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文檔簡介
高考物理一輪復習靜電場
一.選擇題(共8小題)
1.(2025?安徽模擬)如圖,一半徑為R的半圓,AB為半圓的直徑,O點為圓心,P、Q為圓上的
兩點,其中OQ垂直于AB,P點在AQ之間,兩個帶等量正電的點電荷分別固定在A、B兩點,
點電荷的電荷量為q,A、B兩點的點電荷在P點產(chǎn)生的電場強度大小分別為Ei、E2,A、B兩點
的點電荷在Q點產(chǎn)生的電場強度大小分別為E3、E4,一負試探電荷只在靜電力的作用下由靜止開
始沿QO從Q點移動到O點,此過程中試探電荷受到的靜電力大小為F,如果在空間加一電場強
度大小為Eo的勻強電場后,Q點的電場強度恰好為0,則下列說法正確的是()
D.以=聿
2.(2025?大興區(qū)模擬)某帶旦體產(chǎn)生電場的等勢面分布如圖中實線所示,虛線是一帶電粒子僅在此
電場作用下的運動軌跡,M、N分別是運動軌跡與等勢面b、a的交點,下列說法不正確的是()
A.粒子帶正電荷
B.M點的電場強度比N點的小
C.粒子在M點的動能大于在N點的動能
D.粒子在M點的電勢能大于在N點的電勢能
3.(2025?安徽模擬)如圖所示為某示波管內(nèi)聚焦電場的電場線,將兩電子從a、b兩點由靜止釋放。
忽略兩電子間相互作用,則()
A.從a點釋放的電子將沿著電場線運動至d點
B.電子由b向c運動的過程,速度先增加后減小
C.電子由b向c運動的過程,加速度先增加后減小
D.電子由b向c運動的過程,電勢能先增加后減小
4.(2025?山西三模)豎直平面內(nèi)存在水平向右的勻強電場E,一帶電小球從電場中的O點以初速度
vo向左上方射出,vo方向與水平方向成30°角,如圖所示。小球運動到其軌跡的最左端時,速度
大小恰好等于初速度大小vo,則小球受到的電場力與它受到的重力的比值為()
E
A.V2;2B.1:2C.\[3:3D.后2
5.(2025春?慈溪市期末)“電場線”是形象描述電場的方法。在下列電場中,a、b兩點電場強度
C.
+.
?bt
D.
6.(2025春?南通期末)小明用毛皮摩擦橡膠棒,然后將一束細塑料絲放在橡膠棒上,塑料絲立刻
散開并懸浮在橡膠棒上方,如圖所示,下列說法正確的是()
A.毛皮摩擦橡膠棒過程創(chuàng)生出了電荷
B.毛皮摩擦橡膠棒后兩者帶同種電荷
C.塑料絲接觸橡膠棒后兩者帶同種電荷
D.塑料絲懸浮是由于受到空氣浮力的作用
(2025春?鹽城期末)如圖所示,方框內(nèi)給出的均是電場的部分電場線,則可能是兩個等量同種
E
A.E點處電場強度不為零,電勢為零
B.0點處電場強度方向由0指向B
C.將一電子從0點沿直線移動到CD邊中點,其電勢能逐漸增大
D.將一電子從O點沿直線移動到E點,電場力先做正功后做負功
(多選)11.(2025?焦作三模)如圖所示,有一個半徑為R的圓,AB、CD為兩條互相垂直的直徑,
O是圓心,P是直徑CD上與O相距的點。在C點固定一個電荷量為Q的正點電荷,在D點
固定另一個正點電荷,發(fā)現(xiàn)在直徑CD上P點電勢最低。已知靜電力常量為k,下列說法正確的是
()
A.P點的電勢一定等于零
B.P點的場強一定等于零
C.放在D點的電荷電量為/
D.A點的場強大小為?J。
(多選)12.(2025?晉中模擬)某電場的電場強度E隨位置x的變化關系如圖所示,O點為坐標原
點,a、b、c、d為x軸上的四個點。一帶正電粒子從a點由靜止釋放,僅在靜電力作用下沿x軸
運動,已知粒子可通過d點,則()
A.粒子在a點與c點所受靜電力的方向相同
B.粒子在b點的電勢能小丁在c點的電勢能
C.粒子將以b為中心做周期性運動
D.粒子將沿x軸正方向一直運動
三.填空題(共4小題)
13.(2025春?楊浦區(qū)校級期末)有一個電容器的電容為C,當電容器所存儲的電荷量q加倍時,其
電容為:如果電容器兩端的電勢差U增至三倍.其電容為。若該電容器的電
容為0.2四,將其與一電壓恒定的電源連接,電容器充電完成后,兩極板上的電荷量分別為+2.4pC
和-2.4RC,則電源電壓為Vo
14.(2025春?楊浦區(qū)校級期末)在等量同種電荷電場中,措述其周圍電場的電場線如圖所示。。點
為兩球心連線的中點,P、N兩點在兩球心連線的中垂線上。P、N兩點的電勢分別為<pp、(PN,則
<pp(PN(填”“V”);一點電荷僅在電場力作用下由P點從靜止開始運動,
到達O點時的速度大小為,。若該點電荷的電荷量與質(zhì)量比值的絕對值為n,則P、O時的電勢差
U為O
15.(2025?同安區(qū)校級模擬)如圖所示,電荷量分別為+Q和-Q的兩個點電荷a與b相距L,在a
與b間放置一個原來不帶電的導體P,導體內(nèi)c點處于a、b連線的中點。當導體P處于靜電平衡
狀態(tài)時,導體P左端帶(“正電荷”或“負電荷”),c點場強大小為,
感應電荷在C處產(chǎn)生的電場強度大小為
16.(2025?鼓樓區(qū)校級模擬)如圖甲所示,P、Q為真空中兩固定等量的點電荷,O為PQ連線的中
點,MN為PQ連線的中垂線,從MN上的某一點C靜止釋放質(zhì)量為m的試探電荷,電荷僅在電
場力作用下運動,在。?12時間段的運動過程中的速度一時間圖像如圖乙所示(圖像關「虛線對稱),
其中速度的最大值為v,從帶電性質(zhì)可知點電荷P、Q帶的是電荷(填“同種”或“異
種”),若以C點電勢為零,則電荷運動到O點時的電勢能為o
四.解答題(共4小題)
17.(2025春?宜興市期末)如圖所示,水平放置的兩塊金屬板長為L,間距為d,兩板間電壓為U,
電極K射出的電子(初速度不計)經(jīng)加速電場加速后,由小孔S以速度vo沿水平金屬板間的中心
線射入板間,電子的質(zhì)量為m、電量為e、重力不計,求:
(1)SK間加速電壓Uo;
(2)電子飛出偏轉(zhuǎn)電場時的速度v?
十
18.(2025春?無錫期末)一人帶電荷量為-q的油滴,從。點以速度v射入水平向右的勻強電場中
恰好做直線運動,v的方向與電場方向成。角。已知油滴的質(zhì)量為m,重力加速度為g,求:
(1)電場強度E的大??;
(2)O點和最高點之間的電勢差U。
o
19.(2025春?海曙區(qū)校級期末)如圖所示,真空中兩個點電荷分別固定在x軸上坐標為。和6cm的
位置上,已知Q]=4.0x10-8c、Q2=-1.0x10-肥,靜電力常量k=9.0X109N-m2/C2o這兩個
點電荷間的庫侖力人小為N,Qi在Q2處產(chǎn)生的場強人小為N/C,
兩電荷電場中,合場強為0的位置坐標是cm.將一個正檢驗電荷自1cm處沿x軸移
到5cm處,其電勢能(選填“增大、減小、先增大后減小”或“先減小后增大”)。
QiQZ
—?-1----1-----1----1----1——?----?
0123456”/5
20.(2025春?常州校級期末)如圖所示,絕緣細線的一端懸于O點,另一端系著質(zhì)量為m的帶電
小球。將此裝置放在水平向右的勻強電場中,小球靜止在A點,此時細線與豎直方向的夾角為a,
重力加速度為go
(1)判斷小球帶正電還是負電;
高考物理一輪復習靜電場
參考答案與試題解析
一.選擇題(共8小題)
1.(2025?安徽模擬)如圖,一半徑為R的半圓,AB為半圓的直徑,O點為圓心,P、Q為圓上的
兩點,其中OQ垂直于AB,P點在AQ之間,兩個帶等量正電的點電荷分別固定在A、B兩點,
點電荷的電荷量為q,A、B兩點的點電荷在P點產(chǎn)生的電場強度大小分別為Ei、E2,A、B兩點
的點電荷在Q點產(chǎn)生的電場強度大小分別為E3、E4,一負試探電荷只在靜電力的作用下由靜止開
始沿QO從Q點移動到。點,此過程中試探電荷受到的靜電力大小為E如果在空間加一電場強
度大小為Eo的勻強電場后,Q點的電場強度恰好為0,則下列說法正確的是()
Ei&&琦
C.F先增大后減小
D.比孽
【考點】電場強度的疊加;用特殊的方法求解電場強度;電場強度與電場力的關系和計算.
【專題】定量思想;方程法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;理解能力.
【答案】C
【分析】根據(jù)點電荷電場強度的公式計算出不同位置的電場強度;
利用電場強度的疊加原理來分析不同位置的電場強度關系;
根據(jù)電場強度的變化來判斷試探電荷受到的靜電力的變化情況,并確定外加電場強度的大小。
【解答】解:AB、根據(jù)題意可知,點電荷的電場方向如圖所示:
則工+、汕+汕=組
EiE2kqkqkq
同理可得去+白=等+薯=等
E3E4kqkqkq
,一1111
故有一+——=—+—
EiE2E3E4
故AB錯誤;
C、設試探電荷所在處為QO線段中的C點,CA與直徑AB的夾角為仇根據(jù)點電荷產(chǎn)生場強大
小可知,則一點電荷在C點產(chǎn)生的電場強度大小為%==上空等
根據(jù)電場強度的矢量疊加法則可知,兩點電荷在C點產(chǎn)生的電場強度大小為E=2&s》e=
2kqeos^BsmB
R2
設y=cos2Osin0
則有y2=cos40sin20=^(cos20-cos2G?2sin20')
由于cos2O+cos20+2sin20=2
為定值,當cos2e=2sin2。
即位"6=芋
此時,y有最大值,此時。<45°
則試探電荷沿半徑Q0一直移動到0點過程中電場強度先增大再減小,所以試探電荷受到的靜電
力F也是先增大再減小,故C正確:
D、根據(jù)題意可知,Q點對應9=45°,根據(jù)矢量的合成法則可知,兩點電荷在Q點的合電場強度
2kqeos28sm8_、吃kq
為£=
2R2
加一電場強度大小為Eo的勻強電場后,Q點的電場強度恰好為0,則勻強電場的電場強度大小為
尸J2kq
E=EF=----£
o2R2
故D錯誤。
故選:Co
【點評】本題考查了點電荷產(chǎn)生的電場強度計算、電場強度的疊加原理以及電場強度與力的關系。
2.(2025?大興區(qū)模擬)某帶弓體產(chǎn)生電場的等勢面分布如圖中實線所示,虛線是一帶電粒子僅在此
電場作用下的運動軌跡,M、N分別是運動軌跡與等勢面b、a的交點,下列說法不正確的是()
A.粒子帶正電荷
B.M點的電場強度比N點的小
C.粒子在M點的動能大于在N點的動能
D.粒子在M點的電勢能大于在N點的電勢能
【考點】帶電粒子的軌跡、受力、電性、電場方向的互判;根據(jù)電場線的疏密判斷場強大?。浑?/p>
場力做功與電勢能變化的關系.
【專題】定量思想;推理法;帶電粒子在電場中的運動專題;電場力與電勢的性質(zhì)專題;推理論
證能力.
【答案】C
【分析】A、等勢面的分布可判斷電場線方向,根據(jù)粒子運動軌跡的彎曲方向能確定粒子受力方向,
進而判斷粒子電性。
B、等勢面越密集的地方電場強度越大,通過比較M、N處等勢面疏密判斷電場強度大小。
CD、根據(jù)電場力做功的特點,電場力做正功,電勢能減小,動能增大;電場力做負功,電勢能增
大,動能減小。結合粒子受力和運動方向判斷電場力做功情況,從而分析電勢能和動能的大小關
系。
【解答】解:A、根據(jù)沿著電場線電勢降低判斷知,帶電體為正電荷,又根據(jù)電場力指向軌跡的凹
側,判斷該帶電粒子帶正電荷,故A正確;
B、等差等勢面越密集的地方場強越大,M點的電場強度比N點的小,故B正確;
C、根據(jù)電場力做功W=qU可知,從M到N點的過程中,電場力做正功,粒子的動能增大,即
粒子在M點的動能小于在N點的動能,故C錯誤;
D、由于粒子帶正電,正電荷在電勢高的地方電勢能大,在電勢低的地方電勢能小,由題圖可知,
粒子在N點的電勢小于M點的電勢,故粒子在M點的電勢能大于在N點的電勢能,故D正確。
本題選擇不正確的的。
故選:Co
【點評】該題綜合電場相關核心知識,通過等勢面、粒子軌跡情境,考查知識遷移與綜合分析能
力,能有效檢測對電場基本概念和規(guī)律的掌握程度,是電場部分典型的理解應用型題目,難度適
中,適合區(qū)分學生對電場知識的理解深度。
3.(2025?安徽模擬)如圖所示為某示波管內(nèi)聚焦電場的電場線,將兩電子從a、b兩點由靜止釋放。
忽略兩電子間相互作用,則()
A.從a點釋放的電子將沿著電場線運動至d點
B.電子由b向c運動的過程,速度先增加后減小
C.電子由b向c運動的過程,加速度先增加后減小
D.電子由b向c運動的過程,電勢能先增加后減小
【考點】電場力做功與電勢能變化的關系;根據(jù)電場線的疏密判斷場強大小.
【專題】比較思想;圖析法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;理解能力.
【答案】C
【分析】根據(jù)電子的受力情況來分析電子的運動情況:根據(jù)電場力做功F負判斷速度和電協(xié)能變
化情況;根據(jù)電場線疏密變化分析場強的變化,由牛頓第二定律判斷加速度變化情況。
【解答】解?:A、電子在電場中受到的電場力方向與電場強度方向相反,而電場強度方向沿電場線
的切線方向,所以從a點釋放的電子不會沿著電場線運動至d點,故A錯誤;
BD、電子從b向c運動,電場力做正功,電勢能減小,動能增加,則電子速度增大,故B錯誤,
D錯誤;
C、電場線越稀疏,電場強度越小,電子受到的電場力越?。浑妶鼍€越密集,電場強度越大,電子
受到的電場力越大,則電子從b向c運動,電場力先增大后減小,則加速度先增大后減小,故C
正確。
故選:Co
【點評】本題關鍵要明確電場線是曲線時,帶電粒子從靜止開始不可能沿電場線運動。
4.(2025?山西三模)豎直平面內(nèi)存在水平向右的勻強電場E,一帶電小球從電場中的O點以初速度
V0向左上方射出,V0方向與水平方向成30°角,如圖所示。小球運動到其軌跡的最左端時,速度
大小恰好等于初速度大小vo,則小球受到的電場力與它受到的重力的比值為()
E
A.V2;2B.1:2C.V3;3D.怎2
【考點】帶電粒子(計重力)在勻強電場中的曲線運動.
【專題】定量思想;推理法;帶電粒子在電場中的運動專題;推理論證能力.
【答案】C
【分析】帶電小球在水平方向上做勻減速運動,小球運動到其軌跡的最左端,水平速度等于零,
小球在豎直方向上經(jīng)歷減速為零又反向加速的過程,結合運動的合成與分解分析。
【解答】解:帶電小球在水平方向上做勻減速運動,根據(jù)牛頓第二定律有qE=ma
小球運動到其軌跡的最左端時,水平速度等于零,根據(jù)速度一時間公式有0=vocos300-at
小球運動到其軌跡的最左端,速度人小與初速度大小相同,表明小球在豎直方向上經(jīng)歷減速為零
又反向加速的過程-vo=vosin3O0-gt
解得?一=—?故C正確,ABD錯誤。
mg3
故選:Co
【點評】本題考查帶電粒子在電場中的運動,解題關鍵是進行運動的分解,在各個方向上利用牛
頓第二定律以及運動學公式求解。
5.(2025春?慈溪市期末)“電場線”是形象描述電場的方法。在下列電場中,a、b兩點電場強度
【考點】根據(jù)電場線的疏密判斷場強大小.
【專題】定性思想;歸納法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;理解能力.
【答案】C
【分析】根據(jù)電場線的疏密程度表示電場強度的大小,電場線的方向表示電場強度的方向逐項分
析即可。
【解答】解:電場強度是矢量,兩點的電場強度相同是指這兩點的電場強度大小相等,方向相同,
由圖可知AD三圖中a、b兩點的電場線疏密程度相同,即這兩點的電場強度人小相等,但方向不
同;B圖中這兩點處的磁感線疏密不同,所以這兩點的電場強度大小不同;C圖是勻強電場的電
場線,在勻強電場中任意兩點的電場強度都相同,故C正確,ABD錯誤。
故選:Co
【點評】知道電場強度是矢量是解題的關鍵。
6.(2025春?南通期末)小明用毛皮摩擦橡膠棒,然后將一束細塑料絲放在橡膠棒上,塑料絲立刻
散開并懸浮在橡膠棒上方,如圖所不,下列說法正確的是()
A.毛皮摩擦橡膠棒過程創(chuàng)生出了電荷
B.毛皮摩擦橡膠棒后兩者帶同種電荷
C.塑料絲接觸橡膠棒后兩者帶同種電荷
D.塑料絲懸浮是由于受到空氣浮力的作用
【考點】摩擦起電;電現(xiàn)象及其本質(zhì).
【專題】定性思想;推理法;帶電粒子在電場中的運動專題;推理論證能力.
【答案】C
【分析]根據(jù)摩擦起電的本質(zhì)和電荷的相互作用規(guī)律進行分析解答。
【解答】解:A.毛皮摩擦橡膠棒過程不是創(chuàng)生出了電荷,是電荷的重新分配和轉(zhuǎn)移,故A錯誤:
B.毛皮摩擦橡膠棒后兩者帶異種電荷,故B錯誤;
C.根據(jù)電荷的相互作用規(guī)律可知,塑料絲接觸橡膠棒后兩者帶同種電荷而互相排斥,不是塑料
絲受到空氣浮力的作用結果,故C正確,D錯誤。
故選:Co
【點評】考杳摩擦起電的木質(zhì)和電荷的相互作用規(guī)律,會根據(jù)題意進行準確分析解答。
7.(2025春?鹽城期末)如圖所示,方框內(nèi)給出的均是電場的部分電場線,則可能是兩個等量同種
點電荷周圍電場線的是()
【考點】電場線的定義及基本特征.
【專題】定性思想;歸納法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;理解能力.
【答案】B
【分析】根據(jù)點電荷、等量異種電荷、等量同種電荷、勻強電場的電場線特點分析即可,
【解答】解:A、電場線相互平行,所以是勻強電場的電場線,故A錯誤;
B、這個可能是等量同種電荷的電場線,故B正確;
C、這個可能是等量異種電荷的電場線,故C錯誤;
D、這個可能是點電荷的電場線,故D錯誤。
故選:Bo
【點評】掌握點電荷、等量異種電荷、等量同種電荷、勻強電場的電場線特點是解題的基礎。
8.(2025春?蘇州期末)在一些電子設備中,可使帶電粒子束通過電場實現(xiàn)在熒光屏上聚焦。圖中
帶箭頭的實線表示電場線,虛線表示粒子的運動軌跡,則粒子()
A.帶正電
B.運動過程中加速度先減小后增大
C.運動過程中電勢能減小
D.運動過程中動能減小
【考點】電場力做功與電勢能變化的關系;判斷物體是否帶電及電性.
【專題】定性思想;推理法;帶電粒子在電場中的運動專題;理解能力.
【答案】C
【分析】根據(jù)做曲線運動的物體受力特點分析粒子的受力方向,進而判斷粒子的電性;根據(jù)電場
線的疏密程度描述電場強度的大小,結合牛幀第二定律分析;根據(jù)電場力做功情況分析;根據(jù)動
能定理分析。
【解答】解:A、做曲線運動的物體受力方向指向軌跡的凹側,所以粒子受電場力方向與電場線方
向相反,則粒子帶負電,故A錯誤;
B、根據(jù)電場線的疏密程度表示場強的大小,在粒子的運動過程中可以看出粒子受到的電場力是先
增大后減小,根據(jù)牛頓第二定律知在粒子運動規(guī)程中加速度是先增大后減小,故B錯誤;
CD、粒子的速度方向和受力方向的夾角為銳角,所以在粒子運動過程中,電場力對粒子做正功,
則運動過程中粒子的電勢能減小,根據(jù)動能定理知粒子的動能增加,故C正確,D錯誤。
故選:Co
【點評】能根據(jù)粒子的運動軌跡判斷粒子的受力方向,從而判斷出粒子的電性是解題的關鍵。
二.多選題(共4小題)
(多選)9.(2025?臨汾模擬)熔噴布是一種過濾材料,廣泛應用于醫(yī)療、衛(wèi)生、環(huán)保等領域,熔噴
布經(jīng)過靜電駐極處理后,其纖維表面形成持久的靜電場,可以持續(xù)吸附空氣中的微小顆粒,提高
過濾效率。靜電駐極處理裝置中針狀電極與平板電極間形成的電場如圖所示,b為ac的中點,bd
連線平行于平板電極,下列說法正確的是()
轅電極
A.a點電場強度比c點的大
B.b、d兩點在同一等勢面上
C.a、b兩點間電勢差等于b、c兩點間電勢差
D.某帶負電顆粒在a點的電勢能比在c點的大
【考點】勻強電場中電勢差與電場強度的關系;根據(jù)電場線的疏密判斷場強大小;電場力做功與
電勢能變化的關系;等勢面及其與電場線的關系.
【專題】定性思想;推理法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;推理論證能力.
【答案】AD
【分析】電場線疏密反映電場強度;
電場線和等勢面是垂直;
由U=Ed,分析電勢差;
電場力做正功,電勢能減小。
【解答】解:A.電場線疏密反映電場強度,a點電場強度比c點的大。故A正確;
B.bd連線垂直于b點所在的電場線,并不垂直于d點的電場線,由于電場線和等勢面是垂直的,
因此b、d兩點不在同一等勢面上。故B錯誤;
C.由于b為ac的中點,且a、b兩點間的平均場強大于b、c兩點間的平均場強,由口=a,a、
b兩點間電勢差大于b、c兩點間電勢差。故C錯誤;
D.將帶負電顆粒由a點移動到c點,由亞=口臼,電場力做正功,電勢能減小,因此帶負電顆粒
在a點的電勢能比在c點的大。故D正確。
故選:ADo
【點評】本題考查學生對電場基本知識的掌握,比如電場線疏密反映電場強度、電場線和等勢面
是垂直等,難度不高。
(多選)10.(2025?天津校級模擬)如圖所示為一正四棱錐,底面四個頂點A、B、C、D上依次固
定電荷量為+q、+q、?q、-q的點電荷,O點為底面中心,規(guī)定無窮遠處電勢為零,則()
A.E點處電場強度不為零,電勢為零
B.O點處電場強度方向山。指向B
C.將一電子從0點沿直線移動到CD邊中點,其電勢能逐漸增大
D.將一電子從0點沿直線移動到E點,電場力先做正功后做負功
【考點】電場力做功與電勢能變化的關系;電場強度的疊加.
【專題】定性思想;推理法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;推理論證能力.
【答案】AC
【分析】A、利用點電荷電場強度、電勢疊加,分析E點場強和電勢。
B、根據(jù)點電荷電場強度疊加,確定O點場強方向。
C、判斷O到CD邊中點電挎變化,結合電子電荷正負,分析電勢能變化。
D、分析。到E電勢變化,依據(jù)電場力做功與電勢能關系,判斷電場力做功情況。
【解答】解:A、根據(jù)等量異種點電荷連線中垂線上的電場及電勢特點,由電勢疊加可知,。點電
勢為零,OE為一條等勢線,故E點的電勢為0:由場強疊加原理可知,E點處電場強度不為零,
故A正確;
B、由場強疊加可知A,C兩等量異種點電荷在O點的場強方向垂直于BD指向C;B,D兩等量
異種點電荷在O點的場強方向垂直AC指向D,則O點處的電場強度方向沿水平方向向右,且與
CD邊垂直,故B錯誤;
D、由于OE為一條等勢線,所以將一電子從O點沿直線移動到E點,電場力不做功,故D錯誤;
C、由于CD邊中點的電勢為負值,則將一電子從。點沿直線移動到CD邊中點,電勢降低,根據(jù)
Ep=q(p可知,電子的電勢能逐漸增加,故C正確。
故選:AC。
【點評】綜合性較強,涵蓋電場強度、電勢、電場力做藝等多個電場核心知識點,能有效考查學
生對電場疊加原理及電場力做功與電勢能關系的理解和運用能力;通過正四棱錐這一幾何模型設
置電荷分布,將電場知識與幾何空間結合,提升學生空間思維和知識綜合應用能力。
(多選)11.(2025?焦作三模)如圖所示,有一個半徑為R的圓,AB、CD為兩條互相垂直的直徑,
1
O是圓心,P是直徑CD上與O相距1R的點。在C點固定一個電荷量為Q的正點電荷,在D點
固定另一個正點電荷,發(fā)現(xiàn)在直徑CD上P點電勢最低。已知靜電力常量為k,下列說法正確的是
()
A.P點的電勢一定等于零
B.P點的場強一定等于零
C.放在D點的電荷電量為*
D.A點的場強大小為
28R;20
【考點】電場強度的疊加;點電荷與均勻帶電球體(球殼)周圍的電場.
【專題】定量思想;推理法;電場力與電勢的性質(zhì)專題:推理論證能力.
【答案】BD
【分析】P點電勢最低,P點的場強為零;
根據(jù)場強疊加,求放在D點的電荷電量;
根據(jù)場強疊加,求A點的場強大小。
【解答】解:AB.直徑CD上P點電勢最低,P點的場強為零,但是電勢不一定為零,故A錯誤,
B正確。
C.P點的場強為零,根據(jù)場強疊加可知上一^二憶一^
(R+獷(R-f)2
可得放在D點的電荷電量為q=2
故C錯誤:
D.根據(jù)場強疊加,A點的場強大小為£=化品產(chǎn)十%目升;空
故D正確。
故選:BDo
【點評】本題解題關鍵是掌握場強疊加原理.,比較基礎。
(多選)12.(2025?晉中模擬)某電場的電場強度E隨位置x的變化關系如圖所示,。點為坐標原
點,a、b、c、d為x軸上的四個點。一帶正電粒子從a點由靜止釋放,僅在靜電力作用下沿x軸
運動,已知粒子可通過d點,則()
A.粒子在a點與c點所受靜電力的方向相同
B.粒子在b點的電勢能小于在c點的電勢能
C.粒子將以b為中心做周期性運動
D.粒子將沿x軸正方向一直運動
【考點】E-x圖像的理解與應用;電場力做功與電勢能變化的關系.
【專題】定性思想;推理法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;推理論證能力.
【答案】BC
【分析】正電粒子受靜電力方向與電場強度方向相同;
靜電力做負功,電勢能增大,比較電勢能;
分析粒子先減速,再反向加速,運動具有周期性。
【解答】解:A.根據(jù)電場強度E隨位置x的變化可知,正電粒子在a點受到的靜電力沿x軸正方
向,在c點受到的靜電力沿x軸負方向,故A錯誤;
B.粒子從b點運動到c點,靜電力沿x軸負方向,位移沿x軸正向,靜電力做負功,電勢能增大,
粒子在b點的電勢能小于在c點的電勢能,故B正確:
CD.粒子從a點到b點加速運動,越過b點后減速運動,速度減為0后又反向加速,越過b點后
又減速運動宜到速度為(),之后再次重復上述過程,循環(huán)往復,故C正確,D錯誤。
故選:BCO
【點評】本題解題關鍵是掌握粒子受力與電場強度方向關系,以及靜電力做負功,甩勢能增大。
三.填空題(共4小題)
13.(2025春?楊浦區(qū)校級期末)有一個電容器的電容為C,當電容器所存儲的電荷量q加倍時,其
電容為C:如果電容器兩端的電勢差U增至三倍,其電容為C。若該電容器的電容為
0.2",將其與一電壓恒定的電源連接,電容器充電完成后,兩極板上的電荷量分別為+2.4pC和-
2.4|iC,則電源電壓為12Vo
【考點】電容的概念、單位與物理意義.
【專題】定量思想:方程法:電容器專題:理解能力.
【答案】C;C;12Vo
【分析】電容是電容器的固有屬性,不會因電荷量或電壓的變化而改變。通過電容的定義公式,
可以計算出電容器兩端的電壓。
【解答】解:根據(jù)電容的定義式有c=%
上式為比值定義式,電容與電荷量、電壓并沒有本質(zhì)的決定關系,可知,當電容器所存儲的電荷
量q加倍時,其電容仍然為C;
結合上述可知,電容與電荷量、電壓并沒有本質(zhì)的決定關系,可知,如果電容器兩端的電勢差U
增至三倍,其電容仍然為C:
根據(jù)電容的定義式有C=£
其中Q=2.4pC
代入數(shù)據(jù),解得U=I2V
故答案為:C;C;l2Vo
【點評】本題主要考查電容器電容的性質(zhì)以及電容、電荷量和電壓之間的關系C
14.(2025春?楊浦區(qū)校級期末)在等量同種電荷電場中,描述其周圍電場的電場線如圖所示。O點
為兩球心連線的中點,P、N兩點在兩球心連線的中垂線上。P、N兩點的電勢分別為(pp、(pN,則
<pp>(PN(填“>”、"=”“V”);一點電荷僅在電場力作用下由P點從靜止開始運動,
到達。點時的速度大小為V。若該點電荷的電荷量與質(zhì)量比值的絕對值為n,則P、。叵的電勢差
【考點】等量同種電荷的電勢分布;動能定理的簡單應用;通過電場線的方向判斷電勢的高低.
【專題】定量思想;推理法;動能定理的應用專題;電場力與電勢的性質(zhì)專題;推理論證能力.
【答案】>,除
2n
【分析】隨著電場線方向電勢降低;
根據(jù)動能定理,求電勢差。
【解答】解:隨著電場線方向電勢降低,可知(PP><PN;
根據(jù)動能定理有qU=
因為該點電荷的電荷量與質(zhì)量比值的絕對值為n,則U=
故答案為:>,—<?
2n
【點評】本題解題關鍵是掌握規(guī)律:隨行電場線方向電勢降低,同時會用動能定理解答,可題。
15.(2025?同安區(qū)校級模擬)如圖所示,電荷量分別為+Q和-Q的兩個點電荷a與b相距L,在a
與b間放置一個原來不帶電的導體P,導體內(nèi)c點處于a、b連線的中點。當導體P處于靜電平衡
狀態(tài)時,導體P左端帶負電荷(“正電荷”或“負電荷”),c點場強大小為0,感
應電荷在c處產(chǎn)生的電場強度大小為號手。
【考點】三(多)個點電荷在一條直線上時的平衡問題.
【專題】定量思想;推理法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;推理論證能力.
【答案】負電荷,0,警“
【分析】由點電荷的電場強度公式和矢量合成,求+Q和-Q的兩個點電荷在c點產(chǎn)生的電場強度,
根據(jù)靜電感應原理,c點的合場強為零,求感應電荷在c點的場強。
【解答】解:由點電荷的電場強度公式
E=*
得+Q和-Q的兩個點電荷在c點產(chǎn)生的電場強度
kQkQ4kQ
4r=苒二3>
同理
F_4kQ
再由矢最合成得
,廣
E7=熱+E_=-8ykyQ-
根據(jù)靜電感應原理可知導體P左端帶負電荷,C點的合場強為零,即感應電荷和兩個點電荷在C
點產(chǎn)生的場強等大反向,口J知感應電向在C點的場強為
pt-RkQ
七一\o
LL
故答案為:負電荷,0,除
【點評】本題考查點電荷場強公式、場強疊加、靜電平衡特點,比較基礎。
16.(2025?鼓樓區(qū)校級模擬)如圖甲所示,P、Q為真空中兩固定等量的點電荷,0為PQ連線的中
點,MN為PQ連線的中垂線,從MN上的某一點C靜止釋放質(zhì)量為m的試探電荷,電荷僅在電
場力作用下運動,在。?12時間段的運動過程中的速度一時間圖像如圖乙所示(圖像關「虛線對稱),
其中速度的最大值為v,從帶電性質(zhì)可知點電荷P、Q帶的是同種電荷(填“同種”或“異
種”),若以C點電勢為零,則電荷運動到0點時的電勢能為-o
一z-
【考點】帶電粒子在單個或多個點電荷電場中的運動;等量異種電荷的電場線分布.
【專題】定量思想;推理法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;推理論證能力.
【答案】同種;
【分析】抓住對稱性,分析試探電荷的受力情況,分析PQ帶電情況,根據(jù)電場力做功情況,分析
其電勢能的變化情況。
【解答】解:從MN上的C點由靜止釋放一試探電荷,電荷僅在電場力作用下運動,運動過程中
的速度一時間圖像如圖乙所示,因為圖像關于虛線對稱,所以可以判斷試探電荷在MN上運動,
兩電荷對試探電荷同為引力,所以P、Q為等顯同種電荷:試探電荷從C點運動到O點過程中,
電場力做正功,電勢能轉(zhuǎn)化為動能,到O點時速度最大為v,C點電勢為零,由能量守恒定律可
知0=+Epo,可得電荷運動到0點時的電勢能為J。=
故答案為:同種;-|mv2
【點評】掌握一些典型的電場線分布特點,會用電場力做功與電勢能的變化關系分析勢能和動能
的變化。
四.解答題(共4小題)
17.(2025春?宜興市期末)如圖所示,水平放置的兩塊金屬板長為L,間距為d,兩板間電壓為U,
電極K射出的電子(初速度不計)經(jīng)加速電場加速后,由小孔S以速度vo沿水平金屬板間的中心
線射入板間,電子的質(zhì)量為m、電量為e、重力不計,求:
(I)SK間加速電壓Uo;
(2)電子飛出偏轉(zhuǎn)電場時的速度v?
【考點】帶電粒子在勻強電場中做類平拋運動;帶電粒子先后經(jīng)過加速電場和偏轉(zhuǎn)電場.
【專題】計算題;定量思想;推埋法;帶電粒子在電場中的運動專題;推埋論證能力.
⑴SK間加速電壓U。為萼
【答案】
(2)電子飛出偏轉(zhuǎn)電場時的速度v為詔+駕國
Jm2d2評
【分析1(1)根據(jù)動能定理,結合電場力做功分析求解;
(2)根據(jù)類平拋運動中,水平方向上勻速運動,豎直方向上勻加速運動分析求解。
【解答】解:(1)根據(jù)動能定理:
eUo=5mvo
解得:壩=警
(2)對于類平拋運動的過程有:
L=vot
丫丫=放=胃
合速度v=J說+藥
答:(1)SK間加速電壓Lo為警;
2e
(2)電子飛出偏轉(zhuǎn)電場時的速度v為詔+嘴4。
Qm2dv2
【點評】本題考查了帶電粒子在電場中的運動,理解類平拋運動不同方向上的運動狀態(tài)是解決此
類問題的關鍵。
18.(2025春?無錫期末)一人帶電荷量為?q的油滴,從。點以速度v射入水平向右的勻強電場中
恰好做直線運動,V的方向與電場方向成e角。已知汕滴的質(zhì)量為m,重力加速度為g,求;
(1)電場強度E的大小:
(2)O點和最高點之間的電勢差U。
E
->
【考點】勻強電場中電勢差與電場強度的關系.
【專題】計算題;定量思想:推理法;帶電粒子在電場中的運動專題:推理論證能力.
【答案】(1)電場強度E的大小為奇
mv2cos20
(2)O點和最高點之間的電勢差U為
2q
【分析】(1)根據(jù)油滴在勻強電場中受到水平向左的電場力和豎言向下的重力,當合.方方向與速
度方向在一條直線時,油滴做直線運動分析求解;
(2)根據(jù)動能定理,結合電場力做功分析求解。
【解答】解:(1)由題意知,油滴在勻強電場中受到水平向左的電場力和豎直向下的重力。當合
力方向與速度方向在一條直線時,油滴做直線運動,由受力分析可得tan8=黑,故E=J扁。
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