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

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電場的基本性質(zhì) 考點(diǎn)一 電場強(qiáng)度的理解與計(jì)算 1.[考查點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度、電場的疊加] [多選]若規(guī)定無限遠(yuǎn)處的電勢為零，真空中點(diǎn)電荷周圍某點(diǎn)的電勢φ可表示為φ＝k，其中k為靜電力常量，Q為點(diǎn)電荷的電荷量，r為該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離。如圖所示，M、N是真空中兩個(gè)電荷量均為＋Q的固定點(diǎn)電荷，M、N間的距離為1.2d，OC是MN連線的中垂線，∠OCM＝37。C點(diǎn)電場強(qiáng)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(guān)系可知MC＝NC＝d，M、N點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等，均為E1＝k，根據(jù)電場的疊加原理可得，M、N點(diǎn)電荷在C點(diǎn)的合場強(qiáng)大小為E＝2E1cos 37＝，場強(qiáng)方向水平向右，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；M、N單獨(dú)存在時(shí)C點(diǎn)的電勢均為φ1＝，C點(diǎn)的電勢大小為φ＝2φ1＝，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 2．[考查勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度計(jì)算] 如圖所示，梯形abdc位于某勻強(qiáng)電場所在平面內(nèi)，兩底角分別為60、30，cd＝2ab＝4 cm。已知a、b兩點(diǎn)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(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)，克服電場力做功6.410－3 J。下列關(guān)于電場強(qiáng)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(diǎn)作be∥ac交cd于e，因在勻強(qiáng)電場中，任意兩條平行線上距離相等的兩點(diǎn)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(guān)系知eb⊥bd，由電場線與等勢線的關(guān)系知電場強(qiáng)度必垂直bd斜向上，大小為E＝＝ V/m＝400 V/m，B項(xiàng)正確。 3．[考查電場強(qiáng)度的疊加及對稱法的應(yīng)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(gè)點(diǎn)，a和b、b和c、 c和d間的距離均為R，在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q＞0)的固定點(diǎn)電荷。已知b點(diǎn)處的場強(qiáng)為零，則d點(diǎn)處場強(qiáng)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(diǎn)放置一點(diǎn)電荷q后，b點(diǎn)電場強(qiáng)度為零，說明點(diǎn)電荷q在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度與圓盤上Q在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小相等，即EQ＝Eq＝k，根據(jù)對稱性可知Q在d點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小EQ′＝k，則Ed＝EQ′＋Eq′＝k＋k＝k，故選項(xiàng)B正確。 考點(diǎn)二 平行板電容器問題 4.[考查電容器與電源相連時(shí)的動(dòng)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(cuò)誤；在兩極板間插入陶瓷即增大了電介質(zhì)的介電常數(shù)ε，電容增大，故C錯(cuò)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(jì)指針張角變化分析] 兩塊豎直放置的平行正對的金屬板構(gòu)成一個(gè)平行板電容器。電容器左極板接地，右極板與靜電計(jì)相連，在距離兩板等距離的A點(diǎn)處有一個(gè)帶電小球在靜電力與細(xì)繩牽引下處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將左極板向右移動(dòng)靠近A點(diǎn)(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(jì)的指針偏角不變 D．若將細(xì)繩剪斷，小球?qū)⒆鰟蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng)(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(dòng)電容器極板，電場強(qiáng)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(xiàng)A、B錯(cuò)誤；極板靠攏時(shí)，C變大，U減小，靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角變小，選項(xiàng)C錯(cuò)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(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。 6．[考查電容器內(nèi)帶電油滴的平衡及運(yùn)動(dòng)問題] 如圖，一平行板電容器與電動(dòng)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(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離，則(　　) A．P點(diǎn)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(yùn)動(dòng) 解析：選C　將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)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(qiáng)減小，而P點(diǎn)與下極板間的距離不變，則由公式U＝Ed分析可知，P點(diǎn)與下極板間電勢差將減小，而P點(diǎn)的電勢低于下極板的電勢，則知P點(diǎn)的電勢將升高，故A錯(cuò)誤。油滴所受的電場力F＝qE減小，則油滴將向下運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)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(cuò)誤。由帶電油滴原來處于平衡狀態(tài)可知，油滴帶正電，P點(diǎn)的電勢升高，則油滴的電勢能將增大，故C正確。 考點(diǎn)三 電場的性質(zhì)及應(yīng)用 7.[考查等勢面、運(yùn)動(dòng)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(gè)等勢面，相鄰等勢面間的電勢差相等，即Uab＝Ubc，實(shí)線為一個(gè)帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是軌跡上的兩點(diǎn)。下列說法中正確的是(　　) A．三個(gè)等勢面中，等勢面a的電勢最低 B．質(zhì)點(diǎn)通過Q點(diǎn)時(shí)的電勢能比通過P點(diǎn)時(shí)小 C．質(zhì)點(diǎn)通過Q點(diǎn)時(shí)的加速度比通過P點(diǎn)時(shí)大 D．質(zhì)點(diǎn)通過Q點(diǎn)時(shí)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(zhì)點(diǎn)帶負(fù)電荷可知，電場線斜向上，故等勢面c的電勢最低，故A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)從Q點(diǎn)到P點(diǎn)的過程中，電場力做負(fù)功，電勢能增大，質(zhì)點(diǎn)通過Q點(diǎn)時(shí)的電勢能比通過P點(diǎn)時(shí)的電勢能小，故B正確； 等差等勢面P處密，P處電場強(qiáng)度大，電場力大，加速度大，故C錯(cuò)誤；電場強(qiáng)度與等勢面垂直，電場力與等勢面垂直，質(zhì)點(diǎn)通過Q點(diǎn)時(shí)的加速度的方向一定與等勢面a垂直，故D正確。 8．[考查運(yùn)動(dòng)軌跡和電勢、電勢能的比較] [多選]如圖所示，在處于M或N點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中，虛線AB是一個(gè)電子只在電場力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡。設(shè)電子在A、B兩點(diǎn)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(yùn)動(dòng) B．點(diǎn)B處的電勢可能高于點(diǎn)A處的電勢 C．無論Q為正電荷還是負(fù)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(jìn)入偏轉(zhuǎn)極板時(shí)的速度的大?。? (2)在t＝時(shí)刻沿中線射入偏轉(zhuǎn)極板間的電子剛射出偏轉(zhuǎn)極板時(shí)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(shè)電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)極板時(shí)的速度為v，由動(dòng)能定理有：eU0＝mv2， 解得v＝ 。 (2)由題意知，電子穿過偏轉(zhuǎn)極板所需時(shí)間： t1＝＝L＝T 故在t＝時(shí)刻沿中線射入偏轉(zhuǎn)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(gè)周期內(nèi)，側(cè)移量為零。 (3)電子應(yīng)在一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)射出偏轉(zhuǎn)極板，因?yàn)橹挥?0%的電子能打到熒光屏上，所以有50%的電子由于偏轉(zhuǎn)量太大，不能射出，經(jīng)分析知電子在T～T，T～T(k＝0,1,2，…)時(shí)進(jìn)入偏轉(zhuǎn)極板，能射出。設(shè)兩極板間距為d，則電子在偏轉(zhuǎn)電場中的加速度大小a＝， 則有＝2a2， 解得d＝L 因?yàn)殡娮由淙肫D(zhuǎn)板時(shí)，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)