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2019-2020年高考物理 考點(diǎn)匯總 考點(diǎn)7 電場 1.（xx安徽理綜T18）如圖所示，M、N是平行板電容器的兩個(gè)極板，為定值電阻，、為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部。閉合電鍵S，小球靜止時(shí)受到懸線的拉力為F。調(diào)節(jié)、，關(guān)于F的大小判斷正確的是( ) A．保持不變，緩慢增大時(shí)，F(xiàn)將變大 B．保持不變，緩慢增大時(shí)，F(xiàn)將變小 C．保持不變，緩慢增大時(shí)，F(xiàn)將變大 D．保持不變，緩慢增大時(shí)，F(xiàn)將變小 【命題立意】本題以電容器為背景,結(jié)合電路、帶電小球的平衡問題，主要考查電場、受力分析、共點(diǎn)力的平衡、閉合電路的歐姆定律、電路的動態(tài)分析等知識點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可按以下思路分析： 部分電阻變化 電場變化、電場力變化 電壓變化 【規(guī)范解答】選B。分析電路可知R1的作用相當(dāng)于導(dǎo)線，R2增大時(shí)，R0兩端的電壓變小，所以兩板間的電壓變小，場強(qiáng)變小，電場力變小，繩子上的拉力F等于重力與電場力的合力，而重力不變，電場力變小，其合力變小，繩上的拉力F變小，B正確。 2.（xx福建理綜T18）物理學(xué)中有些問題的結(jié)論不一定必須通過計(jì)算才能驗(yàn)證，有時(shí)只需要通過一定的分析就可以判斷結(jié)論是否正確。如圖所示為兩個(gè)彼此平行且共軸的半徑分別為和的圓環(huán)，兩圓環(huán)上的電荷量均為q（q>0），而且電荷均勻分布。兩圓環(huán)的圓心和相距為2a，聯(lián)線的中點(diǎn)為O，軸線上的A點(diǎn)在O點(diǎn)右側(cè)與O點(diǎn)相距為r（rEb，a、b兩點(diǎn)的電場線的方向不同，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤、D選項(xiàng)正確。 4.（xx新課標(biāo)全國卷T17）靜電除塵器是目前普遍采用的一種高效除塵器。某除塵器模型的收塵板是很長的條形金屬板，圖中直線為該收塵板的橫截面。工作時(shí)收塵板帶正電，其左側(cè)的電場線分布如圖所示；粉塵帶負(fù)電，在電場力作用下向收塵板運(yùn)動，最后落在收塵板上。若用粗黑曲線表示原來靜止于點(diǎn)的帶電粉塵顆粒的運(yùn)動軌跡，下列4幅圖中可能正確的是（忽略重力和空氣阻力）( ) 【命題立意】本題以實(shí)際應(yīng)用的靜電除塵器電場的電場線為基礎(chǔ)出題，分析帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡，考查力與運(yùn)動的關(guān)系及曲線運(yùn)動的特點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】由電場線的方向和疏密分析電場力及加速度的變化，根據(jù)力與速度方向關(guān)系，即可確定帶電粒子的運(yùn)動軌跡。 【規(guī)范解答】選A。粉塵受力方向應(yīng)該是電場線的切線方向，從靜止開始在非勻強(qiáng)電場中運(yùn)動時(shí)，帶電粉塵顆粒一定做曲線運(yùn)動，且運(yùn)動曲線總是向電場力一側(cè)彎曲，由于慣性只能是A圖那樣運(yùn)動，故A正確；不可能偏向同一電場線內(nèi)側(cè)或沿電場線運(yùn)動或振動，故不可能出現(xiàn)B、C、D圖的情況。 5.（xx浙江理綜T15） 請用學(xué)過的電學(xué)知識判斷下列說法正確的是( ) A. 電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全 B. 制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好 C. 小鳥停在單根高壓輸電線上會被電死 D. 打雷時(shí)，呆在汽車?yán)锉却粼谀疚堇镆ｋU(xiǎn) 【命題立意】本題以生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題為載體,體現(xiàn)了物理知識與生活實(shí)際的聯(lián)系，主要考查導(dǎo)體、觸電、靜電屏蔽等靜電知識。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可按以下思路分析：根據(jù)日常生活觀察的實(shí)際結(jié)合相關(guān)物理知識分析，從而作出判斷。 【規(guī)范解答】選B。因?yàn)榻饘僖潞推囃鈿ざ加徐o電屏蔽的作用，所以選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；小鳥停在單根高壓輸電線上時(shí)，兩爪之間的電勢差很小，通過小鳥身體的電流也很小，小鳥不會被電死，C錯(cuò)；金屬是良導(dǎo)體，可隨時(shí)將產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走，故B正確。 6.（xx安徽理綜T 16）如圖所示，在平面內(nèi)有一個(gè)以為圓心、半徑R=0.1m的圓，P為圓周上的一點(diǎn)，、兩點(diǎn)連線與軸正方向的夾角為。若空間 存在沿軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小E=100V/m，則、兩點(diǎn)的電勢差可表示為( ) A. B. C. D. 【命題立意】本題以靜電場為背景,結(jié)合電場線，主要考查電勢、電勢差的概念、電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系等知識點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可按以下思路分析： 電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系 電勢差的正負(fù) 電場線的方向 【規(guī)范解答】選A。由題圖可知勻強(qiáng)電場的方向是沿y軸負(fù)方向的。沿著電場線的方向電勢是降低的，所以P點(diǎn)電勢高于點(diǎn)的電勢，、兩點(diǎn)的電勢差為負(fù)值。根據(jù)電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系，所以A正確。 7.（xx江蘇物理卷T5）空間有一沿x軸對稱分布的電場，其電場強(qiáng)度E隨x變化的圖像如圖所示。下列說法正確的是( ) A.點(diǎn)的電勢最低w w w.ks5 u .c om B.x2點(diǎn)的電勢最高 C. x1和-x1兩點(diǎn)的電勢相等 D. x1和x3兩點(diǎn)的電勢相等 【命題立意】本題通過E-x圖像變化規(guī)律，考查電場強(qiáng)度與電勢的關(guān)系及圖像信息，題目設(shè)置較難。 【思路點(diǎn)撥】通過分析E-x圖像和對稱性，建立合適的物理簡單模型來解決問題。 【規(guī)范解答】選C。本題可輔助下列對稱的電場線來解決，如圖所示。沿電場線電勢降落（最快），所以O(shè)點(diǎn)電勢最高，A、B錯(cuò)誤；根據(jù)，電場強(qiáng)度是變量，可用圖像面積表示，點(diǎn)到x1與到-x1點(diǎn)的電勢降落相等，所以C正確；x1和x3兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等，電勢不相等，D錯(cuò)誤。 8.（xx山東理綜T20）某電場的電場線分布如圖所示，以下說法正確的是( ) A．點(diǎn)場強(qiáng)大于點(diǎn)場強(qiáng) B．點(diǎn)電勢高于點(diǎn)電勢 C．若將一試探電荷+由點(diǎn)釋放，它將沿電場線運(yùn)動至b點(diǎn) D．若在點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷-Q，將一試探電荷+q由移至b的過程中，電勢能減小 【命題立意】本題以靜電場的電場線分布為情景,結(jié)合電場力做功，主要考查靜電場的基本概念、電場線的性質(zhì)、電場力做功與電勢能的關(guān)系等知識點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可按以下思路分析： 電勢能的變化 電場力做功特點(diǎn) 電場線的性質(zhì) 【規(guī)范解答】選B、D。 電場線越密的地方電場強(qiáng)度越大，故A錯(cuò)；沿著電場線的方向，電勢是逐漸降低的，B對；電場線不是帶電粒子的運(yùn)動軌跡，故C錯(cuò)；在原電場中，將一試探電荷+q由移至b的過程中，電場力做正功。在點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷-Q，將一試探電荷+q由移至b的過程中，電場力也做正功，所以在合電場中，將一試探電荷+q由移至b的過程中，根據(jù)電場力做功和電勢能的關(guān)系可知：電勢能將減小，D正確。 9.（xx天津理綜T5）在靜電場中，將一正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場力做了負(fù)功，則( ) A．b點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定比a點(diǎn)大 B．電場線方向一定從b指向a C．b點(diǎn)的電勢一定比a點(diǎn)高 D．該電荷的動能一定減小 【命題立意】本題主要考查電場的性質(zhì)和動能定理。對電場的性質(zhì)綜合考查是高考中的熱點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】根據(jù)電場力做負(fù)功判斷出電勢能增大，正電荷在高電勢的地方電勢能大，判出電勢的高低。正確理解電場的強(qiáng)弱與電場力做功的正負(fù)無關(guān)。 【規(guī)范解答】選C。正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場力做了負(fù)功，說明正電荷的電勢能增加，電勢升高，故b點(diǎn)的電勢一定比a點(diǎn)高，C正確；但是a、b兩點(diǎn)不一定在同一條電場線上，故B錯(cuò)誤；從做功情況反映不出電場力的大小，也不能反映電場的強(qiáng)弱，故A錯(cuò)誤；動能的變化取決于合外力做功，電場力做了負(fù)功不代表合外力也做負(fù)功，所以動能不一定減小，故D錯(cuò)誤。 10.（xx北京理綜T18）用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素（如圖）。設(shè)兩極板正對面積為Ｓ，極板間的距離為ｄ，靜電計(jì)指針偏角為。實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若( ) A.保持S不變，增大d，則變大 B.保持S不變，增大d，則變小 C.保持d不變，減小S，則變小 D.保持d不變，減小S，則不變 【命題立意】本題以研究影響平行板電容器的因素為背景，既考查了考生的探究能力，又考查了控制變量法的運(yùn)用。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可按以下思路分析： 偏角變化 電荷量不變 【規(guī)范解答】選A。由可得：，保持S不變，增大d，則增大，即變大，故A正確，B錯(cuò)誤；保持d不變，減小S，則增大，即變大，故C、D錯(cuò)誤。 【類題拓展】平行板電容器的動態(tài)分析 對平行板電容器的有關(guān)物理量Q、E、U、C進(jìn)行討論時(shí)，關(guān)鍵在于弄清哪些是變量，哪些是不變量，在變量中哪些是自變量，哪些是因變量，只有過程清晰，結(jié)果才會明朗準(zhǔn)確。我們可以把這類問題分為兩種情況來分析： 1. 電容器充電后與電源斷開 電容器充電后與電源斷開，則電容器所帶電量Q保持不變，當(dāng)極板距離d，正對面積S變化時(shí)，有 2. 電容器始終和電源相連 這類問題由于電容器始終連接在電源上，因此穩(wěn)定時(shí)兩板間的電壓保持不變，根據(jù)下列幾式討論C、Q、E的變化情況。 11.（xx江蘇物理卷T15）（16分）制備納米薄膜裝置的工作電極可簡化為真空中間距為d的兩平行極板，如圖甲所示，加在極板A、B間的電壓作周期性變化，其正向電壓為，反向電壓為，電壓變化的周期為2τ，如圖乙所示。在t=0時(shí)，極板B附近的一個(gè)電子，質(zhì)量為m、電荷量為e，受電場作用由靜止開始運(yùn)動。若整個(gè)運(yùn)動過程中，電子未碰到極板A，且不考慮重力作用。 （1）若，電子在0～2τ時(shí)間內(nèi)不能到達(dá)極板A，求d應(yīng)滿足的條件； （2）若電子在0～200τ時(shí)間未碰到極板B，求此運(yùn)動過程中電子速度隨時(shí)間t變化的關(guān)系； （3）若電子在第N個(gè)周期內(nèi)的位移為零，求k的值。 【命題立意】本題以電子在交變電場中運(yùn)動，來考查牛頓運(yùn)動定律、運(yùn)動學(xué)公式應(yīng)用和歸納法思想。題目難度設(shè)置偏難，強(qiáng)化對物理規(guī)律的歸納能力和數(shù)學(xué)技巧處理能力。 【思路點(diǎn)撥】（1）通過電子在交變電場中受力情況，分段求出勻加速段位移和勻減速段位移，利用題意條件d＞x1+x2可求解；（2）通過電子在第一周期內(nèi)運(yùn)動特點(diǎn)，討論在以后其他時(shí)間t內(nèi)，若電子處在其他時(shí)間勻加速時(shí)間段和勻減速時(shí)間段速度內(nèi)，應(yīng)用數(shù)學(xué)上歸納思想，求速度隨時(shí)間t變化的關(guān)系；（3）在應(yīng)用第（2）問題分析基礎(chǔ)上，討論電子在2(N-1)τ～ (2N-1)τ時(shí)間內(nèi)，求其位移x2N-1和電子在(2N-1)τ～2Nτ時(shí)間內(nèi)的位移x2N綜合題意根據(jù)求解。 【規(guī)范解答】（1）電子在0～τ時(shí)間內(nèi)做勻加速運(yùn)動，加速度的大小為 ① 位移 ② 在τ～2τ時(shí)間內(nèi)先做勻減速運(yùn)動，后反向做勻加速運(yùn)動 加速度的大小 ③ 初速度的大小 ④ 勻減速運(yùn)動階段的位移 ⑤ 依據(jù)題意d＞x1+x2 ⑥ 解得 （2）在2nτ～ (2n+1)τ(n=0,1,2, …,99)時(shí)間內(nèi)，速度增加量 ⑦ 在（2n+1）τ～2(n+1)τ (n=0,1,2, …,99)時(shí)間內(nèi)， 加速度的大小 速度增加量 ⑧ (a)當(dāng)0≤t-2nτ<τ時(shí) 電子的運(yùn)動速度 v=nv1+nv2+a1(t-2nτ) ⑨ 解得v=[t-(k+1)nτ],(n=0,1,2, …,99) ⑩ (b)當(dāng)0≤t-(2n+1)τ<τ時(shí) 電子的運(yùn)動速度 v=(n+1) v1+nv2 -[t-(2n+1)τ] 解得v=[(n+1)(k+1)τ-kτ],(n=0,1,2, …,99) (3)電子在2(N-1)τ～(2N-1)τ時(shí)間內(nèi)的位移x2N-1=v2N-2τ+a1τ2 電子在(2N-1)τ～2Nτ時(shí)間內(nèi)的位移x2N=v2N-1τ- 由⑩式可知 v2N-2=(N-1)(1-k)τ 由式可知 依題意知 解得。 答案：（1） （2）當(dāng)0≤t-2nτ<τ時(shí)，,(n=0,1,2, …,99)； 當(dāng)0≤t-(2n+1)τ<τ時(shí)，v=[(n+1)(k+1)τ-kτ],(n=0,1,2, …,99)。 （3） 【類題拓展】帶電粒子在交變電場中運(yùn)動問題的主要求解方法 1．先進(jìn)行受力分析：受力分析是基礎(chǔ)，在受力分析時(shí)是否考慮重力必須注意題目條件。 2．運(yùn)動過程分析：在運(yùn)動過程分析中應(yīng)注意物體做直線運(yùn)動、曲線運(yùn)動及圓周運(yùn)動、類平拋運(yùn)動。 3．根據(jù)不同的運(yùn)動過程及物理模型選擇合適的物理規(guī)律列方程求解。 4．常用的物理規(guī)律有：共點(diǎn)力的平衡條件、牛頓運(yùn)動定律、運(yùn)動學(xué)公式、動能定理、能量守恒定律、功能關(guān)系、圓周運(yùn)動向心力公式等。 5．思維方法：常用到力的合成與分解、運(yùn)動的合成與分解、等效法、假設(shè)法、類比法等。 12.（xx.海南理綜T60 P N O M 4）如圖， M、N和P是以為直徑的半圈弧上的三點(diǎn)，O點(diǎn)為半圓弧的圓心，。電荷量相等、符號相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)，這時(shí)O點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小為；若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)，則O點(diǎn)的場強(qiáng)大小變?yōu)?，與之比為( ) A． B． C． D． 【命題立意】本題考查電場強(qiáng)度的概念，電場強(qiáng)度的合成。 【思路點(diǎn)撥】在電荷量相等的情況下，場強(qiáng)之比僅與距離有關(guān)。 E1/2 E1/2 E2 【規(guī)范解答】選B。依題意，因?yàn)镸、N兩點(diǎn)都在圓周上，距離O點(diǎn)的距離相等，合場強(qiáng)為，則每個(gè)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為，則當(dāng)N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)場強(qiáng)如圖所示，構(gòu)成內(nèi)角為60的等邊三角形，合場強(qiáng)大小為，則，B正確。 13.（xx海南理綜T11）利用靜電除塵器可以消除空氣中的粉塵。靜電除塵器由金屬管A和懸在管中的金屬絲B組成，A和B分別接到高壓電源正極和負(fù)極，其裝置示意圖如圖所示。A、B之間有很強(qiáng)的電場，距B越近，場強(qiáng)__________(選填 “越大”或“越小”)。B附近的氣體分子被電離成為電子和正離子，粉塵吸附電子后被吸附到_______（選填“A”或“B”）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中。 【命題立意】聯(lián)系靜電除塵器的實(shí)際，考查靜電場的基本概念。 【思路點(diǎn)撥】畫出電場線的形狀，就能看出場強(qiáng)強(qiáng)弱。 【規(guī)范解答】電極截面如圖所示，由電場線可判斷越靠近B場強(qiáng)越大；物質(zhì)的吸附能力與表面積有關(guān)，表面積越大，吸附能力越強(qiáng)，因此粉塵吸附表面積小的電子，帶上負(fù)電，帶負(fù)電的粉塵，向正極A運(yùn)動，被吸附到正極上。 A B + 答案：越大 A