【高考物理】備戰(zhàn)高考易錯(cuò)題(新高考專用)易錯(cuò)點(diǎn)09 靜電場(chǎng)(4大陷阱)易錯(cuò)題備戰(zhàn)含答案及解析_第1頁(yè)
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易錯(cuò)點(diǎn)09靜電場(chǎng)目錄01易錯(cuò)陷阱(4大陷阱)02舉一反三【易錯(cuò)點(diǎn)提醒一】不理解電場(chǎng)強(qiáng)度的物理意義和疊加原理【易錯(cuò)點(diǎn)提醒二】不會(huì)求非點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度【易錯(cuò)點(diǎn)提醒三】沒有弄清電勢(shì)、電勢(shì)能、電場(chǎng)力做功及電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系【易錯(cuò)點(diǎn)提醒四】分析電場(chǎng)三類圖像問題出現(xiàn)錯(cuò)誤【易錯(cuò)點(diǎn)提醒五】分析電容器的動(dòng)態(tài)問題錯(cuò)誤【易錯(cuò)點(diǎn)提醒六】不讓解帶電粒子在電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)出包錯(cuò)誤03易錯(cuò)題通關(guān)易錯(cuò)點(diǎn)一:錯(cuò)誤地理解電場(chǎng)強(qiáng)度和錯(cuò)誤地求非點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度1.電場(chǎng)強(qiáng)度三個(gè)公式的比較公式適用范圍任何電場(chǎng)真空中的點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場(chǎng)2.等量同種和異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度的比較比較項(xiàng)目等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布圖連線中點(diǎn)O處的場(chǎng)強(qiáng)連線上O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小,指向負(fù)電荷一方為零連線上的場(chǎng)強(qiáng)大小(從左到右)沿連線先變小,再變大沿連線先變小,再變大沿中垂線由O點(diǎn)向外場(chǎng)強(qiáng)大小O點(diǎn)最大,向外逐漸減小O點(diǎn)最小,向外先變大后變小關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A和A’、B和B’的場(chǎng)強(qiáng)等大同向等大反向3.電場(chǎng)線的理解(1)任意兩條電場(chǎng)線不相交不相切;(2)電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱,電場(chǎng)線越密,電場(chǎng)強(qiáng)度越大,電場(chǎng)線越稀,電場(chǎng)強(qiáng)度越小;(3)電場(chǎng)線上任意一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向即為該點(diǎn)的切線方向。正電荷受力方向與該點(diǎn)電場(chǎng)方向相同;負(fù)電荷受力方向與該點(diǎn)電場(chǎng)方向相反;(4)兩條電場(chǎng)線間的空白區(qū)域,也存在電場(chǎng);4.求非點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度的方法(1)疊加法:多個(gè)點(diǎn)電荷在空間某處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為各電荷在該處所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。(2)對(duì)稱法:利用空間上對(duì)稱分布的電荷形成的電場(chǎng)具有對(duì)稱性的特點(diǎn),使復(fù)雜電場(chǎng)的疊加計(jì)算問題大為簡(jiǎn)化。(3)補(bǔ)償法:將有缺口的帶電圓環(huán)補(bǔ)全為圓環(huán),或?qū)肭蛎嫜a(bǔ)全為球面,然后再應(yīng)用對(duì)稱的特點(diǎn)進(jìn)行分析,有時(shí)還要用到微元思想。(4)微元法:將帶電體分成許多電荷元,每個(gè)電荷元看成點(diǎn)電荷,先根據(jù)庫(kù)侖定律求出每個(gè)電荷元的場(chǎng)強(qiáng),再結(jié)合對(duì)稱性和場(chǎng)強(qiáng)疊加原理求出合場(chǎng)強(qiáng)。易錯(cuò)點(diǎn)二:混淆電場(chǎng)能的性質(zhì)物理量之間的關(guān)系且分析電場(chǎng)圖像問題出現(xiàn)錯(cuò)誤1.電勢(shì)高低的判斷“四法”判斷方法方法解讀電場(chǎng)線方向法沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低場(chǎng)源電荷正負(fù)法取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,正電荷周圍電勢(shì)為正值,負(fù)電荷周圍電勢(shì)為負(fù)值;越靠近正電荷處電勢(shì)越高,越靠近負(fù)電荷處電勢(shì)越低電勢(shì)能大小法同一正電荷的電勢(shì)能越大的位置處電勢(shì)越高,同一負(fù)電荷的電勢(shì)能越大的位置處電勢(shì)越低靜電力做功法根據(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2.電勢(shì)能的大小判斷“四法”判斷方法方法解讀公式法將電荷量、電勢(shì)及正負(fù)號(hào)一起代入公式EpA=qφA計(jì)算,EpA>0時(shí)值越大,電勢(shì)能越大;EpA<0時(shí)絕對(duì)值越大,電勢(shì)能越小電勢(shì)高低法同一正電荷在電勢(shì)越高的地方電勢(shì)能越大;同一負(fù)電荷在電勢(shì)越低的地方電勢(shì)能越大靜電力做功法靜電力做正功,電勢(shì)能減??;靜電力做負(fù)功,電勢(shì)能增加能量守恒法在電場(chǎng)中,若只有靜電力做功時(shí),電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化而且其和守恒,動(dòng)能增加,電勢(shì)能減?。环粗?,動(dòng)能減小,電勢(shì)能增加4.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中由公式U=Ed得出的“一式二結(jié)論”5.幾種常見電場(chǎng)圖象的特點(diǎn)及規(guī)律v-t圖象根據(jù)v-t圖象中速度變化、斜率確定電荷所受合力的方向與合力大小變化,確定電場(chǎng)的方向、電勢(shì)高低及電勢(shì)能變化φ-x圖象(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于φ-x圖線的斜率大小,電場(chǎng)強(qiáng)度為零處,φ-x圖線存在極值,其切線的斜率為零;(2)在φ-x圖象中可以直接判斷各點(diǎn)電勢(shì)的高低,并可根據(jù)電勢(shì)高低關(guān)系確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向;(3)在φ-x圖象中分析電荷移動(dòng)時(shí)電勢(shì)能的變化,可用WAB=qUAB,進(jìn)而分析WAB的正負(fù),然后做出判斷E-x圖象(1)反映了電場(chǎng)強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律;(2)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;(3)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)高低根據(jù)電場(chǎng)方向判定Ep-x圖象(1)反映了電勢(shì)能隨位移變化的規(guī)律;(2)圖線的切線斜率大小等于電場(chǎng)力大小;(3)進(jìn)一步判斷場(chǎng)強(qiáng)、動(dòng)能、加速度等隨位移的變化情況.易錯(cuò)點(diǎn)三:不會(huì)分析電容呂的動(dòng)態(tài)問題知識(shí)點(diǎn)2平行板電容器兩類動(dòng)態(tài)的分析思路1.平行板電容器動(dòng)態(tài)的分析思路2.平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析問題的兩種情況(1)平行板電容器充電后,保持電容器的兩極板與電池的兩極相連接:(2)平行板電容器充電后,切斷與電池的連接:易錯(cuò)點(diǎn)四:分析帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題出現(xiàn)錯(cuò)誤。1.用動(dòng)力學(xué)和功能觀點(diǎn)分析帶電粒子做直線運(yùn)動(dòng)問題1(1)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)分析a=eq\f(qE,m),E=eq\f(U,d),v2-v02=2ad(勻強(qiáng)電場(chǎng))。(2)用功能觀點(diǎn)分析勻強(qiáng)電場(chǎng)中:W=Eqd=qU=eq\f(1,2)mv2-eq\f(1,2)mv02。非勻強(qiáng)電場(chǎng)中:W=qU=Ek2-Ek1。2.帶電粒子在電場(chǎng)中的拋體運(yùn)動(dòng)處理方法求解電偏轉(zhuǎn)問題的兩種思路以示波管模型為例,帶電粒子經(jīng)加速電場(chǎng)U1加速,再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)U2偏轉(zhuǎn)后,需再經(jīng)歷一段勻速直線運(yùn)動(dòng)才會(huì)打到熒光屏上而顯示亮點(diǎn)P,如圖所示。(1)確定最終偏移距離OP的兩種方法方法1:方法2:(2)確定粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后的動(dòng)能(或速度)的兩種方法.【易錯(cuò)點(diǎn)提醒一】不理解電場(chǎng)強(qiáng)度的物理意義和疊加原理【例1】.(多選)如圖所示勻強(qiáng)電場(chǎng)E的區(qū)域內(nèi),在O點(diǎn)處放置一點(diǎn)電荷+Q,a、b、c、d、e、f為以O(shè)為球心的球面上的點(diǎn),aecf平面與電場(chǎng)平行,bedf平面與電場(chǎng)垂直,則下列說法中正確的是(

)A.a(chǎn)、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.b點(diǎn)的電勢(shì)等于d點(diǎn)的電勢(shì)C.點(diǎn)電荷+q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí),靜電力一定做功D.將點(diǎn)電荷+q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動(dòng),從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)電勢(shì)能的變化量一定最大【變式1-1】(2023全國(guó)甲卷)在一些電子顯示設(shè)備中,讓陰極發(fā)射的電子束通過適當(dāng)?shù)姆莿驈?qiáng)電場(chǎng),可以使發(fā)散的電子束聚集。下列4幅圖中帶箭頭的實(shí)線表示電場(chǎng)線,如果用虛線表示電子可能的運(yùn)動(dòng)軌跡,其中正確的是()A. B.C. D.【變式1-2】.(2022·全國(guó)乙卷·T19)如圖,兩對(duì)等量異號(hào)點(diǎn)電荷、固定于正方形的4個(gè)項(xiàng)點(diǎn)上。L、N是該正方形兩條對(duì)角線與其內(nèi)切圓的交點(diǎn),O為內(nèi)切圓的圓心,M為切點(diǎn)。則()A.L和N兩點(diǎn)處的電場(chǎng)方向相互垂直B.M點(diǎn)的電場(chǎng)方向平行于該點(diǎn)處的切線,方向向左C.將一帶正電的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到O點(diǎn),電場(chǎng)力做正功D.將一帶正電的點(diǎn)電荷從L點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn),電場(chǎng)力做功為零【變式1-3】(2023全國(guó)乙卷)如圖,等邊三角形位于豎直平面內(nèi),AB邊水平,頂點(diǎn)C在AB邊上方,3個(gè)點(diǎn)電荷分別固定在三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上。已知AB邊中點(diǎn)M處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向下,BC邊中點(diǎn)N處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向上,A點(diǎn)處點(diǎn)電荷的電荷量的絕對(duì)值為q,求(1)B點(diǎn)處點(diǎn)電荷的電荷量的絕對(duì)值并判斷3個(gè)點(diǎn)電荷的正負(fù);(2)C點(diǎn)處點(diǎn)電荷的電荷量。【易錯(cuò)點(diǎn)提醒二】不理會(huì)求非點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度【例2】如圖所示,長(zhǎng)為4l,傾角為37°的光滑絕緣細(xì)桿AD垂直穿過半徑為l、帶電量為-Q的固定大圓環(huán)圓心O,細(xì)桿上B、O、C三點(diǎn)等分細(xì)桿長(zhǎng)度?,F(xiàn)從細(xì)桿的頂端A無初速度地釋放一個(gè)質(zhì)量為m,帶電量為+q的套在細(xì)桿上的可視為點(diǎn)電荷的小滑環(huán)。已知靜電力常量為k,重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,大圓環(huán)上的電荷均勻分布,小滑環(huán)上的電荷不影響電場(chǎng)分布,則下列說法正確的是()A.大圓環(huán)在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為B.小滑環(huán)在B點(diǎn)的加速度大小為C.小滑環(huán)從B到C的過程中電場(chǎng)力所做的功為D.小滑環(huán)在D點(diǎn)的速度大小為【變式1-1】。(2022·山東卷·T3)半徑為R的絕緣細(xì)圓環(huán)固定在圖示位置,圓心位于O點(diǎn),環(huán)上均勻分布著電量為Q的正電荷。點(diǎn)A、B、C將圓環(huán)三等分,取走A、B處兩段弧長(zhǎng)均為的小圓弧上的電荷。將一點(diǎn)電荷q置于延長(zhǎng)線上距O點(diǎn)為的D點(diǎn),O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度剛好為零。圓環(huán)上剩余電荷分布不變,q為()A.正電荷, B.正電荷,C.負(fù)電荷, D.負(fù)電荷,【變式1-2】已知均勻帶電球體在球的外部產(chǎn)生的電場(chǎng)與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)相同.如圖所示,半徑為R的球體上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在過球心O的直線上有A、B兩個(gè)點(diǎn),O和B、B和A間的距離均為R.現(xiàn)以為直徑在球內(nèi)挖一球形空腔,已知靜電力常量為k,球的體積公式為,則A點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為(

)A. B. C. D.故選B?!咀兪?-3】電荷量為+Q的點(diǎn)電荷與半徑為R的均勻帶電圓形薄板相距2R,點(diǎn)電荷與圓心O連線垂直薄板,A點(diǎn)位于點(diǎn)電荷與圓心O連線的中點(diǎn),B與A關(guān)于O對(duì)稱,若A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0,則()A.圓形薄板所帶電荷量為+QB.圓形薄板所帶電荷在A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,方向水平向左C.B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,方向水平向右D.B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,方向水平向右【易錯(cuò)點(diǎn)提醒三】混淆電場(chǎng)能的性質(zhì)物理量之間的關(guān)系【例3】.如圖所示,、、、為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四點(diǎn),它們的連線構(gòu)成正方形,其中邊與電場(chǎng)線平行,點(diǎn)為與連線的交點(diǎn)。一個(gè)電荷量為的正點(diǎn)電荷固定在點(diǎn),下列說法正確的是()A.、兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.、兩點(diǎn)的電勢(shì)不等C.將電子沿直線從點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn),電場(chǎng)力做正功D.將電子沿直線從點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn),電勢(shì)能先減小后增大【變式1-1】.(2023·湖北·統(tǒng)考高考真題)在正點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中有M、N兩點(diǎn),其電勢(shì)分別為、,電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為、。下列說法正確的是()A.若,則M點(diǎn)到電荷Q的距離比N點(diǎn)的遠(yuǎn)B.若,則M點(diǎn)到電荷Q的距離比N點(diǎn)的近C.若把帶負(fù)電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,則D.若把帶正電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,則【變式1-2】(2023·山東·統(tǒng)考高考真題)如圖所示,正六棱柱上下底面的中心為O和,A、D兩點(diǎn)分別固定等量異號(hào)的點(diǎn)電荷,下列說法正確的是(

A.點(diǎn)與點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等B.點(diǎn)與點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同C.點(diǎn)與點(diǎn)的電勢(shì)差小于點(diǎn)與點(diǎn)的電勢(shì)差D.將試探電荷由F點(diǎn)沿直線移動(dòng)到O點(diǎn),其電勢(shì)能先增大后減小【變式1-3】(2023·海南·統(tǒng)考高考真題)如圖所示,正三角形三個(gè)頂點(diǎn)固定三個(gè)等量電荷,其中帶正電,帶負(fù)電,為邊的四等分點(diǎn),下列說法正確的是(

A.、兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同 B.、兩點(diǎn)電勢(shì)相同C.負(fù)電荷在點(diǎn)電勢(shì)能比在點(diǎn)時(shí)要小 D.負(fù)電荷在點(diǎn)電勢(shì)能比在點(diǎn)時(shí)要大【易錯(cuò)點(diǎn)提醒四】分析與電場(chǎng)有關(guān)的三類圖像問題出現(xiàn)錯(cuò)誤【例2】(2022·懷化模擬)某空間存在一電場(chǎng),電場(chǎng)中的電勢(shì)φ在x軸上的分布如圖所示,下列說法正確的是()A.在x軸上,從x1到x2電場(chǎng)強(qiáng)度方向向左B.在x軸上,從x1到x2電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小C.把一負(fù)電荷沿x軸正向從x1移到x2,電場(chǎng)力先減小后增大D.把一負(fù)電荷從x1移到x2,電場(chǎng)力做負(fù)功錯(cuò)【變式1-1】將兩點(diǎn)電荷A、B分別固定在x軸上0m和6m處,點(diǎn)電荷B的電荷量為-Q,兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)隨x變化的關(guān)系如圖所示,其中處電勢(shì)最高,x軸上M、N兩點(diǎn)分別處于3m和5m處,靜電力常量為k,下列說法正確的是()

A.點(diǎn)電荷A的電荷量為+4QB.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C.正試探電荷由M點(diǎn)沿x軸運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中,電勢(shì)能先減小后增大D.若在M點(diǎn)固定一電荷量為q的試探電荷,則該試探電荷受到的電場(chǎng)力大小為【變式1-2】已知試探電荷在場(chǎng)源點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中所具有電勢(shì)能表達(dá)式為,其中為靜電力常量,為試探電荷與場(chǎng)源點(diǎn)電荷間的距離,且規(guī)定無窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為0。真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷和,分別固定在坐標(biāo)軸和的位置上。一帶負(fù)電的試探電荷在軸上各點(diǎn)具有的電勢(shì)能隨變化關(guān)系如圖所示,其中試探電荷在A、兩點(diǎn)的電勢(shì)能為零,A點(diǎn)的坐標(biāo)是點(diǎn)為點(diǎn)電荷右邊電勢(shì)能最小的點(diǎn),則下列說法正確的是()

A.為正電荷,為負(fù)電荷B.點(diǎn)電荷與電量之比為C.點(diǎn)對(duì)應(yīng)軸位置的坐標(biāo)是D.兩點(diǎn)電荷在軸上電場(chǎng)強(qiáng)度相同的點(diǎn)的位置為【變式1-3】如圖所示為沿x軸方向的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨位置x變化的關(guān)系圖像,在x軸負(fù)方向上的圖像是直線,x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的方向,電子的電荷量為-e(e>0)。則下列說法正確的是()A.原點(diǎn)O處的電勢(shì)最高,處的電勢(shì)最低B.電子在處和x1處的電勢(shì)能相等C.將電子沿x軸從坐標(biāo)原點(diǎn)O移到x1處,電子的電勢(shì)能增加D.將電子沿x軸從坐標(biāo)原點(diǎn)O移到處,電場(chǎng)力做功eE0x1【易錯(cuò)點(diǎn)提醒五】電容器動(dòng)態(tài)分析沒有弄清因果關(guān)系【例5】如圖所示,直流電源與一平行板電容器、理想二極管正向電阻為零可以視為短路,反向電阻無窮大可以視為斷路連接,二極管一端接地。閉合開關(guān),電路穩(wěn)定后,一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是()

A.將平行板電容器下極板向下移動(dòng),則P點(diǎn)的電勢(shì)不變B.將平行板電容器上極板向上移動(dòng),則P點(diǎn)的電勢(shì)不變C.減小極板間的正對(duì)面積,帶電油滴會(huì)向上移動(dòng)D.無論哪個(gè)極板向上移動(dòng)還是向下移動(dòng),帶電油滴都不可能向下運(yùn)動(dòng)【變式1-1】如圖所示,日前多媒體教學(xué)一體機(jī)普遍采用了電容觸摸屏,因?yàn)楣ぷ髅嫔辖佑懈哳l信號(hào),當(dāng)用戶手指觸摸電容觸摸屏?xí)r,手指相當(dāng)于接地導(dǎo)體,手指和工作面形成一個(gè)電容器,控制器由此確定手指位置。對(duì)于電容觸摸屏,下列說法正確的是(

A.手指與屏的接觸面積變大時(shí),電容變大B.手指與屏的接觸面積變大時(shí),電容變小C.手指壓力變大時(shí),手指與屏的工作面距離變小,電容變小D.手指壓力變大時(shí),手指與屏的工作面距離變小,電容不變【變式1-2】.如圖所示,是一個(gè)由電池、電阻R、開關(guān)S與平行板電容器組成的串聯(lián)電路,開關(guān)S閉合。一帶電液滴懸浮在兩板間P點(diǎn)不動(dòng),下列說法正確的是()A.帶電液滴可能帶正電B.增大兩極板距離的過程中,電容器的電容C減小C.增大兩極板距離的過程中,電阻R中有b從到a的電流D.若斷開S,減小兩極板距離,帶電液滴仍靜止不動(dòng)【易錯(cuò)點(diǎn)提醒六】分析帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)錯(cuò)誤【例6】.電子被電壓為U的電場(chǎng)加速后,垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向飛入一個(gè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),飛入時(shí)動(dòng)能為,飛出時(shí)動(dòng)能加到飛入時(shí)的2倍。如果加速電場(chǎng)的電壓增為4U,此電子飛出同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能變?yōu)槎嗌??【?】如圖9—4—8細(xì)線一端系住質(zhì)量為的小球,以另一端O為圓心,使小球在豎直面內(nèi)作半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。若球帶正電,空間有場(chǎng)強(qiáng)為E豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),為了使小球能完整圓整運(yùn)動(dòng),在最低入A小球應(yīng)有多大的速度?【變式1-1】一對(duì)平行正對(duì)的金屬板C、D接入如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,C板固定,D板可左右平行移動(dòng),閉合開關(guān),一段時(shí)間后再斷開開關(guān),從C板發(fā)射一電子,恰能運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)后再返回,已知A到D板的距離是板間距離的三分之一,電子質(zhì)量為m,電荷量為-e,忽略電子的重力,則()

A.設(shè)定C板電勢(shì)為0,電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能為B.若要讓電子能夠到達(dá)D板,可將D板向左平移至A點(diǎn)或A點(diǎn)左側(cè)某位置C.若要讓電子能夠到達(dá)D板,可將D板向右平移至某位置D.若要讓電子能夠到達(dá)D板,可閉合開關(guān),再將D板向右平移至某位置【變式1-2】示波器是一種多功能電學(xué)儀器,它是由加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)組成的。如圖所示,質(zhì)量為m的帶電粒子由靜止開始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,沿平行于板面的方向從正中間射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),并從另一側(cè)射出。已知帶電粒子的電荷量為q,加速電場(chǎng)電壓為U1,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的極板長(zhǎng)度為L(zhǎng),兩極板間的距離為d,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板間的電壓為U2且可調(diào)節(jié),不計(jì)粒子的重力。則下列說法正確的是()A.粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為q(U1+U2)B.同種電性的不同帶電粒子,射出裝置的位置相同C.減小U2,帶電粒子通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間變長(zhǎng)D.若粒子剛好從下極板邊緣離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),則【變式1-3】4.如圖所示,一質(zhì)量為、帶電荷量為的小球,以速度沿兩正對(duì)帶電平行金屬板MN(板間電場(chǎng)可看成勻強(qiáng)電場(chǎng))左側(cè)某位置水平向右飛入,已知極板長(zhǎng),兩極板間距為,不計(jì)空氣阻力,小球飛離極板后恰好由A點(diǎn)沿切線進(jìn)入豎直光滑絕緣圓弧軌道ABCD,AC、BD為圓軌道的直徑,在圓軌道區(qū)域有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與MN間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。已知,,,下列說法正確的是()A.小球在A點(diǎn)的速度大小為4m/sB.MN兩極板間的電勢(shì)差為C.小球運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的速度大小為5m/sD.軌道半徑時(shí)小球不會(huì)在ABCD區(qū)間脫離圓弧軌道【1.(2023·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)在O點(diǎn)處固定一個(gè)正點(diǎn)電荷,P點(diǎn)在O點(diǎn)右上方。從P點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)帶負(fù)電的小球,小球僅在重力和該點(diǎn)電荷電場(chǎng)力作用下在豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng),其一段軌跡如圖所示。M、N是軌跡上的兩點(diǎn),OP>OM,OM=ON,則小球(

A.在運(yùn)動(dòng)過程中,電勢(shì)能先增加后減少B.在P點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能C.在M點(diǎn)的機(jī)械能等于在N點(diǎn)的機(jī)械能D.從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中,電場(chǎng)力始終不做功2.(2023·湖北·統(tǒng)考高考真題)在正點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中有M、N兩點(diǎn),其電勢(shì)分別為、,電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為、。下列說法正確的是()A.若,則M點(diǎn)到電荷Q的距離比N點(diǎn)的遠(yuǎn)B.若,則M點(diǎn)到電荷Q的距離比N點(diǎn)的近C.若把帶負(fù)電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,則D.若把帶正電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,則3.(2022·湖南卷·T2)如圖,四根完全相同的均勻帶正電絕緣長(zhǎng)棒對(duì)稱放置在長(zhǎng)方體的四條長(zhǎng)邊a、b、c、d上。移去a處的絕緣棒,假定另外三根絕緣棒電荷分布不變。關(guān)于長(zhǎng)方體幾何中心O點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度方向和電勢(shì)的變化,下列說法正確的是()A.電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直指向a,電勢(shì)減小 B.電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直指向c,電勢(shì)減小C.電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直指向a,電勢(shì)增大 D.電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直指向c,電勢(shì)增大4.(2022·河北·T6)如圖,真空中電荷量為和的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別位于點(diǎn)與點(diǎn),形成一個(gè)以延長(zhǎng)線上點(diǎn)為球心,電勢(shì)為零的等勢(shì)面(取無窮處電勢(shì)為零),為連線上的一點(diǎn),S為等勢(shì)面與直線的交點(diǎn),為等勢(shì)面上的一點(diǎn),下列說法正確的是()A.點(diǎn)電勢(shì)低于點(diǎn)電勢(shì) B.點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向指向O點(diǎn)C.除無窮遠(yuǎn)處外,直線MN上還有兩個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn) D.將正試探電荷從T點(diǎn)移到P點(diǎn),靜電力做正功5.(2023年湖北卷高考真題)一帶正電微粒從靜止開始經(jīng)電壓加速后,射入水平放置的平行板電容器,極板間電壓為。微粒射入時(shí)緊靠下極板邊緣,速度方向與極板夾角為,微粒運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)到極板左右兩端的水平距離分別為和L,到兩極板距離均為d,如圖所示。忽略邊緣效應(yīng),不計(jì)重力。下列說法正確的是(

A.B.C.微粒穿過電容器區(qū)域的偏轉(zhuǎn)角度的正切值為2D.僅改變微粒的質(zhì)量或者電荷數(shù)量,微粒在電容器中的運(yùn)動(dòng)軌跡不變3.(2023·遼寧沈陽(yáng)·沈陽(yáng)二中校考模擬預(yù)測(cè))如圖所示,在邊長(zhǎng)為a的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)A、B、C上,分別固定三個(gè)電荷量相等的點(diǎn)電荷,其中A、B處的點(diǎn)電荷均帶正電,C處的點(diǎn)電荷帶負(fù)電,O為三角形中心,已知k為靜電力常量,則關(guān)于O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小,下列說法正確的是()A. B. C. D.7.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,一半徑為R的絕緣環(huán)上,均勻地分布有電荷量為Q的電荷,在垂直于圓環(huán)平面的對(duì)稱軸上有一點(diǎn)P,它與環(huán)心O的距離OP=L。靜電力常量為k,關(guān)于P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E,下列四個(gè)表達(dá)式中有一個(gè)是正確的,請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)的物理知識(shí),通過一定的分析,判斷正確的表達(dá)式是()A. B. C. D.8.(2023·山東棗莊·統(tǒng)考二模)如圖所示,A、B為兩個(gè)對(duì)稱的圓錐的頂點(diǎn),相距2l、圓錐的底面半徑為l,C點(diǎn)為圓錐底面圓周上的一點(diǎn),O點(diǎn)為AB連線的中點(diǎn),D點(diǎn)為OB連線的中點(diǎn)?,F(xiàn)把兩個(gè)電荷量都是Q的正點(diǎn)電荷分別置于A、B兩點(diǎn)。該空間為真空,靜電力常量為k。則下列說法正確的是()A.圓周上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向都平行于AB連線B.圓周上C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為C.在OB連線上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都一定大于C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.將另一個(gè)帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷q從C點(diǎn)沿CO、OD的折線路徑移動(dòng)到D點(diǎn)的過程中,其電勢(shì)能一定逐漸減小9.(2023·山東·統(tǒng)考二模)學(xué)校科技節(jié)中某參賽選手設(shè)計(jì)了運(yùn)輸軌道,如圖甲所示,可簡(jiǎn)化為傾角為θ的足夠長(zhǎng)固定絕緣光滑斜面。以斜面底端為坐標(biāo)原點(diǎn),沿斜面向上為x軸的正方向,且沿x軸部分區(qū)域存在電場(chǎng)。在斜面底端由靜止釋放一質(zhì)量為m、電荷量為+q的滑塊,在滑塊向上運(yùn)動(dòng)的一段過程中,機(jī)械能E隨位置坐標(biāo)x的變化如圖乙所示,曲線A點(diǎn)處切線斜率最大?;瑝K可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,不計(jì)滑塊產(chǎn)生的電場(chǎng)。以下說法正確的是()A.在過程中,滑塊動(dòng)能先減小后恒定B.在處滑塊的動(dòng)能最大,C.在的過程中重力勢(shì)能與電勢(shì)能之和一直增大D.在過程中,滑塊先加速后減速10.(2023·甘肅張掖·高臺(tái)縣第一中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))某電場(chǎng)等勢(shì)面分布情況如圖所示,A、B分別為場(chǎng)中兩點(diǎn),一帶電粒子在此電場(chǎng)中的軌跡如虛線所示,下列判斷正確的是()A.帶電粒子帶負(fù)電B.帶電粒子在B點(diǎn)的加速度大于在A點(diǎn)的加速度C.帶電粒子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度大于在A點(diǎn)的速度D.負(fù)的點(diǎn)電荷在B點(diǎn)由靜止釋放,只在電場(chǎng)力的作用下電荷將沿著等勢(shì)面e運(yùn)動(dòng)11.(2023·甘肅·統(tǒng)考三模)如圖所示,一對(duì)面積較大的平行板電容器AB水平放置,A板帶正電荷,B板接地,P為兩板中點(diǎn),再使A、B分別以中心點(diǎn)O、O?為軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)過一個(gè)相同的小角度θ,下列結(jié)論正確的是()

A.電容器AB的電容不變 B.兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大C.兩板間的P點(diǎn)電勢(shì)增大 D.兩板間的P點(diǎn)電勢(shì)降低12.(2023·陜西商洛·鎮(zhèn)安中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè))如圖所示,一長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕繩一端系著質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))、另一端固定在O點(diǎn),整個(gè)空間存在與豎直方向夾角為的勻強(qiáng)電場(chǎng)。小球繞O點(diǎn)在豎直面ACBD內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),其中AB水平,CD豎直,E、F連線與電場(chǎng)平行且經(jīng)過O點(diǎn),小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速度最小,為,g為重力加速度,則下列說法正確的是()

A.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 B.小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),合力做功為4mgLC.小球在B點(diǎn)時(shí)輕繩的拉力大小為6mg D.小球運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)時(shí)機(jī)械能最小13.(多選)(2023·湖南長(zhǎng)沙·長(zhǎng)沙一中校考二模)如圖所示,兩個(gè)等大的均勻帶電圓環(huán),帶電量分別為和,圓心分別為A、C。將它們平行放置,AC與環(huán)面垂直,B是AC的中點(diǎn)?,F(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m,帶電量為的微粒(重力不計(jì))在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),關(guān)于微粒運(yùn)動(dòng),下列判斷正確的是()

A.若使微粒從B點(diǎn)開始沿垂直AC的直線運(yùn)動(dòng),則電勢(shì)能不變B.若微粒從A點(diǎn)由靜止釋放,則微粒在AC間做往返運(yùn)動(dòng)C.若微粒從A點(diǎn)由靜止釋放,則微粒的電勢(shì)能先減小后增大,在C點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能最小D.若微粒從A點(diǎn)由靜止釋放,則微粒的最終速度與經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度相等14.(多選)(2023·全國(guó)·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))如圖,為空間中的八個(gè)點(diǎn),八個(gè)點(diǎn)恰好位于正方體的八個(gè)頂點(diǎn)。勻強(qiáng)電場(chǎng)恰好沿正方體的對(duì)角線方向,已知正方體邊長(zhǎng)為間的電勢(shì)差為,下列關(guān)于間電勢(shì)高低及電場(chǎng)強(qiáng)度大小分析正確的是(

A. B. C. D.15.(2023·江西九江·統(tǒng)考三模)如圖所示,豎直平面內(nèi)有一個(gè)半徑為R的圓周,A、D兩點(diǎn)為其水平直徑的兩端,C、F兩點(diǎn)為其豎直直徑的兩端。空間有與圓周平面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng),在圓周上的B點(diǎn)有一粒子源,在圓周平面內(nèi),以相同大小的初速度v0沿各個(gè)方向發(fā)射質(zhì)量為m的帶相同正電荷的微粒。對(duì)比到達(dá)圓周上各點(diǎn)的微粒的能量,發(fā)現(xiàn)到達(dá)D點(diǎn)的微粒機(jī)械能最大,到達(dá)E點(diǎn)的微粒動(dòng)能最大。已知重力加速度為g,則(

A.電場(chǎng)的方向沿半徑O到EB.微粒所受電場(chǎng)力大小為C.微粒動(dòng)能的最小值為D.微粒動(dòng)能的最大值為16.(2023·海南·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))如圖所示,曲線為一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下通過一個(gè)固定正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,為這條軌跡上的三個(gè)點(diǎn),且?guī)щ娏W釉邳c(diǎn)所受的電場(chǎng)力方向與速度方向垂直,由此可知下列說法正確的是()

A.粒子在兩點(diǎn)的加速度大小 B.粒子在兩點(diǎn)的加速度大小C.兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小 D.兩點(diǎn)的電勢(shì)17.(2023·黑龍江哈爾濱·哈師大附中??寄M預(yù)測(cè))如圖甲所示,圓形區(qū)域存在與圓平面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)E(圖中未畫出),圓的兩條直徑AB與CD間的夾角為,從A點(diǎn)向圓形平面內(nèi)不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子(不計(jì)質(zhì)子間相互作用),發(fā)現(xiàn)從圓邊界射出的粒子中D點(diǎn)射出的粒子速度最大。以A為坐標(biāo)原點(diǎn)。沿AB方向建立x坐標(biāo)軸,B點(diǎn)的坐標(biāo)為,x軸上從A到B的電勢(shì)變化如圖乙所示,則()

A.CD間電勢(shì)差 B.CD間電勢(shì)差C.電場(chǎng)強(qiáng)度 D.電場(chǎng)強(qiáng)度

易錯(cuò)點(diǎn)09靜電場(chǎng)目錄01易錯(cuò)陷阱(4大陷阱)02舉一反三【易錯(cuò)點(diǎn)提醒一】不理解電場(chǎng)強(qiáng)度的物理意義和疊加原理【易錯(cuò)點(diǎn)提醒二】不會(huì)求非點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度【易錯(cuò)點(diǎn)提醒三】沒有弄清電勢(shì)、電勢(shì)能、電場(chǎng)力做功及電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系【易錯(cuò)點(diǎn)提醒四】分析電場(chǎng)三類圖像問題出現(xiàn)錯(cuò)誤【易錯(cuò)點(diǎn)提醒五】分析電容器的動(dòng)態(tài)問題錯(cuò)誤【易錯(cuò)點(diǎn)提醒六】不讓解帶電粒子在電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)出包錯(cuò)誤03易錯(cuò)題通關(guān)易錯(cuò)點(diǎn)一:錯(cuò)誤地理解電場(chǎng)強(qiáng)度和錯(cuò)誤地求非點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度1.電場(chǎng)強(qiáng)度三個(gè)公式的比較公式適用范圍任何電場(chǎng)真空中的點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場(chǎng)2.等量同種和異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度的比較比較項(xiàng)目等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布圖連線中點(diǎn)O處的場(chǎng)強(qiáng)連線上O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小,指向負(fù)電荷一方為零連線上的場(chǎng)強(qiáng)大小(從左到右)沿連線先變小,再變大沿連線先變小,再變大沿中垂線由O點(diǎn)向外場(chǎng)強(qiáng)大小O點(diǎn)最大,向外逐漸減小O點(diǎn)最小,向外先變大后變小關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A和A’、B和B’的場(chǎng)強(qiáng)等大同向等大反向3.電場(chǎng)線的理解(1)任意兩條電場(chǎng)線不相交不相切;(2)電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱,電場(chǎng)線越密,電場(chǎng)強(qiáng)度越大,電場(chǎng)線越稀,電場(chǎng)強(qiáng)度越?。唬?)電場(chǎng)線上任意一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向即為該點(diǎn)的切線方向。正電荷受力方向與該點(diǎn)電場(chǎng)方向相同;負(fù)電荷受力方向與該點(diǎn)電場(chǎng)方向相反;(4)兩條電場(chǎng)線間的空白區(qū)域,也存在電場(chǎng);4.求非點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度的方法(1)疊加法:多個(gè)點(diǎn)電荷在空間某處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為各電荷在該處所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。(2)對(duì)稱法:利用空間上對(duì)稱分布的電荷形成的電場(chǎng)具有對(duì)稱性的特點(diǎn),使復(fù)雜電場(chǎng)的疊加計(jì)算問題大為簡(jiǎn)化。(3)補(bǔ)償法:將有缺口的帶電圓環(huán)補(bǔ)全為圓環(huán),或?qū)肭蛎嫜a(bǔ)全為球面,然后再應(yīng)用對(duì)稱的特點(diǎn)進(jìn)行分析,有時(shí)還要用到微元思想。(4)微元法:將帶電體分成許多電荷元,每個(gè)電荷元看成點(diǎn)電荷,先根據(jù)庫(kù)侖定律求出每個(gè)電荷元的場(chǎng)強(qiáng),再結(jié)合對(duì)稱性和場(chǎng)強(qiáng)疊加原理求出合場(chǎng)強(qiáng)。易錯(cuò)點(diǎn)二:混淆電場(chǎng)能的性質(zhì)物理量之間的關(guān)系且分析電場(chǎng)圖像問題出現(xiàn)錯(cuò)誤1.電勢(shì)高低的判斷“四法”判斷方法方法解讀電場(chǎng)線方向法沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低場(chǎng)源電荷正負(fù)法取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,正電荷周圍電勢(shì)為正值,負(fù)電荷周圍電勢(shì)為負(fù)值;越靠近正電荷處電勢(shì)越高,越靠近負(fù)電荷處電勢(shì)越低電勢(shì)能大小法同一正電荷的電勢(shì)能越大的位置處電勢(shì)越高,同一負(fù)電荷的電勢(shì)能越大的位置處電勢(shì)越低靜電力做功法根據(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2.電勢(shì)能的大小判斷“四法”判斷方法方法解讀公式法將電荷量、電勢(shì)及正負(fù)號(hào)一起代入公式EpA=qφA計(jì)算,EpA>0時(shí)值越大,電勢(shì)能越大;EpA<0時(shí)絕對(duì)值越大,電勢(shì)能越小電勢(shì)高低法同一正電荷在電勢(shì)越高的地方電勢(shì)能越大;同一負(fù)電荷在電勢(shì)越低的地方電勢(shì)能越大靜電力做功法靜電力做正功,電勢(shì)能減??;靜電力做負(fù)功,電勢(shì)能增加能量守恒法在電場(chǎng)中,若只有靜電力做功時(shí),電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化而且其和守恒,動(dòng)能增加,電勢(shì)能減??;反之,動(dòng)能減小,電勢(shì)能增加4.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中由公式U=Ed得出的“一式二結(jié)論”5.幾種常見電場(chǎng)圖象的特點(diǎn)及規(guī)律v-t圖象根據(jù)v-t圖象中速度變化、斜率確定電荷所受合力的方向與合力大小變化,確定電場(chǎng)的方向、電勢(shì)高低及電勢(shì)能變化φ-x圖象(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于φ-x圖線的斜率大小,電場(chǎng)強(qiáng)度為零處,φ-x圖線存在極值,其切線的斜率為零;(2)在φ-x圖象中可以直接判斷各點(diǎn)電勢(shì)的高低,并可根據(jù)電勢(shì)高低關(guān)系確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向;(3)在φ-x圖象中分析電荷移動(dòng)時(shí)電勢(shì)能的變化,可用WAB=qUAB,進(jìn)而分析WAB的正負(fù),然后做出判斷E-x圖象(1)反映了電場(chǎng)強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律;(2)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;(3)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)高低根據(jù)電場(chǎng)方向判定Ep-x圖象(1)反映了電勢(shì)能隨位移變化的規(guī)律;(2)圖線的切線斜率大小等于電場(chǎng)力大?。?3)進(jìn)一步判斷場(chǎng)強(qiáng)、動(dòng)能、加速度等隨位移的變化情況.易錯(cuò)點(diǎn)三:不會(huì)分析電容呂的動(dòng)態(tài)問題知識(shí)點(diǎn)2平行板電容器兩類動(dòng)態(tài)的分析思路1.平行板電容器動(dòng)態(tài)的分析思路2.平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析問題的兩種情況(1)平行板電容器充電后,保持電容器的兩極板與電池的兩極相連接:(2)平行板電容器充電后,切斷與電池的連接:易錯(cuò)點(diǎn)四:分析帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題出現(xiàn)錯(cuò)誤。1.用動(dòng)力學(xué)和功能觀點(diǎn)分析帶電粒子做直線運(yùn)動(dòng)問題1(1)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)分析a=eq\f(qE,m),E=eq\f(U,d),v2-v02=2ad(勻強(qiáng)電場(chǎng))。(2)用功能觀點(diǎn)分析勻強(qiáng)電場(chǎng)中:W=Eqd=qU=eq\f(1,2)mv2-eq\f(1,2)mv02。非勻強(qiáng)電場(chǎng)中:W=qU=Ek2-Ek1。2.帶電粒子在電場(chǎng)中的拋體運(yùn)動(dòng)處理方法求解電偏轉(zhuǎn)問題的兩種思路以示波管模型為例,帶電粒子經(jīng)加速電場(chǎng)U1加速,再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)U2偏轉(zhuǎn)后,需再經(jīng)歷一段勻速直線運(yùn)動(dòng)才會(huì)打到熒光屏上而顯示亮點(diǎn)P,如圖所示。(1)確定最終偏移距離OP的兩種方法方法1:方法2:(2)確定粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后的動(dòng)能(或速度)的兩種方法.【易錯(cuò)點(diǎn)提醒一】不理解電場(chǎng)強(qiáng)度的物理意義和疊加原理【例1】.(多選)如圖所示勻強(qiáng)電場(chǎng)E的區(qū)域內(nèi),在O點(diǎn)處放置一點(diǎn)電荷+Q,a、b、c、d、e、f為以O(shè)為球心的球面上的點(diǎn),aecf平面與電場(chǎng)平行,bedf平面與電場(chǎng)垂直,則下列說法中正確的是(

)A.a(chǎn)、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.b點(diǎn)的電勢(shì)等于d點(diǎn)的電勢(shì)C.點(diǎn)電荷+q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí),靜電力一定做功D.將點(diǎn)電荷+q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動(dòng),從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)電勢(shì)能的變化量一定最大易錯(cuò)分析:選A的原因:沒有真正理解電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理,各個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)激發(fā)的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。誤選C的原因:電場(chǎng)疊加后,球面上的點(diǎn)電勢(shì)不再全部相等?!敬鸢浮緽D【解析】A.點(diǎn)電荷+Q在a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相反,可知與勻強(qiáng)電場(chǎng)疊加后,合場(chǎng)強(qiáng)大小不相等,故A錯(cuò)誤;BC.點(diǎn)電荷+Q在b、d兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,勻強(qiáng)電場(chǎng)在b、d兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,電勢(shì)是標(biāo)量,可知點(diǎn)電荷和勻強(qiáng)電場(chǎng)疊加后,b點(diǎn)的電勢(shì)等于d點(diǎn)的電勢(shì),點(diǎn)電荷+q沿bedf在球面上b、d兩點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí),靜電力不做功,故B正確,C錯(cuò)誤;D.點(diǎn)電荷+Q在球面上任意點(diǎn)的電勢(shì)均相等;勻強(qiáng)電場(chǎng)在球面上的a點(diǎn)的電勢(shì)最高,在球面上的c點(diǎn)的電勢(shì)最低;故疊加后球面上的a點(diǎn)的電勢(shì)最高,c點(diǎn)的電勢(shì)最低,根據(jù)可知將點(diǎn)電荷+q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動(dòng),從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)電場(chǎng)力做功最大,電勢(shì)能的變化量最大,故D正確。故選BD?!咀兪?-1】(2023全國(guó)甲卷)在一些電子顯示設(shè)備中,讓陰極發(fā)射的電子束通過適當(dāng)?shù)姆莿驈?qiáng)電場(chǎng),可以使發(fā)散的電子束聚集。下列4幅圖中帶箭頭的實(shí)線表示電場(chǎng)線,如果用虛線表示電子可能的運(yùn)動(dòng)軌跡,其中正確的是()A. B.C. D.【答案】A【解析】A.電子做曲線運(yùn)動(dòng)滿足合力指向軌跡凹側(cè),A正確;B.電子做曲線運(yùn)動(dòng)滿足合力指向軌跡凹側(cè),對(duì)電子受力分析有可見與電場(chǎng)力的受力特點(diǎn)相互矛盾,B錯(cuò)誤;C.電子做曲線運(yùn)動(dòng)滿足合力指向軌跡凹側(cè),對(duì)電子受力分析有可見與電場(chǎng)力的受力特點(diǎn)相互矛盾,C錯(cuò)誤;D.電子做曲線運(yùn)動(dòng)滿足合力指向軌跡凹側(cè),對(duì)電子受力分析有可見與電場(chǎng)力的受力特點(diǎn)相互矛盾,D錯(cuò)誤【變式1-2】.(2022·全國(guó)乙卷·T19)如圖,兩對(duì)等量異號(hào)點(diǎn)電荷、固定于正方形的4個(gè)項(xiàng)點(diǎn)上。L、N是該正方形兩條對(duì)角線與其內(nèi)切圓的交點(diǎn),O為內(nèi)切圓的圓心,M為切點(diǎn)。則()A.L和N兩點(diǎn)處的電場(chǎng)方向相互垂直B.M點(diǎn)的電場(chǎng)方向平行于該點(diǎn)處的切線,方向向左C.將一帶正電的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到O點(diǎn),電場(chǎng)力做正功D.將一帶正電的點(diǎn)電荷從L點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn),電場(chǎng)力做功為零【答案】AB【解析】A.兩個(gè)正電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向由N指向O,N點(diǎn)處于兩負(fù)電荷連線的中垂線上,則兩負(fù)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向由N指向O,則N點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)方向由N指向O,同理可知,兩個(gè)負(fù)電荷在L處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向由O指向L,L點(diǎn)處于兩正電荷連線的中垂線上,兩正電荷在L處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向由O指向L,則L處的合場(chǎng)方向由O指向L,由于正方向兩對(duì)角線垂直平分,則L和N兩點(diǎn)處的電場(chǎng)方向相互垂直,故A正確;B.正方向底邊的一對(duì)等量異號(hào)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向向左,而正方形上方的一對(duì)等量異號(hào)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向向右,由于M點(diǎn)離上方一對(duì)等量異號(hào)電荷距離較遠(yuǎn),則M點(diǎn)的場(chǎng)方向向左,故B正確;C.由圖可知,M和O點(diǎn)位于兩等量異號(hào)電荷的等勢(shì)線上,即M和O點(diǎn)電勢(shì)相等,所以將一帶正電的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到O點(diǎn),電場(chǎng)力做功為零,故C錯(cuò)誤;D.由圖可知,L點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)電勢(shì),則將一帶正電的點(diǎn)電荷從L點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn),電場(chǎng)力做功不為零,故D錯(cuò)誤?!咀兪?-3】(2023全國(guó)乙卷)如圖,等邊三角形位于豎直平面內(nèi),AB邊水平,頂點(diǎn)C在AB邊上方,3個(gè)點(diǎn)電荷分別固定在三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上。已知AB邊中點(diǎn)M處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向下,BC邊中點(diǎn)N處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向上,A點(diǎn)處點(diǎn)電荷的電荷量的絕對(duì)值為q,求(1)B點(diǎn)處點(diǎn)電荷的電荷量的絕對(duì)值并判斷3個(gè)點(diǎn)電荷的正負(fù);(2)C點(diǎn)處點(diǎn)電荷的電荷量?!敬鸢浮浚?),A、B、C均為正電荷;(2)【解析】(1)因?yàn)镸點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度豎直向下,則C為正電荷,根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理,可知A、B兩點(diǎn)的電荷在M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相反,則B點(diǎn)電荷帶電量為,電性與A相同,又點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度豎直向上,可得處電荷在點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)垂直BC沿AN連線向右上,如圖所示可知A處電荷為正電荷,所以A、B、C均為正電荷。(2)如圖所示由幾何關(guān)系即其中解得【易錯(cuò)點(diǎn)提醒二】不理會(huì)求非點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度【例2】如圖所示,長(zhǎng)為4l,傾角為37°的光滑絕緣細(xì)桿AD垂直穿過半徑為l、帶電量為-Q的固定大圓環(huán)圓心O,細(xì)桿上B、O、C三點(diǎn)等分細(xì)桿長(zhǎng)度?,F(xiàn)從細(xì)桿的頂端A無初速度地釋放一個(gè)質(zhì)量為m,帶電量為+q的套在細(xì)桿上的可視為點(diǎn)電荷的小滑環(huán)。已知靜電力常量為k,重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,大圓環(huán)上的電荷均勻分布,小滑環(huán)上的電荷不影響電場(chǎng)分布,則下列說法正確的是()A.大圓環(huán)在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為B.小滑環(huán)在B點(diǎn)的加速度大小為C.小滑環(huán)從B到C的過程中電場(chǎng)力所做的功為D.小滑環(huán)在D點(diǎn)的速度大小為易錯(cuò)分析:誤認(rèn)為是點(diǎn)電荷模型,錯(cuò)先A項(xiàng),實(shí)際上B點(diǎn)離環(huán)較近,所以環(huán)相對(duì)B點(diǎn)不能看做是點(diǎn)電荷模型。要求出B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,只能轉(zhuǎn)換思維方法?!敬鸢浮緿【詳解】A.由題意可知圓環(huán)上電荷分布均勻,取環(huán)上一點(diǎn),設(shè)其電荷量為Q1,該點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為,Q1在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),OA方向?yàn)檎较蚪軸,Q1在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)在x軸方向的分量為大圓環(huán)在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小故A錯(cuò)誤;B.小滑環(huán)在B點(diǎn),由牛頓第二定律得解得故B錯(cuò)誤;C.由對(duì)稱性可知B、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等小滑環(huán)從B到C的過程中電場(chǎng)力所做的功故C錯(cuò)誤;D.由對(duì)稱性可得庫(kù)侖力做功;從A到D,由動(dòng)能定理得解得故D正確。故選D?!咀兪?-1】。(2022·山東卷·T3)半徑為R的絕緣細(xì)圓環(huán)固定在圖示位置,圓心位于O點(diǎn),環(huán)上均勻分布著電量為Q的正電荷。點(diǎn)A、B、C將圓環(huán)三等分,取走A、B處兩段弧長(zhǎng)均為的小圓弧上的電荷。將一點(diǎn)電荷q置于延長(zhǎng)線上距O點(diǎn)為的D點(diǎn),O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度剛好為零。圓環(huán)上剩余電荷分布不變,q為()A.正電荷, B.正電荷,C.負(fù)電荷, D.負(fù)電荷,【答案】C【解析】取走A、B處兩段弧長(zhǎng)均為的小圓弧上的電荷,根據(jù)對(duì)稱性可知,圓環(huán)在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為與A在同一直徑上的A1和與B在同一直徑上的B1產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和,如圖所示,因?yàn)閮啥位¢L(zhǎng)非常小,故可看成點(diǎn)電荷,則有由圖可知,兩場(chǎng)強(qiáng)的夾角為,則兩者的合場(chǎng)強(qiáng)為根據(jù)O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為0,則放在D點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電,大小為根據(jù)聯(lián)立解得故選C?!咀兪?-2】已知均勻帶電球體在球的外部產(chǎn)生的電場(chǎng)與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)相同.如圖所示,半徑為R的球體上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在過球心O的直線上有A、B兩個(gè)點(diǎn),O和B、B和A間的距離均為R.現(xiàn)以為直徑在球內(nèi)挖一球形空腔,已知靜電力常量為k,球的體積公式為,則A點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為(

)A. B. C. D.【答案】B【詳解】由題意知,半徑為R的均勻帶電球體在A點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)挖出的小球半徑為,因?yàn)殡姾删鶆蚍植?,其帶電荷量則其在A點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)所以剩余部分帶電體在A點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)故選B。【變式1-3】電荷量為+Q的點(diǎn)電荷與半徑為R的均勻帶電圓形薄板相距2R,點(diǎn)電荷與圓心O連線垂直薄板,A點(diǎn)位于點(diǎn)電荷與圓心O連線的中點(diǎn),B與A關(guān)于O對(duì)稱,若A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0,則()A.圓形薄板所帶電荷量為+QB.圓形薄板所帶電荷在A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,方向水平向左C.B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,方向水平向右D.B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,方向水平向右【答案】BD【詳解】AB.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,而點(diǎn)電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為,方向水平向右則可知圓形薄板所帶電荷在A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,方向水平向左,知圓形薄板帶正電;若圓形薄板所帶電荷量集中在圓心O,則電荷量大小應(yīng)為,而實(shí)際上圓形薄板的電荷量是均勻分布在薄板上的,除了圓心O處距離A點(diǎn)的距離與點(diǎn)電荷距離O點(diǎn)的距離相同外,其余各點(diǎn)距離O點(diǎn)的距離都大于,若將電荷量均勻的分布在薄板上,則根據(jù)點(diǎn)電荷在某點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)公式可知,合場(chǎng)強(qiáng)一定小于,因此可知圓形薄板所帶電荷量一定大于+Q,故A錯(cuò)誤,B正確;CD.B點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)與A點(diǎn)對(duì)稱,則可知圓形薄板在B點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為,方向水平向右而點(diǎn)電荷在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為,方向水平向右則根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加法則可得B點(diǎn)得電場(chǎng)強(qiáng)度為,方向水平向右故C錯(cuò)誤,D正確故選BD【易錯(cuò)點(diǎn)提醒三】混淆電場(chǎng)能的性質(zhì)物理量之間的關(guān)系【例3】.如圖所示,、、、為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四點(diǎn),它們的連線構(gòu)成正方形,其中邊與電場(chǎng)線平行,點(diǎn)為與連線的交點(diǎn)。一個(gè)電荷量為的正點(diǎn)電荷固定在點(diǎn),下列說法正確的是()A.、兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.、兩點(diǎn)的電勢(shì)不等C.將電子沿直線從點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn),電場(chǎng)力做正功D.將電子沿直線從點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn),電勢(shì)能先減小后增大易錯(cuò)分析:此題涉及到電勢(shì)、電勢(shì)能和電場(chǎng)力做功有的同涫求解將它們混為一談,而出現(xiàn)錯(cuò)誤?!敬鸢浮緿【詳解】A.如圖所示,在點(diǎn)的正點(diǎn)電荷在、、、四點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)方向如圖所示由圖可知、兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向不相同,故、兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不相同,A錯(cuò)誤;B.勻強(qiáng)電場(chǎng)在、兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,點(diǎn)電荷在、兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,故、兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,B錯(cuò)誤;C.點(diǎn)電荷在、兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,故將電子沿直線從點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn),點(diǎn)電荷對(duì)電子做功為零,勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)電子做負(fù)功,故電場(chǎng)力做負(fù)功,C錯(cuò)誤;D.邊與勻強(qiáng)電場(chǎng)方向垂直,將電子沿直線從點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn),勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)電子不做功,點(diǎn)電荷對(duì)電子先做正功后做負(fù)功,故電勢(shì)能先減小后增大,D正確。故選D?!咀兪?-1】.(2023·湖北·統(tǒng)考高考真題)在正點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中有M、N兩點(diǎn),其電勢(shì)分別為、,電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為、。下列說法正確的是()A.若,則M點(diǎn)到電荷Q的距離比N點(diǎn)的遠(yuǎn)B.若,則M點(diǎn)到電荷Q的距離比N點(diǎn)的近C.若把帶負(fù)電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,則D.若把帶正電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,則【答案】C【詳解】A.沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,根據(jù)正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)特點(diǎn)可知若,則M點(diǎn)到電荷Q的距離比N點(diǎn)的近,故A錯(cuò)誤;B.電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,根據(jù)正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)特點(diǎn)可知若,則M點(diǎn)到電荷Q的距離比N點(diǎn)的遠(yuǎn),故B錯(cuò)誤;C.若把帶負(fù)電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,則是逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),電勢(shì)增加,故有,故C正確;D.若把帶正電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,則是逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng);根據(jù)正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)特點(diǎn)可知,故D錯(cuò)誤。故選C?!咀兪?-2】(2023·山東·統(tǒng)考高考真題)如圖所示,正六棱柱上下底面的中心為O和,A、D兩點(diǎn)分別固定等量異號(hào)的點(diǎn)電荷,下列說法正確的是(

A.點(diǎn)與點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等B.點(diǎn)與點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同C.點(diǎn)與點(diǎn)的電勢(shì)差小于點(diǎn)與點(diǎn)的電勢(shì)差D.將試探電荷由F點(diǎn)沿直線移動(dòng)到O點(diǎn),其電勢(shì)能先增大后減小【答案】ACD【詳解】D.將六棱柱的上表面拿出

由幾何條件可知正電荷在OF中點(diǎn)K的場(chǎng)強(qiáng)方向垂直O(jiān)F,則K點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)與OF的夾角為銳角,在F點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和OF的夾角為鈍角,因此將正電荷從F移到O點(diǎn)過程中電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功,電勢(shì)能先增大后減小,D正確;C.由等量異種電荷的電勢(shì)分布可知,,,因此,C正確;AB.由等量異種電荷的對(duì)稱性可知和電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,和電場(chǎng)強(qiáng)度方向不同,A正確B錯(cuò)誤;故選ACD。【變式1-3】(2023·海南·統(tǒng)考高考真題)如圖所示,正三角形三個(gè)頂點(diǎn)固定三個(gè)等量電荷,其中帶正電,帶負(fù)電,為邊的四等分點(diǎn),下列說法正確的是(

A.、兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同 B.、兩點(diǎn)電勢(shì)相同C.負(fù)電荷在點(diǎn)電勢(shì)能比在點(diǎn)時(shí)要小 D.負(fù)電荷在點(diǎn)電勢(shì)能比在點(diǎn)時(shí)要大【答案】BC【詳解】A.根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)疊加以及對(duì)稱性可知,MN兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相同,但是方向不同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.因在AB處的正電荷在MN兩點(diǎn)的合電勢(shì)相等,在C點(diǎn)的負(fù)電荷在MN兩點(diǎn)的電勢(shì)也相等,則MN兩點(diǎn)電勢(shì)相等,選項(xiàng)B正確;CD.因負(fù)電荷從M到O,因AB兩電荷的合力對(duì)負(fù)電荷的庫(kù)侖力從O指向M,則該力對(duì)負(fù)電荷做負(fù)功,C點(diǎn)的負(fù)電荷也對(duì)該負(fù)電荷做負(fù)功,可知三個(gè)電荷對(duì)該負(fù)電荷的合力對(duì)其做負(fù)功,則該負(fù)電荷的電勢(shì)能增加,即負(fù)電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在O點(diǎn)小;同理可知負(fù)電荷在N點(diǎn)的電勢(shì)能比在O點(diǎn)小。選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。故選BC。故選BD。.【易錯(cuò)點(diǎn)提醒四】分析與電場(chǎng)有關(guān)的三類圖像問題出現(xiàn)錯(cuò)誤【例2】(2022·懷化模擬)某空間存在一電場(chǎng),電場(chǎng)中的電勢(shì)φ在x軸上的分布如圖所示,下列說法正確的是()A.在x軸上,從x1到x2電場(chǎng)強(qiáng)度方向向左B.在x軸上,從x1到x2電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小C.把一負(fù)電荷沿x軸正向從x1移到x2,電場(chǎng)力先減小后增大D.把一負(fù)電荷從x1移到x2,電場(chǎng)力做負(fù)功錯(cuò)誤分析:E-x圖線、φ-x圖線、Ep-x圖線的區(qū)別(1)E-x圖線:靜電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖像,電場(chǎng)強(qiáng)度為零的位置是電場(chǎng)線改變方向的位置,E-x圖線與坐標(biāo)軸所圍面積表示電勢(shì)差。(2)φ-x圖線:解例2時(shí)沿著x軸正方向看,若電勢(shì)降低,則電場(chǎng)方向沿x軸正方向;若電勢(shì)升高,則電場(chǎng)方向沿x軸負(fù)方向。圖線斜率的絕對(duì)值表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。要注意勿將φ-x圖像中φ的正、負(fù)當(dāng)成電場(chǎng)的正方向和負(fù)方向。(3)Ep-x圖線:圖線的斜率大小表示電場(chǎng)力大小。由Ep-x圖線分析電場(chǎng)時(shí),可根據(jù)Ep=qφ,將Ep-x圖線轉(zhuǎn)換為φ-x圖線分析,注意電荷量q的正、負(fù)。【答案】C【解析】在x軸上,從x1到x2電勢(shì)先降低后升高,可知電場(chǎng)強(qiáng)度方向先向右后向左,A項(xiàng)錯(cuò)誤;因φ-x圖像的斜率的絕對(duì)值表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,可知從x1到x2電場(chǎng)強(qiáng)度先減小后增大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由F=qE知把一負(fù)電荷沿x軸正向從x1移到x2,電場(chǎng)力先減小后增大,C項(xiàng)正確;由Ep=qφ知負(fù)電荷在x1處的電勢(shì)能Ep1大于在x2處的電勢(shì)能Ep2,把一負(fù)電荷從x1移到x2,電勢(shì)能減小,電場(chǎng)力做正功,D項(xiàng)錯(cuò)誤?!咀兪?-1】將兩點(diǎn)電荷A、B分別固定在x軸上0m和6m處,點(diǎn)電荷B的電荷量為-Q,兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)隨x變化的關(guān)系如圖所示,其中處電勢(shì)最高,x軸上M、N兩點(diǎn)分別處于3m和5m處,靜電力常量為k,下列說法正確的是()

A.點(diǎn)電荷A的電荷量為+4QB.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C.正試探電荷由M點(diǎn)沿x軸運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中,電勢(shì)能先減小后增大D.若在M點(diǎn)固定一電荷量為q的試探電荷,則該試探電荷受到的電場(chǎng)力大小為【答案】BD【詳解】A.圖線的斜率表示場(chǎng)強(qiáng),由圖可知,在處圖線的斜率為零,說明在處電場(chǎng)強(qiáng)度為零,所以兩點(diǎn)電荷一定是同種電荷,故點(diǎn)電荷A帶負(fù)電,根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式可知所以,錯(cuò)誤;B.由圖可知圖線在點(diǎn)的斜率小于點(diǎn)的斜率,即點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,B正確;C.沿著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低,則M點(diǎn)到N點(diǎn),電場(chǎng)線先向左后向右,正的試探電荷從M點(diǎn)到N點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功,則電勢(shì)能先增大后減小,C錯(cuò)誤;D.點(diǎn)電荷A到點(diǎn)的距離為,點(diǎn)電荷B到點(diǎn)的距離也為,所以點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為則在M點(diǎn)放一帶電荷量為q的試探電荷,其所受電場(chǎng)力為,D正確。故選BD?!咀兪?-2】已知試探電荷在場(chǎng)源點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中所具有電勢(shì)能表達(dá)式為,其中為靜電力常量,為試探電荷與場(chǎng)源點(diǎn)電荷間的距離,且規(guī)定無窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為0。真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷和,分別固定在坐標(biāo)軸和的位置上。一帶負(fù)電的試探電荷在軸上各點(diǎn)具有的電勢(shì)能隨變化關(guān)系如圖所示,其中試探電荷在A、兩點(diǎn)的電勢(shì)能為零,A點(diǎn)的坐標(biāo)是點(diǎn)為點(diǎn)電荷右邊電勢(shì)能最小的點(diǎn),則下列說法正確的是()

A.為正電荷,為負(fù)電荷B.點(diǎn)電荷與電量之比為C.點(diǎn)對(duì)應(yīng)軸位置的坐標(biāo)是D.兩點(diǎn)電荷在軸上電場(chǎng)強(qiáng)度相同的點(diǎn)的位置為【答案】AC【詳解】A.由圖可知,帶負(fù)電的試探電荷在0~15間的電勢(shì)能逐漸增大,可知為正電荷,為負(fù)電荷,故A正確;B.由圖可知,A點(diǎn)的電勢(shì)能為0,則有解得點(diǎn)電荷與電量之比為,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)電勢(shì)能的計(jì)算公式,可知圖象的斜率代表電場(chǎng)力,則C點(diǎn)的電場(chǎng)力為0,有解得故C正確;D.根據(jù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)公式有解得cm故D錯(cuò)誤;故選AC?!咀兪?-3】如圖所示為沿x軸方向的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨位置x變化的關(guān)系圖像,在x軸負(fù)方向上的圖像是直線,x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的方向,電子的電荷量為-e(e>0)。則下列說法正確的是()A.原點(diǎn)O處的電勢(shì)最高,處的電勢(shì)最低B.電子在處和x1處的電勢(shì)能相等C.將電子沿x軸從坐標(biāo)原點(diǎn)O移到x1處,電子的電勢(shì)能增加D.將電子沿x軸從坐標(biāo)原點(diǎn)O移到處,電場(chǎng)力做功eE0x1【答案】C【詳解】AB.電場(chǎng)線沿x軸正方向,由沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低知,則原點(diǎn)O處的電勢(shì)比處的電勢(shì)低;處的電勢(shì)比x1處的電勢(shì)高,電子在處比在x1處的電勢(shì)能小,故A、B錯(cuò)誤;C.將電子沿x軸從坐標(biāo)原點(diǎn)O移到x1處,電子克服電場(chǎng)力做功,電子的電勢(shì)能增加,C正確;D.在E-x圖像中,圖像與x軸所圍成的面積表示電勢(shì)差,所以坐標(biāo)原點(diǎn)O與-x1處之間的電勢(shì)差為,所以將電子沿x軸從坐標(biāo)原點(diǎn)O移到-x1處,電場(chǎng)力做的功為,D錯(cuò)誤。故選C?!疽族e(cuò)點(diǎn)提醒五】電容器動(dòng)態(tài)分析沒有弄清因果關(guān)系【例5】如圖所示,直流電源與一平行板電容器、理想二極管正向電阻為零可以視為短路,反向電阻無窮大可以視為斷路連接,二極管一端接地。閉合開關(guān),電路穩(wěn)定后,一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是()

A.將平行板電容器下極板向下移動(dòng),則P點(diǎn)的電勢(shì)不變B.將平行板電容器上極板向上移動(dòng),則P點(diǎn)的電勢(shì)不變C.減小極板間的正對(duì)面積,帶電油滴會(huì)向上移動(dòng)D.無論哪個(gè)極板向上移動(dòng)還是向下移動(dòng),帶電油滴都不可能向下運(yùn)動(dòng)錯(cuò)誤分析:分不清電容器是電勢(shì)差不變的情況還是電量不變的情況;分析時(shí)也不知道從分析哪個(gè)物理量開始;有時(shí)公式里有兩個(gè)變量就下結(jié)論?!敬鸢浮緼CD【詳解】A.將下極板向下移動(dòng),d變大,由可知C小,由于二極管具有單向?qū)щ娦?,電容器不能放電,由可知電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)與上極板間的電勢(shì)差不變,上極板電勢(shì)不變,故P點(diǎn)的電勢(shì)不變,故A正確;B.將上極板向上移動(dòng),d變大,由可知C小,由于二極管具有單向?qū)щ娦?,電容器不能放電,由可知電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,上極板電勢(shì)不變,P與上極板的距離變大,P的電勢(shì)降低,故B錯(cuò)誤;C.減小極板間的正對(duì)面積S,由可知C變小,由于二極管具有單向?qū)щ娦裕娙萜鞑荒芊烹?,由可知,電?chǎng)強(qiáng)度E變大油滴所受電場(chǎng)力變大,油滴所受合力向上,帶電油滴會(huì)向上移動(dòng),故C正確;D.上極板上移或下極板下移時(shí),d變大,由可知,C變小,由于二極管具有單向?qū)щ娦裕娙萜鞑荒芊烹?,由可知電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,油滴所受電場(chǎng)力不變,油滴靜止不動(dòng);上極板下移或下極板上移時(shí)d變小,C變大,兩極板間的電壓U等于電源電動(dòng)勢(shì)不變,電場(chǎng)強(qiáng)度變大,電場(chǎng)力變大,電場(chǎng)力大于重力,油滴所受合力向上,油滴向上運(yùn)動(dòng),故D正確。故選ACD?!咀兪?-1】如圖所示,日前多媒體教學(xué)一體機(jī)普遍采用了電容觸摸屏,因?yàn)楣ぷ髅嫔辖佑懈哳l信號(hào),當(dāng)用戶手指觸摸電容觸摸屏?xí)r,手指相當(dāng)于接地導(dǎo)體,手指和工作面形成一個(gè)電容器,控制器由此確定手指位置。對(duì)于電容觸摸屏,下列說法正確的是(

A.手指與屏的接觸面積變大時(shí),電容變大B.手指與屏的接觸面積變大時(shí),電容變小C.手指壓力變大時(shí),手指與屏的工作面距離變小,電容變小D.手指壓力變大時(shí),手指與屏的工作面距離變小,電容不變【答案】A【詳解】AB.根據(jù)可知,手指與屏的接觸面積變大時(shí),電容變大。故A正確;B錯(cuò)誤;CD.同理,手指壓力變大時(shí),手指與屏的工作面距離變小,電容變大。故CD錯(cuò)誤。故選A【變式1-2】.如圖所示,是一個(gè)由電池、電阻R、開關(guān)S與平行板電容器組成的串聯(lián)電路,開關(guān)S閉合。一帶電液滴懸浮在兩板間P點(diǎn)不動(dòng),下列說法正確的是()A.帶電液滴可能帶正電B.增大兩極板距離的過程中,電容器的電容C減小C.增大兩極板距離的過程中,電阻R中有b從到a的電流D.若斷開S,減小兩極板距離,帶電液滴仍靜止不動(dòng)【答案】BD【詳解】A.帶電量為q的微粒靜止不動(dòng),所受的電場(chǎng)力與重力平衡,則知電場(chǎng)力向上,而場(chǎng)強(qiáng)向下,所以微粒帶的是負(fù)電,故A錯(cuò)誤;BC.增大電容器兩極板間距離,根據(jù)電容的決定式可知電容C減小,U不變,由分析可知Q減小,電容器放電,則R中有從a流向b的電流,故B正確,C錯(cuò)誤;D.?dāng)嚅_S,極板上電量不變;減小兩極板距離,根據(jù)電容的決定式電容的定義式以及由公式E=分析可知E=與d無關(guān),即E保持不變,所以液滴靜止仍然不動(dòng),故D正確。故選BD?!疽族e(cuò)點(diǎn)提醒六】分析帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)錯(cuò)誤【例6】.電子被電壓為U的電場(chǎng)加速后,垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向飛入一個(gè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),飛入時(shí)動(dòng)能為,飛出時(shí)動(dòng)能加到飛入時(shí)的2倍。如果加速電場(chǎng)的電壓增為4U,此電子飛出同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能變?yōu)槎嗌??錯(cuò)解1:對(duì)電子的加速,原來有;后來有。因?yàn)樵谕浑妶?chǎng)中偏轉(zhuǎn),飛出時(shí)動(dòng)能都增為原來的2倍,所以第2次電子飛出的動(dòng)能。錯(cuò)解2:對(duì)電子的加速,原來有;后來有對(duì)電子的偏轉(zhuǎn),由動(dòng)能定理,得原來情況:解得錯(cuò)誤分析:兩個(gè)誤解的根子都在于對(duì)帶粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的功能問題不甚明了。錯(cuò)解1以為同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)總是使電子動(dòng)能增至原來的2倍。沒有物理規(guī)律可作依據(jù),純屬“臆想”,實(shí)為學(xué)習(xí)物理的大忌。錯(cuò)解2以為同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)電子做功都是,反映了對(duì)公式缺乏了解,用于本題時(shí)便將公式中的U理解為偏轉(zhuǎn)電壓,導(dǎo)致科學(xué)性錯(cuò)誤。事實(shí)上,在中,U系指與做功過程相關(guān)的初、末兩個(gè)位置間的電勢(shì)差。在本題中應(yīng)是電子飛出點(diǎn)和飛入點(diǎn)間的電勢(shì)差。不一定就是偏轉(zhuǎn)電壓。電子飛入動(dòng)能不同時(shí),它在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的軌跡不同,飛離電場(chǎng)的點(diǎn)便不同,的值不相等。因此,因偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)力的功可改用來算,式中S在本題中就是電子橫向偏移。問題歸結(jié)到兩次橫向偏移的值即可得解。【答案】【詳解】若能認(rèn)清兩次偏轉(zhuǎn)的區(qū)別,就可以正解此題對(duì)電子的加速,原來有;后來有電子動(dòng)能從時(shí),速度從電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間。對(duì)同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),飛入速?gòu)臅r(shí),運(yùn)動(dòng)時(shí)間從;電子在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中橫向運(yùn)動(dòng)的加速相同,則先后橫向移值為,即。設(shè)場(chǎng)強(qiáng)為,由得解得【例5】如圖9—4—8細(xì)線一端系住質(zhì)量為的小球,以另一端O為圓心,使小球在豎直面內(nèi)作半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。若球帶正電,空間有場(chǎng)強(qiáng)為E豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),為了使小球能完整圓整運(yùn)動(dòng),在最低入A小球應(yīng)有多大的速度?錯(cuò)誤分析:ABOE··【錯(cuò)解一】小球在最高點(diǎn)B的臨界速度ABOE··得解得圖9—4—8【錯(cuò)解二】帶點(diǎn)球在最高點(diǎn)B時(shí)圖9—4—8當(dāng)拉力T=0時(shí),臨界速度從AB,由,得解得【錯(cuò)解一】死記一個(gè)結(jié)論:“在豎直平面能作完整圓周運(yùn)動(dòng)的物體在最高點(diǎn)的臨界速度“。但沒有細(xì)想這個(gè)結(jié)論是有前提條件的,即只有重力場(chǎng)時(shí)才成立?,F(xiàn)在存在著豎直方向的電場(chǎng),圓周運(yùn)動(dòng)臨界速度的情況需要另作討論?!惧e(cuò)解二】能認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),所作討論的方法也對(duì)路,但此誤解對(duì)問題的認(rèn)識(shí)仍不全面、不深刻。表現(xiàn)為:(1)仍將出現(xiàn)臨界速度的情況界定與最高點(diǎn);(2)沒有想到要比較qE和mg的大小作進(jìn)一步考慮。其實(shí)【錯(cuò)解二】所得臨界速度中,已經(jīng)隱含qE<mg這個(gè)條件,否則v無意義,由于對(duì)豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)在新情況中的臨界速度認(rèn)識(shí)有誤,兩個(gè)誤解的結(jié)論不是錯(cuò)誤,就是不完整。本問題關(guān)于臨界速度的處理,也可以從“等效重力場(chǎng)”的角度來思考:(1)若qE<mg,等效重力場(chǎng)的方向仍向下,等效重力加速度,因此,在最高臨界速度;(2)若qE>mg,等效重力場(chǎng)方向向上,等效重力加速度,在這個(gè)重力場(chǎng)的“最高點(diǎn)”(實(shí)為問題中的最低點(diǎn)),臨界速度;。以上思維方法常稱為“等效法”,它在解同類問題中的優(yōu)點(diǎn)是使問題顯得簡(jiǎn)潔,明了?!窘馕觥慨?dāng)時(shí),小球在最高點(diǎn)B的臨界速度是從AB,由,得解得此即小球在A處最小速度。當(dāng)時(shí),小球在最低處A有臨界速度VA,此時(shí)有此即小球在A處最小速度?!咀兪?-1】一對(duì)平行正對(duì)的金屬板C、D接入如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,C板固定,D板可左右平行移動(dòng),閉合開關(guān),一段時(shí)間后再斷開開關(guān),從C板發(fā)射一電子,恰能運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)后再返回,已知A到D板的距離是板間距離的三分之一,電子質(zhì)量為m,電荷量為-e,忽略電子的重力,則()

A.設(shè)定C板電勢(shì)為0,電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能為B.若要讓電子能夠到達(dá)D板,可將D板向左平移至A點(diǎn)或A點(diǎn)左側(cè)某位置C.若要讓電子能夠到達(dá)D板,可將D板向右平移至某位置D.若要讓電子能夠到達(dá)D板,可閉合開關(guān),再將D板向右平移至某位置【答案】B【詳解】A.金屬板的電場(chǎng)線由C指向D,沿著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低,設(shè)定C板電勢(shì)為0,則A點(diǎn)的電勢(shì)為電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能為故A錯(cuò)誤;BCD.閉合開關(guān),一段時(shí)間后再斷開開關(guān),則電容器的電量Q不變,根據(jù)電容的定義式和決定式有,聯(lián)立解得從C板發(fā)射一電子,恰能運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)后再返回,則有所以若要讓電子能夠到達(dá)D板,可將D板向左平移至A點(diǎn)或A點(diǎn)左側(cè)某位置,或者閉合開關(guān),再將D板向左平移至A點(diǎn)或A點(diǎn)左側(cè)某位置,故B正確,CD錯(cuò)誤,故選B?!咀兪?-2】示波器是一種多功能電學(xué)儀器,它是由加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)組成的。如圖所示,質(zhì)量為m的帶電粒子由靜止開始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,沿平行于板面的方向從正中間射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),并從另一側(cè)射出。已知帶電粒子的電荷量為q,加速電場(chǎng)電壓為U1,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的極板長(zhǎng)度為L(zhǎng),兩極板間的距離為d,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板間的電壓為U2且可調(diào)節(jié),不計(jì)粒子的重力。則下列說法正確的是()A.粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為q(U1+U2)B.同種電性的不同帶電粒子,射出裝置的位置相同C.減小U2,帶電粒子通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間變長(zhǎng)D.若粒子剛好從下極板邊緣離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),則【答案】BD【詳解】A.對(duì)粒子從靜止到離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)由動(dòng)能定理得可知粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)獲得的動(dòng)能等于加速電場(chǎng)做功和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)做功,其中;粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能并不等于q(U1+U2),故A錯(cuò)誤;B.帶電粒子在加速電場(chǎng)中有化簡(jiǎn)可得由于粒子從另一側(cè)射出,則在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板間的加速電為豎直方向的位移為根據(jù)上式可知帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn),不同帶電粒子均從同一位置射出,偏移量與比荷無關(guān),只與裝置本身有關(guān),故B正確;C.減小偏轉(zhuǎn)電壓并不會(huì)影響離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間,因?yàn)闀r(shí)間由水平位移和水平速度決定,所以時(shí)間不變,故C錯(cuò)誤;D.若剛好從下極板邊緣射出,根據(jù)偏移量公式有化簡(jiǎn)可得故D正確。故選BD?!咀兪?-3】4.如圖所示,一質(zhì)量為、帶電荷量為的小球,以速度沿兩正對(duì)帶電平行金屬板MN(板間電場(chǎng)可看成勻強(qiáng)電場(chǎng))左側(cè)某位置水平向右飛入,已知極板長(zhǎng),兩極板間距為,不計(jì)空氣阻力,小球飛離極板后恰好由A點(diǎn)沿切線進(jìn)入豎直光滑絕緣圓弧軌道ABCD,AC、BD為圓軌道的直徑,在圓軌道區(qū)域有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與MN間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。已知,,,下列說法正確的是()A.小球在A點(diǎn)的速度大小為4m/sB.MN兩極板間的電勢(shì)差為C.小球運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的速度大小為5m/sD.軌道半徑時(shí)小球不會(huì)在ABCD區(qū)間脫離圓弧軌道【答案】BCD【詳解】A.因?yàn)樾∏蝻w離極板后恰好由A點(diǎn)沿切線進(jìn)入豎直光滑絕緣圓弧軌道,所以小球在A點(diǎn)的速度大小為,A錯(cuò)誤;B.帶電小球在勻強(qiáng)電場(chǎng)中作類平拋運(yùn)動(dòng),則有;解得因?yàn)樗裕∏蛩茈妶?chǎng)力向上,又因?yàn)樾∏驇д?,所以?chǎng)強(qiáng)方向豎直向上,則有對(duì)帶電小球受力分析,由牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)解得所以,MN兩極板間的電勢(shì)差為,B正確;C.小球從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中,由動(dòng)能定理得又因?yàn)榇霐?shù)據(jù)解得,小球運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的速度大小為,C正確;D.設(shè)電場(chǎng)力和重力的合力與豎直方向的夾角為,則解得若小球恰好運(yùn)動(dòng)到等效最高點(diǎn)時(shí)速度為,在等效最高點(diǎn),由牛頓第二定律得從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到等效最高點(diǎn)過程中,由動(dòng)能定理聯(lián)立解得,臨界半徑為所以,當(dāng)軌道半徑時(shí),小球不會(huì)在ABCD區(qū)間脫離圓弧軌道。D正確。故選BCD?!?.(2023·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)在O點(diǎn)處固定一個(gè)正點(diǎn)電荷,P點(diǎn)在O點(diǎn)右上方。從P點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)帶負(fù)電的小球,小球僅在重力和該點(diǎn)電荷電場(chǎng)力作用下在豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng),其一段軌跡如圖所示。M、N是軌跡上的兩點(diǎn),OP>OM,OM=ON,則小球(

A.在運(yùn)動(dòng)過程中,電勢(shì)能先增加后減少B.在P點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能C.在M點(diǎn)的機(jī)械能等于在N點(diǎn)的機(jī)械能D.從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中,電場(chǎng)力始終不做功【答案】BC【詳解】ABC.由題知,OP>OM,OM=ON,則根據(jù)點(diǎn)電荷的電勢(shì)分布情況可知,φM=φN>φP則帶負(fù)電的小球在運(yùn)動(dòng)過程中,電勢(shì)能先減小后增大,且EpP>EpM=EpN則小球的電勢(shì)能與機(jī)械能之和守恒,則帶負(fù)電的小球在M點(diǎn)的機(jī)械能等于在N點(diǎn)的機(jī)械能,A錯(cuò)誤、BC正確;D.從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中,電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功,D錯(cuò)誤。故選BC。2.(2023·湖北·統(tǒng)考高考真題)在正點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中有M、N兩點(diǎn),其電勢(shì)分別為、,電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為、。下列說法正確的是()A.若,則M點(diǎn)到電荷Q的距離比N點(diǎn)的遠(yuǎn)B.若,則M點(diǎn)到電荷Q的距離比N點(diǎn)的近C.若把帶負(fù)電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,則D.若把帶正電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,則【答案】C【詳解】A.沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,根據(jù)正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)特點(diǎn)可知若,則M點(diǎn)到電荷Q的距離比N點(diǎn)的近,故A錯(cuò)誤;B.電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,根據(jù)正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)特點(diǎn)可知若,則M點(diǎn)到電荷Q的距離比N點(diǎn)的遠(yuǎn),故B錯(cuò)誤;C.若把帶負(fù)電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,則是逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),電勢(shì)增加,故有,故C正確;D.若把帶正電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,則是逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng);根據(jù)正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)特點(diǎn)可知,故D錯(cuò)誤。故選C。3.(2022·湖南卷·T2)如圖,四根完全相同的均勻帶正電絕緣長(zhǎng)棒對(duì)稱放置在長(zhǎng)方體的四條長(zhǎng)邊a、b、c、d上。移去a處的絕緣棒,假定另外三根絕緣棒電荷分布不變。關(guān)于長(zhǎng)方體幾何中心O點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度方向和電勢(shì)的變化,下列說法正確的是()A.電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直指向a,電勢(shì)減小 B.電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直指向c,電勢(shì)減小C.電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直指向a,電勢(shì)增大 D.電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直指向c,電勢(shì)增大【答案】A【解析】根據(jù)對(duì)稱性可知,移去a處的絕緣棒后,電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直指向a,再根據(jù)電勢(shì)的疊加原理,單個(gè)點(diǎn)電荷在距其r處的電勢(shì)為(取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)零)現(xiàn)在撤去a處的絕緣棒后,q減小,則O點(diǎn)的電勢(shì)減小。故選A。4.(2022·河北·T6)如圖,真空中電荷量為和的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別位于點(diǎn)與點(diǎn),形成一個(gè)以延長(zhǎng)線上點(diǎn)為球心,電勢(shì)為零的等勢(shì)面(取無窮處電勢(shì)為零),為連線上的一點(diǎn),S為等勢(shì)面與直線的交點(diǎn),為等勢(shì)面上的一點(diǎn),下列說法正確的是()A.點(diǎn)電勢(shì)低于點(diǎn)電勢(shì) B.點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向指向O點(diǎn)C.除無窮遠(yuǎn)處外,直線MN上還有兩個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn) D.將正試探電荷從T點(diǎn)移到P點(diǎn),靜電力做正功【答案】B【解析】A.在直線上,左邊正電荷在右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右,右邊負(fù)電荷在直線上電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右,根據(jù)電場(chǎng)的疊加可知間的電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右,沿著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低,可知點(diǎn)電勢(shì)高于等勢(shì)面與交點(diǎn)處電勢(shì),則點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)電勢(shì),故A錯(cuò)誤;C.由于正電荷的電荷量大于負(fù)電荷電荷量,可知在N左側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度不可能為零,則右側(cè),設(shè)距離為,根據(jù)可知除無窮遠(yuǎn)處外,直線MN電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)只有一個(gè),故C錯(cuò)誤;D.由A選項(xiàng)分析可知:點(diǎn)電勢(shì)低于電勢(shì),則正電荷在點(diǎn)的電勢(shì)能低于在電勢(shì)的電勢(shì)能,將正試探電荷從T點(diǎn)移到P點(diǎn),電勢(shì)能增大,靜電力做負(fù)功,故D錯(cuò)誤;B.設(shè)等勢(shì)圓的半徑為,距離為,距離為,如圖所示根據(jù)結(jié)合電勢(shì)的疊加原理、滿足解得由于電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直等勢(shì)面,可知T點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向必過等勢(shì)面的圓心,O點(diǎn)電勢(shì)可知可知T點(diǎn)電場(chǎng)方向指向O點(diǎn),故B正確。故選B。5.(2023年湖北卷高考真題)一帶正電微粒從靜止開始經(jīng)電壓加速后,射入水平放置的平行板電容器,極板間電壓為。微粒射入時(shí)緊靠下極板邊緣,速度方向與極板夾角為,微粒運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)到極板左右兩端的水平距離分別為和L,到兩極板距離均為d,如圖所示。忽略邊緣效應(yīng),不計(jì)重力。下列說法正確的是(

A.B.C.微粒穿過電容器區(qū)域的偏轉(zhuǎn)角度的正切值為2D.僅改變微粒的質(zhì)量或者電荷數(shù)量,微粒在電容器中的運(yùn)動(dòng)軌跡不變【答案】BD【詳解】B.粒子在電容器中水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做勻變速直線直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的關(guān)系及場(chǎng)強(qiáng)和電場(chǎng)力的關(guān)系可得,粒子射入電容器后的速度為,水平方向和豎直方向的分速度,從射入到運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)由運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系粒子射入電場(chǎng)時(shí)由動(dòng)能定理可得聯(lián)立解得,B正確;A.粒子從射入到運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)由運(yùn)動(dòng)學(xué)可得,聯(lián)立可得,A錯(cuò)誤;C.粒子穿過電容器時(shí)從最高點(diǎn)到穿出時(shí)由運(yùn)動(dòng)學(xué)可得,射入電容器到最高點(diǎn)有解得設(shè)粒子穿過電容器與水平的夾角為,則粒子射入電場(chǎng)和水平的夾角為,C錯(cuò)誤;D.粒子射入到最高點(diǎn)的過程水平方向的位移為,豎直方向的位移為聯(lián)立,,解得且,即解得即粒子在運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中水平和豎直位移均與電荷量和質(zhì)量無關(guān),最高點(diǎn)到射出電容器過程同理,,即軌跡不會(huì)變化,D正確。故選BD。3.(2023·遼寧沈陽(yáng)·沈陽(yáng)二中校考模擬預(yù)測(cè))如圖所示,在邊長(zhǎng)為a的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)A、B、C上,分別固定三個(gè)電荷量相等的點(diǎn)電荷,其中A、B處的點(diǎn)電荷均帶正電,C處的點(diǎn)電荷帶負(fù)電,O為三角形中心,已知k為靜電力常量,則關(guān)于O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小,下列說法正確的是()A. B. C. D.【答案】C【詳解】根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式可得,三個(gè)電荷在O點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,均為兩個(gè)正電荷在O點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向夾角為,根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)疊加原理以及幾何知識(shí)可得,兩個(gè)正電荷在O點(diǎn)處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)也為,方向與負(fù)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向相同,因此O點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度大小為故選C。7.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,一半徑為R的絕緣環(huán)上,均勻地分布有電荷量為Q的電荷,在垂直于圓環(huán)平面的對(duì)稱軸上有一點(diǎn)P,它與環(huán)心O的距離OP=L。靜電力常量為k,關(guān)于P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E,下列四個(gè)表達(dá)式中有一個(gè)是正確的,請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)的物理知識(shí),通過一定的分析,判斷正確的表達(dá)式是()A. B. C. D.【答案】D【詳解】將圓環(huán)半徑極限化:當(dāng)時(shí),帶電圓環(huán)等同一個(gè)點(diǎn)電荷,由點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算公式可知,在P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為,將代入四個(gè)選項(xiàng),只有A、D選項(xiàng)滿足;將距離極限化:當(dāng)時(shí),均勻帶電圓環(huán)的中心處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為0,將代入A、D選項(xiàng),只有D項(xiàng)滿足。故選D。8.(2023·山東棗莊·統(tǒng)考二模)如圖所示,A、B為兩個(gè)對(duì)稱的圓錐的頂點(diǎn),相距2l、圓錐的底面半徑為l,C點(diǎn)為圓錐底面圓周上的一點(diǎn),O點(diǎn)為AB連線的中點(diǎn),D點(diǎn)為OB連線的中點(diǎn)。現(xiàn)把兩個(gè)電荷量都是Q的正點(diǎn)電荷分別置于A、B兩點(diǎn)。該空間為真空,靜電力常量為k。則下列說法正確的是()A.圓周上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向都平行于AB連線B.圓周上C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為C.在OB連線上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都一定大于C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.將另一個(gè)帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷q從C點(diǎn)沿CO、OD的折線路徑移動(dòng)到D點(diǎn)的過程中,其電勢(shì)能一定逐漸減小【答案】D【詳解】A.根據(jù)等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)可知,圓周上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向都垂直于AB連線。故A錯(cuò)誤;B.圓周上C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大

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