《2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時集訓(xùn)8 電場的性質(zhì) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時集訓(xùn)8 電場的性質(zhì) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(含解析)(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題限時集訓(xùn)(八)(建議用時:40分鐘)專題通關(guān)練1.(2019河北張家口聯(lián)考)空間存在平行于紙面的勻強(qiáng)電場,紙面內(nèi)有一菱形ABCD。將一個電子由C點移動到D點,克服電場力做功1 eV。A點的電勢為3 V,則B點的電勢為()A2 V B3 VC4 V D6 VC由題可得:WCDeUCD1 eV,解得:UCD1 V,由公式:UCDUBABA,解得:B4 V。故選C。2.如圖所示,平行板電容器兩極板帶有等量異種電荷,與靜電計相連,靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地。在兩極板間有一固定在A點的點電荷,以E表示兩極板間的電場強(qiáng)度,Ep表示點電荷在A點的電勢能,表示靜電計指針的偏角。若保持下極板不動,將
2、上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置,則()A增大,E增大 B增大,Ep不變C減小,Ep增大 D減小,E不變D若保持下極板不動,將上極板向下移動一小段距離,根據(jù)C可知,C變大;根據(jù)QCU可知,在Q一定的情況下,兩極板間的電勢差減小,則靜電計指針偏角減小;根據(jù)E,QCU,C,聯(lián)立可得E,可知E不變;A點離下極板的距離不變,E不變,則A點與下極板間的電勢差不變,A點的電勢不變,故Ep不變;由以上分析可知,選項D正確。3(2019江西上饒聯(lián)考)如圖所示,平行板電容器的電容為C,正極板帶電荷量為,負(fù)極板接地,兩極板間距離為d,今在距兩極板間離負(fù)極板處放一正點電荷q,則()Aq所受電場力的大小為 Bq
3、所受電場力的大小為 Cq點處的電勢是D由于負(fù)極板接地,所以負(fù)極板電荷量為零C電容器兩板電勢差:U;兩板場強(qiáng):E;則q所受電場力的大小為FEq,選項A錯誤;金屬板帶電荷量不能看作點電荷,故不能根據(jù)庫侖定律求解q所受的電場力,選項B錯誤;q點處的電勢是UE,選項C正確;負(fù)極板帶電荷量為,選項D錯誤;故選C。4.(2019蘇北三市聯(lián)考)如圖所示,金屬板帶有等量異種電荷,板間某一豎直平面內(nèi)電場線的分布如實線所示,已知該平面內(nèi)P、O的連線為等勢線,且與電場線上兩點M、N的連線垂直。一帶電油滴在O點處于靜止?fàn)顟B(tài)。則()A若將油滴置于P處,仍能靜止B若將油滴從M處釋放,將沿電場線運(yùn)動至N處CM點的電勢一定比
4、N點的高D油滴在M點的電勢能一定比在N點的小D由題可知,帶電油滴在O點處于靜止?fàn)顟B(tài),說明在O點的電場力與重力相等,由電場線的分布可知,P點的電場強(qiáng)度大于O點電場強(qiáng)度,即EPEO,則在P點的電場力大于重力,則油滴不會處于靜止?fàn)顟B(tài),故選項A錯誤;帶電油滴受到重力和電場力的作用,由于電場的方向為電場線的切線方向,可知二者的合力的方向時刻在變化,其合力的方向不沿著電場線,根據(jù)曲線運(yùn)動條件可知,油滴也不會沿電場線運(yùn)動到N處,故選項B錯誤;根據(jù)電場線的性質(zhì),可知沿著電場線電勢降低,由于電場線的方向未知,故M、N點電勢高低也是未知的,故選項C錯誤;若油滴帶負(fù)電,則上極板帶正電,則MN,則根據(jù)電勢能公式Epq
5、可知:EPMEPN;若油滴帶正電,則上極板帶負(fù)電,則MN,同理可知:EPMEPN,故選項D正確。5(易錯題)(多選)(2019東北育才學(xué)校模擬)如圖所示,D是一只理想二極管,電流只能從a流向b,而不能從b流向a。平行板電容器的A、B兩極板間有一電荷,在P點處于靜止?fàn)顟B(tài)。以E表示兩極板間的電場強(qiáng)度,U表示兩極板間的電壓,Ep表示電荷在P點的電勢能。若保持極板B不動,將極板A稍向上平移,則下列說法正確的是()AE變小 BU變大CEp不變 D電荷仍保持靜止BCD由C可知,當(dāng)極板A稍向上平移時,d增大,C變小,但因二極管的存在,電容器不能放電,故電容器上的電荷量Q不變,由QCU可知,U變大,又E,聯(lián)立
6、各式可知E,則板間電場強(qiáng)度不變,電荷仍靜止,且P不變,故EpPq也不變。A錯誤,B、C、D正確。易錯點評:(1)解題時易忽略當(dāng)有電容器的回路接有二極管時,因二極管的單向?qū)щ娦裕瑢⑹闺娙萜鞯某潆娀蚍烹娛艿较拗啤?(2)下極板接地后不會判斷P點的電勢和電勢能。6.(原創(chuàng)題)(多選)某帶電金屬棒所帶電荷均勻分布,其周圍的電場線分布如圖所示,在金屬棒的中垂線上的兩條電場線上有A、B兩點,電場中另有一點C。已知A點到金屬棒的距離大于B點到金屬棒的距離,C點到金屬棒的距離大于A點到金屬棒的距離,則()AA點的電勢低于B點的電勢BB點的電場強(qiáng)度小于C點的電場強(qiáng)度C將正電荷沿AC方向從A點移動到C點,電場力做
7、正功D負(fù)電荷在A點的電勢能小于其在B點的電勢能AC由圖,結(jié)合電場線的特點可知,該題中金屬棒兩側(cè)的電場是對稱的,設(shè)AB連線與金屬棒交點為O,由于OAOB,所以O(shè)A之間的電勢差大于OB之間的電勢差,根據(jù)沿電場線的方向電勢降低可知,A點的電勢低于B點的電勢,故A正確;根據(jù)電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱可知,B點的電場強(qiáng)度大,故B錯誤;沿著電場線方向電勢降低,A點電勢比C點高,則將正電荷沿AC方向從A點移動到C點,電場力做正功,電勢能減小,故C正確;負(fù)電荷在電勢高的位置的電勢能小,所以負(fù)電荷在A點的電勢能大于其在B點的電勢能,故D錯誤;故選AC。7(多選)(2019考試大綱調(diào)研卷)如圖所示,帶電小球a用絕
8、緣細(xì)線豎直懸掛,在帶電小球a下方的絕緣桌面上固定著兩個帶電小球b、c,三個小球均可看成點電荷。當(dāng)小球a處于平衡狀態(tài)時,它距桌面O點的距離為7.5 cm,距小球b、c的距離均為15 cm,且三個電荷在同一豎直平面上。已知小球a的電荷量為3.00108 C ,小球b、c的電荷量均為3.00104 C,OM之間的距離等于ON之間距離,下列說法正確的是()AO處的電場強(qiáng)度大小為4.8 N/CB小球a 與b之間作用力大小為9.6 NC若小球a沿豎直方向向上運(yùn)動,則它的電勢能將減小D若小球b、c分別移到M、N兩點,則細(xì)線的拉力將減小D由題知,電荷b、c在O點形成的合場強(qiáng)為0,故O處的合場強(qiáng)為電荷a在O處的
9、場強(qiáng),大小為E4.8104 N/C,A錯誤;電荷a、b間的庫侖力大小為F3.6 N,B錯誤,若小球a沿豎直方向向上運(yùn)動,電場力做負(fù)功,電勢能增加,C錯誤;若小球b、c分別移到M、N兩點,a受到的庫侖引力減小,故綱線拉力減小,D正確。8(2019全國考試大綱調(diào)研卷)如圖所示,三塊平行放置的帶電金屬薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分別位于O、M、P點。由O點靜止釋放的電子恰好能運(yùn)動到P點?,F(xiàn)將C板向右平移到P點,則由O點靜止釋放的電子()A. 運(yùn)動到P點返回B. 運(yùn)動到P和P點之間返回C. 運(yùn)動到P點返回D. 穿過P點A根據(jù)平行板電容器的電容的決定式C、定義式C和勻強(qiáng)電場的電壓與電場強(qiáng)度的關(guān)系式
10、UEd可得E,可知將C板向右平移到P點,B、C兩板間的電場強(qiáng)度不變,由O點靜止釋放的電子仍然可以運(yùn)動到P點,并且會原路返回,故選項A正確。能力提升練9(多選)(2019山東青島聯(lián)考)如圖甲所示,兩個等量同種電荷P、Q固定于光滑絕緣水平面上,電荷量q1103 C、質(zhì)量m0.02 kg的小球從a點靜止釋放,沿中垂線運(yùn)動到電荷連線中點O過程中的vt圖象如圖乙中圖線所示,其中b點處為圖線切線斜率最大的位置,圖中為過b點的切線,則下列說法正確的是()AP、Q帶正電荷Bb點的場強(qiáng)E30 V/mCa、b兩點間的電勢差為90 VD小球從a到O的過程中電勢能先減少后增加BC帶正電的小球從a點由靜止釋放,向上做加
11、速運(yùn)動可知,受到向上的電場力,則aO線上的電場豎直向上,故兩電荷帶負(fù)電,故A錯誤;vt圖象上斜率表示加速度可得:ab1.5 m/s2,根據(jù)牛頓第二定律得:qEbma,聯(lián)立解得:Eb30 V/m,故B正確;對小球由a到b,由動能定理得:qUabmvmv,由圖乙可得vb3 m/s帶入解得:Uab90 V,故C正確;由圖象乙可知,小球速度一直增大,電場力一直做正功,故電勢能一直減小,故D錯誤;故選B、C。10.(2019天一大聯(lián)考)如圖所示,兩點電荷Q1、Q2連線延長線上有A、B兩點?,F(xiàn)將一帶正電的試探電荷在A點由靜止釋放,恰好能在A、B間做往復(fù)運(yùn)動,則下列說法正確的是()AA、B兩點的場強(qiáng)大小相等
12、,方向相反B試探電荷在A、B兩點的電勢能相等C試探電荷從A點運(yùn)動到B點的過程中,加速度先增大后減小D點電荷Q1帶正電、Q2帶負(fù)電,且Q1的電荷量大于Q2的電荷量B將一帶正電的試探電荷在A點由靜止釋放,恰好能在A、B間做往復(fù)運(yùn)動,可知A、B之間存在一個場強(qiáng)為零的點O,在從A到O場強(qiáng)方向向右,從O到B場強(qiáng)方向向左,因Q1、Q2兩電荷帶電荷量大小未知,不能確定A、B兩點的場強(qiáng)大小,選項A錯誤;因試探電荷在A、B兩點的速度為零,而電荷的電勢能和動能之和守恒,則試探電荷在A、B兩點的電勢能相等,選項B正確;因A、B之間存在一個場強(qiáng)為零的O點,可知試探電荷從A點運(yùn)動到B點的過程中,加速度先減小后增大,選項
13、C錯誤;場強(qiáng)為零的O點在A、B之間,由點電荷場強(qiáng)公式以及疊加原理可知,點電荷Q1帶負(fù)電、Q2帶正電,且Q1的電荷量大于Q2的電荷量,選項D錯誤;故選B。11(2018歷城二中模擬)真空中存在電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場,一比荷(即電荷量與質(zhì)量的比值)為k的帶電油滴在該電場中由靜止出發(fā),豎直向上做勻加速直線運(yùn)動。運(yùn)動一段時間后,將電場強(qiáng)度的大小突然變?yōu)槟持?,但保持其方向不變。持續(xù)同樣的一段時間后,油滴回到出發(fā)點。重力加速度大小為g。(1)求變化以后的電場強(qiáng)度大小E;(2)若把帶電油滴換成電性和比荷相同的帶電粒子(重力不計),在上述變化的電場中經(jīng)歷相同時間的運(yùn)動。求粒子最終速度大小與油滴最終速度大小
14、的比值。解析(1)選油滴為研究對象,豎直向上做勻加速直線運(yùn)動的過程中:a1kEgv1a1tx1a1t2場強(qiáng)變化后a2gkEx2v1ta2t2解得a23a1,E3E。(2) 油滴的末速度大小v2v1a2ta1ta2t(kEg)t(gkE)t選帶電粒子為研究對象,先豎直向上做勻加速直線運(yùn)動:a1kE,v1a1t場強(qiáng)變化以后,帶電粒子仍向上做勻加速直線運(yùn)動:a2kEv2v1a2tkEtkEt則。答案(1)3E(2)題號內(nèi)容押題依據(jù)核心考點核心素養(yǎng)電場性質(zhì)的分析以不等量電荷電場分布為背景科學(xué)思維:立足教材拓展提升圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,A點的坐標(biāo)為(2a,0),三角形ABC為等邊三角形,邊長
15、為2a。x軸為等邊三角形的對稱軸,坐標(biāo)原點O和等邊三角形中心Q兩點處固定著電荷量分別為3q和q的兩個點電荷,在上述兩個點電荷所形成的電場中,取無窮遠(yuǎn)處的電勢為0,下列說法正確的是()A不包括無窮遠(yuǎn)處電勢為0的點,在x軸上只有一個點電勢為0B不包括無窮遠(yuǎn)處電場強(qiáng)度為0的點,在x軸上只有A處電場強(qiáng)度為0CB點的電勢大于A點的電勢D某一負(fù)電荷放在C點的電勢能小于放在A點的電勢能B因為兩點電荷帶不等量的異種電荷,所以兩點電荷連線所在直線上電勢為零的點有兩個,一個在兩電荷之間,另一個在電荷量較小的電荷即正電荷右側(cè),選項A錯誤;Q點為等邊三角形中心,等邊三角形邊長為2a,根據(jù)幾何關(guān)系有xQAa,電荷量為q
16、的點電荷在A點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為Etkk,方向沿x軸正方向,電荷量為3q的點電荷在A點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E2kkk,方向沿x軸負(fù)方向,所以A點的合場強(qiáng)為零,分析知除無窮遠(yuǎn)處,x軸上的其他點場強(qiáng)不可能為零,選項B正確;電荷量為q的點電荷距A、B兩點的距離相等,在該點電荷產(chǎn)生的電場中,A、B兩點的電勢相同,電荷量為3q的點電荷距B點的距離小于距A點的距離,所以在該點電荷產(chǎn)生的電場中,B點的電勢小于A點的電勢,電勢為標(biāo)量,所以在兩點電荷產(chǎn)生的電場中,B點的電勢小于A點的電勢,選項C錯誤;同理可得,C點的電勢小于A點的電勢,根據(jù)Epq知,負(fù)電荷在電勢越高處電勢能越小,所以負(fù)電荷在C點的電勢能大于在A點的電勢能,選項D錯誤。- 8 -