（江蘇專版）2019版高考物理二輪復習 專題三 第一講 電場的基本性質課前自測診斷卷（含解析）.doc

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電場的基本性質 考點一 電場強度的理解與計算 1.[考查點電荷的電場強度、電場的疊加] [多選]若規(guī)定無限遠處的電勢為零，真空中點電荷周圍某點的電勢φ可表示為φ＝k，其中k為靜電力常量，Q為點電荷的電荷量，r為該點到點電荷的距離。如圖所示，M、N是真空中兩個電荷量均為＋Q的固定點電荷，M、N間的距離為1.2d，OC是MN連線的中垂線，∠OCM＝37。C點電場強度E和電勢φ的大小分別為(　　) A．E＝　　　　　　 B．E＝ C．φ＝ D．φ＝ 解析：選BC　由幾何關系可知MC＝NC＝d，M、N點電荷在C點產(chǎn)生的場強大小相等，均為E1＝k，根據(jù)電場的疊加原理可得，M、N點電荷在C點的合場強大小為E＝2E1cos 37＝，場強方向水平向右，選項B正確，A錯誤；M、N單獨存在時C點的電勢均為φ1＝，C點的電勢大小為φ＝2φ1＝，選項C正確，D錯誤。 2．[考查勻強電場的電場強度計算] 如圖所示，梯形abdc位于某勻強電場所在平面內，兩底角分別為60、30，cd＝2ab＝4 cm。已知a、b兩點的電勢分別為4 V、0，將電荷量q＝1.610－3 C的正電荷由a點移動到c點，克服電場力做功6.410－3 J。下列關于電場強度的說法中正確的是(　　) A．垂直ab向上，大小為400 V/m B．垂直bd斜向上，大小為400 V/m C．平行ca斜向上，大小為200 V/m D．平行bd斜向上，大小為200 V/m 解析：選B　由W＝qU知Uac＝＝ V＝－4 V，而φa＝4 V，所以φc＝8 V，過b點作be∥ac交cd于e，因在勻強電場中，任意兩條平行線上距離相等的兩點間電勢差相等，所以Uab＝Uce，即φe＝4 V，又因cd＝2ab，所以Ucd＝2Uab，即φd＝0，所以bd為一條等勢線，又由幾何關系知eb⊥bd，由電場線與等勢線的關系知電場強度必垂直bd斜向上，大小為E＝＝ V/m＝400 V/m，B項正確。 3．[考查電場強度的疊加及對稱法的應用] 如圖，一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、 b、d三個點，a和b、b和c、 c和d間的距離均為R，在a點處有一電荷量為q(q＞0)的固定點電荷。已知b點處的場強為零，則d點處場強的大小為(k為靜電力常量)(　　) A．k　　　　　　　　 B．k C．k D．k 解析：選B　由于在a點放置一點電荷q后，b點電場強度為零，說明點電荷q在b點產(chǎn)生的電場強度與圓盤上Q在b點產(chǎn)生的電場強度大小相等，即EQ＝Eq＝k，根據(jù)對稱性可知Q在d點產(chǎn)生的場強大小EQ′＝k，則Ed＝EQ′＋Eq′＝k＋k＝k，故選項B正確。 考點二 平行板電容器問題 4.[考查電容器與電源相連時的動態(tài)問題] 如圖所示，平行板電容器兩極板接在直流電源兩端。下列操作能使電容器電容減小的是(　　) A．增大電源電壓 B．減小電源電壓 C．在兩極板間插入陶瓷 D．增大兩極板間的距離 解析：選D　根據(jù)公式C＝可知，增大(或減小)電源電壓，電容不變，故A、B錯誤；在兩極板間插入陶瓷即增大了電介質的介電常數(shù)ε，電容增大，故C錯誤；增大兩極板間的距離d，電容減小，故D正確。 5．[考查靜電計指針張角變化分析] 兩塊豎直放置的平行正對的金屬板構成一個平行板電容器。電容器左極板接地，右極板與靜電計相連，在距離兩板等距離的A點處有一個帶電小球在靜電力與細繩牽引下處于靜止狀態(tài)。若將左極板向右移動靠近A點(未接觸)后系統(tǒng)再次平衡，下列說法中正確的是(　　) A．繩子的張角變小 B．極板上的電荷量減少 C．靜電計的指針偏角不變 D．若將細繩剪斷，小球將做勻加速直線運動(未接觸極板前) 解析：選D　極板帶電荷量Q不變，根據(jù)C＝、C＝以及E＝可得E＝，移動電容器極板，電場強度不發(fā)生變化，小球受到的電場力不變，則繩子的張角不變，選項A、B錯誤；極板靠攏時，C變大，U減小，靜電計指針偏轉角變小，選項C錯誤；繩子剪斷后，小球初速度為零，所受的重力和電場力都是恒力，則加速度恒定，在未接觸極板前，小球做勻加速直線運動，選項D正確。 6．[考查電容器內帶電油滴的平衡及運動問題] 如圖，一平行板電容器與電動勢為E的電源連接，下極板接地。一帶電油滴位于電容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)將上極板豎直向上移動一小段距離，則(　　) A．P點的電勢將降低 B．極板帶電荷量將增加 C．帶電油滴的電勢能將增大 D．帶電油滴將豎直向上運動 解析：選C　將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，由于電容器兩板間電壓不變，根據(jù)E＝知板間場強減小，而P點與下極板間的距離不變，則由公式U＝Ed分析可知，P點與下極板間電勢差將減小，而P點的電勢低于下極板的電勢，則知P點的電勢將升高，故A錯誤。油滴所受的電場力F＝qE減小，則油滴將向下運動，故D錯誤。根據(jù)Q＝UC，由于電勢差不變，電容器的電容減小，故帶電荷量減小，故B錯誤。由帶電油滴原來處于平衡狀態(tài)可知，油滴帶正電，P點的電勢升高，則油滴的電勢能將增大，故C正確。 考點三 電場的性質及應用 7.[考查等勢面、運動軌跡和電勢能大小的比較] [多選]如圖所示，虛線a、b、c是電場中的三個等勢面，相鄰等勢面間的電勢差相等，即Uab＝Ubc，實線為一個帶負電的質點僅在電場力作用下的運動軌跡，P、Q是軌跡上的兩點。下列說法中正確的是(　　) A．三個等勢面中，等勢面a的電勢最低 B．質點通過Q點時的電勢能比通過P點時小 C．質點通過Q點時的加速度比通過P點時大 D．質點通過Q點時的加速度的方向一定與等勢面a垂直 解析：選BD　作出電場線，根據(jù)軌跡彎曲的方向和質點帶負電荷可知，電場線斜向上，故等勢面c的電勢最低，故A錯誤；質點從Q點到P點的過程中，電場力做負功，電勢能增大，質點通過Q點時的電勢能比通過P點時的電勢能小，故B正確； 等差等勢面P處密，P處電場強度大，電場力大，加速度大，故C錯誤；電場強度與等勢面垂直，電場力與等勢面垂直，質點通過Q點時的加速度的方向一定與等勢面a垂直，故D正確。 8．[考查運動軌跡和電勢、電勢能的比較] [多選]如圖所示，在處于M或N點的點電荷Q產(chǎn)生的電場中，虛線AB是一個電子只在電場力作用下的運動軌跡。設電子在A、B兩點的加速度大小分別為aA、aB，電勢能分別為EpA、EpB。下列說法正確的是(　　) A．電子一定由A向B運動 B．點B處的電勢可能高于點A處的電勢 C．無論Q為正電荷還是負電荷，一定有aAT)只有50%的電子能打到熒光屏上。(板外無電場)，求： (1)電子進入偏轉極板時的速度的大?。? (2)在t＝時刻沿中線射入偏轉極板間的電子剛射出偏轉極板時與板間中線的距離； (3)電子打在熒光屏上的范圍Y。 解析：(1)設電子進入偏轉極板時的速度為v，由動能定理有：eU0＝mv2， 解得v＝ 。 (2)由題意知，電子穿過偏轉極板所需時間： t1＝＝L＝T 故在t＝時刻沿中線射入偏轉極板間的電子在電場方向上先加速再減速，然后反向加速再減速，各段位移大小相等，故一個周期內，側移量為零。 (3)電子應在一個周期的時間內射出偏轉極板，因為只有50%的電子能打到熒光屏上，所以有50%的電子由于偏轉量太大，不能射出，經(jīng)分析知電子在T～T，T～T(k＝0,1,2，…)時進入偏轉極板，能射出。設兩極板間距為d，則電子在偏轉電場中的加速度大小a＝， 則有＝2a2， 解得d＝L 因為電子射入偏轉板時，豎直方向速度為0，所以電子打在熒光屏上的范圍Y＝2d′， d′＝2a2－2a2 解得Y＝。 答案：(1) 　(2)0　(3)