、
M、N是y軸上的三個(gè)點(diǎn),且0M=MN,P點(diǎn)在y軸的右側(cè),MPX0N,則()
A.M點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高
B.將負(fù)電荷由。點(diǎn)移動(dòng)到P點(diǎn),電場(chǎng)力做正功
C.M、N兩點(diǎn)間的I電勢(shì)差大于0、M兩點(diǎn)間改|電勢(shì)差
D.在0點(diǎn)靜止釋放一帶正電粒子,該粒子將沿y軸做直線運(yùn)動(dòng)
2.(09?全國(guó)卷II?19)圖中虛線為勻強(qiáng)電場(chǎng)中與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直時(shí)等間距平行直線.
N粒子
M粒子
兩粒子M、N質(zhì)量相等,所帶電荷的絕對(duì)值也相等.現(xiàn)將M、N從虛線上的0點(diǎn)以相同速率射
出,兩粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示.點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn),
已知。點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn).若不計(jì)重力,則(BD)
A.M帶負(fù)電荷,N帶正電荷
B.N在a點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度大小相同
C.N在從0點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)的過程中克服電場(chǎng)力做功
D.M在從0點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)的過程中,電場(chǎng)力對(duì)它做的功等于零
3.(09?北京?16)某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示,圖中P、Q兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分
別為Ep和瓦,電勢(shì)分別為UP和UQ,則()
4.(09?北京?19)如圖所示的虛線區(qū)域內(nèi),充滿垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向下的
勻強(qiáng)電場(chǎng).一帶電粒子a(不計(jì)重力)以一定的初速度由左邊界的0點(diǎn)射入磁場(chǎng)、電場(chǎng)區(qū)域,
恰好沿直線由區(qū)域右邊界的。'點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)穿出.若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)而保留電場(chǎng)
不變,另一個(gè)同樣的粒子b(不計(jì)重力)仍以相同初速度由。點(diǎn)射入,從區(qū)域右邊界穿出,
則粒子b()
A.穿出位置一定在O'點(diǎn)下方
B.穿出位置一定在O'點(diǎn)上方
C.運(yùn)動(dòng)時(shí),在電場(chǎng)中的電勢(shì)能一定減小
D.在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能一定減小
5.(09?北京?20)圖示為一個(gè)內(nèi)、外半徑分別為R和R的圓環(huán)狀均勻帶電平面,其單位
面積帶電量為b.取環(huán)面中心0為原點(diǎn),以垂直于環(huán)面的軸線為x軸.設(shè)軸上任意點(diǎn)P到0
點(diǎn)時(shí)的距離為x,P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E.下面給出E的四個(gè)表達(dá)式(式中k為靜電力常
量),其中只有一個(gè)是合理的.你可能不會(huì)求解此處的場(chǎng)強(qiáng)E,但是你可以通過一定的物理
分析,對(duì)下列表達(dá)式的合理性做出判斷.根據(jù)你的判斷,E的合理表達(dá)式應(yīng)為()
6.(09?上海物理?3)兩帶電量分別為,和一g的點(diǎn)電荷放在x軸上,相距為上,能正確反
映兩電荷連線上場(chǎng)強(qiáng)大小£與^關(guān)系的是圖()
7.(09?上海物理?7)位于A、B處的兩個(gè)帶有不等量負(fù)電日勺點(diǎn)電荷在平面內(nèi)電勢(shì)分布如圖
所示,圖中實(shí)線表示等勢(shì)線,則()
A.a點(diǎn)和b點(diǎn)的I電場(chǎng)強(qiáng)度相同
B.正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn),電場(chǎng)力做正功
C.負(fù)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn),電場(chǎng)力做正功
D.正電荷從e點(diǎn)沿圖中虛線移到f點(diǎn),電勢(shì)能先減小后增大
8.(09?廣東物理?6)如圖所示,在一個(gè)粗糙水平面上,彼此靠近地放置兩個(gè)帶同種電荷
的小物塊.由靜止釋放后,兩個(gè)物塊向相反方向運(yùn)動(dòng),并最終停止.在物塊的運(yùn)動(dòng)過程中,下
列表述正確的是()
A.兩個(gè)物塊的電勢(shì)能逐漸減少+<71+<72
B.物塊受到的庫(kù)侖力不做功\\\\^\\\\\^\\\\\
C.兩個(gè)物塊的機(jī)械能守恒
D.物塊受到的摩擦力始終小于其受到的庫(kù)侖力
9.(09?天津?5)如圖所示,帶等量異號(hào)電荷的兩平行金屬板在真空中水平放置,M、N為
板間同一電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),一帶電粒子(不計(jì)重力)以速度V”經(jīng)過M點(diǎn)在電場(chǎng)線上向下運(yùn)
動(dòng),且未與下板接觸,一段時(shí)間后,粒子以速度V,折回N點(diǎn).則()
M.)PM
N*|PN
A.粒子受電場(chǎng)力的方向一定由M指向N
B.粒子在M點(diǎn)的速度一定比在N點(diǎn)的大
C.粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能一定比在N點(diǎn)的大
D.電場(chǎng)中M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì)
10.(09?四川?20)如圖所示,粗糙程度均勻的絕緣斜面下方0點(diǎn)處有一正點(diǎn)電荷,帶負(fù)
電的小物體以初速度%從M點(diǎn)沿斜面上滑,到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度為零,然后下滑回到M點(diǎn),此
時(shí)速度為V?”2<%).若小物體電荷量保持不變,0M=0N,則()
A.小物體上升的最大高度為匕2+^2
4g
B.從N到M的過程中,小物體的電勢(shì)能逐漸減小
C.從M到N的過程中,電場(chǎng)力對(duì)小物體先做負(fù)功后做正功
D.從N到M的過程中,小物體受到日勺摩擦力和電場(chǎng)力均是先增大后減小
14.(09?江蘇物理?8)空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)0在左軸上分布如圖所示,x軸上兩點(diǎn)反
C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度在x方向上的分量分別是尸、F,下列說法中正確的有
nBxnCx
A.F改I大小大于paI大小
□BXnCx
B.E改I方向沿x軸正方向
C.電荷在o點(diǎn)受到的電場(chǎng)力在X方向上的分量最大
D.負(fù)電荷沿%軸從§移到c日勺過程中,電場(chǎng)力先做正功,后做負(fù)功
15.(09?廣東理科基礎(chǔ)?12)關(guān)于同一電場(chǎng)的電場(chǎng)線,下列表述正確的是()
A.電場(chǎng)線是客觀存在的
B.電場(chǎng)線越密,電場(chǎng)強(qiáng)度越小
C.沿著電場(chǎng)線方向,電勢(shì)越來(lái)越低
D.電荷在沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能減小
16.(09?東理科基礎(chǔ)?16)如圖所示,一帶負(fù)電粒子以某速度進(jìn)入水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,
在電場(chǎng)力作用下形成圖中所示的運(yùn)動(dòng)軌跡.M和N是軌跡上的兩點(diǎn),其中M點(diǎn)在軌跡的最右
點(diǎn).不計(jì)重力,下列表述正確的是(C)
A.粒子在M點(diǎn)時(shí)速率最大
B.粒子所受電場(chǎng)力沿電場(chǎng)方向
C.粒子在電場(chǎng)中附加速度不變
D.粒子在電場(chǎng)中的電勢(shì)能始終在增加
18.(09?山東?20)如圖所示,在x軸上關(guān)于原點(diǎn)。對(duì)稱的兩點(diǎn)固定放置等量異種點(diǎn)電荷
+Q和-Q,x軸上的P點(diǎn)位于的右側(cè).下列判斷正確的是()
?叫.>
0pX
A.在x軸上還有一點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同
B.在x軸上還有兩點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同
C.若將一試探電荷+q從P點(diǎn)移至。點(diǎn),電勢(shì)能增大
D.若將一試探電荷+q從P點(diǎn)移至0點(diǎn),電勢(shì)能減小
19.(09?安徽?18.)在光滑的絕緣水平面上,有一個(gè)正方形的abed,頂點(diǎn)a、。處分別固
定一個(gè)正點(diǎn)電荷,電荷量相等,如圖所示.若將一個(gè)帶負(fù)電的粒子置于6點(diǎn),自由釋放,粒
子將沿著對(duì)角線6d往復(fù)運(yùn)動(dòng).粒子從6點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到,點(diǎn)的過程中
A.先作勻加速運(yùn)動(dòng),后作勻減速運(yùn)動(dòng)
B.先從高電勢(shì)到低電勢(shì),后從低電勢(shì)到高電勢(shì)
C.電勢(shì)能與機(jī)械能之和先增大,后減小
D.電勢(shì)能先減小,后增大
20.(09?福建?15)如圖所示,平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為£的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接,
下極板接地.一帶電油滴位于容器中的尸點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài).現(xiàn)將平行板電容器的上極
板豎直向上移動(dòng)一小段距離()
A.帶點(diǎn)油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)
B.戶點(diǎn)的電勢(shì)將降低
C.帶點(diǎn)油滴的電勢(shì)將減少
D.若電容器的電容減小,則極板帶電量將增大
21.(09?浙江?16)如圖所示,在光滑絕緣水平面上放置3個(gè)電荷量均為g匕〉°)的相同
小球,小球之間用勁度系數(shù)均為“的輕質(zhì)彈簧絕緣連接.當(dāng)3個(gè)小球處在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),每根
X。
彈簧長(zhǎng)度為已知靜電力常量為左,若不考慮彈簧的靜電感應(yīng),則每根彈簧的原長(zhǎng)為
)
D,5kq2
-2koi2
22.(09?浙江?20)空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng),有一電荷量g(q〉o)、質(zhì)量加的粒子從0點(diǎn)以
速率V。射入電場(chǎng),運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速率為2Vo.現(xiàn)有另一電荷量—q、質(zhì)量機(jī)的粒子以速率
2%仍從0點(diǎn)射入該電場(chǎng),運(yùn)動(dòng)到8點(diǎn)時(shí)速率為3Vo?若忽略重力的影響,則
()
A.在0、人、8三點(diǎn)中,8點(diǎn)電勢(shì)最高
B.在0、人、3三點(diǎn)中,A點(diǎn)電勢(shì)最高
C.3間的電勢(shì)差比BO間的電勢(shì)差大
D.0A間的電勢(shì)差比R4間的電勢(shì)差小
24.(09?江蘇物理兩個(gè)分別帶有電荷量_Q和+3Q的相同金屬小球(均可視為點(diǎn)電
荷),固定在相距為r的兩處,它們間庫(kù)侖力的大小為尸.兩小球相互接觸后將其固定距離
變?yōu)椤竸t兩球間庫(kù)侖力的I大小
2
為()
A.C.D.12F
-4F
1243
二、非選擇題
25.(09?山東?25)(18分)如圖甲所示,建立Oxy坐標(biāo)系,兩平行極板P、Q垂直于y軸
且關(guān)于x軸對(duì)稱,極板長(zhǎng)度和板間距均為1,第一四象限有磁場(chǎng),方向垂直于Oxy平面向里.
位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸間右連接發(fā)射質(zhì)量為m、電量為+q、速度相同、重力不計(jì)時(shí)帶
電粒子在0~3t時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖乙所示的電壓(不考慮極邊緣的影響).
已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在t。時(shí),刻經(jīng)極板邊緣射入磁場(chǎng).上述m、q、1、
1。、B為己知量.(不考慮粒子間相互影響及返回板間的情況)
(1)求電壓大小.
(2)求1時(shí)進(jìn)入兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑.
2
(3)何時(shí)把兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短?求此最短時(shí)間.
fy
XXxX
XXxX
5—
X
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