高考物理二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題培優(yōu)練習(xí)重難點(diǎn)08 電場(chǎng)（原卷版）

重難點(diǎn)08電場(chǎng)高考在電場(chǎng)部分主要考查庫(kù)侖定律、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電勢(shì)差、電勢(shì)能、電容、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等知識(shí)。命題形式為選擇題和計(jì)算題，著重考查考生的建模能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問(wèn)題的能力。例題1.如圖，電荷量分別為q和－q(q>0)的點(diǎn)電荷固定在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方體的兩個(gè)頂點(diǎn)上，A是正方體的另一個(gè)頂點(diǎn)，如果點(diǎn)電荷q、－q連線中點(diǎn)O的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是E，則正方體A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是()A.eq\f(9,16)EB.eq\f(3\r(5),16)EC.eq\f(3,16)ED.eq\f(9\r(5),16)E例題2.(多選)沿電場(chǎng)中某條電場(chǎng)線方向建立x軸，該電場(chǎng)線上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x的變化規(guī)律如圖所示，坐標(biāo)軸上的點(diǎn)0、x1、x2和x3分別與x軸上O、A、B、C四點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，相鄰兩點(diǎn)間距相等．一個(gè)帶正電的粒子從O點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的動(dòng)能為Ek，僅考慮靜電力作用，則下列說(shuō)法正確的是()A．從O點(diǎn)到C點(diǎn)，電勢(shì)先升高后降低B．粒子先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做變加速運(yùn)動(dòng)C．粒子運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能大于3EkD．粒子在AB段電勢(shì)能減少量大于BC段電勢(shì)能減少量一、電場(chǎng)性質(zhì)的理解1．電場(chǎng)中的各物理量的關(guān)系2．電場(chǎng)強(qiáng)度的判斷(1)場(chǎng)強(qiáng)方向是正電荷所受電場(chǎng)力的方向，也是電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向；(2)電場(chǎng)的強(qiáng)弱可根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度判斷．(3)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)大小也可根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)公式進(jìn)行比較．3．電勢(shì)高低的判斷方法(1)根據(jù)電場(chǎng)線方向，沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低；(2)根據(jù)電勢(shì)差UAB＝φA－φB，若UAB>0，則φA>φB；反之，φA<φB.(3)依據(jù)電勢(shì)能的高低：由電勢(shì)的定義式φ＝eq\f(Ep,q)知，正電荷在電勢(shì)能大處電勢(shì)較高，負(fù)電荷在電勢(shì)能大處電勢(shì)較低．4．電勢(shì)能變化的判斷判斷依據(jù)判斷方法電場(chǎng)線方向沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低場(chǎng)源電荷的正負(fù)取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，正電荷周?chē)妱?shì)為正值，負(fù)電荷周?chē)妱?shì)為負(fù)值；靠近正電荷處電勢(shì)高，靠近負(fù)電荷處電勢(shì)低電勢(shì)能的大小正電荷在電勢(shì)能大處電勢(shì)較高，負(fù)電荷在電勢(shì)能大處電勢(shì)較低靜電力做功根據(jù)UAB＝eq\f(WAB,q)，將WAB、q的正負(fù)號(hào)代入，由UAB的正負(fù)判斷φA、φB的高低二、平行板電容器電場(chǎng)問(wèn)題1．必須記住的三個(gè)公式定義式C＝eq\f(Q,U)，決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)，關(guān)系式E＝eq\f(U,d).2．掌握兩個(gè)重要結(jié)論(1)電容器與電路(或電源)相連，則兩端電壓取決于電路(或電源)，穩(wěn)定時(shí)相當(dāng)于斷路，兩端電壓總等于與之并聯(lián)的支路電壓．(2)充電后電容器與電路斷開(kāi)，電容器所帶電荷量不變，此時(shí)若只改變兩板間距離，則板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變．3．注意一個(gè)特例：當(dāng)有電容器的回路接有二極管時(shí)，因二極管的單向?qū)щ娦?，將使電容器的充電或放電受到限制．三、電?chǎng)中的圖像問(wèn)題電場(chǎng)中幾種常見(jiàn)的圖像v－t圖像當(dāng)帶電粒子只受靜電力時(shí)，從v－t圖像上能確定粒子運(yùn)動(dòng)的加速度方向、大小變化情況，進(jìn)而可判定粒子運(yùn)動(dòng)中經(jīng)過(guò)的各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向、場(chǎng)強(qiáng)大小、電勢(shì)高低及電勢(shì)能的變化情況．φ－x圖像(1)從φ－x圖像中可以直接判斷各點(diǎn)電勢(shì)的高低，進(jìn)而確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向及試探電荷電勢(shì)能的變化．(2)φ－x圖線切線的斜率大小等于沿x軸方向電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小．E－x圖像以場(chǎng)強(qiáng)沿x軸方向?yàn)槔?1)E>0表示場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向，E<0表示場(chǎng)強(qiáng)沿x軸負(fù)方向．(2)圖線與x軸圍成的“面積”表示電勢(shì)差，“面積”大小表示電勢(shì)差大小，兩點(diǎn)的電勢(shì)高低需根據(jù)電場(chǎng)方向判定．Ep－x圖像(1)圖像的切線斜率大小等于靜電力大小．(2)可用于判斷場(chǎng)強(qiáng)、動(dòng)能、加速度等隨位移的變化情況.（建議用時(shí)：30分鐘）一、單選題1．（2022·山東師范大學(xué)附中模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，水平面內(nèi)的等邊三角形BCD的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，C點(diǎn)恰好位于光滑絕緣直軌道AC的最低點(diǎn)，A點(diǎn)到B、D兩點(diǎn)的距離均為L(zhǎng)，A點(diǎn)在BD邊上的豎直投影點(diǎn)為O。y軸上B、D兩點(diǎn)固定兩個(gè)等量的正點(diǎn)電荷Q。在A點(diǎn)將質(zhì)量為m、電荷量為SKIPIF1<0的小球（自身產(chǎn)生的電場(chǎng)可忽略）套在軌道AC上并將小球由靜止釋放，已知靜電力常量k，重力加速度為g，且SKIPIF1<0，忽略空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是（）A．從O點(diǎn)沿z軸到A點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度一直增大B．軌道上C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0C．小球剛到達(dá)C點(diǎn)時(shí)（未脫離軌道）的加速度大小為SKIPIF1<0D．小球在A、C兩點(diǎn)之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)2．（2022·山東·煙臺(tái)二中模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，高為SKIPIF1<0的絕緣圓柱體，底面半徑為R，abcd為過(guò)兩底面圓心軸線的截面，在c點(diǎn)有一電荷量為+q的點(diǎn)電荷，在a點(diǎn)有一電荷量為-q的點(diǎn)電荷，平面efgh垂直平面abcd、靜電力常量為k。下列說(shuō)法正確的是（

）A．h點(diǎn)與g點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同B．d點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)C．正電荷沿eh運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功D．f點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<03．（2022·江蘇·南京師大附中模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，直角坐系的x軸、y軸為正方形的對(duì)稱(chēng)軸。將一正電荷在原點(diǎn)O處?kù)o止釋放時(shí)，它在以后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度為v。則將該電荷從x軸上無(wú)限遠(yuǎn)處以初速度2v沿+x方向射入后，它在以后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）A．在兩負(fù)電荷連線中點(diǎn)處速度最大B．將以原點(diǎn)O為中心在x軸上往復(fù)運(yùn)動(dòng)C．最小速度為SKIPIF1<0D．最大速度為SKIPIF1<04．（2022·廣東湛江·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，兩個(gè)等量負(fù)點(diǎn)電荷固定于SKIPIF1<0、Q兩點(diǎn)，正方形SKIPIF1<0為垂直SKIPIF1<0、Q連線的平面，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0分別是SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的中點(diǎn)。SKIPIF1<0點(diǎn)正好是SKIPIF1<0和SKIPIF1<0連線的中點(diǎn)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．SKIPIF1<0、SKIPIF1<0兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同B．SKIPIF1<0、SKIPIF1<0兩點(diǎn)電勢(shì)相等C．SKIPIF1<0是一個(gè)等勢(shì)面D．將一正電荷由SKIPIF1<0點(diǎn)沿ef移動(dòng)到SKIPIF1<0點(diǎn)，電勢(shì)能先增加后減小二、多選題5．（2022·四川雅安·模擬預(yù)測(cè)）在圖示電路中，A、B為兩塊正對(duì)的水平金屬板，G為靜電計(jì)。開(kāi)關(guān)S閉合后，靜電計(jì)指針張開(kāi)一個(gè)角度，板間的帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動(dòng)，不考慮靜電計(jì)電量的變化對(duì)平行板電容器的影響。下列說(shuō)法正確的是（

）A．若僅將A板水平向右緩慢平移一些，油滴將向上運(yùn)動(dòng)B．若僅將B板豎直向下緩慢平移一些，靜電計(jì)指針的張角將不變C．若斷開(kāi)S，僅將A板水平向右緩慢平移一些，靜電計(jì)指針的張角將變大D．若斷開(kāi)S，僅將B板豎直向上緩慢平移一些，油滴將向上運(yùn)動(dòng)6．（2022·湖南岳陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，實(shí)線是一帶負(fù)電粒子在某一勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的一部分，粒子經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度大小為SKIPIF1<0，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速度大小為SKIPIF1<0，粒子由A運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中其速度方向恰好改變了SKIPIF1<0，已知A、B兩點(diǎn)間的距離為SKIPIF1<0，帶電粒子的質(zhì)量為m，電量大小為q，不考慮帶電粒子的重力。則（）A．帶電粒子從A到B的過(guò)程中，電勢(shì)能先增加后減少B．A點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)的電勢(shì)C．A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為SKIPIF1<0D．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為SKIPIF1<0三、解答題7．（2022·北京·清華附中三模）電量均為+Q的兩電荷固定在相距為2d的AB兩點(diǎn)，O為AB連線中點(diǎn)，AB連線中垂線上有一點(diǎn)M，到O的距離為A，已知靜電力常量k。（1）求M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。（2）將一質(zhì)量為m，帶電量為-q的粒子從M點(diǎn)由靜止釋放，不考慮粒子的重力。a.若A遠(yuǎn)小于d，可略去SKIPIF1<0項(xiàng)的貢獻(xiàn)，試證明粒子的運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；b.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)可視為某一勻速圓周運(yùn)動(dòng)沿直徑方向上的投影運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)描述與該粒子所做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的圓運(yùn)動(dòng)，并求該粒子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期及動(dòng)能的最大值。8．（2022·海南·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，矩形SKIPIF1<0中SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，其所在平面存在與SKIPIF1<0平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)。矩形對(duì)角線的交點(diǎn)SKIPIF1<0處有一個(gè)電子發(fā)射源，可沿平面的各個(gè)方向發(fā)射動(dòng)能均為SKIPIF