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文檔簡介
重難點9電場的性質(zhì)
工命題趨勢
考點三年考情分析2025考向預(yù)測
靜電場不單獨命題,而是創(chuàng)設(shè)靜電場場景考查其他核心考點。電場強度、
點電荷的場強高頻考點,直接考查或綜合考查。以選擇題形式考查場強
考點1電場力
2020年江蘇題的計算和疊加,也在力電綜合題中結(jié)合動力學(xué)知識考查,難度較大。電
的性質(zhì)2021年江蘇題場線不單獨命題,多考查電場線的方向,知道幾種典型電場的電場線分
考點2電場能2022年江蘇題布特點。電勢能、電勢??键c,選擇題和計算題均有考查。結(jié)合電場力
的性質(zhì)2023年江蘇題做功判斷電勢能的變化,比較電勢的高低,涉及電場力做功和電勢能的
2024年江蘇題關(guān)系,電勢能變化與電勢變化的關(guān)系,結(jié)合動能定理等。電勢差可直接
考查,選擇題和計算題均可命題,涉及電場力做功和電勢差的關(guān)系,電
勢與電勢差的關(guān)系。
重難詮釋◎
【情境解讀】
「兩種電荷:同種排斥、異種吸引
小過’三種帶電方式:摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電
.電荷守恒定律:電荷既不會創(chuàng)生.也不會消滅,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體.或者從物
體的一部分轉(zhuǎn)移到顯二超;在轉(zhuǎn)移過程中.電荷的總逼保持不變
,內(nèi)容:真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比?與
它們的距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上
庫侖定律<公式:F=k塔,k為靜電力常量.上=9.0義1()°N?nJ/C二
(真空中
.話用冬件
但》木匹[點電荷:帶電體的整區(qū)與、電荷分布狀況對電荷間作用力的影響可以忽略
定義:試探電荷所受靜電力跟電荷量的比值
F
靜電場及公式:E=一
其應(yīng)用g
;電場強度(方向:正電荷所受靜電力的方向
點電荷的電場強度:E=里
電場電場強度S?—
:場強的疊加:遵循平行四邊形定則
!由場線)定義:電場中畫出的曲線,曲線上每點的切線方向與該點的曳場方包一致
電為線1特點:不閉合、不相交、疏密表示電場強弱
,定義:導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再定向移動
,靜電平衡1特點:E內(nèi)
靜電的防止與利用尖端放電
I靜電屏蔽:外電場對殼內(nèi)儀器不產(chǎn)生影響
靜電吸附
靜電力做功特點:靜電力做功只跟電荷在電場中的邊里道有關(guān)?與路徑無關(guān).
(電勢能IWAH與Ep的關(guān)系:W*=EpA—Ep8.
電勢能:電荷在電場中具有的勢能.一般取力些或無醺為零勢能點.
E
(定義式(p——.
電勢義
標量.有正、負,與零電勢點的選取有關(guān).
定義:電場中姬相同的各點構(gòu)成的面
等勢面(D在同一等勢面上移動電荷靜電力丕做些.
(2)等勢面與電場線垂直.
電勢與電勢差特點■
1(3)電場線由電勢直的等勢面指向電勢低的等勢面.
(4)等差等勢面越密的地方?電場線越場,場強越去.
UA”=—A-'UBA=中B——A?
靜電場中W.Ui
的能量W.L必.3王
)L[UiEd.d為A、3兩點沿電場方向的距離.
勻強電場(一
I沿電場方向電勢降落最快.
定義式:。=*=AQ
u△U
電容器的電容?單位:£.1F=血MF=1012pF.
平行板電容器:C=g
?利用牛頓第二定律結(jié)合運動學(xué)公式:qE=^m=s+”,/
(加速{11
利用動能定理:—2',nv<2
帶電粒子在電場中的運動rf方法:運動的分解(平拋運動規(guī)律)
/FEqUq
偏轉(zhuǎn);(=7'°=嬴=菽=菽
公式L>=aj="^-,lan0=三
I-tncivomdv0
1,qUl2
【高分技巧】
一、庫侖定律的理解及其相關(guān)平衡問題
1.對庫侖定律的理解
(1)尸=學(xué),/■指兩點電荷間的距離.對可視為點電荷的兩個均勻帶電球,r為兩球的球心間距。
(2)當(dāng)兩個電荷間的距離r-0時,電荷不能視為點電荷,它們之間的靜電力不能認為趨于無限大。
2.”三個自由點電荷平衡”的問題
(1)平衡的條件:每個點電荷受到另外兩個點電荷的合力為零,或每個點電荷處于另外兩個點電荷產(chǎn)
生的合電場強度為零的位置。
(2)
(兩同夾異卜電性上??位置上*[三點共線]
〔兩大夾小心—一矗£近小遠大:
3.求解涉及庫侖力的平衡問題的解題思路
涉及庫侖力的平衡問題與純力學(xué)平衡問題分析方法一樣,受力分析是基礎(chǔ),應(yīng)用平衡條件是關(guān)鍵,都
可以通過解析法、圖示法或兩種方法相結(jié)合解決問題,但要注意庫侖力的大小隨著電荷間距變化的特點。
具體步驟如下:
[確定研究對象I可根據(jù)問題需要選用“整體法”或“隔離法’
[受力分析多了電場力(尸=誓■或F=gE)
[列平衡方程卜合=0或凡=0、尸,=0
二、電場強度的理解與計算
1.電場強度的三個計算公式
2.求解電場強度的非常規(guī)思維方法
(1)等效法:在保證效果相同的前提下,將復(fù)雜的電場情景變換為簡單的或熟悉的電場情景。
例如:一個點電荷+q與一個無限大薄金屬板形成的電場,等效為兩個異種點電荷形成的電場,如圖甲、
乙所示。
(2)對稱法:利用空間上對稱分布的電荷形成的電場具有對稱性的特點,使復(fù)雜電場的疊加計算問題
大為簡化。
3
如圖丙所示,均勻帶電的;球殼在。點產(chǎn)生的場強,等效為弧產(chǎn)生的場強,弧8c產(chǎn)生的場強方向,
又等效為弧的中點M在。點產(chǎn)生的場強方向。
丙
(3)填補法:將有缺口的帶電圓環(huán)補全為圓環(huán),或?qū)肭蛎嫜a全為球面,從而化難為易、事半功倍。
(4)微元法:將帶電體分成許多元電荷,每個元電荷看成點電荷,先根據(jù)庫侖定律求出每個元電荷的
場強,再結(jié)合對稱性和場強疊加原理求出合場強。
三、電場線的理解和應(yīng)用
1.電場線的用途
(1)判斷電場力的方向——正電荷的受力方向和電場線在該點切線方向相同,負電荷的受力方向和電
場線在該點切線方向相反。
(2)判斷電場強度的大?。ǘㄐ裕┮浑妶鼍€密處電場強度大,電場線疏處電場強度小,進而可判斷
電荷受力大小和加速度的大小。
(3)判斷電勢的高低與電勢降低的快慢一沿電場線的方向電勢逐漸降低,電場強度的方向是電勢降
低最快的方向。
(4)判斷等勢面的疏密一電場線越密的地方,等差等勢面越密集;電場線越疏的地方,等差等勢面
越稀疏。
2.兩種等量點電荷的電場
比較等量異種點電荷等量同種點電荷
電場線分布圖
1
1
在電荷連線上,中點。的電場
連線中點。的電場強度為零
強度最小,指向負電荷一方
連線上的電場強度大小沿連線先變小,再變大沿連線先變小,再變大
沿中垂線由。點向外電場強度大小。點最大,向外逐漸減小。點最小,向外先變大后變小
關(guān)于。點對稱的A與4、B馬
等大同向等大反向
9的電場強度
四、電勢高低、電勢能大小的判斷
1.電勢高低的判斷
判斷依據(jù)判斷方法
電場線方向沿電場線方向電勢逐漸降低
場源電荷的取無窮遠處電勢為零,正電荷周圍電勢為正
正負值,負電荷周圍電勢為負值;靠近正電荷處電勢
高,靠近負電荷處電勢低
電勢能的高正電荷在電勢較高處電勢能大,負電荷在電
低勢較低處電勢能大
根據(jù)〃B—將取B、4的正負號代入,
電場力做功q
由UAB的正負判斷9A、9B的IWJ低
2.電勢能大小的判斷
判斷方法方法解讀
將電荷量、電勢連同正負號一起代入公式Ep=49,正Ep的絕
公式法
對值越大,電勢能越大;負%的絕對值越大,電勢能越小
正電荷在電勢高的地方電勢能大
電勢法
負電荷在電勢低的地方電勢能大
電場力做正功,電勢能減小
做功法
電場力做負功,電勢能增加
能量守在電場中,若只有電場力做功時,電荷的動能和電勢能相互
恒法轉(zhuǎn)化,動能增加,電勢能減小,反之,動能減小,電勢能增加
3.電場中的功能關(guān)系
(1)若只有電場力做功,電勢能與動能之和保持不變。
(2)若只有電場力和重力做功,電勢能、重力勢能、動能之和保持不變。
(3)除重力、彈簧彈力之外,其他各力對物體做的功等于物體機械能的變化。
(4)所有外力對物體所做的功等于物體動能的變化。
五、電勢差與電場強度的關(guān)系
1.公式E巖的三點注意
(1)只適用于勻強電場。
(2)”為某兩點沿電場強度方向上的距離,或兩點所在等勢面之間的距離。
(3)電場強度的方向是電勢降低最快的方向。
2.電場線、電勢、電場強度的關(guān)系
(1)電場線與電場強度的關(guān)系:電場線越密的地方表示電場強度越大,電場線上某點的切線方向表示
該點的電場強度方向。
(2)電場線與等勢面的關(guān)系:電場線與等勢面垂直,并從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面。
(3)電場強度大小與電勢無直接關(guān)系:零電勢可人為選取,電場強度的大小由電場本身決定,故電場
強度大的地方,電勢不一定高。
3.在非勻強電場中的三點妙用
判斷電勢差大小及電勢距離相等的兩點間的電勢差,E越大,U越
高低大,進而判斷電勢的高低
p—x圖象的斜率左一差一%反,斜率的大
判斷場強變化
小表示場強的大小,正負表示場強的方向
判斷場強大小等差等勢面越密,場強越大
4.解題思路
六、電場線、等勢線(面)及帶電粒子的運動軌跡問題
1.等勢線總是和電場線垂直,已知電場線可以畫出等勢線,已知等勢線也可以畫出電場線。
2.幾種典型電場的等勢線(面)
電場等勢線(面)重要描述
E包與等勢面
LA
-A
勻強電場->垂直于電場線的一簇平面
-A
-A
-A
-A
電場線
手勢面
A/4
點電荷的電場7以點電荷為球心的一簇球面
i
4R
1/
11產(chǎn)
*T7>
等量異種點電7
S
\連線的中垂線上電勢處處為零
荷的電場/\
/;'、‘:「、、、、
V-
等量同種(正)c連線上,中點的電勢最低;中垂線上,中點的電
3金最高
點電荷的電場
/tj■y\IfrV、
卜”內(nèi)…、
3.帶電粒子在電場中運動軌跡問題的分析方法
(1)從軌跡的彎曲方向判斷受力方向(軌跡向合外力方向彎曲),從而分析電場方向或電荷的正負。
(2)結(jié)合軌跡、速度方向與靜電力的方向,確定靜電力做功的正負,從而確定電勢能、電勢和電勢差
的變化等。
(3)根據(jù)動能定理或能量守恒定律判斷動能的變化情況。
帶電粒子運動軌跡的分析
(1)判斷速度方向:帶電粒子運動軌跡上某點的切線方向為粒子在該點處的速度方向。
(2)判斷電場力(或場強)的方向:僅受電場力作用時,帶電粒子所受電場力方向指向軌跡的凹側(cè),
再根據(jù)粒子的正、負判斷場強的方向。
(3)判斷電場力做功的正、負及電勢能的增減:若電場力與速度方向成銳角,則電場力做正功,電勢
能減少;若電場力與速度方向成鈍角,則電場力做負功,電勢能增加。
七、靜電場的圖象問題
幾種常見圖象的特點及規(guī)律
根據(jù)VT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
v-t圖象
電場的方向、電勢高低及電勢能變化
(1)電場強度的大小等于夕-x圖線的斜率大小,電場強度為零處,9-x圖線存在
極值,其切線的斜率為零;
(2)在p-無圖象中可以直接判斷各點電勢的高低,并可根據(jù)電勢高低關(guān)系確定電
(p-X圖象
場強度的方向;
(3)在p-x圖象中分析電荷移動時電勢能的變化,可用WAB=qUAB,進而分析
亞4B的正負,然后做出判斷
(1)反映了電場強度隨位移變化的規(guī)律;(2)E>0表示場強沿x軸正方向,E<
0表示場強沿x軸負方向;
E-無圖象
(3)圖線與x軸圍成的“面積”表示電勢差,“面積”大小表示電勢差大小,兩
點的電勢高低根據(jù)電場方向判定
(1)反映了電勢能隨位移變化的規(guī)律;
Ep-x圖象(2)圖線的切線斜率大小等于電場力大??;
(3)進一步判斷場強、動能、加速度等隨位移的變化情況
工;限時提升練
(建議用時:40分鐘)
1.(2024.江蘇.高考真題)在靜電場中有八方兩點,試探電荷在兩點的靜電力廠與電荷量q滿足如圖
區(qū)
所示的關(guān)系,請問。、6兩點的場強大小凡等于()
oq
A.1:1B.2:1C.3:1D.4:1
【答案】D
F
【解析】設(shè)尸-4圖像的橫坐標單位長度電荷量為名,縱坐標單位長度的力大小為《根據(jù)石=一,可
q
知歹—4圖像斜率表示電場強度,由圖可知&="=4娛,£8=3=娛,可得冬=4:1。故選D。
%%4%q0Eh
2.(2022.江蘇?高考真題)如圖所示,正方形ABC。四個頂點各固定一個帶正電的點電荷,電荷量相等,
。是正方形的中心?,F(xiàn)將A點的電荷沿的延長線向無窮遠處移動,則()
A.在移動過程中,。點電場強度變小
B.在移動過程中,C點的電荷所受靜電力變大
C.在移動過程中,移動的電荷所受靜電力做負功
D.當(dāng)其移動到無窮遠處時,。點的電勢高于A點
【答案】D
【解析】。是等量同種電荷連線的中點,場強為0,將A處的正點電荷沿04方向移至無窮遠處,。點
電場強度變大,故A不符合題意;移動過程中,C點場強變小,正電荷所受靜電力變小,故B錯誤;A點
電場方向沿。4方向,移動過程中,移動電荷所受靜電力做正功,故C錯誤;A點電場方向沿0A方向,沿
電場線方向電勢降低,移動到無窮遠處時,O點的電勢高于A點電勢,故D正確。故選D。
3.(2022.江蘇.高考真題)某裝置用電場控制帶電粒子運動,工作原理如圖所示,矩形ABCD區(qū)域內(nèi)
存在多層緊鄰的勻強電場,每層的高度均為心電場強度大小均為E,方向沿豎直方向交替變化,A3邊長
為12d,邊長為82,質(zhì)量為機、電荷量為+4的粒子流從裝置左端中點射入電場,粒子初動能為《,
入射角為在紙面內(nèi)運動,不計重力及粒子間的相互作用力。
(1)當(dāng)。=%時,若粒子能從CD邊射出,求該粒子通過電場的時間/;
(2)當(dāng)Ek=4qEd時,若粒子從CD邊射出電場時與軸線OO'的距離小于d,求入射角。的范圍;
87171
(3)當(dāng)Ek=—qEd,粒子在。為-------范圍內(nèi)均勻射入電場,求從CD邊出射的粒子與入射粒子
322
的數(shù)量之比N:。
8divjrrrr
【答案】(1)t=X⑵-3。。<。<3。。或丁”/3—%
【解析】(1)電場方向豎直向上,粒子所受電場力在豎直方向上,粒子在水平方向上做勻速直線運動,
速度分解如圖所示
粒子在水平方向的速度為匕=vcosq
1
I艮據(jù)E=—mv"9可知v
k2
5/口8d8dIm
解侍"一=---
匕COS4V£k
、.1,
(2)粒子進入電場時的初動能后卜=4qEd=5根埼
粒子進入電場沿電場方向做減速運動,由牛頓第二定律可得qE=ma
粒子從CD邊射出電場時與軸線OO'的距離小于d,則要求2ad>(%sin6?)2
解得一L<sin6<L
22
7171
所以入射角的范圍為—30°<,<30°或一一<e<—
66
(3)設(shè)粒子入射角為夕時,粒子恰好從。點射出,由于粒子進入電場時,在水平方向做勻速直線運
動,在豎直方向反復(fù)做加速相同的減速運動,加速運動。粒子的速度/=
運動時間為
粒子在沿電場方向,反復(fù)做加速大小相同的減速運動,加速運動,則
2222
-lad=匕/一(vkin31),lad=v2d-(vlt/),-2ad=v3/~(v2d)
22
2ad=點一(玲J,-2ad=%;_(%y,2ad=v6d-(v5d)
則v2d=%,=v6d=v'sin,,vld=v3d=v5rf
則粒子在分層電場中運動時間相等,設(shè)為J,則又,8°八,=.4”
6心6Vcos63vcos0
2
且4=v'sin。?V灰r\—-Lu
2m
代入數(shù)據(jù)化簡可得6cos28sin0'cos0'+1=0
即tan?"_8tan"+7=0
解得tan夕=7(舍去)或tana=1
7T
解得夕二一
4
在
N?N=-=50%
則從CD邊出射的粒子與入射粒子的數(shù)量之比,°工—
4.(2023.江蘇.高考真題)霍爾推進器某局部區(qū)域可抽象成如圖所示的模型。。沖平面內(nèi)存在豎直向下
的勻強電場和垂直坐標平面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為瓦質(zhì)量為機、電荷量為e的電子從。點沿x
軸正方向水平入射。入射速度為w時,電子沿x軸做直線運動;入射速度小于W時,電子的運動軌跡如圖
中的虛線所示,且在最高點與在最低點所受的合力大小相等。不計重力及電子間相互作用。
(1)求電場強度的大小E;
(2)若電子入射速度為員,求運動到速度為為時位置的縱坐標第;
42
(3)若電子入射速度在0<v<w范圍內(nèi)均勻分布,求能到達縱坐標方=口位置的電子數(shù)N占總電
5eB
子數(shù)No的百分比。
八歹
xxXBxX
,、,
/%/
/%/
X/xx\/xX
/\/
X
XVX
【答案】(1)(2)網(wǎng)k;(3)90%
32eB
【解析】(1)由題知,入射速度為W時,電子沿x軸做直線運動則有Ee二年o3
解得E=voB
(2)電子在豎直向下的勻強電場和垂直坐標平面向里的勻強磁場的復(fù)合場中,由于洛倫茲力不做功,
且由于電子入射速度為會則電子受到的電場力大于洛倫茲力,則電子向上偏轉(zhuǎn),根據(jù)動能定理有
22
eE%=1v0)-1心%)
3mv
解得力=0
32eB
(3)若電子以v入射時,設(shè)電子能達到的最高點位置的縱坐標為y,則根據(jù)動能定理有
由于電子在最高點與在最低點所受的合力大小相等,則在最高點有尸合=evmB-eE
在最低點有/合=eE-evB
2E2m(v-v)
聯(lián)立有小-----v,y=-----n-----
B'eB
要讓電子達縱坐標乂二竺1位置,即>之”
5eB
9
解得布%
則若電子入射速度在0<v<no范圍內(nèi)均勻分布,能到達縱坐標%="吐位置的電子數(shù)N占總電子數(shù)
5eB
No的90%。
5.(2020.江蘇.高考真題)如圖所示,絕緣輕桿的兩端固定帶有等量異號電荷的小球(不計重力)。開
始時,兩小球分別靜止在4B位置。現(xiàn)外加一勻強電場E,在靜電力作用下,小球繞輕桿中點。轉(zhuǎn)到水平
位置。取。點的電勢為0。下列說法正確的有()
A.電場E中A點電勢低于B點
B.轉(zhuǎn)動中兩小球的電勢能始終相等
C.該過程靜電力對兩小球均做負功
D.該過程兩小球的總電勢能增加
【答案】AB
【解析】沿著電場線方向,電勢降低,所以A點電勢低于8點,A正確;由于。點的電勢為0,根據(jù)
勻強電場的對稱性,電勢氏=-%,又2=-%,Ep=q(p,所以電勢能丸4=丸8,B正確;A、8位置
的小球受到的靜電力分別水平向右、水平向左,絕緣輕桿順時針旋轉(zhuǎn),兩小球受到的靜電力對兩小球均做
正功,電場力做正功,電勢能減少,CD錯誤。故選AB。
6.(2021.江蘇.高考真題)有研究發(fā)現(xiàn),某神經(jīng)細胞傳遞信號時,離子從細胞膜一側(cè)流到另一側(cè)形成跨
膜電流,若將該細胞膜視為IxlO^F的電容器,在2ms內(nèi)細胞膜兩側(cè)的電勢差從-70mV變?yōu)?0mV,則
該過程中跨膜電流的平均值為()
A.1.5X10-7AB.2X10-7AC.3.5X10-7AD.5X10-7A
【答案】D
【解析】根據(jù)。=CU,可知AQ=CAU=10-8x(30+70)乂10久=10久,則該過程中跨膜電流的平均值為
八些=』A=5xO7A。故選D。
t2x10-3
7.(2021.江蘇.高考真題)一球面均勻帶有正電荷,球內(nèi)的電場強度處處為零,如圖所示,。為球心,
A、B為直徑上的兩點,OA=OB,現(xiàn)垂直于A3將球面均分為左右兩部分,C為截面上的一點,移去左半
球面,右半球面所帶電荷仍均勻分布,則()
A.。、C兩點電勢相等
B.A點的電場強度大于8點
C.沿直線從A到3電勢先升高后降低
D.沿直線從A到8電場強度逐漸增大
【答案】A
【解析】由于球殼內(nèi)部的場強為零,補全以后可知在左右側(cè)球殼在C點的合場強為零,因左右球殼的
場強具有對稱性,要想合場強為零只能是兩部分球殼在C點的場強都是水平方向,則可以知道右側(cè)球殼在C
點的合場強水平向左,同理OC上其他點的場強都是水平向左,因此OC是等勢線,故A正確;將題中半球
殼補成一個完整的球殼,且?guī)щ娋鶆颍O(shè)左、右半球在A點產(chǎn)生的電場強度大小分別為昂和E2;由題知,
均勻帶電球殼內(nèi)部電場強度處處為零,則知a=及,根據(jù)對稱性,左右半球在8點產(chǎn)生的電場強度大小分別
為瓦和Ei,且£1=瓦,在圖示電場中,A的電場強度大小為及,方向向左,8的電場強度大小為Ei,方向
向左,所以A點的電場強度與8點的電場強度相同,沿直線從A到8電場強度不可能逐漸增大,故BD錯
誤;根據(jù)電場的疊加原理可知,在連線上電場線方向向左,沿著電場線方向電勢逐漸降低,則沿直線從
A到8電勢升高,故C錯誤。故選A。
8.(2024.江蘇姜堰中學(xué)、如東中學(xué)等三校.二模)某電場沿x軸分布,其電場強度E與坐標x的關(guān)系如
圖所示,E為正值時,電場沿尤軸正方向,坐標原點處的電勢為零。一個質(zhì)量為辦電荷量為-q(q>0)的
帶負電粒子,從x軸上。處由靜止釋放,粒子只在電場力作用下運動,則下列說法不正確的是()
B.粒子第一次運動到原點的過程中電場力的沖量為^amqE0
C.粒子做振幅為。的簡諧運動
D.粒子的最大動能用=然^
【答案】A
【解析】石-X圖像中,圖線與橫軸所圍幾何圖形的面積表示電勢差,則有=%-%=¥,解
得見=—與,故A錯誤;從X軸上X=-a處由靜止釋放第一次運動到原點的過程中,由動能定理可
qE+
W=Fa=°0xa=-mv2-0,根據(jù)動量定理可得/=mv—0,求得粒子第一次運動到原點的過程中
22
,------E
電場力的沖量/=J卬叼&,故B正確;%圖像對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系表達式為E由于粒子帶負電
a
則其所受電場力方向與相對于坐標原點的位移方向相反,則有歹=-解得尸=-可知,電場力
a
方向始終指向坐標原點,且大小與相對于坐標原點的位移大小成正比,方向與相對于坐標原點的位移方向
相反,可知帶負電粒子,從X軸上x=-a處由靜止釋放,粒子將做振幅為。的簡諧運動,故C正確;根據(jù)
簡諧運動的運動規(guī)律可知,粒子在原點速度最大,動能最大,則有-qU0a=O—Ei,結(jié)合上述可得
”故口正確。本題選不正確的,故選A。
2
9.(2024.江蘇.二模)空間中M、N兩點分別固定不等量的異種點電荷(電性及N點位置未標出)。
帶負電的點電荷4僅在電場力作用下先后經(jīng)過A4兩點,其運動軌跡如圖所示,下列說法正確的是()
二二二二二4
A.M點的電荷量值小于N點的電荷量值
B.從//點到左點的過程中q的速度越來越小
C.點的電勢大于上點的電勢
D.q在h點的加速度比k點加速度大
【答案】A
【解析】帶負電的電荷運動的軌跡幾乎是橢圓,故可知N在一個焦點上,可知N帶正電,M帶負電,
由于軌跡離N點越來越近,可知N點的電荷量大于A/點的電荷量,故A正確;由圖可知,從〃點到左點的
過程中電場力做正功,則4的速度越來越大,故B錯誤;N點電荷為正電荷,上點靠近N,則電勢較高,故
C錯誤;左離N點比人離N點更近,則在無點的電場力更大,故q在左點加速度大于在〃點的加速度,故D
錯誤。故選A。
10.(2024.江蘇海門.學(xué)情調(diào)研)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),蜘蛛在沒有風(fēng)的情況下也能向上“起飛”。如圖,當(dāng)
地球表面帶有負電荷,空氣中有正電荷時,蜘蛛在其尾部吐出帶電的蛛絲,在電場力的作用下實現(xiàn)向上“起
飛”。下列說法正確的是()
空氣中的_一(+)??
正電荷?
B.電場力對蛛絲做負功
C.蛛絲的電勢能增大D.蛛絲帶的是正電荷
【答案】A
【解析】由題意可知,蛛絲受到空氣中正電荷的吸引力和地球負電荷的排斥力,則蛛絲帶的是負電荷;
離正電荷越近電勢越高,則蜘蛛往電勢高處運動,運動過程電場力對蛛絲做正功,蛛絲的電勢能減小。故
選Ao
11.(2024.江蘇蘇錫常鎮(zhèn).教學(xué)情況調(diào)研一)某小組在實驗室進行平行板電容器特性研究時,不小心轉(zhuǎn)
動其中一極板而使其發(fā)生傾斜,已知兩板帶有等量異種電荷,則兩極板之間的電場線分布情況可能正確的
是()
【答案】C
【解析】根據(jù)題意可知,兩板間電勢差相等,從左到右板間距離增大,根據(jù)E=^,可知,場強越來
a
越小,電場線越來越稀疏,平行板電容器中,極板分別是等勢體,根據(jù)電場線始終垂直等勢面可知,C正確;
故選C。
12.(2024.江蘇南京、鹽城.三模)如圖所示,虛線a、b、c為電場中的三條等差等勢線,實線為一帶
電的粒子僅在靜電力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡,P、R、。是這條軌跡上的三點,由此可知()
A.帶電粒子在P點時的加速度小于在。點時的加速度
B.尸點的電勢一定高于。點的電勢
C.帶電粒子在R點時的電勢能大于Q點時的電勢能
D.帶電粒子在P點時的動能大于在。點時的動能
【答案】C
【解析】等差等勢面越密集,電場線越密集,帶電粒子的加速度越大,故帶電粒子在P點時的加速度
大于在。點時的加速度,A錯誤;由運動軌跡可知,帶電粒子所受電場力大致向下。若粒子從尸點運動至
。點,電場力做正功,電勢能減小,動能增大,則帶電粒子在R點時的電勢能大于。點時的電勢能;帶電
粒子在P點時的動能小于在。點時的動能。由于粒子電性未知,則電勢高低關(guān)系不確定,BD錯誤,C正確。
故選C。
13.(2024.江蘇南京.二模)如圖甲所示是一種靜電除塵裝置,在金屬板A與金屬棒B間加恒定高壓,
煙氣從一端進入靜電除塵區(qū)經(jīng)過凈化后從另一端排出。其原理如圖乙所示,其中一帶負電的塵埃微粒沿圖
乙中虛線向左側(cè)金屬板A運動,尸、。是運動軌跡上的兩點,不計重力和微粒間的相互作用,不考慮微粒運
動過程中的電荷量變化。下列說法正確的是()
A.P點電勢比。點電勢低B.。點電場強度垂直A板向右
C.微粒在P點速度比。點的大D.微粒在P點具有的電勢能比。點小
【答案】A
【解析】由圖甲可知,金屬板A帶正電,金屬棒B帶負電,電場線的方向是由正電荷
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