《2020年高考物理 專題08 靜電場(chǎng)學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020年高考物理 專題08 靜電場(chǎng)學(xué)案（46頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題08 靜電場(chǎng) 超重點(diǎn)1：電場(chǎng)力的性質(zhì)一、電荷及電荷守恒定律1元電荷、點(diǎn)電荷(1)元電荷：e1.61019 C，所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍，其中質(zhì)子、正電子的電荷量與元電荷相同(2)點(diǎn)電荷：當(dāng)帶電體本身的大小和形狀對(duì)研究的問題影響很小時(shí)，可以將帶電體視為點(diǎn)電荷2靜電場(chǎng)(1)定義：存在于電荷周圍，能傳送電荷間相互作用的一種特殊物質(zhì)(2)基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的電荷有力的作用3電荷守恒定律(1)內(nèi)容：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變(2)起電方式：摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電(3)帶電實(shí)質(zhì)：物

2、體帶電的實(shí)質(zhì)是得失電子二、庫侖定律1內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)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2表達(dá)式：Fk，式中k9.0109 Nm2/C2，叫靜電力常量3適用條件：真空中的點(diǎn)電荷三、電場(chǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)1定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力F與它的電荷量q的比值2定義式：E.單位為N/C或V/m.3點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度：真空中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度Ek.4方向：規(guī)定正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向5電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加：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，遵從平行四邊形

3、定則四、電場(chǎng)線1定義：為了形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱及方向，在電場(chǎng)中畫出一些曲線，曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一致，曲線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱2電場(chǎng)線的特點(diǎn)(1)不閉合：電場(chǎng)線起始于正電荷(或無窮遠(yuǎn)處)，終止于無窮遠(yuǎn)處(或負(fù)電荷)(2)不相交：在電場(chǎng)中兩條電場(chǎng)線不相交(3)同一電場(chǎng)中，電場(chǎng)線密的地方場(chǎng)強(qiáng)大(4)電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向(5)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低(6)電場(chǎng)線和等勢(shì)面在相交處垂直考點(diǎn)一對(duì)庫侖定律的理解及應(yīng)用 1庫侖定律的“四點(diǎn)”理解(1)庫侖定律適用于真空中靜止點(diǎn)電荷間的相互作用(2)對(duì)于兩個(gè)均勻帶電絕緣球體，可將其視為電荷集中在球心的點(diǎn)電荷，

4、r為球心間的距離(3)對(duì)于兩個(gè)帶電金屬球，要考慮表面電荷的重新分布，如圖所示同種電荷：Fk；異種電荷：Fk.(4)不能根據(jù)公式錯(cuò)誤地認(rèn)為r0時(shí)，庫侖力F，因?yàn)楫?dāng)r0時(shí)，兩個(gè)帶電體已不能看作點(diǎn)電荷了2兩完全相同帶電球電荷分配規(guī)律(1)如果接觸前兩金屬球帶同種電荷，電荷量分別為q1和q2，兩球接觸時(shí)，總電荷量平均分配，兩球的電荷量都等于.(2)如果接觸前兩金屬球帶異種電荷，電荷量分別為q1和q2，且q1q2，接觸時(shí)，先中和再將剩余的電荷量(q1q2)平均分配，兩球的電荷量都等于.題組突破訓(xùn)練1如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a與b，其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們固定于絕緣支架上，兩

5、球心間的距離為l，l為球殼外半徑r的3倍若使它們帶上等量異種電荷，電荷量的絕對(duì)值均為Q，那么，a、b之間的萬有引力F1與庫侖力F2為()AF1G，F(xiàn)2kBF1G，F(xiàn)2kCF1G，F(xiàn)2k DF1G，F(xiàn)2k【答案】D2半徑相同的兩個(gè)金屬球A、B帶有等量的電荷，相隔一定距離，兩球之間相互吸引力的大小為F.今讓第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬球C先后與A、B兩球接觸后移開，這時(shí)，A、B兩球之間的相互作用力的大小為()A.F B.FC.F D.F【答案】A【解析】A、B兩球互相吸引，說明它們帶異種電荷，假設(shè)A、B的電荷量分別為q和q.當(dāng)?shù)谌齻€(gè)不帶電的C球與A球接觸后，A、C兩球的電荷量平分，每球所帶電荷量為

6、q.當(dāng)再把C球與B球接觸后，兩球的電荷先中和，再平分，每球所帶電荷量為q.由庫侖定律Fk知，當(dāng)移開C球后由于r不變，A、B兩球之間的相互作用力的大小為F.選項(xiàng)A正確考點(diǎn)二電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加與計(jì)算 1電場(chǎng)強(qiáng)度三個(gè)表達(dá)式的比較EEkE公式意義電場(chǎng)強(qiáng)度定義式真空中點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的決定式勻強(qiáng)電場(chǎng)中E與U的關(guān)系式適用條件一切電場(chǎng)真空點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場(chǎng)決定因素由電場(chǎng)本身決定，與q無關(guān)由場(chǎng)源電荷Q和場(chǎng)源電荷到該點(diǎn)的距離r共同決定由電場(chǎng)本身決定，d為沿電場(chǎng)方向的距離相同點(diǎn)矢量，遵守平行四邊形定則單位：1 N/C1 V/m2.電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加(1)疊加原理：多個(gè)電荷在空間某處產(chǎn)生的電場(chǎng)為各電荷在該處所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量

7、和(2)運(yùn)算法則：平行四邊形定則題組突破訓(xùn)練1(多選)下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)表達(dá)式E和 E的敘述，正確的是()AE是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的電荷所受的電場(chǎng)力，q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量BE是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的電荷所受的電場(chǎng)力，q是放入電場(chǎng)中的電荷的電荷量，它適用于任何電場(chǎng)CE是點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算式，Q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量，它不適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)D從點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算式分析庫侖定律的表達(dá)式Fk，是點(diǎn)電荷Q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷Q1處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，而是點(diǎn)電荷Q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在Q2處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小【答案】BCD2.(2020濟(jì)南高三聯(lián)考)直角坐標(biāo)系xOy中，M、N兩點(diǎn)位于x

8、軸上，G、H兩點(diǎn)坐標(biāo)如圖M、N兩點(diǎn)各固定一負(fù)點(diǎn)電荷，一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷置于O點(diǎn)時(shí)，G點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度恰好為零靜電力常量用k表示若將該正點(diǎn)電荷移到G點(diǎn)，則H點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向分別為()A.，沿y軸正向B.，沿y軸負(fù)向C.，沿y軸正向 D.，沿y軸負(fù)向【答案】B考點(diǎn)三電場(chǎng)線的特點(diǎn)及應(yīng)用 1兩種等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分析等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布圖電荷連線上的電場(chǎng)強(qiáng)度 沿連線先變小后變大 O點(diǎn)最小，但不為零O點(diǎn)為零中垂線上的電場(chǎng)強(qiáng)度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)稱位置的電場(chǎng)強(qiáng)度A與A、B與B、C與C等大同向等大反向2.電場(chǎng)線的應(yīng)用題組突破訓(xùn)練1.如圖所示為兩個(gè)點(diǎn)

9、電荷在真空中所產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)線(方向未標(biāo)出)圖中C點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，MN為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，D為中垂線上的一點(diǎn)，電場(chǎng)線的分布關(guān)于MN左右對(duì)稱，則下列說法中正確的是()A這兩點(diǎn)電荷一定是等量異種電荷B這兩點(diǎn)電荷一定是等量同種電荷CD、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定相等DC點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小【答案】A2.帶有等量異種電荷的一對(duì)平行金屬板，如果兩極板間距不是足夠近或者兩極板面積不是足夠大，即使在兩極板之間，它的電場(chǎng)線也不是彼此平行的直線，而是如圖所示的曲線，關(guān)于這種電場(chǎng)，下列說法正確的是()A這種電場(chǎng)的電場(chǎng)線雖然是曲線，但是電場(chǎng)線的分布卻是左右對(duì)稱的，很有規(guī)律性，它們之間的電場(chǎng)，除邊緣部

10、分外，可以看作勻強(qiáng)電場(chǎng)B電場(chǎng)內(nèi)部A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C電場(chǎng)內(nèi)部A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D若將一正電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)由靜止釋放，它將沿著電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板【答案】D3如圖所示，實(shí)線為某電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線表示該電場(chǎng)的等勢(shì)面，A、B、C是電場(chǎng)中的三點(diǎn)下列說法正確的是()A三點(diǎn)中，B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大B三點(diǎn)中，A點(diǎn)的電勢(shì)最高C將一帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷從A移動(dòng)到B，電勢(shì)能增大D將一帶正電的檢驗(yàn)電荷從A移動(dòng)到B和從A移動(dòng)到C，電勢(shì)能的變化相同【答案】D【解析】電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，所以三點(diǎn)中，A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大，A錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低，A點(diǎn)電勢(shì)最低，B錯(cuò)誤；將一帶負(fù)電的檢驗(yàn)電

11、荷從A移動(dòng)到B，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，C錯(cuò)誤；因?yàn)锽、C兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，所以將一帶正電的檢驗(yàn)電荷從A移動(dòng)到B和從A移動(dòng)到C，電場(chǎng)力做的功相同，電勢(shì)能變化相同，D正確 超重點(diǎn)2：帶電體的力電綜合問題 1解決力電綜合問題的一般思路2分析力電綜合問題的三種途徑(1)建立物體受力圖景弄清物理情境，選定研究對(duì)象對(duì)研究對(duì)象按順序進(jìn)行受力分析，畫出受力圖應(yīng)用力學(xué)規(guī)律進(jìn)行歸類建模(2)建立能量轉(zhuǎn)化圖景：運(yùn)用能量觀點(diǎn)，建立能量轉(zhuǎn)化圖景是分析解決力電綜合問題的有效途徑(3)運(yùn)用等效思維法構(gòu)建物理模型：電場(chǎng)力和重力做功均與路徑無關(guān)，在同一問題中可將它們合成一個(gè)等效重力，從而使問題簡(jiǎn)化 典例(2020高考北京

12、卷)如圖所示，長(zhǎng)l1 m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定，下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，繩與豎直方向的夾角37.已知小球所帶電荷量q1.0106 C，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E3.0103 N/C，取重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求：(1)小球所受電場(chǎng)力F的大小(2)小球的質(zhì)量m.(3)將電場(chǎng)撤去，小球回到最低點(diǎn)時(shí)速度v的大小【答案】(1)3.0103 N(2)4.0104 kg(3)2.0 m/s【解析】本題考查物體的平衡與動(dòng)能定理(1)FqE3.0103 N.(2)由tan 37，得m4.0104 kg.(3)由mgl(1cos 37)mv

13、2，得v2.0 m/s. 題組突破訓(xùn)練1.(2020廣西南寧模擬)由粗糙的水平桿AO與光滑的豎直桿BO組成的絕緣直角支架如圖放置，在AO桿、BO桿上套有帶正電的小球P、Q，兩個(gè)小球恰能在某一位置平衡現(xiàn)將P緩慢地向左移動(dòng)一小段距離，兩球再次達(dá)到平衡若小球所帶電荷量不變，與移動(dòng)前相比()AP、Q之間的距離增大B桿BO對(duì)Q的彈力減小C桿AO對(duì)P的摩擦力增大D桿AO對(duì)P的彈力減小【答案】C2.如圖所示，光滑絕緣的細(xì)圓管彎成半徑為R的半圓形，固定在豎直面內(nèi)，管口B、C的連線是水平直徑現(xiàn)有一帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從B點(diǎn)正上方的A點(diǎn)自由下落，A、B兩點(diǎn)間距離為4R，從小球進(jìn)入管口開始，整個(gè)空間中突然加上一

14、個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)力在豎直方向上的分力大小與重力大小相等，結(jié)果小球從管口C處脫離圓管后，其運(yùn)動(dòng)軌跡最后經(jīng)過A點(diǎn)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)過程中電荷量沒有改變，重力加速度為g，求：(1)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小(2)小球受到的電場(chǎng)力的大小和方向(3)小球經(jīng)過管口C處時(shí)對(duì)圓管壁的壓力【答案】(1)2(2)mg與豎直方向成45角偏左上方(3)3mg，方向水平向右。小球從管口C處脫離圓管后做類平拋運(yùn)動(dòng)，由于其軌跡經(jīng)過A點(diǎn)，故有y4RvCtx2Raxt2t2聯(lián)立解得Fxmg 電場(chǎng)力的大小為FqEmg方向與豎直方向成45角偏左上方(3)小球經(jīng)過管口C處時(shí)，向心力由Fx和圓管的彈力FN提供，設(shè)彈力FN的方向水平向左，則FxF

15、Nm解得FN3mg(方向水平向左)根據(jù)牛頓第三定律可知，小球經(jīng)過管口C處時(shí)對(duì)圓管壁的壓力為FNFN3mg，方向水平向右超重點(diǎn)3：電場(chǎng)能的性質(zhì)一、電勢(shì)能、電勢(shì)1電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，只與初、末位置有關(guān)2電勢(shì)能(1)定義：電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能，數(shù)值上等于將電荷從該點(diǎn)移到零勢(shì)能位置時(shí)電場(chǎng)力所做的功(2)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系：電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的減少量，即WABEpAEpBEp.3電勢(shì)(1)定義：試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)具有的電勢(shì)能Ep與它的電荷量q的比值(2)定義式：.(3)矢標(biāo)性：電勢(shì)是標(biāo)量，有正、負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點(diǎn)電勢(shì)比零電勢(shì)高(低)(4)相對(duì)性：電勢(shì)具有相對(duì)性

16、，同一點(diǎn)的電勢(shì)因選取零電勢(shì)點(diǎn)的不同而不同4等勢(shì)面(1)定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相等的各點(diǎn)組成的面(2)四個(gè)特點(diǎn)等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線垂直在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功電場(chǎng)線方向總是從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大，反之越小二、電勢(shì)差1定義：電荷在電場(chǎng)中，由一點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B時(shí)，電場(chǎng)力做功與移動(dòng)電荷的電荷量的比值2定義式：UAB.3電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系：UABAB，UABUBA.三、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系1電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系：勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離的乘積即UEd，也可以寫作E.2公式UEd的適用范圍：勻強(qiáng)電場(chǎng)考點(diǎn)一電

17、場(chǎng)能的基本性質(zhì) 1電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系：電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，并從電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面2電場(chǎng)強(qiáng)度大小與電勢(shì)無直接關(guān)系：零電勢(shì)可人為選取，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小由電場(chǎng)本身決定，故電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方，電勢(shì)不一定高3電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系：正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大；負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大4電勢(shì)高低常用的兩種判斷方法(1)依據(jù)電場(chǎng)線的方向沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低(2)依據(jù)UABABUAB0，AB，UAB0，AB.5電勢(shì)能大小的判斷判斷方法方法解讀公式法將電荷量、電勢(shì)連同正負(fù)號(hào)一起代入公式Epq，正Ep的絕對(duì)值越大，電勢(shì)能越大；負(fù)Ep的絕對(duì)值越大，電勢(shì)能越小電勢(shì)法正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大負(fù)

18、電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大做功法電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加能量守恒法在電場(chǎng)中，若只有電場(chǎng)力做功時(shí)，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小，反之，動(dòng)能減小，電勢(shì)能增加題組突破訓(xùn)練1(2020高考全國(guó)卷)關(guān)于靜電場(chǎng)的等勢(shì)面，下列說法正確的是()A兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面可能相交B電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處相互垂直C同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定相等D將一負(fù)的試探電荷從電勢(shì)較高的等勢(shì)面移至電勢(shì)較低的等勢(shì)面，電場(chǎng)力做正功【答案】B2.(多選)(2020高考天津卷)如圖所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，實(shí)線MN是一條方向未標(biāo)出的電場(chǎng)線，虛線AB是一個(gè)電子只在靜電力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)電子在A

19、、B兩點(diǎn)的加速度大小分別為aA、aB，電勢(shì)能分別為EpA、EpB.下列說法正確的是()A電子一定從A向B運(yùn)動(dòng)B若aAaB，則Q靠近M端且為正電荷C無論Q為正電荷還是負(fù)電荷一定有EpAEpBDB點(diǎn)電勢(shì)可能高于A點(diǎn)電勢(shì)【答案】BC【解析】電子的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線，由曲線運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生條件可知電子在MN電場(chǎng)線上受力方向?yàn)樗较蜃?，因此電?chǎng)線方向?yàn)樗较蛴?MN)，若aAaB，則A靠近場(chǎng)源電荷Q，即Q靠近M端且為正電荷，選項(xiàng)B正確；若電子由AB，則水平向左的電場(chǎng)力與軌跡切線方向的速度夾角大于90，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，即EpAEpB，若電子由BA，則電場(chǎng)力方向與速度方向夾角小于90，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減

20、小，EpAEpB，選項(xiàng)C正確，A錯(cuò)誤；由Epq，知，負(fù)電荷在高電勢(shì)處電勢(shì)能小，在低電勢(shì)處電勢(shì)能大，可知AB，選項(xiàng)D錯(cuò)誤3.(2020山東濰坊模擬)如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于xOy坐標(biāo)系平面，其中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)為2 V，a點(diǎn)的坐標(biāo)為(0 cm，4 cm)，電勢(shì)為8 V，b點(diǎn)的坐標(biāo)為(3 cm，0 cm)，電勢(shì)為8 V，則電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為()A250 V/mB200 V/mC150 V/m D120 V/m【答案】A【解析】由題意可知a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，則ab為一條等勢(shì)線，又O點(diǎn)電勢(shì)為2 V，則知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向垂直于ab指向左下方過O點(diǎn)作ab的垂線交ab于c點(diǎn)由幾何關(guān)系得tan b，

21、得b53OcObsin b0.03 msin 532.4102 mc、O間的電勢(shì)差U8 V2 V6 V則電場(chǎng)強(qiáng)度大小E250 V/m，故A正確考點(diǎn)二靜電場(chǎng)中的圖象問題 1vt圖象：根據(jù)vt圖象的速度變化、斜率變化(即加速度大小的變化)，確定電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)力的大小變化情況，進(jìn)而確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向、電勢(shì)的高低及電勢(shì)能的變化2x圖象：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于x圖線的斜率大小，電場(chǎng)強(qiáng)度為零處，x圖線存在極值，其切線的斜率為零(2)在x圖象中可以直接判斷各點(diǎn)電勢(shì)的大小，并可根據(jù)電勢(shì)大小關(guān)系確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向(3)在x圖象中分析電荷移動(dòng)時(shí)電勢(shì)能的變化，可用WABqUAB，進(jìn)而分析WAB的正負(fù)，

22、然后作出判斷3Ex圖象：(1)反映了電場(chǎng)強(qiáng)度隨位置變化的規(guī)律(2)E0表示場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向；E0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)方向判定真題拓展探究 典例1(多選)(2020高考全國(guó)卷)在一靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，任一點(diǎn)的電勢(shì)與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖所示電場(chǎng)中四個(gè)點(diǎn)a、b、c和d的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed.點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢(shì)a已在圖中用坐標(biāo)(ra，a)標(biāo)出，其余類推現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過程中，電場(chǎng)力所做的功分別為Wab、Wb

23、c和Wcd.下列選項(xiàng)正確的是()AEaEb41BEcEd21CWabWbc31 DWbcWcd13【答案】AC拓展1E-x圖象1.空間有一沿x軸對(duì)稱分布的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖所示，x1和x1為x軸上對(duì)稱的兩點(diǎn)下列說法正確的是()Ax1處場(chǎng)強(qiáng)大于x1處場(chǎng)強(qiáng)B若電子從x1處由靜止釋放后向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，到達(dá)x1處時(shí)速度為零C電子在x1處的電勢(shì)能大于在x1處的電勢(shì)能Dx1處的電勢(shì)比x1處的電勢(shì)高【答案】B拓展2v-t圖象2(多選)(2020邯鄲一中調(diào)研)如圖甲所示，Q1、Q2是兩個(gè)固定的點(diǎn)電荷，一帶正電的試探電荷僅在電場(chǎng)力作用下以初速度va沿兩點(diǎn)電荷連線的中垂線從a點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，其v-

24、t圖象如圖乙所示，下列說法正確的是()A兩點(diǎn)電荷一定都帶負(fù)電，但電荷量不一定相等B兩點(diǎn)電荷一定都帶負(fù)電，且電荷量一定相等C試探電荷一直向上運(yùn)動(dòng)，直至運(yùn)動(dòng)到無窮遠(yuǎn)處Dt2時(shí)刻試探電荷的電勢(shì)能最大，但加速度不為零【答案】BD【解析】由題圖可知，試探電荷向上先做減速運(yùn)動(dòng)，再反向做加速運(yùn)動(dòng)，且向上過程加速度先增大后減小，說明試探電荷受電場(chǎng)力應(yīng)向下，故說明兩點(diǎn)電荷均應(yīng)帶負(fù)電；由于電場(chǎng)線只能沿豎直方向，故說明兩點(diǎn)電荷帶等量負(fù)電荷，故A、C錯(cuò)誤，B正確；t2時(shí)刻之前電場(chǎng)力一直做負(fù)功，故電勢(shì)能增大，此后電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，t2時(shí)刻電勢(shì)能最大；但由于試探電荷受電場(chǎng)力向下，故此時(shí)加速度不為零，故D正確拓展3

25、-x圖象3.(多選)(2020高考江蘇卷)在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2，其靜電場(chǎng)的電勢(shì)在x軸上分布如圖所示下列說法正確的有()Aq1和q2帶有異種電荷Bx1處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零C負(fù)電荷從x1移到x2，電勢(shì)能減小D負(fù)電荷從x1移到x2，受到的電場(chǎng)力增大【答案】AC拓展4Ep-x圖象4.一帶電粒子在電場(chǎng)中僅受靜電力作用，做初速度為零的直線運(yùn)動(dòng)取該直線為x軸，起始點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，其電勢(shì)能Ep與位移x的關(guān)系如圖所示下列圖象中合理的是()【答案】D【解析】由于粒子只受電場(chǎng)力作用，因此由F電|可知，Epx圖象的斜率大小即為粒子所受電場(chǎng)力大小，從圖象可知，圖象的斜率隨位移的增大而越來越小，因此粒子運(yùn)動(dòng)后所受的

26、電場(chǎng)力隨位移的增大而越來越小，電場(chǎng)強(qiáng)度越來越小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于只受電場(chǎng)力作用，因此動(dòng)能與電勢(shì)能的和是定值，即最終動(dòng)能應(yīng)趨向于一個(gè)定值，B項(xiàng)錯(cuò)誤；粒子受到的電場(chǎng)力隨位移的增大而越來越小，因此加速度隨位移的增大而越來越小，D項(xiàng)正確；粒子的動(dòng)能Ekx2，結(jié)合B項(xiàng)分析最終速度也應(yīng)趨向于一個(gè)定值，C錯(cuò)誤考點(diǎn)三電場(chǎng)中的功能關(guān)系 電場(chǎng)力做功的計(jì)算方法電場(chǎng)中的功能關(guān)系(1)電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，即：WEp.(2)如果只有電場(chǎng)力做功，則動(dòng)能和電勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能(Ek)和電勢(shì)能(Ep)的總和不變，即：EkEp. 典例2如圖所示，在O點(diǎn)處固定一個(gè)正電荷，在過O點(diǎn)的豎直平面內(nèi)的A點(diǎn)

27、，自由釋放一個(gè)帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m、電荷量為q.小球下落的軌跡如圖中虛線所示，它與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓相交于B、C兩點(diǎn)，O、C在同一水平線上，BOC30，A距離OC的豎直高度為h.若小球通過B點(diǎn)時(shí)的速度為v，試求：(1)小球通過C點(diǎn)時(shí)的速度大小(2)小球由A到C的過程中電場(chǎng)力做的功【答案】(1)(2)mv2mgRmgh 題組突破訓(xùn)練1(多選)(2020高考海南卷)如圖，一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn)，兩虛線圓均以O(shè)為圓心，兩實(shí)線分別為帶電粒子M和N先后在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點(diǎn)不計(jì)重力下列說法正確的是()AM帶負(fù)電荷，N帶正電荷BM在b點(diǎn)的動(dòng)能小于它在a

28、點(diǎn)的動(dòng)能CN在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在e點(diǎn)的電勢(shì)能DN在從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中克服電場(chǎng)力做功【答案】ABC2(2020安徽江南十校聯(lián)考)如圖所示，真空中的勻強(qiáng)電場(chǎng)與水平方向成15角，AB垂直于勻強(qiáng)電場(chǎng)E.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球在A點(diǎn)以初速度v0水平向右拋出，經(jīng)時(shí)間t小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)(圖中未畫出)時(shí)速度大小仍為v0，則小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是()A電場(chǎng)力對(duì)小球做功為mg2t2B小球的機(jī)械能減小了mg2t2CA、C的電勢(shì)差為DC點(diǎn)一定位于AB直線的右側(cè)【答案】D超重點(diǎn)4：電容器的電容帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、常見電容器電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系1常見電容器(1)組

29、成：由兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體組成(2)帶電荷量：一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值(3)電容器的充、放電充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩板帶上等量的異種電荷，電容器中儲(chǔ)存電場(chǎng)能放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能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(2)定義式：C.(3)物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量(4)單位：法拉(F)1 F106F1012 pF3平行板電容器(1)影響因素：平行板電容器的電容與極板的正對(duì)面積成正比，與電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)成正比，與極板間距離成反比(2)決定式：C，k為靜電力常量二、帶

30、電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1帶電粒子在電場(chǎng)中的加速(1)動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)分析：若電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，則有a，E，v2v2ad.(2)功能觀點(diǎn)分析：粒子只受電場(chǎng)力作用，滿足qUmv2mv.2帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)(1)條件：以速度v0垂直于電場(chǎng)線方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)，僅受電場(chǎng)力(2)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：類平拋運(yùn)動(dòng)(3)處理方法：運(yùn)動(dòng)的分解沿初速度方向：做勻速直線運(yùn)動(dòng)沿電場(chǎng)方向：做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)三、示波器的工作原理1構(gòu)造：電子槍，偏轉(zhuǎn)極板，熒光屏(如圖所示)2工作原理(1)YY上加的是待顯示的信號(hào)電壓，XX上是機(jī)器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓，叫作掃描電壓(2)觀察到的現(xiàn)象如果在偏轉(zhuǎn)電極XX和YY之間都沒有加電壓，

31、則電子槍射出的電子沿直線運(yùn)動(dòng)，打在熒光屏中心，在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑若所加掃描電壓和信號(hào)電壓的周期相等，就可以在熒光屏上得到待測(cè)號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)變化的穩(wěn)定圖象考點(diǎn)一平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析1兩類典型問題(1)電容器始終與恒壓電源相連，電容器兩極板間的電勢(shì)差U保持不變(2)電容器充電后與電源斷開，電容器兩極所帶的電荷量Q保持不變2動(dòng)態(tài)分析思路(1)U不變根據(jù)C先分析電容的變化，再分析Q的變化根據(jù)E分析場(chǎng)強(qiáng)的變化根據(jù)UABEd分析某點(diǎn)電勢(shì)變化(2)Q不變根據(jù)C先分析電容的變化，再分析U的變化根據(jù)E分析場(chǎng)強(qiáng)變化題組突破訓(xùn)練1(2020高考全國(guó)卷)一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì)，接在恒壓直流電源上若將云

32、母介質(zhì)移出，則電容器()A極板上的電荷量變大，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大B極板上的電荷量變小，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大C極板上的電荷量變大，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變D極板上的電荷量變小，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變【答案】D2如圖所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地在兩極板間有一固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷，以E表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，表示靜電計(jì)指針的偏角若保持下極板不動(dòng)，將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置，則()A增大，E增大B增大，E不變C減小，Ep增大 D減小，E不變【答案】D【解析】由題知，電容器兩板所帶電荷量Q不變，根據(jù)C和U可知，當(dāng)上板下移

33、，C增大，U減小，減小，A、B錯(cuò)誤根據(jù)E，可見E與d無關(guān)，只改變d，E不變，D正確根據(jù)PUP地ELP地，E不變，LP地不變，故P不變，Ep不變，C錯(cuò)誤考點(diǎn)二帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng) 1做直線運(yùn)動(dòng)的條件(1)粒子所受合外力F合0，粒子或靜止，或做勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)粒子所受合外力F合0，且與初速度方向在同一條直線上，帶電粒子將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)或勻減速直線運(yùn)動(dòng)2處理帶電粒子在電場(chǎng)中直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)觀點(diǎn)(1)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)分析a，E，v2v2ad.(2)用功能觀點(diǎn)分析勻強(qiáng)電場(chǎng)中：WEqdqUmv2mv非勻強(qiáng)電場(chǎng)中：WqUEk2Ek1. 典例1如圖所示，充電后的平行板電容器水平放置，電容為C，極板間的距離

34、為d，上極板正中有一小孔質(zhì)量為m、電荷量為q的小球從小孔正上方高h(yuǎn)處由靜止開始下落，穿過小孔到達(dá)下極板處速度恰為零(空氣阻力忽略不計(jì)，極板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，重力加速度為g)求：(1)小球到達(dá)小孔處的速度；(2)極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和電容器所帶電荷量；(3)小球從開始下落運(yùn)動(dòng)到下極板處的時(shí)間【答案】(1)(2)C(3)【解析】(1)由v22gh，得v.(2)在極板間帶電小球受重力和電場(chǎng)力作用，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律知：mgqEma由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知：0v22ad整理得電場(chǎng)強(qiáng)度E由UEd，QCU，得電容器所帶電荷量QC.(3)由hgt，0vat2，tt1t2整理得t . 題組突破訓(xùn)練1一水平放置的平行板電

35、容器的兩極板間距為d，極板分別與電池兩極相連，上極板中心有一小孔(小孔對(duì)電場(chǎng)的影響可忽略不計(jì))小孔正上方處的P點(diǎn)有一帶電粒子，該粒子從靜止開始下落，經(jīng)過小孔進(jìn)入電容器，并在下極板處(未與極板接觸)返回若將下極板向上平移，則從P點(diǎn)開始下落的相同粒子將()A打在下極板上B在下極板處返回C在距上極板處返回D在距上極板d處返回【答案】D2中國(guó)科學(xué)家2020年10月宣布中國(guó)將在2020年開始建造世界上最大的粒子加速器加速器是人類揭示物質(zhì)本源的關(guān)鍵設(shè)備，在放射治療、食品安全、材料科學(xué)等方面有廣泛應(yīng)用如圖所示，某直線加速器由沿軸線分布的一系列金屬圓管(漂移管)組成，相鄰漂移管分別接在高頻脈沖電源的兩極質(zhì)子從

36、K點(diǎn)沿軸線進(jìn)入加速器并依次向右穿過各漂移管，在漂移管內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在漂移管間被電場(chǎng)加速，加速電壓視為不變?cè)O(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管B時(shí)速度為8106 m/s，進(jìn)入漂移管E時(shí)速度為1107 m/s，電源頻率為1107 Hz，漂移管間縫隙很小，質(zhì)子在每個(gè)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間視為電源周期的，質(zhì)子的比荷取1108 C/kg.求：(1)漂移管B的長(zhǎng)度；(2)相鄰漂移管間的加速電壓【答案】(1)0.4 m(2)6104 V3如圖所示，兩塊平行金屬板M、N間的距離為d，兩板間電壓U隨t的變化規(guī)律如圖所示，電壓的絕對(duì)值為U0.t0時(shí)刻M板的電勢(shì)比N板低在t0時(shí)刻有一個(gè)電子從M板處無初速釋放，經(jīng)過1.5個(gè)周期剛好到達(dá)N板電子

37、的電荷量為e，質(zhì)量為m.求：(1)該電子到達(dá)N板時(shí)的速率v.(2)在1.25個(gè)周期末該電子和N板間的距離s.【答案】(1) (2)【解析】(1)根據(jù)題圖可知，粒子先勻加速，再勻減速速度減到零，最后勻加速到達(dá)N板，根據(jù)動(dòng)能定理得emv20，解得v.(2)根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，粒子每運(yùn)動(dòng)的距離，從T到1.25T的時(shí)間內(nèi)，粒子運(yùn)動(dòng)了，故1.25個(gè)周期末該電子和N板間的距離s.考點(diǎn)三帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問題 1基本規(guī)律帶電粒子垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)設(shè)粒子帶電荷量為q，質(zhì)量為m，兩平行金屬板間的電壓為U，板長(zhǎng)為l，板間距離為d(忽略重力影響)，則有(1)加速度：a.(2)在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：

38、t.(3)位移，yat2.(4)速度，vy，v，tan .2兩個(gè)結(jié)論(1)不同的帶電粒子從靜止開始經(jīng)過同一電場(chǎng)加速后再從同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度總是相同的證明：由qU0mv及tan 得tan .(2)粒子經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，合速度的反向延長(zhǎng)線與初速度延長(zhǎng)線的交點(diǎn)O為粒子水平位移的中點(diǎn)，即O到電場(chǎng)邊緣的距離為.3帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的功能關(guān)系：當(dāng)討論帶電粒子的末速度v時(shí)也可以從能量的角度進(jìn)行求解：qUymv2mv，其中Uyy，指初、末位置間的電勢(shì)差. 4帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)間的討論：質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，以初速度v0垂直于電場(chǎng)方向從極板中間射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，已知極板間距為d，極板長(zhǎng)

39、度為L(zhǎng)，極板間電壓為U，帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則(1)帶電粒子能穿出電場(chǎng)時(shí)，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由沿初速度方向上的運(yùn)動(dòng)來確定比較方便，其值為t.(2)帶電粒子打到極板上時(shí)，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由沿電場(chǎng)方向上的運(yùn)動(dòng)來確定比較方便，其值為td.典例2(2020廣東六校高三聯(lián)考)如圖所示，兩塊相同的金屬板正對(duì)著水平放置，板間距離為d.當(dāng)兩極間加電壓U時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，以水平速度v0從A點(diǎn)射入電場(chǎng)，經(jīng)過一段時(shí)間后從B點(diǎn)射出電場(chǎng)，A、B間的水平距離為L(zhǎng)，不計(jì)重力影響求：(1)帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間；(2)帶電粒子經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)速度的大??；(3)A、B間的電勢(shì)差【答

40、案】(1)(2)(3)(3)粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中，據(jù)動(dòng)能定理得：qUABmv2mvA、B間的電勢(shì)差UAB. 題組突破訓(xùn)練1.如圖所示為某粒子分析器的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)金屬板P、Q相互平行，兩板通過直流電源、開關(guān)相連，其中Q板接地一束帶電粒子，從a處以一定的初速度平行于金屬板P、Q射入兩板之間的真空區(qū)域，經(jīng)偏轉(zhuǎn)后打在Q板上如圖所示的位置在其他條件不變的情況下，要使該粒子束能從Q板上b孔射出(不計(jì)粒子重力和粒子間的相互影響)，下列操作中可能實(shí)現(xiàn)的是()A保持開關(guān)S閉合，適當(dāng)上移P極板B保持開關(guān)S閉合，適當(dāng)左移P極板C先斷開開關(guān)S，再適當(dāng)上移P極板D先斷開開關(guān)S，再適當(dāng)左移P極板【答案】A2.(2020

41、浙江杭州模擬)如圖所示為示波器工作原理的示意圖，已知兩平行板間的距離為d、板長(zhǎng)為l，電子經(jīng)電壓為U1的電場(chǎng)加速后從兩平行板間的中央處垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，設(shè)電子質(zhì)量為me、電荷量為e.(1)求經(jīng)電場(chǎng)加速后電子速度v的大??；(2)要使電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度最大，兩平行板間的電壓U2應(yīng)是多少？電子動(dòng)能多大？【答案】(1) (2)eU1(1)【解析】(1)電子經(jīng)電壓為U1的電場(chǎng)加速，根據(jù)動(dòng)能定理有eU1mev2，則經(jīng)電場(chǎng)加速后電子的速度v .(2)電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)角度最大時(shí)的偏移量為，電子受到偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力F2eE2，又E2，電子沿偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)方向：a2t

42、2，其中a2，沿垂直電場(chǎng)方向：t，可解得兩平行板間電壓U2；又EkEk0，eU1Ek0，故EkeU1 (1)考點(diǎn)四“等效法”處理帶電體在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題 1方法概述(1)方法特點(diǎn)：等效思維方法就是將一個(gè)復(fù)雜的物理問題等效為一個(gè)熟知的物理模型或問題的方法常見的等效法有“分解”“合成”“等效類比”“等效替換”“等效變換”“等效簡(jiǎn)化”等(2)規(guī)律分析：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)和重力場(chǎng)組成的復(fù)合場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的問題是一類重要而典型的題型對(duì)于這類問題，若采用常規(guī)方法求解，過程復(fù)雜，運(yùn)算量大若采用“等效法”求解，則過程比較簡(jiǎn)捷2解題思路(1)求出重力與靜電力的合力，將這個(gè)合力視為一個(gè)“等效重力”(2)將a視為

43、“等效重力加速度”(3)將物體在重力場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律遷移到等效重力場(chǎng)中分析求解典例3如圖所示的裝置是在豎直平面內(nèi)放置的光滑絕緣軌道，處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，帶負(fù)電荷的小球從高為h的A處由靜止開始下滑，沿軌道ABC運(yùn)動(dòng)并進(jìn)入圓環(huán)內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)已知小球所受電場(chǎng)力是其重力的，圓環(huán)半徑為R，斜面傾角為60，sBC2R.若使小球在圓環(huán)內(nèi)能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，h至少為多少？(sin 370.6，cos 370.8)【答案】7.7R針對(duì)訓(xùn)練如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定的圓形絕緣軌道的圓心為O、半徑為r、內(nèi)壁光滑，A、B兩點(diǎn)分別是圓軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)該區(qū)間存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一質(zhì)量為m、帶負(fù)電的小球

44、在軌道內(nèi)側(cè)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)(電荷量不變)，經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)速度最大，O、C連線與豎直方向的夾角60，重力加速度為g.求：(1)小球所受到的靜電力的大??；(2)小球在A點(diǎn)速度v0多大時(shí)，小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道的壓力最??？【答案】(1)mg(2)2【解析】(1)小球在C點(diǎn)速度最大，則在該點(diǎn)靜電力與重力的合力沿半徑方向，所以小球受到的靜電力大小Fmgtan 60mg.(2)小球要到達(dá)B點(diǎn)，必須到達(dá)D點(diǎn)時(shí)速度最小，在D點(diǎn)速度最小時(shí)，小球經(jīng)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力也最小設(shè)在D點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小球的壓力恰為零.m，得v由軌道上A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過程可得mgr(1cos )Frsin mvmv2解得v02.題組突破訓(xùn)練一、選擇

45、題(共8小題，每小題6分，共48分.15題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，68題有多個(gè)選項(xiàng)正確)1法拉第是19世紀(jì)最偉大的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家之一，他在電磁學(xué)研究方面的卓越貢獻(xiàn)如同伽利略、牛頓在力學(xué)方面的貢獻(xiàn)一樣，具有劃時(shí)代的意義，他提出了電場(chǎng)的概念關(guān)于靜電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的概念，下列說法正確的是()A由E可知，某電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E與q成反比，與F成正比B正、負(fù)檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中同一點(diǎn)受到的電場(chǎng)力方向相反，所以某一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向與放入檢驗(yàn)電荷的正負(fù)有關(guān)C電場(chǎng)中某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷的正負(fù)無關(guān)D電場(chǎng)中某點(diǎn)不放檢驗(yàn)電荷時(shí)，該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)等于零【答案】C2.靜電噴涂時(shí)，噴槍帶負(fù)電，被噴工件帶正電，噴槍噴出的涂料微粒帶負(fù)電假設(shè)微粒被噴出后只

46、受靜電力作用，最后吸附在工件表面微粒在向工件靠近的過程中()A. 一定沿著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)B所受電場(chǎng)力先減小后增大C克服電場(chǎng)力做功D電勢(shì)能逐漸增大【答案】B【解析】由物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知電荷僅受電場(chǎng)力的作用，不可能沿著彎曲的電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)知，微粒所受的電場(chǎng)力先減小后增大，B項(xiàng)正確；微粒向工件靠近的過程中電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能逐漸減小，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤3平行板電容器充電后斷開電源，現(xiàn)將其中一塊金屬極板沿遠(yuǎn)離另一板方向平移一小段距離此過程中電容器的電容C、兩極板帶電荷量Q、兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度E、兩板間電壓U隨兩板間距離d變化的關(guān)系，表示正確的是()【答案】C4.如圖，M、N、P、O是

47、真空中一平面內(nèi)的四點(diǎn)，OMONOP，O點(diǎn)處固定有一個(gè)點(diǎn)電荷q.一個(gè)帶負(fù)電的試探電荷僅在q的電場(chǎng)力作用下沿曲線從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)，則()Aq為正電荷，M點(diǎn)的電勢(shì)高于P點(diǎn)的電勢(shì)Bq為負(fù)電荷，M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小比P點(diǎn)的小C試探電荷在N點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力大小比在P點(diǎn)的小D若將試探電荷從N點(diǎn)移到M點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零【答案】D【解析】由于帶負(fù)電的試探電荷受到排斥，所以q為負(fù)電荷根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)公式可知，距離點(diǎn)電荷q近的M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度較大，距離負(fù)點(diǎn)電荷q近的M點(diǎn)的電勢(shì)較低，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤由于N點(diǎn)距離點(diǎn)電荷q比P點(diǎn)近，由庫侖定律可知，試探電荷在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小比在P點(diǎn)的大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤根據(jù)題述，OMON，對(duì)點(diǎn)電

48、荷q的電場(chǎng)來說，M、N兩點(diǎn)處在同一等勢(shì)面上，若將試探電荷從N點(diǎn)移動(dòng)到M點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零，選項(xiàng)D正確5.如圖所示，真空中存在一個(gè)水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E.一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線長(zhǎng)為L(zhǎng)，細(xì)線一端拴一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電小球，另一端固定在O點(diǎn)，把小球拉到使細(xì)線水平的位置A，由靜止釋放，小球沿弧線運(yùn)動(dòng)到細(xì)線與水平方向成60角的位置B時(shí)速度為零以下說法中正確的是()A小球在位置B時(shí)處于平衡狀態(tài)B小球受到的重力與電場(chǎng)力的關(guān)系是mgqECA點(diǎn)電勢(shì)能小于B點(diǎn)的電勢(shì)能D小球從A運(yùn)動(dòng)到B過程中，電場(chǎng)力對(duì)其做的功為mgL【答案】C6.一帶負(fù)電的粒子在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖所示，在第2 s

49、末和第8 s末分別經(jīng)過M、N兩點(diǎn)，已知運(yùn)動(dòng)過程中粒子僅受電場(chǎng)力的作用，則以下判斷正確的是()A該電場(chǎng)一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)BM點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)C從M點(diǎn)到N點(diǎn)的過程中，粒子的電勢(shì)能逐漸增大D帶電粒子在M點(diǎn)所受電場(chǎng)力大于在N點(diǎn)所受電場(chǎng)力【答案】AB【解析】由速度時(shí)間圖象可知，粒子在電場(chǎng)中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，加速度是一個(gè)定值，所以電場(chǎng)力不變，是勻強(qiáng)電場(chǎng)，故A正確；由圖象可知，粒子在M點(diǎn)的速率小于在N點(diǎn)的速率，根據(jù)只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和恒定，可知粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能高于在N點(diǎn)的電勢(shì)能，從M點(diǎn)到N點(diǎn)的過程中，動(dòng)能先減小后增大，那么電勢(shì)能先增大后減小，又由于是負(fù)電荷，所以M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)，故B

50、正確，C錯(cuò)誤；由電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)可知，粒子在M點(diǎn)所受電場(chǎng)力等于在N點(diǎn)所受電場(chǎng)力，則D錯(cuò)誤7.(2020山東濰坊高三月考)如圖所示，一重力不計(jì)的帶電粒子以某一速度進(jìn)入負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，且只在電場(chǎng)力作用下依次通過M、N、P三點(diǎn)，其中N點(diǎn)是軌跡上距離負(fù)點(diǎn)電荷最近的點(diǎn)若粒子在M點(diǎn)和P點(diǎn)的速率相等，則()A粒子一定帶正電且做勻速圓周運(yùn)動(dòng)BUMNUNPC粒子在N點(diǎn)時(shí)的加速度最大、電勢(shì)能最小D粒子在M、P兩點(diǎn)時(shí)的加速度相同【答案】BC8.如圖所示，水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一絕緣斜面，一帶電金屬塊以一定初速度沖上斜面，已知在金屬塊上滑的過程中動(dòng)能減小了15 J，金屬塊克服摩擦力做功10 J，克服重力做功25

51、J，則有()A金屬塊帶負(fù)電B金屬塊的電勢(shì)能減小了20 JC金屬塊的機(jī)械能增加10 JD金屬塊的重力勢(shì)能增加了20 J【答案】BC【解析】金屬塊受重力、電場(chǎng)力和摩擦力作用，由動(dòng)能定理知W電WfWGEk，代入數(shù)值得W電20 J，即電場(chǎng)力做正功，金屬塊帶正電，其電勢(shì)能減小20 J，A錯(cuò)，B對(duì)；由功能關(guān)系知E機(jī)W電Wf10 J，即金屬塊的機(jī)械能增加10 J，C對(duì)；金屬塊的重力勢(shì)能增加量等于克服重力所做的功，大小為25 J，D錯(cuò)二、非選擇題(共4小題，52分)9.(12分)反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用電子團(tuán)在電場(chǎng)中的振蕩來產(chǎn)生微波，其振蕩原理與下述過程類似已知靜電場(chǎng)的方向平行于x軸，其電勢(shì)隨

52、x的分布如圖所示一質(zhì)量m1.01020 kg、電荷量q1.0109 C的帶負(fù)電的粒子從(1,0)點(diǎn)由靜止開始，僅在電場(chǎng)力作用下在x軸上做往返運(yùn)動(dòng)忽略粒子的重力等因素，求：(1)x軸左側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度E1和右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度E2的大小之比；(2)該粒子運(yùn)動(dòng)的最大動(dòng)能Ekm；(3)該粒子運(yùn)動(dòng)的周期T.【答案】(1)(2)2.0108 J(3)3.0108 s(3)設(shè)粒子在原點(diǎn)左右兩側(cè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t1、t2，在原點(diǎn)時(shí)的速度為vm，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vmt1，vmt2Ekmmv，T2(t1t2)聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)可得T3.0108 s.10.(12分)(2020山東泰安模擬)如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中，有方向平行于

53、坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，坐標(biāo)系內(nèi)有A、B兩點(diǎn)，其中A點(diǎn)坐標(biāo)為(6 cm,0)，B點(diǎn)坐標(biāo)為(0， cm)，坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)為0，點(diǎn)A處的電勢(shì)為8 V，點(diǎn)B處的電勢(shì)為4 V現(xiàn)有一帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處沿電勢(shì)為0的等勢(shì)線方向以速度v4105 m/s射入電場(chǎng)，粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)恰好通過B點(diǎn)，不計(jì)粒子所受重力，求：(1)圖中C處(3 cm,0)的電勢(shì)；(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大??；(3)帶電粒子的比荷.【答案】(1)4 V(2)102 V/m(3)2.41011 C/kg(3)帶電粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，有Lcos vtLsin t2聯(lián)立解得 C/kg2.41011 C/kg所以帶電粒子的比荷為2.41011 C/kg.1

54、1.(12分)如圖所示，在真空中，沿水平方向和豎直方向建立直角坐標(biāo)系xOy，在x軸上方有一沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E(電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小未知)有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球，從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止開始自由下落，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到P(0，h)點(diǎn)時(shí)，在x軸下方突然加一豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度與x軸上方的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，且小球從P返回到O點(diǎn)與從O點(diǎn)下落到P點(diǎn)所用的時(shí)間相等重力加速度為g.試求：(1)小球返回O點(diǎn)時(shí)速度的大??；(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；(3)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的位置坐標(biāo)【答案】(1)2(2)(3)(16h,4h)(2)加上豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，加速度a3gEqmgma，解得E.(3

55、)豎直方向：y4h設(shè)小球進(jìn)入x軸上方運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)所用時(shí)間為t2，則t22水平方向：ax4g則xaxt16h所以小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的位置坐標(biāo)為(16h,4h)12.(16分)(2020湖北八校聯(lián)考)如圖所示，豎直放置的半圓形光滑絕緣軌道半徑為R0.2 m，圓心為O，下端與絕緣水平軌道在B點(diǎn)相切并平滑連接一帶正電q5.0103 C、質(zhì)量為m3.0 kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，置于水平軌道上的A點(diǎn)已知A、B兩點(diǎn)間的距離為L(zhǎng)1.0 m，物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度g取10 m/s2.(1)若物塊在A點(diǎn)以初速度v0向左運(yùn)動(dòng)，恰好能到達(dá)軌道的最高點(diǎn)D，則物塊的初速度v0應(yīng)為多大？(2)若整個(gè)裝置處于方向水平向左、場(chǎng)強(qiáng)大小為E2.0103 N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)中(圖中未畫出)，現(xiàn)將物塊從A點(diǎn)由靜止釋放，試確定物塊在以后運(yùn)動(dòng)過程中速度最大時(shí)的位置(結(jié)果可用反三角函數(shù)表示)(3)在(2)問的情景中，試求物塊在水平面上運(yùn)動(dòng)的總路程【答案】(1) m/s(2)見解析(3)m設(shè)其與圓心的連線與OB的夾角為，對(duì)物塊受力分析，可知tan ，arctan .(3)對(duì)于物塊在水平面上運(yùn)動(dòng)的全程有qELmgL總0，解得L總 m.