2022年高考物理暑期輔導(dǎo)班 課題十一 電場(chǎng)練習(xí)

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1、2022年高考物理暑期輔導(dǎo)班 課題十一 電場(chǎng)練習(xí) 走進(jìn)考場(chǎng) 1、如圖所示，真空中O點(diǎn)有一點(diǎn)電荷，在它產(chǎn)生的電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為Ea，方向與ab連線成60°角，b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為Eb，方向與ab連線成30°角。關(guān)于a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小Ea、Eb的關(guān)系，以下結(jié)論正確的是(　　) A．Ea＝ B．Ea＝Eb C．Ea＝Eb　 D．Ea＝3Eb 2、如圖所示，A、B、C、D、E是半徑為r的圓周上等間距的五個(gè)點(diǎn)，在這些點(diǎn)上各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，除A點(diǎn)處的電荷量為－q外，其余各點(diǎn)處的電荷量均為＋q，則圓心O處(　　) A．場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向沿OA方向 B

2、．場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向沿AO方向 C．場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向沿OA方向 D．場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向沿AO方向 3、下列說(shuō)法正確的是(　　) A．A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于將正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功 B．電勢(shì)差是一個(gè)標(biāo)量，但是有正值和負(fù)值之分 C．由于電場(chǎng)力做功跟移動(dòng)電荷的路徑無(wú)關(guān)，所以電勢(shì)差也跟移動(dòng)電荷的路徑無(wú)關(guān)，只跟這兩點(diǎn)的位置有關(guān) D．A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是恒定的，不隨零電勢(shì)點(diǎn)的不同而改變，所以UAB＝UBA 4、 仔細(xì)觀察下列與靜電有關(guān)的各圖，屬于防范靜電的是(　　) 5、兩平行金屬板相距為d，電勢(shì)差為U，一電子質(zhì)量為m，電荷量為e，從

3、O點(diǎn)沿垂直于極板的方向射出，最遠(yuǎn)到達(dá)A點(diǎn)，然后返回，如圖所示，OA＝h，此電子具有的初動(dòng)能是(　　) A．　　　B．edUh C．　 D． 6、如圖所示，矩形區(qū)域ABCD內(nèi)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩個(gè)帶正電的粒子a和b以相同的水平速度射入電場(chǎng)，粒子a由頂點(diǎn)A射入，從BC的中點(diǎn)P射出，粒子b由AB的中點(diǎn)O射入，從頂點(diǎn)C射出。若不計(jì)重力，則a和b的比荷(即粒子的電荷量與質(zhì)量之比)之比是(　　) A．1∶2　 B．2∶1 C．1∶8　 D．8∶1 7、在如圖所示的四種電場(chǎng)中，分別標(biāo)記有a、b兩點(diǎn)．其中a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，電場(chǎng)強(qiáng)度相同的是( )

4、 知識(shí)梳理 1、電場(chǎng)線與電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡 (1)電場(chǎng)線是為了形象地描述電場(chǎng)而引入的假想的曲線，運(yùn)動(dòng)軌跡是帶電粒子在電場(chǎng)中實(shí)際通過(guò)的徑跡，徑跡上每一點(diǎn)的切線方向?yàn)榱Ｗ釉谠擖c(diǎn)的速度方向，因此，不能認(rèn)為電場(chǎng)線就是帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。 (2)如果同時(shí)滿足以下三個(gè)條件，運(yùn)動(dòng)軌跡就和電場(chǎng)線重合： ①電場(chǎng)線為直線。 ②電荷初速度為零，或不為零但速度方向和電場(chǎng)線平行。 ③電荷僅受電場(chǎng)力作用或受其他力，但其他力的方向和電場(chǎng)線平行。 2、電勢(shì)差UAB (1)定義：電荷在電場(chǎng)中，由一點(diǎn)A移動(dòng)到另一點(diǎn)B時(shí)，__________所做的功與移動(dòng)電荷電荷量的比值WAB/q，叫做A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)

5、差，用UAB表示。 (2)定義式：UAB＝__________。 (3)單位：________，1V＝1J/C。 (4)矢量性：________________，但有正負(fù)，正負(fù)表示電勢(shì)的高低。 3.電勢(shì)φ (1)定義：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于該點(diǎn)與零電勢(shì)點(diǎn)間的電勢(shì)差。在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移到零電勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功。 令φB＝0，則φA＝UAB。 (2)電勢(shì)是標(biāo)量，但有正負(fù)，電勢(shì)的正負(fù)表示該點(diǎn)電勢(shì)比零電勢(shì)點(diǎn)高還是低。 4．電勢(shì)與電勢(shì)能的關(guān)系 (1)電勢(shì)由電場(chǎng)本身決定，與零電勢(shì)的選取有關(guān)。電勢(shì)能由電荷與電勢(shì)共同決定，其表達(dá)式為EP＝qφ。 (2)正電荷在電勢(shì)越高處，電勢(shì)能

6、越大，而負(fù)電荷在電勢(shì)越高處，電勢(shì)能越小。 5、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化 電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，這與重力做功十分相似。電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功時(shí)，電荷的電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功時(shí)，電荷的電勢(shì)能增加。電勢(shì)能增加或減少的數(shù)值等于電場(chǎng)力做功的數(shù)值。電荷在電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)，它的電勢(shì)能的變化量是確定的，因此移動(dòng)電荷做功的數(shù)值也是確定的，所以電勢(shì)能的變化僅與電場(chǎng)力做功有關(guān)，與是否有其他力的作用及運(yùn)動(dòng)性質(zhì)都沒(méi)有關(guān)系，且僅由電場(chǎng)力做功來(lái)量度，即W＝－ΔEp。 6.幾種常見(jiàn)電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖所示。 (1)點(diǎn)電荷電場(chǎng) (2)等量異號(hào)電荷的電場(chǎng) (3)等量同號(hào)電荷的電場(chǎng) (4)勻強(qiáng)電場(chǎng)(一族垂直電場(chǎng)

7、線的平行平面) 7、等勢(shì)面的特點(diǎn)： (1)在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功。 (2)等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直。 (3)等差等勢(shì)面的疏密程度也能反映場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱，即等勢(shì)面越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng)，等勢(shì)面越疏的地方場(chǎng)強(qiáng)越弱。 (4)兩個(gè)等勢(shì)面不能相交。 (5)等勢(shì)面的分布與零電勢(shì)的選取無(wú)關(guān)。 (6)電場(chǎng)線總是從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。 (7)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，其表面是一個(gè)等勢(shì)面。 8、電場(chǎng)中的功能關(guān)系 1）．只有電場(chǎng)力做功時(shí)，電勢(shì)能與動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化，因此電勢(shì)能和動(dòng)能之和保持不變。 2）．只有重力與電場(chǎng)力做功時(shí)，電勢(shì)能的變化

8、可以從電場(chǎng)力做功求得，而重力勢(shì)能的變化可以由重力做功求得，動(dòng)能的變化等于電場(chǎng)力與重力做功之和，因此，電勢(shì)能、重力勢(shì)能和動(dòng)能之和保持不變。 3）．除重力和彈力外其他力(包括電場(chǎng)力)所做的功，等于物體機(jī)械能的變化。 4）．電場(chǎng)中的功能關(guān)系問(wèn)題仍然要借助動(dòng)能定理、能量守恒來(lái)解決，在解題中仔細(xì)體會(huì)各種功能關(guān)系。 9、帶點(diǎn)粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) 1）．運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析 帶電粒子僅受電場(chǎng)力作用，以初速度v0垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)。 2）．處理方法 垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即 vx＝v0，x＝v0t，ax＝0 平行于場(chǎng)強(qiáng)方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，即 vy＝at，y＝，a＝ 題型突

9、破 題型1、電場(chǎng)疊加 例題1、如圖所示，兩帶電荷量均為＋Q的點(diǎn)電荷相距2L，MN是兩電荷連線的中垂線，求MN上場(chǎng)強(qiáng)的最大值。 練習(xí)、(xx·河北唐山模擬)均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效為電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)。如圖所示，在半球面AB上均勻分布著正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過(guò)半球面頂點(diǎn)與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點(diǎn)，OM＝ON＝2R。已知M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，則N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為(　　) A．－E　 B． C．－E　 D．＋E 題型2、帶電體在復(fù)合場(chǎng)中的平衡問(wèn)題 命題規(guī)律　根據(jù)庫(kù)侖定律和物體受力平衡條件，判斷分析物體所受的某一力，或

10、兩物體間距?？疾殪`活運(yùn)用整體法、隔離法及正交分解法。 例題2、如圖甲所示，兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絲線下端分別懸掛一質(zhì)量為m、帶電量＋q和－q的小球A和B，處于場(chǎng)強(qiáng)為E，方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)之中，使長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的連線AB拉緊，并使小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。求E的大小滿足什么條件才能實(shí)現(xiàn)上述平衡狀態(tài)。 練習(xí) 、如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向與傾斜的天花板垂直，一帶正電的物體在天花板上處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列判斷正確的是(　　) A．天花板與物體間的彈力一定不為零 B．天花板對(duì)物體的摩擦力可能為零 C．逐漸增大電場(chǎng)強(qiáng)度E的過(guò)程中，物體始終保持靜止 D．物體受到天花板的摩擦力隨電場(chǎng)強(qiáng)度E的增

11、大而增大 題型3、電勢(shì)差、電勢(shì)、電勢(shì)能的理解 例題3、 (xx·山東濟(jì)南一模)如圖所示，孤立點(diǎn)電荷＋Q固定在正方體的一個(gè)頂點(diǎn)上，與＋Q相鄰的三個(gè)頂點(diǎn)分別是A、B、C，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．A、B、C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 B．A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)相等 C．A、B、C三點(diǎn)所在的平面為一等勢(shì)面 D．將一電荷量為＋q的檢驗(yàn)電荷由A點(diǎn)沿直線 移動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)能始終保持不變 練習(xí)、(xx·廣東湛江一模)如圖所示，P、Q為固定的等量正點(diǎn)電荷，在連線的中垂線上某處B靜止釋放一帶負(fù)電的粒子，重力不計(jì)，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．中垂線為等勢(shì)線 B．粒子由B運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)

12、，速度最大 C．粒子由B運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)過(guò)程，電勢(shì)能減小 D．粒子由B運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)過(guò)程，電場(chǎng)力增大 題型4、電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)和求法 例題4、如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有a、b、c三點(diǎn)，ab＝5cm，bc＝12cm，其中ab沿電場(chǎng)方向，bc和電場(chǎng)方向成60°角，一個(gè)電荷量為q＝4×10－8C的正電荷從a移到b電場(chǎng)力做功為W1＝1.2×10－7J，求： (1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E； (2)電荷從b移到c，電場(chǎng)力做功W2； (3)a、c兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uac。 練習(xí)、(xx·昆明三中玉溪一中統(tǒng)考)如圖所示，空間中的M、N處存在兩個(gè)被固定的、等量同種正點(diǎn)電荷，在它們的連線上有A、B

13、、C三點(diǎn)，已知MA＝CN＝NB，MA

14、能和電勢(shì)能之和增加 練習(xí)、(xx·南昌調(diào)研)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線的分布如圖所示，OO′是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下從a處沿虛線軌跡運(yùn)動(dòng)到b處，則(　　) A．a(chǎn)處的電勢(shì)小于b處的電勢(shì) B．粒子在a處的電勢(shì)能大于在b處的電勢(shì)能 C．粒子在a處的加速度大小大于在b處的加速度大小 D．粒子在b處的速率大于在a處的速率 題型6、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系 例題6、如圖所示，以O(shè)點(diǎn)為圓心，以R＝0.20m為半徑的圓與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)分別為a、b、c、d，該圓所在平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向與x軸正方向夾角θ＝60°，已知a、b、c三點(diǎn)電勢(shì)分別為4V、

15、4V、－4V，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E＝40V/m B．該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E＝80V/m C．d點(diǎn)的電勢(shì)為－2V D．d點(diǎn)的電勢(shì)為－4V 練習(xí)、如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中，有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)為0V，點(diǎn)A處的電勢(shì)為6V，點(diǎn)B處的電勢(shì)為3V，則電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為(　　) A．200V/m　B．200V/m C．100V/m　D．100V/m 題型7、平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析 命題規(guī)律　根據(jù)平行板電容器的電容C＝和電容器電量不變或電勢(shì)差不變情況下改變S或d判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的變化情況。 例題7、圖中平行放置的金屬板A

16、、B組成一只平行板電容器。在不斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，試討論以下兩種情況下電容器兩板電勢(shì)差U、電量Q、板間場(chǎng)強(qiáng)E的變化情況： (1)使A板向上平移拉開(kāi)一些； (2)使A板向右平移錯(cuò)開(kāi)一些。 若斷開(kāi)S，再討論下列情況中Q、U、E的變化： (1) 使A、B板間距d稍微增大； (2) (2)使A、B正對(duì)面積S稍微減少； (3) (3)A、B間充滿介電常數(shù)εr>1的介質(zhì)。 練習(xí)、如圖所示，兩塊平行金屬板正對(duì)著水平放置，兩板分別與電源正、負(fù)極相連。當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，一帶電液滴恰好靜止在兩板間的M點(diǎn)。則(　　) A．當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，若減小兩板間距，液滴仍靜止 B．當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，若增大兩板間距

17、，液滴將下降 C．開(kāi)關(guān)再斷開(kāi)后，若減小兩板間距，液滴仍靜止 D．開(kāi)關(guān)再斷開(kāi)后，若增大兩板間距，液滴將下降 題型8、帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 例題8、 (xx·山東理綜)如圖，場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一矩形區(qū)域abcd，水平邊ab長(zhǎng)為s，豎直邊ad長(zhǎng)為h。質(zhì)量均為m、帶電量分別為＋q和－q的兩粒子，由a、c兩點(diǎn)先后沿ab和cd方向以速率v0進(jìn)入矩形區(qū)(兩粒子不同時(shí)出現(xiàn)在電場(chǎng)中)。不計(jì)重力，若兩粒子軌跡恰好相切，則v0等于(　　) A．　 B． C．　 D． 練習(xí)、(xx·石家莊質(zhì)檢)如圖所示，兩平行金屬板水平放置，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d，板間電壓為U，一

18、不計(jì)重力、電荷量為q的帶電粒子以初速度v0沿兩板的中線射入，恰好沿下板的邊緣飛出，則(　　) A．在前時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功為Uq B．在后時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功為Uq C．在粒子下落的前和后過(guò)程中，電場(chǎng)力做功之比為1∶1 D．在粒子下落的前和后過(guò)程中，電場(chǎng)力做功之比為1∶2 題型9、帶電物體在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 例題9、 (xx·長(zhǎng)春調(diào)研)如圖所示，在豎直邊界線O1O2左側(cè)空間存在一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝100N/C，電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)有一固定的粗糙絕緣斜面AB，其傾角為30°，A點(diǎn)距水平地面的高度為h＝4m，BC段為一粗糙絕緣平面，其長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝m。斜面AB與水平面BC由

19、一段極短的光滑小圓弧連接(圖中未標(biāo)出)，豎直邊界線O1O2右側(cè)區(qū)域固定一半徑為R＝0.5m的半圓形光滑絕緣軌道，CD為半圓形光滑絕緣軌道的直徑，C、D兩點(diǎn)緊貼豎直邊界線O1O2，位于電場(chǎng)區(qū)域的外部(忽略電場(chǎng)對(duì)O1O2右側(cè)空間的影響)。 現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為m＝1kg，帶電荷量為q＝0.1C的帶正電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))在A點(diǎn)由靜止釋放，且該小球與斜面AB和水平面BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝(g取10m/s2)。求： (1)小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大??； (2)小球到達(dá)D點(diǎn)時(shí)所受軌道的壓力大小； (3)小球落地點(diǎn)距離C點(diǎn)的水平距離。 練習(xí)、(xx·貴陽(yáng)監(jiān)測(cè))如圖所示，在方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一傾角為60°、高為H的固定絕緣斜面體，現(xiàn)將一質(zhì)量為m、帶正電且電荷量為q的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面體頂端由靜止釋放。已知重力加速度為g，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E＝，不計(jì)空氣阻力。下列關(guān)于小物塊運(yùn)動(dòng)情況的判斷正確的是(　　) A．小物塊將沿斜面下滑 B．小物塊將做曲線運(yùn)動(dòng) C．小物塊到達(dá)地面時(shí)的速度大小為2 D．若其他條件不變，只增大電場(chǎng)強(qiáng)度，小物塊到達(dá)地面前的運(yùn)動(dòng)時(shí)間將增大