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1、高考熱點探究
一、用電場線描述電場力的性質和能的性質
1.(2020·海南單科·1)關于靜電場,下列說法正確的是 ( )
A.電勢等于零的物體一定不帶電
B.電場強度為零的點,電勢一定為零
C.同一電場線上的各點,電勢一定相等
D.負電荷沿電場線方向移動時,電勢能一定增加
2.(2020·廣東理綜·21)圖1是某一點電荷的電場線分布圖,下列表述正確
的是 ( )
A.a點的電勢高于b點的電勢
圖1
B.該點電荷
2、帶負電
C.a點和b點電場強度的方向相同
D.a點的電場強度大于b點的電場強度
3.(2020·上海單科·9)三個點電荷電場的電場線分布如圖2所示,圖中a、b兩點處的場強大小分別為Ea、Eb,電勢分別為φa、φb,則 ( )
圖2
A.Ea>Eb,φa>φb B.Ea<Eb,φa<φb
C.Ea>Eb,φa<φb D.Ea<Eb,φa>φb
4.(2020·山東·20)某電場的電場線分布如圖3所示,下列說法正確的是
3、 ( )
圖3
A.c點場強大于b點場強
B.a點電勢高于b點電勢
C.若將一試探電荷+Q由a點釋放,它將沿電場線運動到b點
D.若在d點再固定一點電荷-Q,將一試探電荷+q由a移至b的過程中,電勢能減小
二、對等量異種電荷的電場的認識
5.(2020·山東理綜·21)如圖4所示,在兩等量異種點電荷的電場中,
MN為兩電荷連線的中垂線,a、b、c三點所在直線平行于兩電荷的
連線,且a和c關于MN對稱、b點位于MN上,d點位于兩電荷的
連線上.以下判斷正確的是 ( )
圖4
A.b點場強大于
4、d點場強
B.b點場強小于d點場強
C.a、b兩點間的電勢差等于b、c兩點間的電勢差
D.試探電荷+q在a點的電勢能小于在c點的電勢能
三、帶電粒子在電場中的運動
6.(2020·廣東理綜·21)如圖5為靜電除塵器除塵機理的示意圖.塵埃在電場中通過某種機制帶電,在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達到除塵目的.下列表述正確的是( )
圖5
A.到達集塵極的塵埃帶正電荷
B.電場方向由集塵極指向放電極
C.帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同
D.同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大
四、電容器
圖6
7.(2020·天津理綜·5)如圖6所示,帶等
5、量異號電荷的兩平行金屬板在真空
中水平放置,M、N為板間同一電場線上的兩點,一帶電粒子(不計重力)
以速度vM經(jīng)過M點在電場線上向下運動,且未與下板接觸,一段時間
后,粒子以速度vN折回N點,則 ( )
A.粒子受電場力的方向一定由M指向N
B.粒子在M點的速度一定比在N點的大
C.粒子在M點的電勢能一定比在N點的大
D.電場中M點的電勢一定高于N點的電勢
解析 (1)由題圖可知,0與d(或-d)兩點間的電勢差為φ0,
電場強度的大小為E=,(2分)
電場力的大小F=qE=.(2分)
(2)設粒子在[-x0,
6、x0]區(qū)間內運動,速率為v,由題意得
mv2-qφ=-A①(2分)
由題圖可知φ=φ0(1-)②(1分)
由①②得mv2=qφ0(1-)-A③(2分)
因動能非負,有qφ0(1-)-A≥0,(1分)
得|x|≤d(1-),即x0=d(1-)④(1分)
粒子的運動區(qū)間滿足-d(1-)≤x≤d(1-).(2分)
(3)考慮粒子從-x0處開始運動的四分之一周期,
根據(jù)牛頓第二定律,粒子的加速度
a===⑤(2分)
由勻加速直線運動規(guī)律得t= .(1分)
將④⑤代入,得t= (2分)
粒子的運動周期T=4t=.(2分)
答案 (1) (2)-d(1-)≤x≤d(1-)
(3
7、)
試題分析
本部分內容是高考必考內容之一.大部分省市、全國試卷在這里以選擇題的形式命題,難度以中、低檔為主;部分省市以計算題形式出題,難度中檔偏上,分值較多.
命題特征
大部分試題以靜電場為背景,圍繞電場線的分布及特點、場強分布、電勢變化、電場力F、電勢能Ep、電場力做功,結合動能定理、能量守恒定律、共點力的平衡、牛頓第二定律、平拋運動等規(guī)律,要求考生進行分析、推理、計算與判斷.考生要具備堅實、牢固的基礎知識,較強的綜合分析能力、計算能力,才能得到理想的成績.
知識鏈接
1.記住電場中各物理量的重要關系
(1)電場中某點場強方向、電場線切線方向與正電荷的受力方向相同,與負電
8、荷受力方向相反.
(2)電場線的疏密程度、等差等勢面的疏密程度都能表示該區(qū)域場強的大小,它們越密集,場強越大.
(3)等勢面一定與電場線垂直.
(4)沿電場線方向,電勢逐漸降低、且降低最快.
(5)在電勢高的點,正電荷的電勢能大、負電荷的電勢能?。?
(6)電場力對電荷做正功,電荷的電勢能減少;電場力對電荷做負功,電荷的電勢能增加.
2.熟記重要電場的形狀特點
對點電荷電場、等量異種(或同種)電荷電場、勻強電場,要記住其形狀特點,并注意其三維情景.記住電場中的場強分布情況、電勢變化情況,了解電場的對稱性.
3.掌握正負號的物理意義及應用
(1)在規(guī)定正方向后,場強的“+、-”表
9、示其方向.
(2)在規(guī)定零勢能面后,電勢為正值表示該點電勢比零勢能面高、負值表示該點電勢比零勢能面低.電勢的“+、-”表示高低.電勢能的“+、-”也表示大?。?
(3)電勢差的“+、-”是體現(xiàn)兩點間電勢高低的,與“零勢能面”的選取無關.
4.注意各公式的應用范圍
(1)E=(即F=qE)、UAB=φA-φB、WAB=qUAB=EpA-EpB=-ΔEp適用于所有電場.
(2)E=或U=Ed只適用于勻強電場.(d為沿電場線方向的距離)
1.如圖8所示,一帶電粒子在電場中的運動軌跡如虛線所示,下列說
法中正確的是
10、 ( )
圖8
A.粒子一定帶正電
B.粒子受到的電場力做正功
C.粒子在B點的電勢能大于在A點的電勢能
D.粒子在B點的加速度大
2.如圖9甲所示,Q1、Q2為兩個固定點電荷,其中Q1帶正電,它們連線的延長線上有a、b兩 點.一正試探電荷以一定的初速度沿直線從b點開始經(jīng)a點向遠處運動,其速度圖象如圖乙所示.則 ( )
甲 乙
圖9
A.Q2帶正電
B.Q2帶負電
C.試探電荷從b到a的過程中電勢能增大
11、D.試探電荷從b到a的過程中電勢能減小
3.圖10為一頭大一頭小的導體周圍的等勢面和電場線(帶箭頭的為
電場線)示意圖,已知兩個相鄰等勢面間的電勢之差相等,則下
列判斷正確的是 ( )
A.a點和d點的電場強度相同
圖10
B.a點的電勢低于b點的電勢
C.將負電荷從c點移到d點,電場力做正功
D.將正電荷從c點沿虛線移到e點,電勢能先減小后增大
圖11
4.如圖11所示,O點為等量異種點電荷連線的中點,a、b兩
點的連線與兩電荷連線垂直.今在外力作用下將帶電荷量
為+q的點電荷從a點移到b點,關于
12、點電荷的電勢能下列說
法中正確的是 ( )
A.不變 B.減小
C.增大 D.無法判斷
圖12
5.如圖12所示,真空中M、N處放置兩等量異種電荷,a、b、c表
示電場中的三條等勢線,d點和e點位于等勢線a上,f點位于等
勢線c上,df平行于MN.已知一帶正電的試探電荷從d點移動到
f點時,試探電荷的電勢能增加,則以下判定正確的是 (
13、 )
A.M點處放置的是正電荷
B.d點的電勢高于f點的電勢
C.d點的場強與f點的場強完全相同
D.將帶正電的試探電荷沿直線由d點移動到e點,電場力先做正功,后做負功
6.真空中某處,在x軸上關于O點對稱的A、B兩點有等量異種點
電荷+Q和-Q,兩點電荷形成的電場中分布著C、D、E三點(如
圖13所示),其中OC=OD,BE=BD,則下列判斷正確的是
( )
圖13
A.比較電場強度的大小有ECφD
C.將同一正電荷從O點移到D點電場力所做的功大于從O點移到E點電場力所做的功
D.將同一正電荷從O點移到D點電場力所做的功小于從O點移到E點電場力所做的功
答案
考題展示
1.D 2.BD 3.C
4.BD
5.BC
6.BD
7.B
預測演練
1.C
2.BC
3.B
4.C
5.D
6.ABD