




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
熱點(diǎn)題型·選擇題攻略熱點(diǎn)題型·選擇題攻略專題04靜電場的性質(zhì)目錄01.題型綜述 102.解題攻略 1題組01電場的疊加 1題組02電場中的“點(diǎn)、線、面、跡”判斷相關(guān)物理量的變化 6題組03勻強(qiáng)電場電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系--電勢均勻分布問題 12題組04靜電場的圖像問題 2203.高考練場28 靜電場是高考的熱考點(diǎn)與必考點(diǎn),其中電場、電勢的疊加運(yùn)算體現(xiàn)了矢量與標(biāo)量運(yùn)算的一般法則,電場中的軌跡問題可以很好的展現(xiàn)出在電磁相互作用下帶電體所做的運(yùn)動增強(qiáng)學(xué)生的運(yùn)動觀與相互作用觀的理解。電場中的圖像是又一種描述電場的“語言”學(xué)生需要通過數(shù)理結(jié)合才能解答此類問題可以很好的考場學(xué)生的關(guān)鍵能力。題組01電場的疊加【提分秘籍】1.電場強(qiáng)度的三個(gè)計(jì)算公式2.電場的疊加①電場強(qiáng)度是矢量,電場中某點(diǎn)的幾個(gè)電場強(qiáng)度的合場強(qiáng)為各個(gè)電場強(qiáng)度的矢量和。②電勢是標(biāo)量,電場中某點(diǎn)幾個(gè)電場的電勢的總電勢為各個(gè)電勢的代數(shù)和。【典例剖析】【例1-1】如圖所示,M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn),O點(diǎn)為半圓弧的圓心,∠MOP=60°。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E1;若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn),則O點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小變?yōu)镋2。則E2與E1之比為()A. B. C. D.【答案】A【詳解】設(shè)兩電荷帶電量大小均為q,則O點(diǎn)的場強(qiáng)若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn),則O點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小為則故選A?!纠?-2】.(2025高三上·廣西貴港·階段練習(xí))如圖所示,邊長為的正三角形的中心為,交于點(diǎn),三個(gè)頂點(diǎn)都固定有相同的正點(diǎn)電荷,取無窮遠(yuǎn)為電勢零點(diǎn),則下列說法正確的是()A.點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為零,電勢也等于零B.若是把A點(diǎn)處的電荷釋放,它的加速度先變大后變小C.若把一帶正電的檢驗(yàn)電荷從點(diǎn)移動到點(diǎn),電場力做了負(fù)功D.若把一帶正電的檢驗(yàn)電荷沿線上稍稍偏離點(diǎn)由靜止釋放,則該檢驗(yàn)電荷將做簡諧振動【答案】D【詳解】A.根據(jù)電場強(qiáng)度的疊加可知,點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為0,由于取無窮遠(yuǎn)為電勢零點(diǎn),正點(diǎn)電荷空間電勢大于0,即點(diǎn)處的電勢大于0,故A錯(cuò)誤;B.由BC兩個(gè)等量同種正電荷產(chǎn)生的電場分布規(guī)律可知,BC連線中點(diǎn)的電場強(qiáng)度為0,中垂線無窮遠(yuǎn)處電場強(qiáng)度為0,則在中垂線上由無窮遠(yuǎn)到垂足的電場強(qiáng)度先增大后減小,由于A點(diǎn)與電場強(qiáng)度最大值位置關(guān)系不確定,則把A點(diǎn)處的電荷釋放,電荷在電場力作用下沿中垂線向無窮遠(yuǎn)運(yùn)動,則電場力可能一直減小,也可能先增大后減小,即加速度可能一直減小,也可能先增大后減小,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)點(diǎn)電荷電勢表達(dá)式有點(diǎn)電荷空間某位置的電勢等于各個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)電勢的代數(shù)和,解得電勢所以根據(jù)解得即若把一帶正電的檢驗(yàn)電荷從點(diǎn)移動到點(diǎn),電場力做了正功,故C錯(cuò)誤;D.設(shè)把檢驗(yàn)電荷放置在點(diǎn)上方處,根據(jù)受力分析可得它受到的合力為方向指向,則合力與偏離平衡位置的位移成正比,方向指向平衡位置,所以檢驗(yàn)電荷做簡諧振動,故D正確。故選D?!纠?-3】(2024·云南·二模)在如圖所示的空間直角坐標(biāo)系中,一不計(jì)重力且?guī)д姷牧W訌淖鴺?biāo)為處以某一初速度平行y軸正方向射出,經(jīng)時(shí)間t,粒子前進(jìn)的距離為L,在該空間加上勻強(qiáng)電場,粒子仍從同一位置以相同的速度射出,經(jīng)相同時(shí)間t后恰好運(yùn)動到坐標(biāo)原點(diǎn)O,已知粒子的比荷為k,則該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為()A. B. C. D.【答案】A【詳解】設(shè)沿三個(gè)軸方向的加速度分別為則在三個(gè)方向上運(yùn)動分別為,,不加電場時(shí)有根據(jù)聯(lián)立解得故選A?!咀兪窖菥殹俊咀兪?-1】如圖所示,直角三角形ABC的,,AB的長度為5L,在A點(diǎn)固定一帶電量為16q的正點(diǎn)電荷,在B點(diǎn)固定一帶電量為9q的正點(diǎn)電荷,靜電引力常量為k,則C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為()A. B. C. D.【答案】A【詳解】根據(jù)幾何關(guān)系可得點(diǎn)的點(diǎn)電荷在點(diǎn)處的場強(qiáng)大小為點(diǎn)的點(diǎn)電荷在點(diǎn)處的場強(qiáng)大小為根據(jù)場強(qiáng)的疊加可得C點(diǎn)的電場強(qiáng)度故選A。【變式1-2】.如圖所示,真空中a、b、c、d四點(diǎn)共線且等距。先在a點(diǎn)固定一點(diǎn)電荷,測得b點(diǎn)場強(qiáng)大小為E。若再將另一等量異種點(diǎn)電荷放在d點(diǎn),則()A.b點(diǎn)場強(qiáng)大小為 B.c點(diǎn)場強(qiáng)大小為C.b點(diǎn)場強(qiáng)方向向左 D.c點(diǎn)場強(qiáng)方向向左【答案】B【詳解】AC.設(shè),由題可知在b點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E,方向水平向右;由點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式得在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為方向水平向右。所以b點(diǎn)的場強(qiáng)大小為方向水平向右,故A、C錯(cuò)誤;BD.根據(jù)對稱性可知,c點(diǎn)與b點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等,則方向水平向右,故B正確,D錯(cuò)誤。故選B?!咀兪?-3】.如圖所示,是直角三角形,,,兩個(gè)點(diǎn)電荷分別固定在A點(diǎn)和C點(diǎn),A點(diǎn)處電荷的帶電量與C點(diǎn)處電荷的帶電量的絕對值之比為n(n未知),測得B點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向垂直于BC邊向下,則()
A.A點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,C點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,B.A點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,C點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電,C.A點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,C點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電,D.A點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電,C點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,【答案】C【詳解】ABC.若A點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,則A點(diǎn)的點(diǎn)電荷在B點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向?yàn)橛葾到B方向,合場強(qiáng)方向豎直向下,由平行四邊形定則可知C點(diǎn)的點(diǎn)電荷在B點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向應(yīng)沿由B到C方向,即C點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電。電場疊加如下圖
設(shè)AC長度為l,水平方向滿足又因?yàn)槁?lián)立解得故AB錯(cuò)誤,C正確;D.若A點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電,在B點(diǎn)的電場強(qiáng)度沿由B到A方向,C點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,則在B點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向沿由C到B方向,由平行四邊形定則可知,B點(diǎn)此時(shí)的合場強(qiáng)方向不可能豎直向下,故D錯(cuò)誤。故選C。題組02電場中的“點(diǎn)、線、面、跡”判斷相關(guān)物理量的變化【提分秘籍】1.根據(jù)運(yùn)動軌跡判斷粒子的受力及運(yùn)動情況①確定受力方向的依據(jù)a.曲線運(yùn)動的受力特征:帶電粒子受力總指向曲線的凹側(cè);b.電場力方向與場強(qiáng)方向的關(guān)系:正電荷的受力方向與場強(qiáng)方向相同,負(fù)電荷則相反;c.場強(qiáng)方向與電場線或等勢面的關(guān)系:電場線的切線方向或等勢面的法線方向?yàn)殡妶鰪?qiáng)度的方向。②比較加速度大小的依據(jù):電場線或等差等勢面越密?E越大?F=qE越大?a=eq\f(qE,m)越大。③判斷加速或減速的依據(jù):電場力與速度成銳角(鈍角),電場力做正功(負(fù)功),速度增加(減小)。2.分析電場的特點(diǎn)和性質(zhì)問題的一般思路(1)電場強(qiáng)度①根據(jù)電場線的疏密程度進(jìn)行判斷。②根據(jù)等差等勢面的疏密程度進(jìn)行判斷。③根據(jù)E=keq\f(Q,r2)結(jié)合矢量合成進(jìn)行判斷或計(jì)算。(2)電勢①根據(jù)沿電場線方向電勢逐漸降低進(jìn)行判斷。②根據(jù)φ=eq\f(Ep,q)進(jìn)行判斷或計(jì)算。③空間存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的電場時(shí),根據(jù)電勢的疊加求代數(shù)和進(jìn)行判斷或計(jì)算。(3)電勢能①根據(jù)Ep=φq進(jìn)行判斷或計(jì)算。注意判斷或計(jì)算時(shí)Ep、φ、q均帶正、負(fù)號,且Ep、φ的正、負(fù)號表示大小。②根據(jù)電場力做功進(jìn)行判斷或計(jì)算。若電場力對電荷做正功,電勢能減少,反之則增加,且WAB=-ΔEp。③根據(jù)能量守恒定律進(jìn)行判斷或計(jì)算。電場力做功的過程是電勢能和其他形式的能相互轉(zhuǎn)化的過程,若只有電場力做功,電荷的電勢能與動能相互轉(zhuǎn)化,而總和應(yīng)保持不變,即當(dāng)動能增加時(shí),電勢能減少,反之則增加,且ΔEk=-ΔEp。3.點(diǎn)線面跡問題的分析技巧(1)“運(yùn)動與力兩線法”——畫出“速度線”(運(yùn)動軌跡在初始位置的切線)與“力線”(在初始位置電場線的切線方向),從二者的夾角情況來分析曲線運(yùn)動的情況.(2)“三不知時(shí)要假設(shè)”——電荷的正負(fù)、場強(qiáng)的方向(或等勢面電勢的高低)、電荷運(yùn)動的方向,是題意中相互制約的三個(gè)方面.若已知其中的任一個(gè),可順次向下分析判定各待求量;若三個(gè)都不知(三不知),則要用“假設(shè)法”分別討論各種情況.【典例剖析】【例2-1】(2025高三上·山東德州·階段練習(xí))圖中虛線為勻強(qiáng)電場中與場強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線,兩粒子M、N比荷相等,電性相反?,F(xiàn)將M、N從虛線上的O點(diǎn)以相同速率射出,兩粒子在電場中運(yùn)動的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示。點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn),已知O點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)。若不計(jì)重力,則(
)A.M帶負(fù)電荷,N帶正電荷 B.N在a點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度大小相同C.N在a點(diǎn)的動能與M在c點(diǎn)的動能一定相同 D.N從O點(diǎn)運(yùn)動至a點(diǎn)的過程中電勢能增加【答案】B【詳解】A.虛線為勻強(qiáng)電場中與場強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線,即虛線為等差等勢線,O點(diǎn)電勢高于c點(diǎn),沿著電場線的方向電勢降低,可知勻強(qiáng)電場的方向如下圖所示結(jié)合曲線運(yùn)動的軌跡可知,M粒子所受電場力方向與電場線方向相同,M粒子帶正電,N粒子所受電場力方向與電場線方向相反,N粒子帶負(fù)電,A錯(cuò)誤;B.a(chǎn)、O、c三點(diǎn)分別在連續(xù)的等差等勢線上,且兩粒子M、N比荷相等,M粒子帶正電,N粒子帶負(fù)電,結(jié)合曲線可知,N從O點(diǎn)運(yùn)動至a點(diǎn)和M在從O點(diǎn)運(yùn)動至c點(diǎn)過程中根據(jù)動能定理變形為可知N在a點(diǎn)的速度大小與M在c點(diǎn)速度大小相等,B正確;C.由于M,N粒子的電量未知,電場力做功大小不一定相等,N在a點(diǎn)的動能與M在c點(diǎn)的動能不一定相同,C錯(cuò)誤;D.N從O點(diǎn)運(yùn)動至a點(diǎn)的過程中,電場力做正功,電勢能減少,D錯(cuò)誤。故選B?!纠?-2】.如圖所示,圖中實(shí)線為某一帶負(fù)電粒子僅在電場力作用下從M向N運(yùn)動的軌跡。M、N兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小分別為、,電勢分別為、,粒子經(jīng)過M、N兩點(diǎn)時(shí)的動能分別為和,電勢能分別為和,圖中的一簇虛線a、b、c可能代表等差等勢面,也可能代表電場線,下列說法中正確的是()A.若虛線代表電場線,則B.若虛線代表電場線,則C.若虛線代表等勢面,則D.若虛線代表等勢面,則【答案】AD【詳解】A.做曲線運(yùn)動的粒子受到的電場力指向曲線的凹側(cè),且電場力方向與電場線相切與等勢面垂直。若虛線表示電場線,力的方向電場線相切,假定粒子從運(yùn)動到,如圖甲所示可知力與速度方向成銳角,電場力做正功,動能增加,電勢能減少,則有,,故A正確;B.若虛線表示電場線,則,因?yàn)榱W訋ж?fù)電,則有,故B錯(cuò)誤;C.若虛線表示等勢面,根據(jù)等勢面越密集電場強(qiáng)度越大,則EM<EN,故C錯(cuò)誤;D.若虛線表示等勢面,力的方向與等勢面垂直,如圖乙所示假定粒子從運(yùn)動到,可知力與速度方向成鈍角,電場力做負(fù)功,動能減少,電勢能增加,則有,故D正確。故選AD。【變式演練】【變式2-1】如圖所示,實(shí)線為真空中孤立點(diǎn)電荷電場的一條電場線,A、B為電場線上的兩個(gè)點(diǎn),虛線為電子僅在電場力的作用下從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的運(yùn)動軌跡,P為實(shí)線和虛線的交點(diǎn)。下列說法正確的是()A.A點(diǎn)的電勢一定高于B點(diǎn)的電勢B.A點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定大于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度C.電子從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中速度一定減小D.電子從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中電勢能一定減小【答案】AC【詳解】A.物體做曲線運(yùn)動時(shí),運(yùn)動軌跡會向受力方向彎曲,因此電子受到的電場力方向偏向左側(cè),所以電子在點(diǎn)受到的電場力方向由指向A,說明點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由A指向,因此A點(diǎn)的電勢一定高于點(diǎn)的電勢,故A正確;B.由于不知道孤立點(diǎn)電荷的電性,因此無法判斷點(diǎn)電荷所在位置,無法確定兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小關(guān)系,故B錯(cuò)誤;CD.電子從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)的過程中,電場力做負(fù)功,電子的速度減小,電勢能增大,故C正確,D錯(cuò)誤。故選AC?!咀兪?-2】靜電透鏡是利用靜電場使電子束會聚或發(fā)散的一種裝置,其中某部分靜電場的分布如圖所示。虛線表示這個(gè)靜電場在平面內(nèi)的一簇等差等勢線,等勢線形狀關(guān)于x軸、y軸對稱,其中一條等勢線恰好與y軸重合,a、b、O、c,d為部分等勢線與x軸的交點(diǎn)。一電子從a點(diǎn)以的初動能僅在電場力的作用下沿x軸正方向運(yùn)動,恰好能運(yùn)動到d點(diǎn)。已知過O點(diǎn)的等勢線的電勢為0,下列說法正確的是()A.電子在b點(diǎn)的電勢能為B.b點(diǎn)的電勢低于c點(diǎn)的電勢C.電子從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)電場力做功為D.a(chǎn),b,O三個(gè)點(diǎn)中,電子在O點(diǎn)的加速度最大【答案】AD【詳解】B.根據(jù)題意可知,電子從點(diǎn)運(yùn)動點(diǎn),由動能定理有可得則點(diǎn)電勢高于點(diǎn)電勢,電場線由,則b點(diǎn)的電勢高于c點(diǎn)的電勢,故B錯(cuò)誤;A.由于等勢線為等差等勢線,則相鄰兩點(diǎn)間的電勢差大小為又有O點(diǎn)的等勢線的電勢為0,則有可得,點(diǎn)電勢為由公式可得,電子在b點(diǎn)的電勢能為故A正確;C.由上述分析可知,、兩點(diǎn)的電勢差為由公式可得,電子從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)電場力做功為故C錯(cuò)誤;D.由于等勢線為等差等勢線,則等勢線越密集的地方電場強(qiáng)度越大,則點(diǎn)電場強(qiáng)度最大,由牛頓第二定律可得,a,b,O三個(gè)點(diǎn)中,電子在O點(diǎn)的加速度最大,故D正確。故選AD。【變式2-3】如圖所示,虛線a、b、c代表電場中三條等勢線,實(shí)線為一帶負(fù)電的粒子(重力不計(jì))僅在電場力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動軌跡,P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn),下列說法正確的是(
)A.該粒子一定是自P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)B.該帶電粒子在P點(diǎn)的速率大于在Q點(diǎn)的速率C.該帶電粒子在P點(diǎn)的電勢能小于在Q點(diǎn)的電勢能D.P點(diǎn)的電勢低于Q點(diǎn)的電勢【答案】BC【詳解】AB.由運(yùn)動軌跡可知電場力的方向在軌跡凹側(cè)且垂直于等勢線,粒子可以自P點(diǎn)減速運(yùn)動到Q點(diǎn),也可以自Q點(diǎn)加速運(yùn)動到P點(diǎn),故A錯(cuò)誤,B正確。C.從P到Q,電場力做負(fù)功,電勢能增加,故帶電粒子在P點(diǎn)處的電勢能比在Q點(diǎn)處小,故C正確。D.由于粒子帶負(fù)電,電場力指向軌跡的凹向,故場強(qiáng)的方向指向軌跡凸側(cè),沿場強(qiáng)方向電勢降低,P點(diǎn)的電勢高于Q點(diǎn)的電勢,故D錯(cuò)誤。故選BC?!咀兪?-4】如圖所示,曲線為一帶電粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動的軌跡,虛線、、、為相互平行且間距相等的四條等勢線,、、、、為軌跡與等勢線的交點(diǎn)。帶電粒子從點(diǎn)出發(fā),初速度大小為,到達(dá)點(diǎn)時(shí)速度大小為,則()A.四條等勢線中的電勢最高B.粒子從到和從到的速度變化量相同C.粒子從到和從到的動能變化量不同D.粒子在點(diǎn)的加速度比在點(diǎn)的加速度大【答案】B【詳解】A.由軌跡可知,粒子受電場力向下,因粒子的電性不確定,可知場強(qiáng)的方向不確定,則不能確定哪點(diǎn)電勢最高,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.因M、P在同一條等勢面上,N、O在同一條等勢面上,可知粒子經(jīng)過M、P點(diǎn)時(shí)速度大小相同,經(jīng)過N、O點(diǎn)時(shí)速度大小也相同,可知粒子從M到N和從O到P的時(shí)間相同,因?yàn)槭莿驈?qiáng)電場,則速度變化量相同,選項(xiàng)B正確;C.因由動能定理可知,粒子從到和從到的動能變化量相同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.因?yàn)槭莿驈?qiáng)電場,可知粒子在點(diǎn)的加速度與在點(diǎn)的加速度相同,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。題組03勻強(qiáng)電場電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系--電勢均勻分布問題【提分秘籍】1.E=eq\f(U,d)在勻強(qiáng)電場中的理解及應(yīng)用①UAB=Ed,d為A、B兩點(diǎn)沿電場方向的距離。②沿電場強(qiáng)度方向電勢降落得最快。③在同一直線上或相互平行的兩條直線上距離相等的兩點(diǎn)間電勢差相等。2.在勻強(qiáng)電場中由公式U=Ed得出的“一式、二結(jié)論”(1)“一式”:E=eq\f(U,d)=eq\f(W電,qd),其中d是沿電場線方向上兩點(diǎn)間的距離。(2)“二結(jié)論”結(jié)論1:勻強(qiáng)電場中的任一線段AB的中點(diǎn)C的電勢φC=eq\f(φA+φB,2),如圖甲所示。結(jié)論2:勻強(qiáng)電場中若兩線段AB∥CD,且AB=CD,則UAB=UCD(或φA-φB=φC-φD),如圖乙所示?!镜淅饰觥俊纠?-1】一勻強(qiáng)電場的方向平行于平面,平面內(nèi)三點(diǎn)的位置如圖所示,三點(diǎn)的電勢分別為、、。下列說法正確的是(
)A.電場強(qiáng)度的大小為 B.坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢為1VC.電子在點(diǎn)的電勢能比在點(diǎn)的低7eV D.電子從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn),電場力做功為9eV【答案】ABD【詳解】A.如圖所示設(shè)之間的點(diǎn)電勢與點(diǎn)電勢相同,則有所以點(diǎn)的坐標(biāo)為,過點(diǎn)作等勢線的垂線,電場強(qiáng)度的方向由高電勢指向低電勢,由幾何關(guān)系可得,的長度為的長度為根據(jù)直角三角形bcd面積相等,有代入數(shù)據(jù)解得cf的長度電場強(qiáng)度的大小故A正確;B.因?yàn)槭蔷匦?,,且,則有即可得坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢為故B正確;C.點(diǎn)電勢比點(diǎn)電勢低7V,電子帶負(fù)電,所以電子在點(diǎn)的電勢能比在點(diǎn)的高7eV,故C錯(cuò)誤;D.點(diǎn)電勢比點(diǎn)電勢低9V,電子從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn),電場力做功故D正確。故選ABD?!纠?-2】(2025高三下·江西上饒·階段練習(xí))如圖所示,半徑為的圓內(nèi)有一內(nèi)接直角三角形,其中ab為直徑,,空間存在與圓平面平行的勻強(qiáng)電場,將一帶正電試探電荷由a點(diǎn)移動到b點(diǎn),電場力做功;若將該電荷由a點(diǎn)移動到c點(diǎn),電場力做功,已知試探電荷的電荷量為。則下列說法正確的是()A.勻強(qiáng)電場的方向由a指向cB.該試探電荷由b移動到c,電勢能減少C.O點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢低2VD.電場強(qiáng)度的大小為300V/m【答案】BC【詳解】B.設(shè)a點(diǎn)的電勢為零,則試探電荷在a點(diǎn)的電勢能為零,由題意可知b點(diǎn)的電勢能為,b點(diǎn)的電勢為同理,c點(diǎn)的電勢能為,c點(diǎn)的電勢為b、c兩點(diǎn)的電勢差為試探電荷由b移動到c電場力做功為則該過程電勢能減少,B正確;C.O點(diǎn)為ab的中點(diǎn),則O點(diǎn)的電勢為所以O(shè)、b兩點(diǎn)的電勢差為即O點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)電勢低2V,C正確;D.由以上分析可知,a、c兩點(diǎn)的電勢差為電場沿ac方向的電場強(qiáng)度大小為電場沿bc方向的電場強(qiáng)度大小為所以電場強(qiáng)度的大小為D錯(cuò)誤;A.由以上分析可知,電場既有沿a指向c方向的分量,又有沿b指向c方向的分量,故A錯(cuò)誤。故選BC?!咀兪窖菥殹俊咀兪?-1】(2025高三上·廣東深圳·階段練習(xí))如圖所示,與紙面平行的勻強(qiáng)電場中有A、B、C三點(diǎn)恰好構(gòu)成等邊三角形,D為邊上一點(diǎn),間的距離為三角形邊長的三分之一,三角形的外接圓的半徑為r。B點(diǎn)處有一粒子源,在紙面內(nèi)朝各個(gè)方向發(fā)射動能均為的電荷量為q的同種帶正電粒子,到達(dá)C處的粒子動能為,到達(dá)D處的粒子動能為,不計(jì)粒子重力及粒子間的相互作用,O點(diǎn)為圓心,是平行于的直徑。下列說法正確的是()A.Q點(diǎn)是整個(gè)圓周上電勢最低的點(diǎn)B.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為,方向由B指向OC.A、O的電勢差D.將電子由P點(diǎn)移動到Q點(diǎn),電子的電勢能減少【答案】B【詳解】A.根據(jù)題意,有解得由于BD間的距離為三角形邊長的三分之一,則由此可知,A、C兩點(diǎn)電勢相等,AC為等勢線,電場方向與AC垂直,即由B指向O,所以圓周上電勢最低點(diǎn)應(yīng)為過B點(diǎn)的直徑與圓周的交點(diǎn),故A錯(cuò)誤;B.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為故B正確;C.A、O的電勢差為故C錯(cuò)誤;D.沿電場方向電勢降低,所以P點(diǎn)電勢高于Q點(diǎn)電勢,將電子由P點(diǎn)移動到Q點(diǎn),電子的電勢能增大,故D錯(cuò)誤。故選B。【變式3-2】.(24-25高三上·河南·階段練習(xí))如圖所示,A、B、C是直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn),,斜邊BC長為2.8m??臻g存在沿紙面方向的勻強(qiáng)電場,A、B、C三點(diǎn)的電勢分別為1V、5V、11V,則該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的最小值為(
)A.3V/m B.5V/m C.7V/m D.9V/m【答案】B【詳解】如圖所示,延長CB到D,使則A、D兩點(diǎn)的電勢均為1V;以BC為直徑的圓過A點(diǎn),過C點(diǎn)作AD的垂線CP,可得電場強(qiáng)度大小當(dāng)AD與圓相切時(shí)CP最長,對應(yīng)的電場強(qiáng)度最小,根據(jù)幾何關(guān)系即解得解得故選B?!咀兪?-3】.(2025高三上·重慶沙坪壩·階段練習(xí))有一勻強(qiáng)電場的方向平行于平面,平面內(nèi)a、b、c、d四點(diǎn)的位置如圖所示,cd、cb分別垂直于軸、軸,其中a、O、b三點(diǎn)電勢分別為、、。電荷量為的點(diǎn)電荷由點(diǎn)開始沿路線運(yùn)動過程中,下列說法正確的是()A.點(diǎn)的電勢B.點(diǎn)電荷在點(diǎn)的電勢能C.勻強(qiáng)電場的方向?yàn)橹赶駾.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小【答案】D【詳解】A.由于是勻強(qiáng)電場,所以沿同一方向前進(jìn)相同距離電勢的降低相等,故代入數(shù)據(jù)解得故A錯(cuò)誤;B.點(diǎn)電荷在點(diǎn)的電勢能故B錯(cuò)誤;C.沿電場線方向電勢降低,其中則勻強(qiáng)電場的方向不是從指向,故C錯(cuò)誤;D.由于是勻強(qiáng)電場,所以沿同一方向前進(jìn)相同距離電勢的降低相等可知,ab中點(diǎn)e的電勢為,連接Oe則為等勢面,如圖所示由幾何關(guān)系可知,垂直O(jiān)e,則ab為一條電場線,且方向由b指向a,電場強(qiáng)度為故D正確。故選D?!咀兪?-4】.(2025高三上·河北邯鄲·期中)如圖所示,等腰三角形處于勻強(qiáng)電場中,d為的中點(diǎn)。甲、乙兩相同的、電荷量均為的粒子均以動能從a點(diǎn)射出,甲粒子運(yùn)動至b點(diǎn)時(shí)動能為,乙粒子運(yùn)動至c點(diǎn)時(shí)動能為0。已知,長為L,兩粒子的重力及其相互作用均忽略不計(jì)。下列說法正確的是(
)A.電場強(qiáng)度方向由c指向b B.電場強(qiáng)度方向由a指向dC.電場強(qiáng)度大小為 D.b、d之間的電勢差【答案】AC【詳解】根據(jù)題目描述可知,甲乙粒子在各自運(yùn)動過程中僅受電場力的作用,則對甲乙各自的運(yùn)動過程分別列動能定理公式可得則ab、ac兩點(diǎn)間電勢差分別為所以bc兩點(diǎn)間電勢差為因?yàn)閯驈?qiáng)電場中電勢沿任意與場強(qiáng)不垂直的線段均勻降落,且d點(diǎn)為bc中點(diǎn)所以因?yàn)樗詀點(diǎn)和d點(diǎn)為等勢點(diǎn),ad所在的直線為等勢面,且。又因?yàn)殡妶鼍€與等勢面垂直,且由高電勢指向低電勢,所以電場強(qiáng)度方向由c指向b。根據(jù)幾何關(guān)系可知,線段db長度為,由勻強(qiáng)電場電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系可得根據(jù)以上分析過程可知,AC正確,BD錯(cuò)誤。故選AC?!咀兪?-5】.(24-25高三上·遼寧大連·期中)如圖所示,xOy平面內(nèi)有一半徑為R=5cm的圓,圓心位于O點(diǎn),A、B、C為圓與坐標(biāo)軸的三個(gè)交點(diǎn),勻強(qiáng)電場平行于xOy平面,取O點(diǎn)的電勢為零。在xOy平面內(nèi),若將一電子從A點(diǎn)移動到B點(diǎn),克服電場力做的功為8eV;若將一質(zhì)子從O點(diǎn)移動到C點(diǎn),電場力做的功為3eV。不計(jì)各種粒子的重力,則下列說法正確的是()A.A、B兩點(diǎn)間的電勢差為B.勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為E=100V/mC.圓上電勢最低值為-5VD.若在O點(diǎn)有個(gè)α粒子發(fā)射源,能夠向平面內(nèi)的各個(gè)方向發(fā)射動能均為1eV的α粒子,則α粒子到達(dá)圓形邊界的最大動能為6eV【答案】BC【詳解】A.將一電子從A點(diǎn)移動到B點(diǎn),克服電場力做的功為8eV,則有可得A、B兩點(diǎn)間的電勢差為故A錯(cuò)誤;B.將一質(zhì)子從O點(diǎn)移動到C點(diǎn),電場力做的功為3eV,則有可得則勻強(qiáng)電場沿軸正方向的分場強(qiáng)大小為勻強(qiáng)電場沿軸正方向的分場強(qiáng)大小為則勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為故B正確;C.設(shè)勻強(qiáng)電場與軸正方向的夾角為,則有可得如圖所示可知圖中圓上D點(diǎn)電勢最低,根據(jù)由于取O點(diǎn)的電勢為零,則圓上電勢最低值為故C正確;D.若在O點(diǎn)有個(gè)α粒子發(fā)射源,能夠向平面內(nèi)的各個(gè)方向發(fā)射動能均為1eV的α粒子,則α粒子到達(dá)圓形邊界D點(diǎn)時(shí),電場力做正功最大,α粒子到達(dá)D點(diǎn)的動能最大,根據(jù)動能定理可得可得α粒子到達(dá)圓形邊界的最大動能為故D錯(cuò)誤。故選BC。【變式3-6】.(24-25高三上·湖南·階段練習(xí))如圖所示,在勻強(qiáng)電場中建立直角坐標(biāo)系,坐標(biāo)平面與電場方向平行。坐標(biāo)系中有一個(gè)經(jīng)過、、、四點(diǎn)的圓,點(diǎn)為圓心,點(diǎn)坐標(biāo)為,點(diǎn)坐標(biāo)為,點(diǎn)坐標(biāo)為,一個(gè)電子沿圓弧從點(diǎn)到點(diǎn)電場力做功、從點(diǎn)到點(diǎn)電場力做功,則下列說法正確的是(
)A.電場強(qiáng)度的方向?yàn)橛煞较?B.電場強(qiáng)度的方向?yàn)橛煞较駽.電場強(qiáng)度的大小是 D.電場強(qiáng)度的大小是【答案】BC【詳解】由題意和圖中各點(diǎn)坐標(biāo)可知,AC連線與x軸平行,BC連線和y軸平行,且,可知A點(diǎn)電勢高于C點(diǎn),B點(diǎn)電勢高于C點(diǎn),場強(qiáng)E指向第二象限,設(shè)場強(qiáng)與y軸正方向的夾角為,則,又因?yàn)?,解得,故電場?qiáng)度的方向?yàn)橛煞较?,電場?qiáng)度的大小是。故選BC。題組04靜電場的圖像問題【提分秘籍】幾種常見圖象的特點(diǎn)及規(guī)律v-t圖象根據(jù)v-t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,確定電場的方向、電勢高低及電勢能變化φ-x圖象(1)電場強(qiáng)度的大小等于φ-x圖線的斜率大小,電場強(qiáng)度為零處,φ-x圖線存在極值,其切線的斜率為零;(2)在φ-x圖象中可以直接判斷各點(diǎn)電勢的高低,并可根據(jù)電勢高低關(guān)系確定電場強(qiáng)度的方向;(3)在φ-x圖象中分析電荷移動時(shí)電勢能的變化,可用WAB=qUAB,進(jìn)而分析WAB的正負(fù),然后做出判斷E-x圖象(1)反映了電場強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律;(2)E>0表示場強(qiáng)沿x軸正方向,E<0表示場強(qiáng)沿x軸負(fù)方向;(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(diǎn)的電勢高低根據(jù)電場方向判定Ep-x圖象(1)反映了電勢能隨位移變化的規(guī)律;(2)圖線的切線斜率大小等于電場力大小;(3)進(jìn)一步判斷場強(qiáng)、動能、加速度等隨位移的變化情況【典例剖析】【例4-1】在軸上關(guān)于坐標(biāo)點(diǎn)對稱的位置上有兩個(gè)等量的正點(diǎn)電荷,其在平面上形成的電勢分布沿軸的剖面圖如圖所示,則下列說法正確的是()A.坐標(biāo)點(diǎn)處的電勢和場強(qiáng)均不為零B.在軸上與點(diǎn)電勢相等的點(diǎn)有兩個(gè)C.負(fù)電荷在點(diǎn)的電勢能比在點(diǎn)低D.在軸任意位置處把正電荷沿軸正方向單向移動的過程中電場力均先做負(fù)功再做正功【答案】B【詳解】A.等量同種電荷在O處的場強(qiáng)因矢量疊加抵消為零,但電勢是標(biāo)量疊加,故不為零,從圖中也可以看出電勢不為零,故A錯(cuò)誤;B.從圖中可以看出,在x軸上與O點(diǎn)電勢相等的點(diǎn)有兩個(gè),故B正確;C.從圖中可以看出,a點(diǎn)的電勢能比在O點(diǎn)低,故負(fù)電荷在a點(diǎn)的電勢能比在O點(diǎn)高,故C錯(cuò)誤;D.從圖中可以看出,沿垂直于z軸方向移動的過程中電勢先升高再降低,再升高,再降低,故正電荷的電勢能經(jīng)歷先升高再降低,再升高,再降低的過程,故電場力均先做負(fù)功再做正功再做負(fù)功再做正功,故D錯(cuò)誤。故選B?!纠?-2】(2025·江西南昌·一模)如圖(a)所示,空間中存在一個(gè)平行于xOy平面的勻強(qiáng)電場。若x軸、y軸上的電勢分布如圖(b)、(c)所示,則電場強(qiáng)度大小為(
)A.2.5V/m B.250V/m C.3.5V/m D.350V/m【答案】B【詳解】電場強(qiáng)度沿x軸方向的分量為電場強(qiáng)度沿y軸方向的分量為電場強(qiáng)度大小為故選B?!纠?-3】在某電場中建立x坐標(biāo)軸,一個(gè)質(zhì)子沿x軸正方向運(yùn)動,經(jīng)過間距相等的A、B、C三點(diǎn),該質(zhì)子的電勢能E隨位置坐標(biāo)x變化的關(guān)系如圖所示,該質(zhì)子只受電場力作用。下列說法正確的是(
)
A.A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢B.A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度C.質(zhì)子經(jīng)過A點(diǎn)的速率小于經(jīng)過B點(diǎn)的速率D.C、B兩點(diǎn)電勢差UCB大于B、A兩點(diǎn)電勢差UBA【答案】D【詳解】A.如圖,質(zhì)子電勢能增大,則電場力做負(fù)功,電場力方向與質(zhì)子運(yùn)動方向相反,質(zhì)子帶正電,說明電場方向與質(zhì)子運(yùn)動方向相反,則A點(diǎn)電勢低于B點(diǎn)電勢,A錯(cuò)誤;B.質(zhì)子經(jīng)過相等距離的電勢能增加量增大,則電場力做功變多,電場強(qiáng)度增大,說明A點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度,B錯(cuò)誤;C.質(zhì)子做減速運(yùn)動,質(zhì)子經(jīng)過A點(diǎn)的速率大于經(jīng)過B點(diǎn)的速率,C錯(cuò)誤;D.根據(jù)由于AB段電場力做功小于BC段電場力做功,則C、B兩點(diǎn)電勢差UCB大于B、A兩點(diǎn)電勢差UBA,D正確。故選D?!咀兪窖菥殹俊咀兪?-1】(2025高三上·陜西·期中)在x軸上0~x0范圍內(nèi),存在沿x軸正方向的電場,一質(zhì)量為m的帶正電粒子從O點(diǎn)由靜止釋放,粒子在電場力的作用下沿x軸做加速運(yùn)動,從x0處離開電場,粒子的電勢能Ep隨x變化的規(guī)律為如圖所示的直線。下列說法正確的是()A.圖像的斜率的絕對值表示電場力B.粒子在0~x0范圍內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動C.粒子離開電場時(shí)的速度大小為D.粒子在電場中運(yùn)動的時(shí)間為【答案】ABD【詳解】AB.根據(jù)可知圖像的斜率的絕對值表示電場力,在0~x0范圍內(nèi)斜率不變,電場力不變,加速度不變,則粒子在0~x0范圍內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動,AB正確;C.粒子的電勢能減小了Ep0,根據(jù)能量守恒有解得粒子離開電場時(shí)的速度大小C錯(cuò)誤;D.根據(jù)解得粒子在電場中運(yùn)動的時(shí)間為D正確。故選ABD?!咀兪?-2】(2025高三上·江西南昌·期中)如圖甲所示,、是某電場中一條電場線上的兩點(diǎn),一個(gè)負(fù)電荷從點(diǎn)由靜止釋放,僅在靜電力作用下從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn),其運(yùn)動的圖像如圖乙所示,則()A.圖甲中電場線的方向由指向B.點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于點(diǎn)的電場強(qiáng)度C.點(diǎn)的電勢高于點(diǎn)的電勢D.該負(fù)電荷在點(diǎn)的電勢能大于其在點(diǎn)的電勢能【答案】AD【詳解】A.由可知,從A到B負(fù)電荷做加速運(yùn)動,故其受到的電場力由A指向B,由于負(fù)電荷受到電場力的方向與電場方向相反,可知電場方向從B指向A,A正確;B.根據(jù)圖像的斜率為其加速度,由圖可知,從A到B負(fù)電荷電荷的加速度逐漸減小,根據(jù)牛頓第二定律可得解得故從A到B電場強(qiáng)度在逐漸減小,即點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于點(diǎn)的電場強(qiáng)度,B錯(cuò)誤;C.沿電場線的方向是電勢降落的方向,根據(jù)上述分析知,電場的方向由B到A,故B點(diǎn)的電勢高于A點(diǎn)的電勢,C錯(cuò)誤;D.從A到B動能增大,電場力做正功,電勢能減小,故A點(diǎn)的電勢能大于B點(diǎn)的電勢能,D正確。故選AD?!咀兪?-3】.真空中有一靜止、半徑為的均勻帶正電的球體,場強(qiáng)沿半徑方向分布情況如圖所示,圖中以及靜電力常量都是已知量,下列說法中正確的是(
)A.處電勢最高 B.、兩處的電場強(qiáng)度方向相反C.、兩處的電勢差等于 D.利用已知量可求出球體所帶的電荷量【答案】D【詳解】AB.由圖可知,場強(qiáng)沿半徑方向始終大于0,r1、r2兩處的電場強(qiáng)度方向相同,電勢沿著場強(qiáng)方向逐漸降低,故處不是電勢最高處,可知球心處的電勢最高,故AB錯(cuò)誤;C.在E-r圖像中,曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積表示電勢差的大小,故可得、兩處的電勢差大于,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)處的場強(qiáng)為,有解得故D正確;故選D?!咀兪?-3】.建立如圖所示的坐標(biāo)系,在x軸上的x1=0、x2=1m兩點(diǎn)分別固定電荷量為q1和q2的點(diǎn)電荷,x軸上各點(diǎn)電勢變化曲線如圖所示,M、N兩點(diǎn)是曲線與x軸的交點(diǎn)。以下說法中正確的是()A.q1為負(fù)電荷、q2為正電荷,電荷量q1大于q2B.M點(diǎn)和N點(diǎn)的電場強(qiáng)度有可能相同C.x=1m位置到M點(diǎn)距離和到N點(diǎn)距離可能相等D.在x軸上(去掉x1=0、x2=1m兩點(diǎn))最多可以找到四個(gè)位置其電勢相同【答案】AD【詳解】A.根據(jù)電勢的分布圖可以看出,距離電荷越近電勢越低,且電勢為負(fù),而距離電荷越近電勢越高,且電勢為為正,則可知電荷q1為負(fù)電荷、q2為正電荷,又M點(diǎn)電勢為零,則可知電荷在M點(diǎn)的電勢與電荷在M點(diǎn)的電勢代數(shù)和為零,而根據(jù)點(diǎn)電荷在某點(diǎn)產(chǎn)生的電勢公式可知,M點(diǎn)離電荷的距離大于M點(diǎn)離電荷的距離,由此可知電荷的電荷量大于電荷的電荷量,故A正確;B.圖像的斜率表示電場強(qiáng)度,根據(jù)圖像可知,M點(diǎn)和N點(diǎn)處圖像的斜率不同,則可知M點(diǎn)和N點(diǎn)處的電場強(qiáng)度不同,故B錯(cuò)誤;C.若x=1m位置到M點(diǎn)距離和到N點(diǎn)距離相等,則點(diǎn)電荷在M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢相等,而N點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離大于M點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離,因此點(diǎn)電荷在N點(diǎn)的電勢高于在M點(diǎn)的電勢,又點(diǎn)電荷與點(diǎn)電荷在M點(diǎn)的電勢的代數(shù)和為零,在N點(diǎn)的電勢的代數(shù)和同樣為零,因此可知,x=1m位置到M點(diǎn)距離與到N點(diǎn)距離一定不相等,故C錯(cuò)誤;D.據(jù)兩點(diǎn)電荷形成的電場中電勢的分布可知,在x軸上(去掉x1=0、x2=1m兩點(diǎn))最多可以找到四個(gè)位置其電勢相同,分別為M、N兩點(diǎn)及軸正向與軸負(fù)向無窮遠(yuǎn)處的兩個(gè)點(diǎn),其電勢均為零,故D正確。故選AD?!咀兪?-4】如圖所示,x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷位于O、位置,一負(fù)試探電荷沿x軸由O向移動的過程中,該電荷的電勢能隨位移的變化規(guī)律如圖所示,A、C兩點(diǎn)的連線以及B點(diǎn)的切線均與x軸平行,B點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,點(diǎn)的橫坐標(biāo)為。則下列說法正確的是()
A.B點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零B.O、兩點(diǎn)的電荷均為正電荷C.O、兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷所帶電荷量的絕對值之比為D.【答案】AD【詳解】A.圖像中圖線的斜率表示電場力,由于B點(diǎn)的切線與x軸平行,即斜率為零,故試探電荷在B點(diǎn)的電場力為零,電場強(qiáng)度為零,故A正確;B.由于負(fù)的試探電荷在兩電荷產(chǎn)生的電場中電勢能為正值,設(shè)試探電荷所帶電荷量絕對值為q,則由公式可知電場中各點(diǎn)的電勢為負(fù)值,所以兩點(diǎn)電荷均帶負(fù)電,故B錯(cuò)誤;C.設(shè)O、兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷所帶的電荷量絕對值分別為、,由于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度為0,則由電場強(qiáng)度的疊加原理得解得故C錯(cuò)誤;D.試探電荷在A、C兩點(diǎn)的電勢能相等,則A、C兩點(diǎn)的電勢相等,又A、C兩點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)的電勢低,則故D正確。故選AD。一、單選題1.(2024·貴州·高考真題)如圖,A、B、C三個(gè)點(diǎn)位于以O(shè)為圓心的圓上,直徑與弦間的夾角為。A、B兩點(diǎn)分別放有電荷量大小為的點(diǎn)電荷時(shí),C點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向恰好沿圓的切線方向,則等于()
A. B. C. D.2【答案】B【詳解】根據(jù)題意可知兩電荷為異種電荷,假設(shè)為正電荷,為負(fù)電荷,兩電荷在C點(diǎn)的場強(qiáng)如下圖,設(shè)圓的半徑為r,根據(jù)幾何知識可得,同時(shí)有,聯(lián)立解得故選B。
14.(2024·北京·高考真題)如圖所示,兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷分別位于M、N兩點(diǎn),P、Q是MN連線上的兩點(diǎn),且。下列說法正確的是()A.P點(diǎn)電場強(qiáng)度比Q點(diǎn)電場強(qiáng)度大B.P點(diǎn)電勢與Q點(diǎn)電勢相等C.若兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍,P點(diǎn)電場強(qiáng)度大小也變?yōu)樵瓉淼?倍D.若兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍,P、Q兩點(diǎn)間電勢差不變【答案】C【詳解】A.由等量異種點(diǎn)電荷的電場線分布特點(diǎn)知,P、Q兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等,A錯(cuò)誤;B.由沿電場線方向電勢越來越低知,P點(diǎn)電勢高于Q點(diǎn)電勢,B錯(cuò)誤;CD.由電場疊加得P點(diǎn)電場強(qiáng)度若僅兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍,則P點(diǎn)電場強(qiáng)度大小也變?yōu)樵瓉淼?倍,同理Q點(diǎn)電場強(qiáng)度大小也變?yōu)樵瓉淼?倍,而PQ間距不變,根據(jù)定性分析可知P、Q兩點(diǎn)間電勢差變大,C正確,D錯(cuò)誤。故選C。3.(2024·廣西·高考真題)如圖,將不計(jì)重力、電荷量為q帶負(fù)電的小圓環(huán)套在半徑為R的光滑絕緣半圓弧上,半圓弧直徑兩端的M點(diǎn)和N點(diǎn)分別固定電荷量為和的負(fù)點(diǎn)電荷。將小圓環(huán)從靠近N點(diǎn)處靜止釋放,小圓環(huán)先后經(jīng)過圖上點(diǎn)和點(diǎn),已知,則小圓環(huán)從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)的過程中()A.靜電力做正功 B.靜電力做負(fù)功C.靜電力先做正功再做負(fù)功 D.靜電力先做負(fù)功再做正功【答案】A【詳解】解法一:設(shè)在小圓環(huán)在、間的任意一點(diǎn),與的夾角為,根據(jù)幾何關(guān)系可得帶負(fù)電的小圓環(huán)與M點(diǎn)固定的電電荷間庫侖力為,方向由帶負(fù)電的小圓環(huán)與N點(diǎn)固定的電電荷間庫侖力為,方向由連接,將兩個(gè)庫侖力沿著方向(半徑方向)和垂直(圓弧切線方向)分解,則沿切線方向因素分解可得則小圓環(huán)在半圓弧上運(yùn)動時(shí),,則、、均大于0,則當(dāng)時(shí),即時(shí),,靜電力做正功。當(dāng)時(shí),,靜電力做負(fù)功??傻眯A環(huán)后經(jīng)過圖上點(diǎn)和點(diǎn)的過程中受到的靜電力在切線方向的分力一直大于等于0,則則靜電力一直做正功。故選A。解法二:設(shè)在小圓環(huán)在、間的任意一點(diǎn),與的夾角為,根據(jù)幾何關(guān)系可得帶負(fù)電的小圓環(huán)在兩個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷電場中的電勢能關(guān)于求導(dǎo)可得當(dāng)時(shí),,為單調(diào)遞減函數(shù)。當(dāng)時(shí),,為單調(diào)遞增函數(shù),從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)時(shí)由增大到,故一直變小,靜電力一直做正功。故A正確。故選A。4.(2024·河北·高考真題)如圖,真空中有兩個(gè)電荷量均為的點(diǎn)電荷,分別固定在正三角形的頂點(diǎn)B、C.M為三角形的中心,沿的中垂線對稱放置一根與三角形共面的均勻帶電細(xì)桿,電荷量為.已知正三角形的邊長為a,M點(diǎn)的電場強(qiáng)度為0,靜電力常量的k.頂點(diǎn)A處的電場強(qiáng)度大小為(
)A. B. C. D.【答案】D【詳解】B點(diǎn)C點(diǎn)的電荷在M的場強(qiáng)的合場強(qiáng)為因M點(diǎn)的合場強(qiáng)為零,因此帶電細(xì)桿在M點(diǎn)的場強(qiáng),由對稱性可知帶電細(xì)桿在A點(diǎn)的場強(qiáng)為,方向豎直向上,因此A點(diǎn)合場強(qiáng)為故選D。5.(2024·河北·高考真題)我國古人最早發(fā)現(xiàn)了尖端放電現(xiàn)象,并將其用于生產(chǎn)生活,如許多古塔的頂端采用“傘狀”金屬飾物在雷雨天時(shí)保護(hù)古塔。雷雨中某時(shí)刻,一古塔頂端附近等勢線分布如圖所示,相鄰等勢線電勢差相等,則a、b、c、d四點(diǎn)中電場強(qiáng)度最大的是(
)A.a(chǎn)點(diǎn) B.b點(diǎn) C.c點(diǎn) D.d點(diǎn)【答案】C【詳解】在靜電場中,等差等勢線的疏密程度反映電場強(qiáng)度的大小。圖中c點(diǎn)的等差等勢線相對最密集,故該點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大。故選C。6.(2024·湖南·高考真題)真空中有電荷量為和的兩個(gè)點(diǎn)電荷,分別固定在x軸上和0處。設(shè)無限遠(yuǎn)處電勢為0,x正半軸上各點(diǎn)電勢隨x變化的圖像正確的是(
)A. B. C. D.【答案】D【詳解】根據(jù)點(diǎn)電荷周圍的電勢公式,設(shè)處的電勢為0,得解得故可知當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),。故選D。7.(2024·寧夏四川·高考真題)在電荷量為Q的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中,將無限遠(yuǎn)處的電勢規(guī)定為零時(shí),距離該點(diǎn)電荷r處的電勢為,其中k為靜電力常量,多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中某點(diǎn)的電勢,等于每個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在的該點(diǎn)的電勢的代數(shù)和。電荷量分別為和的兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的等勢線如圖中曲線所示(圖中數(shù)字的單位是伏特),則()A.,B., C., D.,【答案】B【詳解】根據(jù)兩點(diǎn)電荷周圍的電勢分布可知帶正電,帶負(fù)電;由圖中電勢為0的等勢線可知由圖中距離關(guān)系可知聯(lián)立解得故選B。8.(2024·遼寧·高考真題)在水平方向的勻強(qiáng)電場中,一帶電小球僅在重力和電場力作用下于豎直面(紙面)內(nèi)運(yùn)動。如圖,若小球的初速度方向沿虛線,則其運(yùn)動軌跡為直線,若小球的初速度方向垂直于虛線,則其從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動到O點(diǎn)等高處的過程中()A.動能減小,電勢能增大 B.動能增大,電勢能增大C.動能減小,電勢能減小 D.動能增大,電勢能減小【答案】D【詳解】根據(jù)題意若小球的初速度方向沿虛線,則其運(yùn)動軌跡為直線,可知電場力和重力的合力沿著虛線方向,又電場強(qiáng)度方向?yàn)樗椒较?,根?jù)力的合成可知電場強(qiáng)度方向水平向右,若小球的初速度方向垂直于虛線,則其從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動到O點(diǎn)等高處的過程中重力對小球做功為零,電場力的方向與小球的運(yùn)動方向相同,則電場力對小球正功,小球的動能增大,電勢能減小。故選D。9.(2023·河北·高考真題)由點(diǎn)電荷組成的系統(tǒng)的電勢能與它們的電荷量、相對位置有關(guān)。如圖1,a、b、c,d四個(gè)質(zhì)量均為m、帶等量正電荷的小球,用長度相等、不可伸長的絕緣輕繩連接,靜置在光滑絕緣水平面上,O點(diǎn)為正方形中心,設(shè)此時(shí)系統(tǒng)的電勢能為。剪斷a、d兩小球間的輕繩后,某時(shí)刻小球的速度大小為v,方向如圖2,此時(shí)系統(tǒng)的電勢能為(
)A. B.C. D.【答案】B【詳解】由于運(yùn)動的對稱性,所以a球的速度大小也為v,方向與ad連線成角斜向左下方。b和c球的運(yùn)動方向垂直于bc向上,大小相等,將兩球看成一個(gè)整體,其質(zhì)量為2m,速度為,對于四個(gè)球組成的系統(tǒng)來說,動量守恒,有解得由于整個(gè)系統(tǒng)的能量守恒,設(shè)此時(shí)系統(tǒng)的電勢能為,有解得故選B。二、多選題10.(2024·湖北·高考真題)關(guān)于電荷和靜電場,下列說法正確的是()A.一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和保持不變B.電場線與等勢面垂直,且由電勢低的等勢面指向電勢高的等勢面C.點(diǎn)電荷僅在電場力作用下從靜止釋放,該點(diǎn)電荷的電勢能將減小D.點(diǎn)電荷僅在電場力作用下從靜止釋放,將從高電勢的地方向低電勢的地方運(yùn)動【答案】AC【詳解】A.根據(jù)電荷守恒定律可知一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)的電荷總量是不變的,故A正確;B.根據(jù)電場線和等勢面的關(guān)系可知電場線與等勢面垂直,且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面,故B錯(cuò)誤;CD.點(diǎn)電荷僅在電場力作用下從靜止釋放,電場力做正功,電勢能減小,根據(jù)可知正電荷將從電勢高的地方向電勢低的地方運(yùn)動,負(fù)電荷將從電勢低的地方向電勢高的地方運(yùn)動,故C正確,D錯(cuò)誤。故選AC。11.(2024·
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 舉辦心理咨詢方案培訓(xùn)
- 中高考營銷方案
- 臨沂鐵路隔音屏施工方案
- 仙桃中2025考試卷及答案
- 2025湖南湘西自治州古丈縣教育類事業(yè)單位引進(jìn)高層次急需緊缺人才6人模擬試卷及答案詳解(奪冠系列)
- 2025二模政治試卷及答案
- 2025年初一數(shù)學(xué)競賽試題及答案
- 2025年職高數(shù)學(xué)競賽試卷及答案
- 2025年初級裁判考試試題及答案
- 2025福建廈門市思明區(qū)嘉蓮街道辦事處招聘非在編工作人員2人模擬試卷及答案詳解(奪冠系列)
- 廈門航空港貨運(yùn)業(yè)務(wù)競爭戰(zhàn)略研究的中期報(bào)告
- 設(shè)計(jì)倫理與社會責(zé)任
- 鉬靶科室管理制度
- 重組膠原蛋白行業(yè)深度系列(一):重組膠原蛋白商業(yè)化提速中國成分踏入“黃金時(shí)代”
- 美甲藝術(shù)全套教學(xué)課件
- 高中語文萬能作文素材
- 關(guān)于母愛的好句子贊美母愛的好句子
- 風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)實(shí)施細(xì)則
- 中學(xué)中職家長會課件
- 教學(xué)設(shè)計(jì) 《擲一擲》教學(xué)設(shè)計(jì)
- 《學(xué)前教育專業(yè)發(fā)展問題研究開題報(bào)告文獻(xiàn)綜述4900字》
評論
0/150
提交評論