《电场》高考题型分析
高三物理电场试题答案及解析
高三物理电场试题答案及解析1.一电子仅受电场力作用，从高电势处移动到低电势处，则A．电场力对电子做正功B．电子的电势能减少C．电子的动能减少D．电子的动能和电势能的总和保持不变【答案】CD【解析】本题考查电场力做功与能量的关系，从高电势处移动到低电势处，电场力做负功电势能增加，只有电场力作用，则电子原来有一定的动能，后来一部分动能消耗了，电子的动能减少，电子的动能和电势能的总和保持不变即能量守恒；2.如图所示，在真空中有两个等量正电荷Q，分别置于A、B两点，DC为A、B连线的中垂线，D为无限远处，现将一正电荷q由C点沿CD移动到D点的过程中，下述结论中正确的是：（）A. q的电势能逐渐增大.B. q的电势能逐渐减小C. q受到的电场力先增大后减小.D. q受到的电场力逐渐减小.【答案】BC【解析】对于等量同种点电荷产生的电场和电势分布特点：在两电荷连线的中垂线上，C点和无穷远处的场强均为零，所以中垂线上由C点的场强为零开始，场强是先增大后逐渐减小的，到无穷远处时减小为零,所以q受到的电场力先增大后减小，C正确D错误；中垂线上任意点关于C点的对称点的场强大小相等，方向相反。
规定无穷远处电势为零，则从C点向中垂线的两端逐渐减小，到无穷远处减小为零。
所以q的电势能逐渐减小,A错误B正确。
3.如图，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F将小球向下压至某位置静止。
现撤去F，使小球沿竖直方向运动，在小球由静止到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2，小球离开弹簧时的速度为v，不计空气阻力，则上述过程中A．小球的重力势能增加-W1B．小球的电势能减少W2C．小球的机械能增加W1+D．小球与弹簧组成的系统机械能守恒【解析】：由功能关系可知，在小球由静止到离开弹簧的过程中，小球的重力势能增加-W 1, 小球的电势能减少W 2,选项AB 正确；小球的机械能增加W 2，小球与弹簧组成的系统机械能和电势能之和保持不变，选项CD 错误。
高考物理电场重点题解析
1．如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0V，点A处的电势为6V，点B处的电势为3V，则电场强度的大小为A．200V/m B．200 V/mC．100V/m D．100 V/m答案：A、思路分析：考点解剖：综合考查了匀强电场中电场强度、电势、电场线、等势面的有关知识，同时考察考生的分析能力.解题思路：根据匀强电场的特点先分析电势相等的点；然后根据电场线沿等势面垂直的关系分析沿电场线方向的两点的距离；最后根据E＝得出结论.解答过程：解：如图所示由于、、，由匀强电场的特点，则在C（3,0）的点的电势为3V.电场线的方向垂直于点C与B点等势面连线，即,由几何关系可得O 到D点距离d=1.5cm，匀强电场的电场强度E＝＝.所以本题答案为A.2.如图1所示，半径为R的均匀带电圆形平板，单位面积带电量为σ，其轴线上任意一点P（坐标为x）的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：，方向沿x轴。
现考虑单位面积带电量为σ0的无限大均匀带电平板，从其中间挖去一半径为r的圆板，如图2所示。
则圆孔轴线上任意一点Q（坐标为x）的电场强度为【答案】A【常规解法】由于带电体表面的电场强度的方向垂直于带电体表面，无限大均匀带电平板周围的电场应是垂直于平板的匀强电场，即电场强度处处相等等于x=0时的电场强度，由题中信息可得单位面积带电量为无限大均匀带电平板场强为。
而半径为r的圆板在Q点等效场强为，由电场叠加原理可得图2中Q（坐标为x）的电场强度为和的矢量和，即。
正确选项：A 【极限法】由题中信息可得单位面积带电量为，第一次利用极限思想使R趋近于无限大时得均匀带电平板场强为。
第二次利用极限思想使趋近于0时，得均匀带电平板场强为，代入四个选项只有A正确。
3．空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如题图20图所示，、b、c、d为电场中的4个点，则A．P、Q两点处的电荷等量同种B．点和b点的电场强度相同C．c点的电势低于d点的电热D．负电荷从到c，电势能减少命题意图：该题考查电场线、电势、电势能等概念的综合应用。
2022年高考物理总结之电场专题解题技巧及易错题分析
高考总结之电场专题解题技巧及易错题分析一．解题技巧1.结合带电粒子运动轨迹分析问题方法技巧：结合带电粒子在电场中的运动轨迹来分析问题，一般的方法是：先画出入射点的轨迹切线，即画出初速度v0 的方向，再根据轨迹弯曲方向，确定电场力的方向，从而利用分析力学的方法来分析粒子的带电性质、电场力做功的正负、电势能变化、动能变化、电势大小变化等问题.此类问题一定要熟记：沿着电场线方向电势越来越低；电场线越密场强越强；电场力做正(负)功，电势能减小(增加)，合外力做正(负)功，动能增加(减小)；正(负)电荷受电场力方向与场强方向相同(反).【例1】图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线.两粒子M、N 质量相等，所带电荷的绝对值也相等.现将M、N 从虚线上的O 点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示.点a、b、c 为实线与虚线的交点，已知O 点电势高于c 点.若不计重力，则（）A.M 带负电荷，N 带正电荷B.N 在a 点的速度与M 在c 点的速度大小相同C.N 在从O 点运动至a 点的过程中克服电场力做功D.M 在从O 点运动至b 点的过程中，电场力对它做的功等于零审题突破：由O、c 两点的电势可判断出电场方向，由粒子的轨迹可判断出两粒子的带电性质.解析：图中的虚线为等势线，由于等势线与电场线垂直，而O 点电势高于c 点，所以电场线方向竖直向下，根据M、N粒子的运动轨迹可知N 受到的电场力向上，M 受到的电场力向下，M 带正电荷，N 带负电荷，A 错误.O、a 两点的电势差与O、c 两点的电势差大小相等，由于M 和N 电荷和质量大小相等，电场力做的正功相等，由动能定理可得N 在a 点的速度与M 在c 点的速度大小相同，但方向不同，B 正确，C 错误.O 和b 位于同一等势面上，M 在从O 点运动至b 点的过程中，电场力对它做的功等于零，D 正确.答案：BD2.点电荷模型模型简介：点电荷，带电的质点就是点电荷.点电荷的电荷量、位置可以准确地确定下来.像质点是理想的模型一样，点电荷也是理想化模型.真正的点电荷是不存在的，如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体就可以看成点电荷均匀带电球体或均匀带电球壳也可看成一个处于该球球心，带电荷量与该球相同的点电荷.理想模型法是物理学常用的研究方法.当研究对象受多个因素影响时，在一定条件下人们可以抓住主要因素，忽略次要因素，将研究对象抽象为理想模型，这样可以使问题的处理大为简化.【例2】如图所示，两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a 与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架上，两球心间的距离为l，为球壳外半径r 的3 倍.若使它们带上等量异种电荷，使其所带电荷量的绝对值均为Q，那么a、b 两球之间的万有引力F1 与库仑力F2 为( ）A.F 1＝G m 2l 2，F 2＝k Q 2l 2B.F 1≠G m 2l 2，F 2≠k Q 2l 2C.F 1≠G m 2l 2，F 2＝k Q 2l 2D.F 1＝G m 2l 2，F 2≠k Q 2l 2审题突破：点电荷是一种理想化的物理模型，当带电体间的距离远大于带电体的自身大小时，可以视其为点电荷而适用库仑定律，否则不能适用.解析：虽然两球心间的距离 l 只有其外半径 r 的 3 倍，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点，因此，可以应用万有引力定律；而本题中由于 a 、b 两球壳所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布比较密集，又因两球心间的距离l 只有其外半径r 的 3 倍，不满足l 远大于r 的要求，故不能将两带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律，D 正确.方法技巧：处理点电荷的平衡问题及动力学问题的方法(1)确定研究对象.如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体法”或“隔离法”.(2)对研究对象进行受力分析，多了库仑力(F ＝kq 1q 2r 2）(3)列平衡方程(F 合＝0 或 Fx ＝0，Fy ＝0). 【例 3】两个分别带有电荷量－Q 和＋3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为 r 的两处，它们间库仑力的大小为F .两小球相互接触后将其固定距离变为r 2，则两球间库仑力的大小为( )A.112FB.34FC.43FD.12F解析：由库仑定律知，F ＝kQ ·3Q r 2＝3kQ 2r 2，两小球接触后电荷量先中和再平分，使得两小球带电荷量均为Q ，此时的库仑力F ′＝kQ 2⎝ ⎛⎭⎪⎫r 22＝4kQ 2r 2＝43F . 答案：C3.带电体的力电综合问题的分析方法规律总结：（1）.基本思路2.）运动情况反映受力情况(1)物体静止(保持)：F 合＝0.(2)做直线运动①匀速直线运动，F 合＝0.②变速直线运动：F 合≠0，且F 合与加速度方向总是一致.(3)做曲线运动：F 合≠0，F 合与速度方向不在一条直线上，且总指向运动轨迹曲线凹的一侧.(4)F 合与v 的夹角为α，加速运动：0°≤α<90°；减速运动：90°<α≤180°.(5)匀变速运动：F 合＝恒量.【例 4】如图所示，匀强电场方向与水平线间夹角为30°，斜向右上方，电场强度为 E ，质量为 m 的小球带有负电，以初速度为 v 开始运动，初速度方向与电场方向一致.(1)若小球的带电荷量为q ＝mg E ，为使小球能做匀速直线运动，应对小球施加的恒力F1 的大小和方向如何？(2)若小球的带电荷量为q ＝2mg E 为使小球能做直线运动，应对小球施加的最小恒力 F2 的大小和方向如何？审题突破：①明确电场的大小、方向；②明确研究对象的初始状态，带负电的小球，重力不可忽略；③小球受到的合外力为零；④或是合外力为零，做匀速直线运动，或是合外力与v0 共线(同向，也可能反向)，做匀变速直线运动；⑤利用求力的合成的最值的方法.解：(1)如图 7-3-9 甲所示，欲使小球做匀速直线运动，必使其合外力为0，设对小球施加的力F1 与水平方向夹角为α，则F1cos α＝qEcos θF1sin α＝mg＋qEsin θ代入数据解得α＝60°，F1＝3mg即恒力 F1 与水平线成 60°角斜向右上方.甲乙(2)为使小球能做直线运动，则小球所受合力的方向必和运动方向在一条直线上，故要使力 F2 和 mg 的合力和电场力在一条直线上. 当 F2 取最小值时，F2 垂直于 F.故F2＝mg sin 60°＝32mg方向如图乙所示，与水平线成 60°角斜向左上方.答案：(1)3mg方向与水平线成60°角斜向右上方(2)32mg方向与水平线成60°角斜向左上方二．易错题分析1.库仑定律的运用【例 5】如图所示，真空中 A、B 两个点电荷的电荷量分别为＋Q 和＋q，放在光滑绝缘水平面上，A、B 之间用绝缘的轻弹簧连接.当系统平衡时，弹簧的伸长量为 x0.若弹簧发生的均是弹性形变，则( ）A.保持 Q 不变，将 q 变为 2q，平衡时弹簧的伸长量等于2x0B.保持 q 不变，将 Q 变为 2Q，平衡时弹簧的伸长量小于2x0C.保持 Q 不变，将 q 变为－q，平衡时弹簧的缩短量等于x0D.保持 q 不变，将 Q 变为－Q，平衡时弹簧的缩短量小于x0易错提醒：A、B 选项中，某电荷量变为原来的两倍则库仑力变为原来的两倍，要平衡则弹力变为原来的两倍，即弹簧的伸长量等于2x0 错选 A.C、D 两项中，电荷变为负后是引力，如果两电荷间距离不变库仑力大小不变，弹力等于电场力，只是弹簧是变压缩，缩短量等于x0，错选 C 项.错误的原因是弹簧伸长或缩短时两电荷间的距离都变化，库仑力也会变化.正确解析：A 、B 选项中，某电荷量变为原来的两倍，要平衡则弹力变为原来的两倍，即弹簧的伸长量等于 2x0，但弹簧伸长，电荷间距离变大，库仑力比原来的两倍小，所以伸长量小于 2x0，B 正确.C 、D 两项中，电荷变为负后是引力，如果两电荷间距离不变，则库仑力大小不变，弹力等于电场力.但由于两电荷间距离变小，库仑力变大，压缩量应变大，所以 C 、D 两项都错误.列式求解为：设弹簧的原长为l ，＋Q 和＋q 间的库仑力为F ＝k Qq (l ＋x 0)2＝kx 0.将q 变为2q 时，设弹簧伸长量为x ，则电荷间的库仑力F ′＝k 2Qq (l ＋x )2＝kx ，上述两式相比得x x 0＝2(l ＋x 0)2(l ＋x )2<2，x ＜2x 0.同理，当其中一个电荷变为负时F ″＝k Qq (l －x ′)2＝kx ′，x ′x 0＝(l ＋x 0)2(l －x ′)2>1，x ′＞x 0.B 正确.方法技巧：在运用库仑定律时要注意(1)库仑定律只适用于真空中的点电荷.(2)在电荷间距离不变的情况下库仑力与电荷量的乘积成正比.题中电荷量变化时往往距离随之变化，所以在解题时要注意审清题意.2.电势高低及电势能大小的判断【例 6】如图所示，图中实线表示一匀强电场的电场线，一带负电的粒子射入电场，虚线是它的运动轨迹，a 、b 是轨迹上的两点，若粒子所受重力不计，那么正确的判断是( ）A.电场线方向向下B.粒子一定从 a 点运动到 b 点C.a 点的电势比 b 点的高D.粒子在 a 点的电势能大于在 b 点的电势能易错提醒：错解一：根据粒子运动的轨迹，联想到重力场中的平抛运动，认为粒子一定是从 a 点运动到 b 点，错选 B.错解二：混淆电势与电势能的概念，认为从 a 点运动到 b 点，是类平抛运动，b 点动能大，所以 a 点的电势比 b 点的高，错选 C.正确解析：无论粒子从 a 点或者从 b 点射入电场中，由于运动轨迹向下弯曲，说明粒子所受电场力的方向向下，粒子带负电，可判断电场线的方向向上，A 错误；粒子既可以从 a 点运动到 b 点，也可以从 b 点运动到 a 点，B 错误；由于顺着电场线电势降低，故 C 错误；由于是负电荷，电势越大处电势能越小，故 D 正确.3.复合场中等效法分析【例 7】如图所示，AB 为光滑水平面，BCD 为半径为 R 的光滑竖直半圆轨道，直径 BD 恰好竖直.空间存在水平向右的匀强电场，场强为 E.现有一带电荷时为－q 、质量为m ＝qE g 的小球从 A 点以初速度 v0 沿水平面运动后滑上圆弧，AB 间的距离为 L ＝2R ，要使小球恰能到达 D 点，v0 至少为多少？易错提醒：恰能到达D 点，则mg ＝m v 2D R 从A 点到D 点由动能定理，得－mg ·2R －qEL ＝12m v 2D －12m v 20 而qE ＝mg ，L ＝2R所以v 0＝9gR ＝3gR .正确解析：如图所示，小球受电场力和重力作用，合力大小不变，为F 合＝2mg ，方向与水平面成45°角，在M 点时速度最小，向心力最大，所以要过D 点，在M 点时做圆周运动有F 合＝m v 2M R从A 到M 由动能定理，得－mg ·⎝ ⎛⎭⎪⎫R ＋22R －qE ⎝⎛⎭⎪⎫L ＋22R ＝12m v 2M －12m v 20而qE ＝mg ，L ＝2R所以v 0＝(3 2＋6)gR .三．巩固练习1.图中的虚线为某电场的等势面，今有两个带电粒子(不计重力和它们的相互作用力)，以不同的速率、沿不同的方向，从 A 点飞入电场后，分别沿径迹 1 和 2 运动，由轨迹可以断定（ ）A.两粒子带电荷量的绝对值一定不同B.两粒子的电性一定不同C.两粒子的动能都是先减小后增大D.两粒子分别经过 B 、C 两点时的速率一定相等解析：由轨迹可判断，1 粒子受到了排斥力，2 粒子受到了吸引力，所以它们的带电性质一定不同，B 正确；它们均先靠近场源，后远离场源，但 1 粒子的动能先减小后增大(受到了排斥力)，2 粒子的动能先增大后减小(受到了吸引力)，C 错误.UAB ＝0，UAC ＝0，两粒子的初速度大小不同，由动能定理知 D 错误. 答案：B2.质量为 m 、电荷量为＋q 的小球在 O 点以初速度 v0 与水平方向成θ角射出，如图所示，如果在某方向加上一定大小的匀强电场后，能保证小球仍沿 v0 方向做直线运动，试求所加匀强电场的最小值，加了这个电场后，经多少时间速度变为零？解：小球在未加电场时受重力 mg 作用，电场力的作用只要能平衡垂直于速度方向的重力的分力，就能使带电粒子沿v0方向做匀减速直线运动，此时电场力为最小值，如图所示.因为 Eq ＝mgcos θ所以E ＝mg cos θq小球的加速度为a ＝mg sin θm ＝g sin θ 那么t ＝v 0a ＝v 0g sin θ.3.如图 7-1-5 所示，在光滑绝缘水平面上放置三个电荷量均为 q(q>0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为 k0 的轻质弹簧绝缘连接.当三个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为 l.已知静电力常量为 k ，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为( ）A.l ＋5q 22k 0l 2B.l －kq 2k 0l 2C.l －5kq 24k 0l 2D.l －5kq 22k 0l 2 解析：左侧小球受三个力的作用，即弹簧的拉力和其他两个小球对它的库仑力，它们的关系是k 0x ＝k q 2l 2＋k q 2(2l )2，解得弹簧的伸长量为x ＝5kq 24k 0l 2，故弹簧原长为l 0＝l －x ＝l －5kq 24k 0l 2.答案：C4.如图所示，正点电荷放在O 点，图中画出它产生的电场的几条对称分布的电场线.以水平电场线上的 O ′点为圆心画一个圆，与电场线分别相交于 a 、b 、c 、d 、e ，下列说法正确的是( ）A.b 、 e 两点的电场强度相同B.a 点电势高于 e 点电势C.b 、c 两点间电势差等于 e 、d 两点间电势差D.电子沿圆周由 d 运动到 c ，电场力不做功答案：CD5.如图所示，在场强大小为 E 的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为 m 、电荷量为 q 的带负电小球，另一端固定在 O 点.把小球拉到使细线水平的位置 A ，然后将小球由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平方向成θ＝60°的位置 B 时速度为零.以下说法正确的是( ）A.小球重力与电场力的关系是mg ＝3qEB.小球重力与电场力的关系是qE ＝3mgC.球在B 点时，细线拉力为T ＝3mgD.球在 B 点时，细线拉力为 T ＝2qE答案：BC6.如图所示，平行板电容器与恒定电源相连，负极板接地，在两板间有一正电荷(电荷量很少且不变)固定在 P 点，以 U 表示电容两极板间的电压，E 表示两极板间的场强，Ep 表示正电荷在 P 点的电势能，若保持负极板不动，而将正极板向上移至某位置，则( ）A.U 不变，Ep 变小B.U 不变，Ep 不变C.E 变小，Ep 变大D.E 变大，Ep 不变解析：向上移动正极板，电源电压不变，则电容器两端电压不变；U 不变，d 变大，则电容 C 变小，由 Q ＝CU 知 Q 变小，故两极板间场强变小，Ep 变小，A 选项正确.答案：A7.板间距为 d 的平行板电容器所带电荷量为 Q 时，两极板间的电势差为 U1，板间场强为 E1.现将电容器所带电荷量变为2Q ，板间距变为12d ，其他条件不变，这时两极板间电势差为 U2，板间场强为 E2，下列说法正确的是( ）A.U2＝U1，E2＝E1B.U2＝2U1，E2＝4E1C.U2＝U1，E2＝2E1D.U2＝2U1，E2＝2E1解析：由平行板电容器相关知识可得：U 1＝Q C ＝Q εS 4πkd ＝4πkdQ εS ，E 1＝U 1d＝4πkQ εS ，当电荷量变为2Q 时，U 2＝2Q C ′＝2Q εS 2πkd ＝4πkdQ εS ＝U 1，E 2＝U 2d 2＝8πkQ εS ＝2E 1. 答案：C8.某电容式话筒的原理示意图如图 7-3-7 所示，E 为电源，R 为电阻，薄片 P 和 Q 为两金属极板.对着话筒说话时，P 振动而 Q 可视为不动.在 P 、Q 间距增大过程中( ）A.P 、Q 构成的电容器的电容增大B.P 上电荷量保持不变C.M 点的电势比 N 点的低D.M 点的电势比 N 点的高解析：电容式话筒与电源串联，电压保持不变.在 P 、Q 间距增大过程中，根据电容决定式C ＝εS 4πkd 得电容减小，又根据电容定义式C ＝QU 得电容器所带电荷量减少，电容器的放电电流通过 R 的方向由M 到N ，所以M 点的电势比 N 点的高，D 项正确. 答案：D。
电场历年高考真题常见题型
18.如图所示。
一电场的电场线分布关于y 轴（沿竖直方向）对称，O 、M 、N 是y 轴上的三个点，且OM=MN ，P 点在y 轴的右侧，MP ⊥ON ，则A.M 点的电势比P 点的电势高B.将负电荷由O 点移动到P 点，电场力做正功C. M 、N 两点间的电势差大于O 、M 两点间的电势差D.在O 点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y 轴做直线运动 19、图中虚结匀为电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M 、N 质量相等，所带电荷的绝对值也相等，现将M 、N 从虚线上的O 点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。
点a 、b 、c 为实线与虚线的交点，已知O 点电势高于c 点。
若不计重力，则A 、M 带负电荷，N 带正电荷B 、N 在a 点的速度与M 在c 点的速度大小相同C 、N 在从o 点运动至a 点的过程中克服电场力做功D 、M 在从o 点运动至b 点的过程中，电场力对它做的功等于零（江苏卷）6．如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB =BC ，电场中的A 、B 、C 三点的场强分别为E A 、E B 、E C ，电势分别为A ϕ、B ϕ、C ϕ，AB 、BC 间的电势差分别为U AB 、U BC ，则下列关系中正确的有 A. A ϕ＞B ϕ＞C ϕB. B. E C ＞E B ＞E AC. U AB ＜U BCD. U AB ＝U BC（山东卷）21、如图所示，在y 轴上关于O 点对称的A 、B 两点有等量同种点电荷＋Q ，在x 轴上C点有点电荷-Q ，且CO=OD ,∠ADO 二60°。
下列判断正确的是 A ．O 点电场强度为零 B ．D 点电场强度为零C ．若将点电荷＋q 从O 移向C ，电势能增大D ．若将点电荷一q 从O 移向C ．电势能增大 （上海卷）14．如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷M 、N ，分别固定在A 、B 两点，O 为AB 连线的中点，CD 为AB 的垂直平分线。
高三物理电场试题答案及解析
高三物理电场试题答案及解析1.真空中，两个相距L的固定点电荷E、F所带电荷量大小分别是QE 和QF，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向．电场线上标出了M、N两点，其中N点的切线与EF连线平行，且∠NEF＞∠NFE．则A．E带正电，F带负电，且B．在M点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷将沿电场线运动到N点C．过N点的等势面与过N点的切线垂直D．负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能【答案】AC【解析】电场线由正电荷出发，可知E带正电，由电场线分布可知，A对；在M点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷不可能沿电场线运动，B错；等势面与电场线垂直，C对；M点电势高于N点电势，对于负电荷电势越高电势能越小，D错；2.绝缘水平面上固定一正点电荷Q，另一质量为m、电荷量为-q的滑块（可看作点电荷）从a点以初速度v沿水平面向Q运动，到达b点时速度减为零．已知a、b间距离为s，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．以下判断正确的是（）A．滑块在运动过程中所受Q的库仑力一直小于滑动摩擦力B．滑块在运动过程的中间时刻, 速度的大小小于C．Q产生的电场中，a、b两点间的电势差D．此过程中产生的内能为【答案】ABC【解析】（考查带电粒子在电场中的运动，动能定理应用）因两电荷带异种电荷，相互吸引，如果库仑力大于滑动摩擦力，则不能使到达b点时速度减为零，A正确；由于前段时间加速度大，速度改变量大，后段时间加速度小，速度改变量小，故B正确；电场力做功与摩擦力做功之和等于滑块的动能变化量，根据动能定理，有：，C正确。
摩擦力做功转化为内能，则此过程中产生的内能为动能的减小量及电场力做功之和，D错误。
3.如图所示，圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面，相邻两等势面间的电势差相等。
光滑绝缘直杆沿电场方向水平放置并固定不动，杆上套有一带正电的小滑块(可视为质点)，滑块通过绝缘轻弹簧与固定点O相连，并以某一初速度从M点运动到N点，OM＜ON。
电场高考题解析
电场高考题解析一、知识回顾在物理学中，电场是一个与电荷有关的物理量。
电场的存在可以通过电荷所产生的电场力来验证。
电场力是指电荷之间相互作用的力。
在电场中，正电荷和负电荷之间会产生吸引力，而同性电荷之间会产生排斥力。
电场可以存在于真空中，也可以存在于导体或介质中。
电场的强度用电场强度来表示，通常用符号 E 表示。
电场强度的大小与电荷的数量和距离有关。
电场强度的单位是牛顿/库仑（N/C）。
电场还具有方向，电场强度的方向与正电荷的运动方向相反。
沿电场强度方向的力是作用在正电荷上的，而沿电场强度方向相反的力是作用在负电荷上的。
二、题目解析下面我们将解析几道经典的电场高考题，希望能够帮助大家更好地理解和掌握电场的相关知识。
1. 题目：一空间中有一个点电荷，它的电场强度 E1 = 2N/C，当在该电场中放入一个负电荷后，这个负电荷所受到的电场力 F1 = 10N，求这个负电荷的电荷量。
解析：根据电场力的定义，可以得到 F1 = q * E1，其中 q 为负电荷的电荷量。
由此可以得到 q = F1 / E1 = 10N / 2N/C = 5C。
因此，这个负电荷的电荷量为 5 库仑。
2. 题目：如图所示，有一双子电荷系，它们的电荷量相同，分别为q，电荷距 d，电场强度 E。
则下列说法中正确的是（）。
A. E与q成正比B. E与q成反比C. E与d成正比D. E与d成反比解析：根据电场强度的定义，电场强度 E = F / q，其中 F 是电场力，q 是电荷量。
由于两个电荷的电荷量相同，所以选项 A 正确。
而电场强度与电荷之间不受距离的影响，所以选项 C 和 D 错误。
3. 题目：如图所示，有两个带同等电量的点电荷，分别为q1 和q2，它们之间的距离为 d，求位于它们连线中点的一点的电场强度。
解析：根据叠加原理，两个电荷产生的电场强度可以叠加。
对于位于它们连线中点的一点来说，两个电场强度大小相等，方向相反，所以它们相互抵消。
电场性质的综合应用(解析版)--2024年高考物理二轮热点题型归纳
电场性质的综合应用目录题型一库仑定律的应用及库仑力的合成及电场的叠加题型二根据电场中的“点、线、面、迹”判断相关物理量的变化题型三匀强电场电势差与场强的关系--电势均匀分布问题题型四静电场的图像问题题型一库仑定律的应用及库仑力的合成及电场的叠加【题型解码】1.电场叠加问题要注意矢量性与对称性2.电场强度是矢量，电场中某点的几个电场强度的合场强为各个电场强度的矢量和。
1(2023·全国·统考高考真题)如图，等边ΔABC位于竖直平面内，AB边水平，顶点C在AB边上方，3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。
已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下，BC边中点N处的电场强度方向竖直向上，A点处点电荷的电荷量的绝对值为q，求(1)B点处点电荷的电荷量的绝对值并判断3个点电荷的正负；(2)C点处点电荷的电荷量。
【答案】(1)q，A、B、C均为正电荷；(2)3-3 3q【详解】(1)因为M点电场强度竖直向下，则C为正电荷，根据场强的叠加原理，可知A、B两点的电荷在M点的电场强度大小相等，方向相反，则B点电荷带电量为q，电性与A相同，又N点电场强度竖直向上，可得A处电荷在N点的场强垂直BC沿AN连线向右上，如图所示可知A处电荷为正电荷，所以A、B、C均为正电荷。
(2)如图所示由几何关系E A =E 'BC ⋅tan30°即kq AN 2=33kq BN 2-kq C CN 2其中AN =3BN =3CN解得q C =3-33q 2(2023·四川雅安·统考模拟预测)如图所示，直角三角形ABC 的∠A =37°，∠C =90°，AB 的长度为5L ，在A 点固定一带电量为16q 的正点电荷，在B 点固定一带电量为9q 的正点电荷，静电引力常量为k ，sin37°=0.6、 cos37°=0.8，则C 点的电场强度大小为()A.2kqL 2B.2kq L 2C.kq L 2D.5kq 12L 2【答案】A【详解】根据几何关系可得AC =AB cos37°=4LBC =AB sin37°=3LA 点的点电荷在C 点处的场强大小为E A =16kq (AC )2=kqL 2B 点的点电荷在C 点处的场强大小为E B =9kq (BC )2=kqL 23(2023上·上海浦东新·高三校考期中)如图所示，真空中a 、b 、c 、d 四点共线且等距。
【超级经典】电场高考专题(含答案详解)
电场高考专题1．（2011年高考·海南理综卷）关于静电场，下列说法正确的是（ ）A ．电势等于零的物体一定不带电B ．电场强度为零的点，电势一定为零C ．同一电场线上的各点，电势一定相等D ．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加1.D 解析：考察电场和电势概念及其电场力做功与电势能的关系，选D 。
2．（2011年高考·山东理综卷）如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN 为两电荷连线的中垂线，a 、b 、c 三点所在直线平行于两电荷的连线，且a 与c 关于MN 对称，b 点位于MN 上，d 点位于两电荷的连线上。
以下判断正确的是A ．b 点场强大于d 点场强B ．b 点场强小于d 点场强C ．a 、b 两点间的电势差等于b 、c 两点间的电势差D ．试探电荷+q 在a 点的电势能小于在c 点的电势能2.BC 解析：根据等量同种电荷的电场线分布可知b 点场强小于d 点场强，B 正确，A 错误；由对称性可知a 、b 两点的电势差等于b 、c 两点间的电势差，C 正确；MN 左侧电势大于零，而右侧小于零所以试探电荷＋q 在a 点的电势能大于在c 点的电势能，D 错误。
3．（2011年高考·天津理综卷）板间距为d 的平行板电容器所带电荷量为Q 时，两极板间电势差为U 1，板间场强为E 1。
现将电容器所带电荷量变为2Q ，板间距变为d /2，其他条件不变，这时两极板间电势差为U 2，板间场强为E 2，下列说法正确的是A ．U 2=U 1，E 2=E 1B ．U 2=2U 1，E 2=4E 1C ．U 2=U 1，E 2=2E 1D ．U 2=2U 1，E 2=2E 13.C 解析：144Q Q kdQ U C S kdπεεπ===，114U kQ E d Sπε==，当电荷量变为2Q 时，212242Q Q kdQ U U S C S kdπεεπ===='，22182/2U kQ E E d Sπε===，C 选项正确。
电场高考题型总结
电场高考题型汇总一、选择题1.考查库仑定律1．三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。
球1的带电量为q ，球2的带电量为nq ，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F 。
现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F ，方向不变。
由此可知（ ）A ．n =3B ．n =4C ．n =5D ．n =6解析：设1、2距离为R ，则：22nq F R =，3与2接触后，它们带的电的电量均为：2nq，再3与1接触后，它们带的电的电量均为(2)4n q+，最后22(2)8n n q F R +=有上两式得：n ＝62．A 、B 、C 三点在同一直线上，AB :BC ＝1:2，B 点位于A 、C 之间，在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷。
当在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受到的电场力为F ；移去A 处电荷，在C 处放一电荷量为－2q 的点电荷，其所受电场力为（）（A ）－F /2 （B ）F /2（C ）－F（D ）F【解析】设AB r =，2BC r =，由题意可知2Qq F k r =；而2221(2)2Q q Qq F k k r r '==g ，故12F F '=，选项B 正确。
3．如图，在光滑绝缘水平面上。
三个带电小球a 、b 和c 分别位于边长为l 的正三角形的三个顶点上；a 、b 带正电，电荷量均为q ，c 带负电。
整个系统置于方向水平的匀强电场中。
已知静电力常量为k 。
若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为A ．233l kq B ．23l kq C ．23l kqD ．232l kq【解题思路】设小球c 带电量Q ，由库仑定律可知小球a 对小球c 的库伦引力为F=k 2qQl，小球b 对小球c 的库伦引力为F=k2qQl ，二力合力为2Fcos30°。
近三年有关电场高考题型分析报告
近三年有关电场高考题型分析江西省都昌县第一中学李一新摘要：关于电场方面的知识的考查是每年高考的热点，从内容上看，有电场强度、电势、电势能等基本概念方面的考查，有力电综合应用方面的考查；从题型上看，单独考查电场中一些概念的试题多以选择题的形式出现，而电场知识与磁场、力学规律综合时多以计算题形式考查。
今对近三年关于电场方面的全国高考试题作一个分析，供大家备考时参考。
关键词：电场强度，电势，电势能，电场力做功，类平抛运动，加速减速运动，匀速圆周运动电场强度是描述电场力的性质的物理量。
电场线可以形象地描述电场，电场线越密的地方，电场强度就越大，带电粒子所受的电场力就越大。
电势是描述电场能的性质的物理量，顺着电场线的方向电势逐渐降低，电场力做功，带电粒子的电势和电势能会发生变化。
在历年的高考中，有关电场方面的考试题每年都有，是高考的热点。
从内容上看，有电场强度、电势、电势能等基本概念方面的考查，有力电综合应用方面的考查；从题型上看，单独考查电场中一些概念的试题多以选择题的形式出现，如全国高考理综卷，而电场知识与磁场、力学规律综合时多以计算题形式考查，且以压轴题的方式出现，如物理单科考试的省份。
今对近三年全国各地的高考试题关于电场方面的考题作了一个分析，供大家在高考复习时参考。
一、基本概念方面的考查电场中基本概念主要有：电场强度、电势和电势能等概念。
与电场强度概念相联系又有电场力和带电粒子运动的加速度等问题，与电势和电势能概念相联系的又有电场力做功及其形式的能量变化等问题。
基本概念方面的考查的方式有：只考查一个概念的，同时考查二个概念的和同时考查几个概念以及相联系的其它问题的。
1．求电势或比较电势的高低例1（2009年高考宁夏卷）空间有一均匀强电场，在电场中建立如图1所示的直角坐标系O-xyz，M、N、P为电场中的三个点，M点的坐标（0，a，0），N点的坐标为（a，0，0），P点的坐标为。
已知电场方向平行于直线MN，M点电势为0，N点电势为1V，则P 点的电势为（）A． B． C． D．解析：参照空间立体图，作出P点在xOy平面内的投影点为P’， M、N、P’三点在xOy 平面的相对位置如图2所示，由于电场方向平行于直线MN，作出电场线方向如图所示，O1为MN的中点，过O1作O N的垂线交O N于A点，连A P’与MN相交于O2点，A P’⊥MN，则A 、O2、P’三点电势相等，由于，则，则，P与P’电势也相等，故P点的电势为，正确的选项为D。
2017-2019高考真题分项解析专题：8. 电场
专题八电场1．（2019全国Ⅰ卷15）如图，空间存在一方向水平向右的匀强磁场，两个带电小球P 和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则A．P和Q都带正电荷B．P和Q都带负电荷C．P带正电荷，Q带负电荷D．P带负电荷，Q带正电荷【答案】D【解析】两细绳都恰好与天花板垂直，两小球均在电场力和相互库仑力的作用下保持平衡，由于库仑力为相互作用，大小相等方向相反；故两小球受到的电场力也一定方向相反，因此两小球一定带异种电荷，AB错误；若P球带负电，Q球带正电，如下图所示，恰能满足题意，则C错误D正确。
若P球带正电，Q球带负电，受力分析可知不满足题意，故选D。
【思路点拨】明确两小球均受电场力和库仑力作用而处于平衡状态，根据库仑力和电场力的方向进行分析，从而明确两球的电性。
在出现情况多种时，尤其是有两种或三种情况时注意假设法的使用。
2．（2019全国Ⅱ卷20）静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合C．粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能D．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行【答案】AC【解析】A.若电场中由同种电荷形成即由A点释放负电荷，则先加速后减速，A正确；B ．若电场线为曲线，粒子轨迹不与电场线重合，B 错误。
C ．由于N 点速度大于等于零，故N 点动能大于等于M 点动能，由能量守恒可知，N 点电势能小于等于M 点电势能，故C 正确。
D ．若粒子做曲线运动，则电场力指向轨迹弯曲的内侧，D 错误；3．(2019北京17）如图所示，a 、b 两点位于以负点电荷﹣Q （Q ＞0）为球心的球面上，c 点在球面外，则（ ）A ．a 点场强的大小比b 点大B ．b 点场强的大小比c 点小C ．a 点电势比b 点高D ．b 点电势比c 点低【答案】D【解析】根据点电荷电场强度的计算公式2kQE r可知，a 点场强的大小和b 点电场强度大小相等，b 点场强的大小比c 点大，AB 错误。
《电场》大题(十年高考)
（2）设转盘按图1中箭头方向匀速转动，每3秒转一圈。取光束照在a、b分界处时t=0，试在图2给出的坐标纸上，画出电子到达屏S上时，它离O点的标出图线最高点与最低点的值。（不要求写出计算过程，只按画出的图线评分。）
（1）若 ，电子在0—2r时间内不能到达极板A，求d应满足的条件；
（2）若电子在0—2r时间未碰到极板B，求此运动过程中电子速度 随时间t变化的关系；
（3）若电子在第N个周期内的位移为零，求k的值。
3、如图甲所示，建立Oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0~3t时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响）。已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时，刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、l、l0、B为已知量。（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）
(1)当两板间电势差为U0时，求从小孔S2射出的电子的速度v0
(2)求两金属板间电势差U在什么范围内，电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上．
(3)若电子能够穿过磁场区域而打到荧光屏上，试在答题卡的图上定性地画出电子运动的轨迹．
(4)求电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系．
15、一个质量为m带电量为+q的小球以水平初速度v0自离地面h高度处做平抛运动．不计空气阻力，开始时空间没有任何的电场或磁场，重力加速度为g，求：
14、如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，S1、S2为板上正对的小孔，N板右侧有两个宽度均为d的匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于纸面向外和向里，磁场区域右侧有一个荧光屏，取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴．M板左侧电子枪发射出的热电子经小孔S1进入两板间，电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略．
电场高考真题专题汇编带答案解析
专题九电场考点1 电场力的性质高考帮·揭秘热点考向1.[2019全国Ⅰ,15,6分]如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则()A.P和Q都带正电荷B.P和Q都带负电荷C.P带正电荷,Q带负电荷D.P带负电荷,Q带正电荷2.[2019北京,17,6分]如图所示,a、b两点位于以负点电荷-Q(Q>0)为球心的球面上,c点在球面外,则( )A.a点场强的大小比b点大B.b点场强的大小比c点小C.a点电势比b点高D.b点电势比c点低拓展变式1.[2020浙江1月选考,13,3分]如图所示,在倾角为α的光滑绝缘斜面上固定一个挡板,在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧,弹簧另一端与A球连接.A、B、C三小球的质量均为M,q A=q0>0,q B=-q0,当系统处于静止状态时,三小球等间距排列.已知静电力常量为k,则( )A.q C=q0B.弹簧伸长量为C.A球受到的库仑力大小为2MgD.相邻两小球间距为q02.[2020湖南四校摸底调研]如图所示,带电小球O由绝缘细线PM和PN悬挂而处于静止状态,其中PM水平,地面上固定一绝缘且内壁光滑的四分之一圆弧细管道GH,其中圆心P与O球位置重合,与G点在同一水平线上,且位于H的正上方,管道底端H与水平地面相切,一质量为m、可视为质点的带电小球b从G端口由静止释放,当小球b运动到H端时对管道内壁恰好无压力,重力加速度为g.在小球b 由G滑到H的过程中,下列说法正确的是()A.小球b的机械能逐渐减小B.小球b所受库仑力大小始终为2mgC.小球b的加速度大小先变大后变小D.细线PM的拉力先增大后减小3.[2021吉林白城检测,多选]如图所示,A、B是点电荷电场中的两点,A点的电场强度大小为E1,方向与AB连线夹角θ=120°,B点的电场强度大小为A点电场强度大小的.将B点电场强度沿AB方向和垂直AB方向分解,沿AB方向的分量E2水平向右,则下列判断正确的是()A.场源电荷带负电B.场源电荷带正电C.E1=E2D.E1=2E24.[2019全国Ⅲ,21,6分,多选]如图,电荷量分别为q和-q(q>0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上,a、b是正方体的另外两个顶点.则()A.a点和b点的电势相等B.a点和b点的电场强度大小相等C.a点和b点的电场强度方向相同5.[多选]如图所示,实线表示电场线,虚线ABC表示一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,轨迹上B点的切线与该处的电场线相互垂直.下列说法正确的是()A.粒子带正电B.粒子在B点的加速度大于它在C点的加速度C.粒子在B点时电场力做功的功率为零D.粒子从A点运动到C点的过程中电势能先减小后增大6.如图所示,边长为L的正六边形ABCDEF的5条边上分别放置5根长度也为L的相同绝缘细棒.每根细棒均匀带上相同的正电荷.现将电荷量为+Q的点电荷置于BC中点,此时正六边形几何中心O点的场强为零.若移走+Q及AB边上的细棒,则O点电场强度大小为(k为静电力常量,不考虑绝缘细棒之间及绝缘细棒与+Q的相互影响) ()A. B. C. D.7.一均匀带负电的半球壳,球心为O点,AB为其对称轴,平面L垂直AB把半球壳一分为二,L与AB相交于M点,对称轴AB上的N点和M点关于O点对称.已知均匀带电球壳内部任一点的电场强度都为零.取无穷远处电势为零,在距离点电荷q为r处的电势为φ=k,假设L左侧部分球壳在M点产生的电场强度为E1,电势为φ1;L右侧部分球壳在M点产生的电场强度为E2,电势为φ2;整个半球壳在M点产生的电场强度为E3,在N点产生的电场强度为E4.下列说法中正确的是()A.若平面L左右两部分球壳的表面积相等,有E1>E2,φ1>φ2B.若平面L左右两部分球壳的表面积相等,有E1<E2,φ1<φ2C.只有平面L左右两部分球壳的表面积相等,才有E1>E2,E3=E4D.不论平面L左右两部分球壳的表面积是否相等,总有E1>E2,E3=E4考点2 电场能的性质1.[2020山东,10,4分,多选]真空中有两个固定的带正电的点电荷,电荷量不相等.一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时,仅在电场力的作用下恰好保持静止状态.过O点作两正电荷连线的垂线,以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d,如图所示.以下说法正确的是()A.a点电势低于O点B.b点电势低于c点C.该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能D.该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能2.[2019江苏,9,4分,多选]如图所示,ABC为等边三角形,电荷量为+q的点电荷固定在A点.先将一电荷量也为+q的点电荷Q1从无穷远处(电势为0)移到C点,此过程中,电场力做功为-W.再将Q1从C点沿CB移到B点并固定.最后将一电荷量为-2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点.下列说法正确的有()A.Q1移入之前,C点的电势为B.Q1从C点移到B点的过程中,所受电场力做的功为0C.Q2从无穷远处移到C点的过程中,所受电场力做的功为2WD.Q2在移到C点后的电势能为-4W拓展变式1.[2020江苏,9,4分,多选]如图所示,绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球(不计重力).开始时,两小球分别静止在A、B位置.现外加一匀强电场E,在静电力作用下,小球绕轻杆中点O转到水平位置.取O点的电势为0.下列说法正确的有()A.电场E中A点电势低于B点B.转动中两小球的电势能始终相等C.该过程静电力对两小球均做负功D.该过程两小球的总电势能增加2.[2017天津,7,6分,多选]如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为a A、a B,电势能分别为E p A、E p B.下列说法正确的是()A.电子一定从A向B运动B.若a A>a B,则Q靠近M端且为正电荷C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有E p A<E p BD.B点电势可能高于A点电势3.[2018全国Ⅱ,21,6分,多选]如图,同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中,电场方向与此平面平行,M为a、c连线的中点,N为b、d连线的中点.一电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点,其电势能减小W1;若该粒子从c 点移动到d点,其电势能减小W2.下列说法正确的是()A.此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行B.若该粒子从M点移动到N点,则电场力做功一定为C.若c、d之间的距离为L,则该电场的场强大小一定为D.若W1=W2,则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差4.[2018全国Ⅰ,21,6分,多选]图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2 V.一电子经过a时的动能为10 eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV.下列说法正确的是()A.平面c上的电势为零B.该电子可能到达不了平面fC.该电子经过平面d时,其电势能为4 eVD.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍5.[v-x图像]电荷量为Q1、Q2的两个点电荷A、B分别固定在x轴上的原点O处和x=5d处,一正点电荷C(仅受电场力)从x=d处以初速度v0沿x轴正方向运动,其速率v与在x轴上的位置关系如图所示,则下列判断正确的是()A.点电荷A带负电荷、B带正电荷B.点电荷A、B所带电荷量的绝对值之比为2:3C.点电荷C从x=d处到x=4d处的过程中,在x=2d处的电势能最小D.点电荷C从x=d处到x=4d处的过程中,电势能先增大后减小6.[2020湖南长郡检测,多选]在绝缘光滑的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定两个点电荷,且固定在A处的点电荷带电荷量的数值为Q,两电荷的位置坐标如图甲所示.图乙是AB连线之间的电势φ与位置x之间的关系图像,图中x=L点为图线的最低点,若在x=2L的C点由静止释放一个质量为m、电荷量为+q的带电小球(可视为质点).已知静电力常量为k,则下列有关说法正确的是()7.[2021河北邯郸模拟,多选]某条直电场线上有O,A,B,C四个点,相邻两点间距离均为d.以O点为坐标原点,沿电场强度方向建立x轴,该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示.将一个带电荷量为+q的粒子从O点由静止释放,仅考虑电场力作用.则()A.若A点的电势为零,则O点的电势为B.粒子从A到B做匀变速直线运动C.粒子运动到B点时的动能为D.粒子在OA段电势能的变化量小于在BC段电势能的变化量8.静电场方向平行于x轴,将一电荷量为-q的带电粒子在x=d处由静止释放,粒子只在电场力作用下沿x轴运动,其电势能E p随x的变化关系如图所示.若规定x轴正方向为电场强度E、加速度a的正方向,下列四幅示意图分别表示电势φ随x的分布、场强E随x的分布、粒子的加速度a随x的变化关系和粒子的动能E k随x的变化关系,其中正确的是()考点3 电容器及带电粒子在电场中的运动1.[2018北京,19,6分]研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示.下列说法正确的是( )A.实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电B.实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小C.实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大D.实验中,只增加极板带电荷量,静电计指针的张角变大,表明电容增大2.[2019全国Ⅲ,24,12分]空间存在一方向竖直向下的匀强电场,O、P是电场中的两点.从O点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m的小球A、B.A不带电,B的电荷量为q(q>0).A从O点发射时的速度大小为v0,到达P点所用时间为t;B从O点到达P点所用时间为.重力加速度为g,求:(1)电场强度的大小;(2)B运动到P点时的动能.拓展变式1.[2018江苏,5,3分]如图所示,水平金属板A、B分别与电源两极相连,带电油滴处于静止状态.现将B板右端向下移动一小段距离,两金属板表面仍均为等势面,则该油滴()A.仍然保持静止B.竖直向下运动C.向左下方运动D.向右下方运动2.如图甲,倾角为θ的光滑绝缘斜面,底端固定一带电荷量为Q的正点电荷.将一带正电的小物块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放,小物块沿斜面向上滑动至最高点B处,此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图像如图乙(E1和x1为已知量).已知重力加速度为g,静电力常量为k,由图像可求出()A.小物块所带的电荷量B.A、B间的电势差C.小物块的质量D.小物块速度最大时到斜面底端的距离3.[2016海南,6,3分]如图所示,平行板电容器两极板的间距为d,极板与水平面成45°角.上极板带正电.一电荷量为q(q>0)的粒子在电容器中靠近下极板处,以初动能E k0竖直向上射出.不计重力,极板尺寸足够大.若粒子能打到上极板,则两极板间电场强度的最大值为()A. B. C. D.4.[2019天津,12,20分]2018年,人类历史上第一架由离子引擎推动的飞机诞生,这种引擎不需要燃料,也无污染物排放.引擎获得推力的原理如图所示,进入电离室的气体被电离成正离子,而后飘入电极A、B之间的匀强电场(初速度忽略不计),A、B间电压为U,使正离子加速形成离子束,在加速过程中引擎获得恒定的推力.单位时间内飘入的正离子数目为定值,离子质量为m,电荷量为Ze,其中Z是正整数,e是元电荷.(1)若引擎获得的推力为F1,求单位时间内飘入A、B间的正离子数目N为多少;(2)加速正离子束所消耗的功率P不同时,引擎获得的推力F也不同,试推导的表达式;(3)为提高能量的转换效率,要使尽量大,请提出增大的三条建议.5.[2015山东,20,6分,多选]如图甲,两水平金属板间距为d,板间电场强度的变化规律如图乙所示.t=0时刻,质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间,0~时间内微粒匀速运动,T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出.微粒运动过程中未与金属板接触.重力加速度的大小为g.关于微粒在0~T时间内运动的描述,正确的是()A.末速度大小为v0B.末速度沿水平方向C.重力势能减少了mgdD.克服电场力做功为mgd6.[多选]如图所示,竖直平面内一半径为R的光滑圆环处在与水平方向夹角为θ=45°的斜向上的匀强电场中,现一电荷量为q、质量为m的带正电小球在圆环内侧A点静止(A点未画出),已知场强E=,现给静止在A处的小球一沿圆环切线方向的冲量I,使小球不脱离轨道,I的取值可能是()A.mB.mC.2mD.m7.如图所示,在平面坐标系xOy第一象限内,y轴右侧宽度d=1.0 m的区域内有沿x轴正方向、场强大小为E1的匀强电场,在2d<x<3d的区域内有宽度也为d=1.0 m沿y轴正方向、场强大小为E2=4E1的匀强电场.在坐标原点上方A(0,1.0)处有一粒子源,它一次可以向外放出一个或多个电子,电子的质量为m,电荷量为-e.不计电子的重力及彼此间的相互作用力.(1)若从A点沿x轴正方向分别以v1=和v2=的初速度发射两个电子a、b,求电子a、b离开第一象限区域时,横坐标之差的大小;(2)若从A点沿x轴正方向发射许多速度大小不同的电子,且所有电子速度都小于,当它们进入电场E2以后,在电场中运动的动能变为进入电场E2时动能的n倍时,它们的位置分布在一条倾斜的直线上,直线通过(2.0 m,1.0 m)和(3.0 m,0)两点,求n的值.答案专题九电场考点1 电场力的性质1.D 对P、Q整体进行受力分析可知,在水平方向上整体所受电场力为零,所以P、Q必带等量异种电荷,选项A、B 错误;对P进行受力分析可知,匀强电场对它的电场力应水平向左,与Q对它的库仑力平衡,所以P带负电荷,Q带正电荷,选项D正确,C错误.2.D由点电荷的场强公式E=可知,与-Q距离相等的点场强大小相等,离-Q越近的点场强越大,故a点场强的大小与b点的相等,b点场强的大小比c点的大,A、B项错误;与-Q距离相等的点,电势相等,离-Q越近的点, 电势越低,故a点电势与b点的相等,b点电势比c点的低,C项错误,D项正确.1.A以A、B、C整体为研究对象,对其受力分析,受重力、支持力以及弹簧的拉力,则由力的平衡条件可知,F=k0x'=3Mg sinα,解得x'=,B错误;以A为研究对象,小球受到的库仑力大小为F A=F-Mg sinα=2Mg sinα,方向沿斜面向下,C错误;为了使B、C均能静止在光滑的绝缘斜面上,则小球C应带正电,设相邻两球之间的距离为x,则对小球B由力的平衡条件得Mg sin α+=,对小球C由力的平衡条件得Mg sin α+=,解得q C=q0,x=q0,A正确,D错误.2.D小球b所受到的库仑力和管道的弹力始终与速度垂直,所以小球b机械能守恒,A错误;设圆弧半径为R,由于小球b机械能守恒,从G滑到H的过程中,有mgR=m,在H处,有F库-mg=,解得F库=3mg,B错误;设b与O的连线与水平方向的夹角为θ,则mgR sinθ=mv2,任意位置的加速度为向心加速度和切向加速度的合成,即a===g,可知随着θ增大,小球b的加速度一直变大,C错误;设PN与竖直方向成α角,对球O受力分析,竖直方向上有F PN cosα=mg+F'库sinθ,水平方向上有F'库cosθ+F PN sinα=F PM,且F'库=F库,解得F PM=mg tanα+,下滑时θ从0°增大到90°,细线PM的拉力先增大后减小,故D正确.3.BD如果场源电荷带负电,则B点电场强度沿AB方向的分量应该水平向左,与题意矛盾,因此场源电荷带正电,A 错误,B正确;由于B点的电场强度大小为A点电场强度大小的,由E=k可知,B点到场源电荷的距离为A点到场源电荷的倍,由几何关系可知,场源电荷与A点连接跟场源电荷与B点连线垂直,如图所示,由几何关系可知B点电场强度与其分量E2夹角为30°,则有E1cos 30°=E2,解得E1=2E2,C错误,D正确.4.BC a、b两点到电性不同的两点电荷连线的距离相等,且关于两点电荷连线中点对称,可知a、b两点的电场强度大小相等,方向相同,选项B、C均正确.电荷量分别为q和-q(q>0)的点电荷(等量异种点电荷)固定在正方体的两个顶点上,正方体的另外两个顶点a、b分别在两点电荷q和-q连线的垂直平分面两侧,故a点和b点的电势不相等,选项A错误.电势是标量,将q和-q在a、b两点产生的电势分别相加,可得φb>φa,将负电荷从a点移到b点,电场力做正功,电势能减少,选项D错误.5.BC因为带电粒子的运动轨迹向左下弯曲,所以带电粒子所受的电场力方向沿电场线切线方向向下,故粒子带负电,A错误;电场线的疏密表示场强大小,由图知B点的场强大于C点的场强,则粒子在B点的加速度大于在C点的加速度,B正确;因为粒子的运动轨迹中B点的切线与该处的电场线垂直,即粒子在B点受到的电场力的方向与粒子在B 点的速度方向垂直,所以此刻粒子受到的电场力做功的功率为零,C正确;带电粒子从A到B,电场力做负功,电势能增大,从B到C,电场力做正功,电势能减小,D错误.6.D根据对称性可知,AF与CD上的细棒在O点产生的电场强度的矢量和为零,AB与DE上的细棒在O点产生的电场强度的矢量和为零.BC中点的点电荷在O点产生的电场强度的大小为=,由题意分析可知EF上的细棒与BC 中点的点电荷在O点产生的电场强度的矢量和为零,则EF上的细棒在O点产生的电场强度的大小也为,故每根细棒在O点产生的电场强度的大小都为,移走点电荷及AB边上的细棒,O点的电场强度为EF与DE上的细棒在O点产生的电场强度的矢量和,即2cos 30°=,D正确.7.D设想将题中半球壳补充为一个完整的均匀带负电的球壳,则整个球壳在M点产生的电场强度为0,设补全后L 右侧的球壳在M点产生的电场强度为E5,则E1与E5应等大反向,分析可知E2<E5,则E1>E2,且与题中L左右两部分球壳的表面积是否相等无关;根据几何关系知,L右侧部分球壳上各点到M点的距离均大于L左侧部分球壳上各点到M点的距离,根据φ=k知,|φ1|>|φ2|,因球壳带负电,所以φ1<φ2,选项A、B错误.因为完整的均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零,根据对称性可知补全后左、右半球壳在M、N点产生的电场强度等大反向,故题中半球壳在M、N点产生的电场强度大小相等、方向相同,选项C错误,D正确.考点2 电场能的性质1.BD由题意可知O点场强为零,所以a、O两点间场强方向是由a指向O的,所以φa>φO,A项错误;同理,φc>φO,O 点与b点间的电场强度有竖直向上的分量,所以φO>φb,则φc>φb,B项正确;同理,φa>φb,φc>φd,又带负电的试探电荷在电势高处电势能较小,所以C项错误,D项正确.2.ABD根据电场力做功可知-W=q(0-φC1),解得φC1=,选项A正确.B、C两点到A点的距离相等,这两点电势相等,Q1从C点移到B点的过程中,电场力做功为0,选项B正确.根据对称性和电势叠加可知,A、B两点固定电荷量均为+q的点电荷后,C点电势为φC2=2φC1=,带电荷量为-2q的点电荷Q2在C点的电势能为E p C=(-2q)×φC2=-4W,选项D正确.Q2从无限远移动到C点的过程中,电场力做的功为0-E p C=4W,选项C错误.1.AB 沿电场线方向电势降低,则B点的电势比A点的电势高,A正确;由对称性可知,两小球所处位置的电势的绝对值始终相等,则由E p=qφ可知两小球的电势能始终相等,B正确;该过程中,带正电荷的小球所受的电场力方向向右,带负电荷的小球所受的电场力方向向左,则电场力对两小球均做正功,C错误;电场力做正功,电势能减少,所以该过程中两小球的总电势能减少,D错误.2.BC电子仅在电场力作用下可能从A运动到B,也可能从B运动到A,所以A错误;若a A>a B,说明电子在A点受到的电场力大于在B点受到的电场力,所以A距离点电荷较近,B距离点电荷较远,又因为电子受到的电场力指向轨迹凹侧,因此Q靠近M端且为正电荷,B正确;无论Q是正电荷还是负电荷,若电子从A运动到B,一定是克服电场力做功,若电子从B运动到A,一定是电场力做正功,即一定有E p A<E p B,C正确;对于同一个负电荷,电势低处电势能大,B点电势一定低于A点电势,D错误.3.BD由题意得,(φa-φb)q=W1,(φc-φd)q=W2,只能得出a、b两点间和c、d两点间的电势关系,无法确定场强的方向,选项A错误;若c、d之间的距离为L,因无法确定场强的方向,故无法确定场强的大小,选项C错误;由于φM=、φN=、W MN=q(φM-φN),上述式子联立求解得粒子从M点移动到N点电场力做的功为W MN=,所以B正确;若W1=W2,有φa-φb=φc-φd,变形可得φa-φc=φb-φd,又φa-φM=φa-=,φb-φN=φb-=,所以φa-φM=φb-φN,D正确.4.AB电子在等势面b时的电势能为E=qφ=-2 eV,电子由a到d的过程电场力做负功,电势能增加6 eV,由于相邻两等势面之间的距离相等,故相邻两等势面之间的电势差相等,则电子由a到b、由b到c、由c到d、由d到f电势能均增加2 eV,则电子在等势面c的电势能为零,等势面c的电势为零,A正确.由以上分析可知,电子在等势面d的电势能应为2 eV,C错误.电子在等势面b的动能为8 eV,电子在等势面d的动能为4 eV,由公式E k=mv2可知,该电子经过平面b时的速率为经过平面d时速率的倍,D错误.如果电子的速度与等势面不垂直,则电子在该匀强电场中做曲线运动,所以电子可能到达不了平面f就返回平面a,B正确.5.D由图像可知正点电荷C从x=d处到x=4d处的过程中,其速度先减小后增大,故电场力先做负功后做正功,即从x=d处到x=2d处场强方向向左,从x=2d处到x=4d处场强方向向右,且x=2d处合场强为零,由场强的叠加可知点电荷A、B均带负电荷,选项A错误;由x=2d处的合场强为零得=,故Q1∶Q2=4∶9,选项B错误;因为点电荷C从x=d 处到x=4d处的过程中,电场力先做负功后做正功,电势能先增大后减小,所以x=2d处的电势能最大,选项C错误,D正确.6.CD据φ-x图像可知两个固定点电荷均带正电,故选项A错误;又据φ-x图像切线的斜率绝对值等于场强E的大小,则知x=L处场强为零,且沿着电场线方向电势降低,所以小球在C处受到的电场力向左,向左加速运动,到x=L处加速度a为0,从x=L向左运动时,电场力向右,做减速运动,所以小球在x=L处的速度最大,故选项B错误;x=L处场强为零,根据点电荷场强则有k=k,解得Q A:Q B=4:1,又Q A=Q,Q B=Q,则x=0处的场强也可以求出,为E0=k-k=k,方向向右,故选项C正确;根据qU=mv2知,若已知带电小球经过x=0处的速度为v,则可以求出x=2L和x=0两个位置的电势差U,故选项D正确.7.ABC根据电压与电场强度的关系U=Ed,可知E-x图像围成的面积的绝对值表示电势差的绝对值,取A点电势为零,粒子从O到A的电势差为U OA=E0d,又U OA=φO-φA,解得φO=E0d,故选项A正确;由图可知,A、B之间是匀强电场,故粒子从A到B做匀变速直线运动,故选项B正确;由图可知,O、B间的电势差为U OB=E0d+E0d=E0d,根据动能定理得qU OB=E k B-0,得E k B=E0qd,故选项C正确;由图可知,OA段E-x图像围成图形的面积大于BC段所围图形的面积,即U OA>U BC,根据W=qU,可知OA段电场力做功多,故OA段电势能的变化量大于BC段电势能的变化量,故选项D错误.8.D因为粒子带负电,由E p=φq可知,φ-x图像应与E p-x图像的形状上、下对称,选项A错误;因为φ-x图像的切线斜率的绝对值表示电场强度的大小,沿电场方向电势降低,所以在x=0的左侧存在沿x轴负方向的匀强电场,在x=0的右侧存在沿x轴正方向的匀强电场,选项B错误;根据牛顿第二定律有qE=ma,粒子在匀强电场中运动时加速度大小不变,由于粒子带负电,粒子的加速度在x=0左侧为正值、在x=0右侧为负值,选项C错误;因为带电粒子只受电场力作用,所以带电粒子的动能与电势能总和保持不变,即E k-x图像应与E p-x图像的形状上、下对称,选项D正确.考点3 电容器及带电粒子在电场中的运动1.A实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,则a板带电,由静电感应可知,在b板上感应出与a板电性相反的电荷,故选项A正确;实验中,只将电容器b板向上平移,正对面积S变小,由C=,可知电容C变小,由C=,Q不变,可知U变大,因此静电计指针的张角变大,选项B错误;实验中,只将极板间插入有机玻璃板,相对介电常数εr变大,由C=,可知电容C变大,由C=,Q不变,可知U变小,静电计指针的张角变小,选项C错误;实验中,只增加极板带电荷量,电容C不变,由C=,可知静电计指针的张角变大,故选项D错误.2.(1)(2)2m(+g2t2)解析:(1)设电场强度的大小为E,小球B运动的加速度为a.根据牛顿第二定律、运动学公式和题给条件,有mg+qE=ma ①a()2=gt2②。
2024高考物理复习重难点解析—电场
2024高考物理复习重难点解析—电场高考在电场部分主要考查库仑定律、电场强度、电势、电势差、电势能、电容、带电粒子在电场中的运动等知识。
命题形式为选择题和计算题，着重考查考生的建模能力和应用数学知识处理物理问题的能力。
例题1.如图，电荷量分别为q 和－q (q >0)的点电荷固定在边长为L 的正方体的两个顶点上，A 是正方体的另一个顶点，如果点电荷q 、－q 连线中点O 的电场强度大小是E ，则正方体A 点的电场强度大小是()A.916E B.3516E C.316E D.9516E 答案B解析根据几何知识可得，O 点到两个电荷的距离都是32L ，则O 点场强为E ＝2k q r 2＝8kq 3L2，A 点场强E A 满足关系式：E 2A ＝[kq (2L )2]2，解得E A＝5kq 2L 2＝3516E ，故选B.例题2.(多选)沿电场中某条电场线方向建立x 轴，该电场线上各点电场强度E 随x 的变化规律如图所示，坐标轴上的点0、x 1、x 2和x 3分别与x 轴上O 、A 、B 、C 四点相对应，相邻两点间距相等．一个带正电的粒子从O 点由静止释放，运动到A 点的动能为E k ，仅考虑静电力作用，则下列说法正确的是()A．从O点到C点，电势先升高后降低B．粒子先做匀加速运动，后做变加速运动C．粒子运动到C点时动能大于3E kD．粒子在AB段电势能减少量大于BC段电势能减少量答案CD解析从O点到C点，电场强度方向保持不变，由于开始场强方向沿x轴正方向，所以沿电场线方向电势逐渐降低，则从O点到C点，电势逐渐降低，A错误；由题图图像可知场强先增大后减小，则静电力也是先增大后减小，所以粒子的加速度先增大后减小，一直做变加速运动，B错误；由图像可知图像的面积表示电势差，则有U OC>3U OA，由动能定理有qU OA ＝E k，qU OC＝E k C，由以上几式可得E k C>3E k，所以粒子运动到C点时动能大于3E k，C正确；粒子在AB段图像的面积大于BC段图像的面积，则U AB>U BC，所以粒子在AB段电势能减少量大于BC段电势能减少量，D正确.一、电场性质的理解1．电场中的各物理量的关系2．电场强度的判断(1)场强方向是正电荷所受电场力的方向，也是电场线上某点的切线方向；(2)电场的强弱可根据电场线的疏密程度判断．(3)电场中场强大小也可根据场强公式进行比较．3．电势高低的判断方法(1)根据电场线方向，沿着电场线方向，电势越来越低；(2)根据电势差U AB＝φA－φB，若U AB>0，则φA>φB；反之，φA<φB.(3)依据电势能的高低：由电势的定义式φ＝E pq电势能大处电势较低．4．电势能变化的判断判断依据判断方法电场线方向沿电场线方向电势逐渐降低场源电荷的正负取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低电势能的大小正电荷在电势能大处电势较高，负电荷在电势能大处电势较低静电力做功根据U AB＝W ABq，将W AB、q的正负号代入，由U AB的正负判断φA、φB 的高低二、平行板电容器电场问题1．必须记住的三个公式定义式C＝QU，决定式C＝εr S4πkd，关系式E＝Ud.2．掌握两个重要结论(1)电容器与电路(或电源)相连，则两端电压取决于电路(或电源)，稳定时相当于断路，两端电压总等于与之并联的支路电压．(2)充电后电容器与电路断开，电容器所带电荷量不变，此时若只改变两板间距离，则板间电场强度大小不变．3．注意一个特例：当有电容器的回路接有二极管时，因二极管的单向导电性，将使电容器的充电或放电受到限制．三、电场中的图像问题电场中几种常见的图像v－t图像当带电粒子只受静电力时，从v－t图像上能确定粒子运动的加速度方向、大小变化情况，进而可判定粒子运动中经过的各点的场强方向、场强大小、电势高低及电势能的变化情况．φ－x图像(1)从φ－x图像中可以直接判断各点电势的高低，进而确定电场强度的方向及试探电荷电势能的变化．(2)φ－x图线切线的斜率大小等于沿x轴方向电场强度E的大小．E－x图像以场强沿x轴方向为例：(1)E>0表示场强沿x轴正方向，E<0表示场强沿x轴负方向．(2)图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低需根据电场方向判定．E p－x图像(1)图像的切线斜率大小等于静电力大小．(2)可用于判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况.（建议用时：30分钟）一、单选题1．（2022·山东师范大学附中模拟预测）如图所示，水平面内的等边三角形BCD的边长为L，C点恰好位于光滑绝缘直轨道AC的最低点，A点到B、D两点的距离均为L，A点在BD边上的竖直投影点为O。
高考物理(考点解读命题热点突破)专题07电场
专题07 电场【考向解读】1.静电场的性质与特点以及常见电场的分布规律问题是近几年高考的热点，分析近几年的高考命题，命题规律主要有以下几点：(1)以选择题形式考查电场的叠加．(2)以选择题形式考查等量电荷或不等量电荷的电场的分布与电场强度、电势、电势能的大小比较问题．(3)以选择题形式考查电场力做功与电势能的改变之间的关系．2.平行板电容器问题是近几年高考中时常出现的考点，分析近几年的高考命题，命题规律主要有以下几点：(1)一般以选择题的形式考查电容器的定义式和平行板电容器的决定式．(2)以选择题的形式考查极板间场强、极板间的电势、带电粒子的电势能及电容器的充放电规律等问题．3.带电粒子在电场中的运动问题是近几年高考的重点和热点，综合分析近几年的高考命题，对于这一考点的命题规律有以下几个方面：(1)利用运动的合成和分解分析带电粒子的类平抛运动，考查粒子的运动轨迹、受力情况及能量转化，多以选择题形式出现．(2)经常与动能定理、运动学方程、牛顿运动定律等知识相综合，以计算题的形式出现．【命题热点突破一】对电场性质的考查例1. 【2016·全国卷Ⅱ】如图1所示，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆．带电粒子Q 在P的电场中运动．运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点．若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为a a、a b、a c，速度大小分别为v a、v b、v c，则( )图1A．a a>a b>a c，v a>v c>v bB．a a>a b>a c，v b>v c>v aC．a b>a c>a a，v b>v c>v aD．a b>a c>a a，v a>v c>v b【答案】D 【解析】由库仑定律可知，粒子在a 、b 、c 三点受到的电场力的大小关系为F b >F c >F a ，由a ＝F m可知，a b >a c >a a ，由运动轨迹可知，粒子Q 的电性与P 相同，受斥力作用，不论粒子从a 到c ，还是从c 到a ，在运动过程中总有排斥力与运动方向的夹角先为钝角后为锐角，即斥力先做负功后做正功，因此v a >v c >v b ，故D 正确．【变式探究】 如图，在正点电荷Q 的电场中有M 、N 、P 、F 四点，M 、N 、P 为直角三角形的三个顶点，F 为MN 的中点，∠M ＝30°.M 、N 、P 、F 四点处的电势分别用φM 、φN 、φP 、φF 表示，已知φM ＝φN ，φP ＝φF ，点电荷Q 在M 、N 、P 三点所在平面内，则 ( )A ．点电荷Q 一定在MP 的连线上B ．连接PF 的线段一定在同一等势面上C ．将正试探电荷从P 点搬运到N 点，电场力做负功D ．φP 大于φM【答案】AD 【感悟提升】1.分析电荷受电场力情况时，首先明确电场的电场线分布规律，再利用电场线的疏密分布规律或场强的叠加原理判定场强的强弱.2.分析电势的高低常根据电场线的指向进行判断.3.比较电势能的大小或分析电势能的变化，可以根据电场力做正功，电势能减小，做负功，电势能增大判断，也可根据正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势低处电势能大来判断.)【命题热点突破二】有关平行板电容器问题例2、【2016·江苏卷】一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图1所示．容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是( )图1A．A点的电场强度比B点的大B．小球表面的电势比容器内表面的低C．B点的电场强度方向与该处内表面垂直D．将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力所做的功不同【变式探究】如图所示，D是一个具有单向导电性的理想二极管，水平放置的平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态．下列措施下，关于P的运动情况的说法中正确的是( )A．保持S闭合，增大A、B板间距离，P仍静止B．保持S闭合，减小A、B板间距离，P向上运动C．断开S后，增大A、B板间距离，P向下运动D．若B板接地，断开S后，A板稍下移，P的电势能不变【解析】保持开关S闭合，电容器的电压不变，增大A、B板间距离，则导致电容器的电容减小，则出现电容器的电量减小，然而二极管作用导致电容器的电量不会减小，则电容器的电量不变，由于平行板电容器【答案】ABD【命题热点突破三】带电粒子在电场中的运动例3. 【2016·北京卷】如图1所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出．已知电子质量为m ，电荷量为e ，加速电场电压为U 0，偏转电场可看作匀强电场，极板间电压为U ，极板长度为L ，板间距为d .(1)忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时的初速度v 0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy ； (2)分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法．在解决(1)问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因．已知U ＝2.0×102V ，d ＝4.0×10－2m ，m ＝9.1×10－31kg ，e ＝1.6×10－19C ，g ＝10 m/s 2.(3)极板间既有静电场也有重力场．电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势φ的定义式．类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”φG 的概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点．图1 【答案】(1)2eU 0m UL 24U 0d(2)略 (3)略 【解析】(1)根据功和能的关系，有eU 0＝12mv 2电子射入偏转电场的初速度v 0＝2eU 0m在偏转电场中，电子的运动时间Δt ＝Lv 0＝L m 2eU 0偏转距离Δy ＝12a (Δt )2＝UL 24U 0d.(2)考虑电子所受重力和电场力的数量级，有 重力G ＝mg ～10－29N电场力F ＝eU d～10－15N由于F ≫G ，因此不需要考虑电子所受重力．【感悟提升】带电粒子在电场中的运动问题解题思路(1)首先分析粒子的运动规律，区分是在电场中的直线运动还是偏转运动问题．(2)对于直线运动问题，可根据对粒子的受力分析与运动分析，从以下两种途径进行处理：①如果是带电粒子在恒定电场力作用下做直线运动的问题，应用牛顿第二定律找出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等．②如果是非匀强电场中的直线运动，一般利用动能定理研究全过程中能的转化，研究带电粒子的速度变化、运动的位移等．(3)对于曲线运动问题，一般是类平抛运动模型，通常采用运动的合成与分解方法处理．通过对带电粒子的受力分析和运动规律分析，应用动力学方法或功能方法求解．【变式探究】如图所示，虚线PQ 、MN 间存在如图所示的水平匀强电场，一带电粒子质量为m ＝2.0×10－11kg 、电荷量为q ＝＋1.0×10－5C ，从a 点由静止开始经电压为U ＝100 V 的电场加速后，垂直进入匀强电场中，从虚线MN 上的某点b (图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成30°角．已知PQ 、MN 间距离为20 cm ，带电粒子的重力忽略不计．求：(1)带电粒子刚进入匀强电场时的速率v 1； (2)匀强电场的场强大小； (3)ab 两点间的电势差．【解析】(1)由动能定理得：qU ＝12mv 21代入数据得v 1＝104m/s.【答案】(1)104m/s (2)1.73×103N/C (3)400 V 【命题热点突破四】带电粒子在交变电场中的运动问题例4、如图甲所示，在y ＝0和y ＝2 m 之间有沿着x 轴方向的匀强电场，MN 为电场区域的上边界，在x 轴方向范围足够大．电场强度的变化如图乙所示，取x 轴正方向为电场正方向，现有一个带负电的粒子，粒子的比荷为q m＝1.0×10－2 C/kg ，在t ＝0时刻以速度v 0＝5×102m/s 从O 点沿y 轴正方向进入电场区域，不计粒子重力．求：(1)粒子通过电场区域的时间； (2)粒子离开电场时的位置坐标；(3)粒子通过电场区域后沿x 方向的速度大小．解析：(1)因粒子初速度方向垂直匀强电场，在电场中做类平抛运动，所以粒子通过电场区域的时间t ＝yv 0＝4×10－3 s. (2)粒子沿x 轴负方向先加速后减速，加速时的加速度大小为a 1＝E 1q m＝4 m /s 2，减速时的加速度大小为a 2＝E 2q m＝2 m/s 2，由运动学规律得，x 方向上的位移为x ＝12a 1⎝ ⎛⎭⎪⎫T 22＋a 1⎝ ⎛⎭⎪⎫T 22－12a 2⎝ ⎛⎭⎪⎫T 22＝2×10－5 m因此粒子离开电场时的位置坐标为(－2×10－5m,2 m)． (3)粒子通过电场区域后沿x 方向的速度为v x ＝a 1T 2－a 2T2＝4×10－3 m/s.答案：见解析 【感悟提升】(1)对于带电粒子在交变电场中的直线运动，一般多以加速、匀速或减速交替出现的多运动过程的情景出现．解决的方法：①根据力与运动的关系分析带电粒子一个变化周期内相关物理量的变化规律．②借助运动图象进行运动过程分析，找出每一运动过程(或阶段)中相关物理量间的关系，进行归纳、总结、推理，寻找带电粒子的运动规律．(2)对于带电粒子在交变电场中的曲线运动，解决的方法仍然是应用运动的合成与分解的方法，把曲线运动分解为两个直线运动，然后应用动力学或功能关系加以解决． 【高考真题解读】1.【2016·全国卷Ⅱ】如图1所示，P 是固定的点电荷，虚线是以P 为圆心的两个圆．带电粒子Q 在P 的电场中运动．运动轨迹与两圆在同一平面内，a 、b 、c 为轨迹上的三个点．若Q 仅受P 的电场力作用，其在a 、b 、c 点的加速度大小分别为a a 、a b 、a c ，速度大小分别为v a 、v b 、v c ，则( )图1A ．a a >a b >a c ，v a >v c >v bB ．a a >a b >a c ，v b >v c >v aC ．a b >a c >a a ，v b >v c >v aD ．a b >a c >a a ，v a >v c >v b2．【2016·浙江卷】如图11所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触．把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开( )图11A．此时A带正电，B带负电B．此时A电势低，B电势高C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合3.【2016·浙江卷】如图15所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10 m的绝缘细线悬挂于O A 和O B两点．用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点O B移到O A点固定．两球接触后分开，平衡时距离为0.12 m．已测得每个小球质量是8.0×10－4kg，带电小球可视为点电荷，重力加速度g取10 m/s2，静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，则( )图15A．两球所带电荷量相等B．A球所受的静电力为1.0×10－2 NC．B球所带的电荷量为46×10－8 CD．A、B两球连线中点处的电场强度为0【答案】ACD 【解析】由接触起电的电荷量分配特点可知，两相同金属小球接触后带上等量同种电荷，选项A 正确；对A 受力分析如图所示，有F 库mg ＝AD O A D ，而F 库＝k q 2AB2，得F 库＝6×10－3 N ，q ＝46×10－8C ，选项B 错误，选项C 正确；等量同种电荷连线的中点电场强度为0，选项D 正确．4.【2016·全国卷Ⅲ】关于静电场的等势面，下列说法正确的是( ) A ．两个电势不同的等势面可能相交 B ．电场线与等势面处处相互垂直 C ．同一等势面上各点电场强度一定相等D ．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功5．【2016·江苏卷】一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图1所示．容器内表面为等势面，A 、B 为容器内表面上的两点，下列说法正确的是( )图1A ．A 点的电场强度比B 点的大 B ．小球表面的电势比容器内表面的低C ．B 点的电场强度方向与该处内表面垂直D ．将检验电荷从A 点沿不同路径移到B 点，电场力所做的功不同【答案】C 【解析】电场线的疏密反映电场的强弱，电场线越密，电场越强，据图可知，B 点的电场强度比A 点大，选项A 错误；沿电场线电势降低，小球表面的电势比容器内表面的高，选项B 错误；容器内表面为等势面，而电场线总与等势面垂直，故B 点的电场强度方向与该处内表面垂直，选项C 正确．A 、B 两点等势，将检验电荷从A 点沿不同路径移到B 点，电场力做功均为零，选项D 错误．6.．【2016·全国卷Ⅰ】一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上，若将云母介质移出，则电容器( )A ．极板上的电荷量变大，极板间的电场强度变大B ．极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大C ．极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变D ．极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变7．【2016·全国卷Ⅰ】现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图1所示，其中加速电压恒定．质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场．若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍．此离子和质子的质量比约为( )图1 A ．11 B ．12 C ．121 D ．144【答案】D 【解析】粒子在电场中加速，设离开加速电场的速度为v ，则qU ＝12mv 2，粒子进入磁场做圆周运动，半径r ＝mv qB ＝1B 2mUq，因两粒子轨道半径相同，故离子和质子的质量比为144，选项D 正确．8．【2016·全国卷Ⅱ】阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图1所示电路．开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2.Q 1与Q 2的比值为()图1 A. 25 B.12 C.35 D.23S 闭合时等效电路如图乙所示，乙U 2＝R ·R R ＋R R ＋R ·R R ＋R·E ＝13E ，则Q 1Q 2＝U 1U 2＝35，故C 正确．8．【2016·北京卷】如图1所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出．已知电子质量为m ，电荷量为e ，加速电场电压为U 0，偏转电场可看作匀强电场，极板间电压为U ，极板长度为L ，板间距为d .(1)忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时的初速度v 0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy ； (2)分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法．在解决(1)问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因．已知U ＝2.0×102V ，d ＝4.0×10－2m ，m ＝9.1×10－31kg ，e ＝1.6×10－19C ，g ＝10 m/s 2.(3)极板间既有静电场也有重力场．电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势φ的定义式．类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”φG 的概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点．图1 【答案】(1)2eU 0m UL 24U 0d(2)略 (3)略(2)考虑电子所受重力和电场力的数量级，有 重力G ＝mg ～10－29N 电场力F ＝eU d～10－15N由于F ≫G ，因此不需要考虑电子所受重力．(3)电场中某点电势φ定义为电荷在该点的电势能E p 与其电荷量q 的比值， 即φ＝E pq由于重力做功与路径无关，可以类比静电场电势的定义，将重力场中物体在某点的重力势能E G 与其质量m 的比值，叫作“重力势”，即φG ＝E G m.电势φ和重力势φG 都是反映场的能的性质的物理量，仅由场自身的因素决定．9．【2016·天津卷】如图1所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P 点的点电荷，以E 表示两板间的电场强度，E p 表示点电荷在P 点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则( )图1A ．θ增大，E 增大B ．θ增大，E p 不变C ．θ减小，E p 增大D ．θ减小，E 不变10．【2016·四川卷】中国科学院2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器．加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用．如图1所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管(漂移管)组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极．质子从K 点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速，加速电压视为不变．设质子进入漂移管B 时速度为8×106m/s ，进入漂移管E 时速度为1×107 m/s ，电源频率为1×107Hz ，漂移管间缝隙很小，质子在每个管内运动时间视为电源周期的12.质子的荷质比取1×108C/kg.求： (1)漂移管B 的长度； (2)相邻漂移管间的加速电压．图1【答案】(1)0.4 m (6)6×104V【解析】(1)设质子进入漂移管B 的速度为v B ，电源频率、周期分别为f 、T ，漂移管B 的长度为L ，则T ＝1fL ＝v B ·T2联立①②式并代入数据得L ＝0.4 m(2)设质子进入漂移管E 的速度为v E ，相邻漂移管间的加速电压为U ，电场对质子所做的功为W .质子从漂移管B 运动到E 电场做功W ′，质子的电荷量为q 、质量为m ，则W ＝qU ④ W ′＝3W ⑤W ′＝12mv 2E －12mv 2B ⑥联立④⑤⑥式并代入数据得U ＝6×104 V ⑦11．【2016·全国卷Ⅰ】如图1所示，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P 的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知( )图1A ．Q 点的电势比P 点高B ．油滴在Q 点的动能比它在P 点的大C ．油滴在Q 点的电势能比它在P 点的大D ．油滴在Q 点的加速度大小比它在P 点的小12．【2016·全国卷Ⅲ】某同学用图1中所给器材进行与安培力有关的实验．两根金属导轨ab 和a 1b 1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的N 极位于两导轨的正上方，S 极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直．图1(1)在图中画出连线，完成实验电路．要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动．(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议： A ．适当增加两导轨间的距离 B ．换一根更长的金属棒 C ．适当增大金属棒中的电流其中正确的是________(填入正确选项前的标号)． 【答案】(1)连线如图所示(2)AC(2)由动能定理BIL ·s ＝12mv 2－0可知，要增大金属棒离开导轨时的速度v ，可以增大磁感应强度B 、增大电流I 、增大两导轨间的距离L 或增大导轨的长度s ；但两导轨间的距离不变而只是换一根更长的金属棒后，等效长度L 并不会发生改变，但金属棒的质量增大，故金属棒离开导轨时的速度v 减小．1．(2015·江苏卷)静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬·考异邮》中有“玳琩吸”之说，但下列不属于静电现象的是( ) A ．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引C．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流D．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉解析：梳过头发的塑料梳子因与头发摩擦带电，能吸引轻小物体纸屑，是静电现象；带电小球移至不带电金属球附近，使不带电金属球近端感应出与带电小球异种的电荷而相互吸引，是静电现象；小线圈接近通电线圈的过程中，小线圈中产生感应电流，是电磁感应现象，不是静电现象；从干燥的地毯上走过，人与地毯摩擦产生静电，手碰到金属把手时有被电击的感觉，是放电现象，是静电现象．因此不属于静电现象的是C选项．答案：C2．(2015·安徽卷)已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为σ2ε0，其中σ为平面上单位面积所带的电荷量，ε0为常量．如图所示的平行板电容器，极板正对面积为S，其间为真空，带电量为Q.不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为( )A.Qε0S和Q2ε0SB.Q2ε0S和Q2ε0SC.Q2ε0S和Q22ε0SD.Qε0S和Q22ε0S答案：D3．(2015·新课标全国卷Ⅰ) 如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则( )A．直线a位于某一等势面内，φM>φQB．直线c位于某一等势面内，φM>φNC．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功答案：B4．(2015·浙江卷) 如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有Q＝3.0×10－6 C的正电荷．两线夹角为120°，两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度取g＝10 m/s2；静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，A、B球可视为点电荷)，则( )A．支架对地面的压力大小为2.0 NB．两线上的拉力大小F1＝F2＝1.9 NC．将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小F1＝1.225 N，F2＝1.0 ND．将B移到无穷远处，两线上的拉力大小F1＝F2＝0.866 N解析：A 、B 间库仑力为引力，大小为F ＝k Q 2r2＝0.9 N ，B 与绝缘支架的总重力G 2＝m 2g ＝2.0 N ，由力的平衡可知，支架对地面的压力为1.1 N ，A 项错误；由于两线的夹角为120°，根据对称性可知，两线上的拉力大小相等，与A 的重力和库仑力的合力大小相等，即F 1＝F 2＝G 1＋F ＝1.9 N ，B 项正确；将B 水平右移，使M 、A 、B 在同一直线上，此时库仑力为F ′＝k Q 2r ′2＝0.225 N ，没有B 时，F 1、F 2上的拉力与A 的重力相等，即等于1.0 N ，当B 水平右移，使M 、A 、B 在同一直线上时，F 2上拉力不变，则根据力的平衡可得F 1＝1.0 N ＋0.225 N ＝1.225 N ，C 项正确；将B 移到无穷远处，B 对A 的作用力为零，两线上的拉力等于A 球的重力大小，即为1.0 N ，D 项错误． 答案：BC5．(2015·山东卷)如图甲，两水平金属板间距为d ，板间电场强度的变化规律如图乙所示．t ＝0时刻，质量为m 的带电微粒以初速度v 0沿中线射入两板间，0～T3时间内微粒匀速运动，T 时刻微粒恰好经金属板边缘飞出．微粒运动过程中未与金属板接触．重力加速度的大小为g .关于微粒在0～T 时间内运动的描述，正确的是( )A ．末速度大小为2v 0B ．末速度沿水平方向C ．重力势能减少了12mgd D ．克服电场力做功为mgd答案：BC6．(2015·新课标全国卷Ⅱ) 如图，一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子在匀强电场中运动，A 、B 为其运动轨迹上的两点，已知该粒子在A 点的速度大小为v 0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B 点时速度方向与电场方向的夹角为30°.不计重力．求A 、B 两点间的电势差．答案：mv 20q7．(2015·四川卷)如图所示，粗糙、绝缘的直轨道OB 固定在水平桌面上，B 端与桌面边缘对齐，A 是轨道上一点，过A 点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小E ＝1.5×106N/C ，方向水平向右的匀强电场．带负电的小物体P 电荷量是2.0×10－6C ，质量m ＝0.25 kg ，与轨道间动摩擦因数μ＝0.4.P 从O 点由静止开始向右运动，经过0.55 s 到达A 点，到达B 点时速度是5 m/s ，到达空间D 点时速度与竖直方向的夹角为α，且tan α＝1.2.P 在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力F 作用，F 大小与P 的速率v 的关系如下表所示．P 视为质点，电荷量保持不变，忽略空气阻力，取g ＝10 m/s 2.求：(1)小物体P 从开始运动至速率为2 m/s 所用的时间；(2)小物体P 从A 运动至D 的过程，电场力做的功．解析：(1)小物体P 的速率从0至2 m/s ，受外力F 1＝2 N ，设其做匀变速直线运动的加速度为a 1，经过时间Δt 1速度为v 1，则F 1－μmg ＝ma 1① v 1＝a 1Δt 1②由①②式并代入数据得Δt 1＝0.5 s ．③(2)小物体P 从速率为2 m/s 运动至A 点，受外力F 2＝6 N ，设其做匀变速直线运动的加速度为a 2，则F 2－μmg ＝ma 2④设小物体P 从速度v 1经过Δt 2时间，在A 点的速度为v 2，则 Δt 2＝0.55 s －Δt 1⑤v 2＝v 1＋a 2Δt 2⑥x 2＝v 3Δt 3⑪设小物体P 从A 点至D 点电场力做功为W ，则W ＝－qE (x 1＋x 2)⑫联立④～⑧，⑩～⑫式并代入数据得W ＝－9.25 J ．⑬答案：(1)0.5 s (2)－9.25 J8．(2014·新课标全国卷Ⅰ)如图，O 、A 、B 为同一竖直平面内的三个点，OB 沿竖直方向，∠BOA ＝60°，OB ＝32OA .将一质量为m 的小球以一定的初动能自O 点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过A 点．使此小球带电，电荷量为q (q >0)，同时加一匀强电场，场强方向与△OAB 所在平面平行．现从O 点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了A 点，到达A 点时的动能是初动能的3倍；若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过B 点，且到达B 点时的动能为初动能的6倍，重力加速度大小为g .求(1)无电场时，小球到达A 点时的动能与初动能的比值；(2)电场强度的大小和方向．(2)加电场后，小球从O 点到A 点和B 点，高度分别降低了d 2和3d 2，设电势能分别减小ΔE p A 和ΔE p B ，由能量守恒及④式得ΔE p A ＝3E k0－E k0－12mgd ＝23E k0⑦ ΔE p B ＝6E k0－E k0－32mgd ＝E k0⑧在匀强电场中，沿任一直线，电势的降落是均匀的．设直线OB 上的M 点与A 点等电势，M 与O 点的距离为x ，如图，则有x 32d ＝ΔE p A ΔE p B ⑨ 解得x ＝d .MA 为等势线，电场必与其垂线OC 方向平行．设电场方向与竖直向下的方向的夹角为α，由几何关系可得α＝30°.⑩即电场方向与竖直向下的方向的夹角为30°.设场强的大小为E ，有qEd cos30°＝ΔE p A ⑪由④⑦⑪式得E ＝3mg 6q.⑫ 答案：(1)73 (2)3mg 6q方向：与竖直向下成30°夹角。
近三年电场高考真题及问题详解
实用标准文案文档大全电场分推试题71.如题3图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线。
两电子分别从a 、b 两点运动到c 点，设电场力对两电子做的功分别为W a 和W b ，a 、b 两点的电场强度大小分别为E a 和E b ，则 A ．W a =W b ，E a >E b B ．W a ≠W b ，E a >E b C ．W a =W b ，E a <E b D ．W a ≠W b ，E a <E b2.（不定项选择题）地球表面附近某区域存在大小为150N/C 、方向竖直向下的电场。
一质量为1.00×l0－4kg 、带电量为－1.00×l0－7C 的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0m 。
对此过程，该小球的电势能和动能的改变量分别为（重力加速度大小取9.80m/s 2，忽略空气阻力）A. －1.50×l0－4J 和9.95×l0－3J B. 1.50×l0－4J 和9.95×l0－3JC. －1.50×l0－4J 和9.65×l0－3J D. 1.50×l0－4J 和9.65×l0－3J3.（双项选择题）如图12所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电量为+Q 的小球P ，带电量分别为-q 和+2q 的小球M 和N ，由绝缘细杆相连，静止在桌面上，P 与M 相距L ，P 、M 和N 视为点电荷，下列说法正确的是 A ．M 与N 的距离大于L B. P 、M 和N 在同一直线上C. 在P 产生的电场中，M 、N 处的电势相同 D ．M 、N 及细杆组成的系统所受合外力为零4.如图所示，平行金属板A 、B 水平正对放置，分别带等量异号电荷。
一带点微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么（ ） A.若微粒带正电荷，则A 板一定带正电荷 B.微粒从M 点运动到N 点电势能一定增加 C.微粒从M 点运动到N 点动能一定增加 D. 微粒从M 点运动到N 点机械能一定增加5.（不定项选择）如图，半径为的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔。
2022年海南省高考物理总复习：电场
2022年海南省高考物理总复习：电场1．如图所示，图中虚线为某静电场中的等差等势线，实线为某带电粒子在该静电场中的运动轨迹，a、b、c为粒子的运动轨迹和等势线的交点，粒子只受电场力作用，以下说法正确的是（）A．a点的电场强度大于b点的电场强度B．粒子在a点的动能比在b点的动能小C．粒子在a点和c点的速度相同D．粒子在b点的电势能比在c点的电势能大【分析】根据等势线的疏密程度判断电场强度。
电场力做功来判断动能大小。
根据速度大小和方向来判断速度是否相同。
根据能量守恒来判断电势能的大小。
【解答】解：A、根据等势线的疏密情况与电场线的疏密情况成正比，可知a点的电场强度小于b点的电场强度，故A错误。
B、根据粒子运动的轨迹，粒子所受合外力指向曲线凹侧，且与等势线垂直，电场力与速度方向夹角小于90°，粒子加速度，故a点动能比b点动能小，故B正确。
C、根据粒子的运动轨迹可知a、c在同一等势线上，电场力做功为零，速度大小不变，但是方向不同，故C错误。
D、粒子在电场中运动能量守恒，由B选项可知，从a到b动能增加，电势能减小，即粒子在b点的电势能比在a点的电势能小，a与c在同一等势线上，则粒子在b点的电势能比在c点的电势能小，故D错误。
故选：B。
【点评】明确电场力做功对应动能的变化，判断电势能的变化，题中没有告诉粒子电性，所以只能通过做功的正负来判断能量的变化。
2．如图所示，空间有一水平方向匀强电场，一个带电微粒在竖直平面内以某一初速度沿直线由M运动到N．下列说法正确的是（）A．该微粒运动过程中机械能守恒B．该微粒做匀速直线运动C．运动过程中该微粒的动能减小，重力势能增大、电势能增大D．只改变初速度该微粒不能沿直线由N运动到M【分析】A、由题意，结合运动状态，可以判断微粒除重力外还受电场力作用；BC、根据受力分析，结合功能关系，可以判断动能、重力势能和电势能的变化；D、改变初速度但受力不变，故微粒可以沿直线由N到M。
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《电场》高考题型分析摘要：关于电场方面的知识的考查是每年高考的热点，从内容上看，有电场强度、电势、电势能等基本概念方面的考查，有力电综合应用方面的考查；从题型上看，单独考查电场中一些概念的试题多以选择题的形式出现，而电场知识与磁场、力学规律综合时多以计算题形式考查。
今对近三年关于电场方面的全国高考试题作一个分析，供大家备考时参考。
关键词：电场强度，电势，电势能，电场力做功，类平抛运动，加速减速运动，匀速圆周运动电场强度是描述电场力的性质的物理量。
电场线可以形象地描述电场，电场线越密的地方，电场强度就越大，带电粒子所受的电场力就越大。
电势是描述电场能的性质的物理量，顺着电场线的方向电势逐渐降低，电场力做功，带电粒子的电势和电势能会发生变化。
在历年的高考中，有关电场方面的考试题每年都有，是高考的热点。
从内容上看，有电场强度、电势、电势能等基本概念方面的考查，有力电综合应用方面的考查；从题型上看，单独考查电场中一些概念的试题多以选择题的形式出现，如全国高考理综卷，而电场知识与磁场、力学规律综合时多以计算题形式考查，且以压轴题的方式出现，如物理单科考试的省份。
今对近三年全国各地的高考试题关于电场方面的考题作了一个分析，供大家在高考复习时参考。
一、基本概念方面的考查电场中基本概念主要有：电场强度、电势和电势能等概念。
与电场强度概念相联系又有电场力和带电粒子运动的加速度等问题，与电势和电势能概念相联系的又有电场力做功及其形式的能量变化等问题。
基本概念方面的考查的方式有：只考查一个概念的，同时考查二个概念的和同时考查几个概念以及相联系的其它问题的。
1．求电势或比较电势的高低例1（2009年高考宁夏卷）空间有一均匀强电场，在电场中建立如图1所示的直角坐标系O-xyz，M、N、P为电场中的三个点，M点的坐标（0，a，0），N点的坐标为（a，0，0），P点的坐标为。
已知电场方向平行于直线MN，M点电势为0，N点电势为1V，则P 点的电势为（）A． B． C． D．解析：参照空间立体图，作出P点在xOy平面内的投影点为P’， M、N、P’三点在xOy 平面的相对位置如图2所示，由于电场方向平行于直线MN，作出电场线方向如图所示，O1为MN的中点，过O1作O N的垂线交O N于A点，连A P’与MN相交于O2点，A P’⊥MN，则A 、O2、P’三点电势相等，由于，则，则，P与P’电势也相等，故P点的电势为，正确的选项为D。
点评：本题通过巧妙的方法先作出等势面，再利用匀强电场中，两点间的电势差与电场强度的关系为，沿同一方向两点间的电势差与距离成正比。
训练题：（2008年海南卷）如图3所示，匀强电场中有A．B．c三点．在以它们为顶点的三角形中，∠a＝30°、∠c＝90°,．电场方向与三角形所在平面平行．已知A．b和c点的电势分别为V、V和2 V．该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为（）A．V、V B．0 V、4 VC．V、 D．0 V、V答案：B例2（2010年江苏卷）空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图4所示。
下列说法正确的是（）A．O点的电势最低B．x2点的电势最高C．x1和-x1两点的电势相等D．x1和x3两点的电势相等解析：题中虽给出了电场强度E随x变化关系图像，但并没有给出其方向，所以不能判断哪一点电势高低。
由于沿x轴对称分布，某一电荷从－x1到x1电场力做功一定是一正一负，总功为零，故－x1与x1两点的电势相等，正确的选项为C。
点评：电势的高低可根据电场线的方向进行判断，顺着电场线的方向电势逐渐降低；还可以根据电场力做功进行判断，电场力做正功时，移动正电荷，电势由高到低，移动负电荷，电势由低到高，电动不做功，电势相等。
2．电场强度大小变化关系判断及探究例3（2009年上海卷）两带电量分别为q和－q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图5中的（）解析：根据题意画出等量异种点电荷的电场线分布图，如图6所示，由图可知，靠近两点电荷电场强度较大，中点的最小，但不是零，因此正确的选项为A。
点评：电场线能形象化地描述电场，电场线某点的切线方向为该点的电场强度方向，电场线的稀密表示电场强度的大小。
例4（2010年福建卷）物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需要通过一定的分析就可以判断结论是否正确。
如图7所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为R1和R2的圆环，两圆环上的电荷量均为q（q＞0），而且电荷均匀分布。
两圆环的圆心O1和O2相距为2a，联线的中点为O，轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r（r＜a）。
是分析判断下列关于A点处电场强度大小E的表达式（式中k为静电力常量）正确的是（）A．B．C．D．解析：两个带电圆环在A点的强场的计算，在中学阶段计算非常复杂，但此题可由一些特殊方法，进行分析与比较亦能很快得出正确的结果。
由点电荷的场强公式可知，电场强度的单位由静电力常量、电荷量和距离的单位三者的乘积，只有BD正确，排除AC选项。
当两圆环之间距离远大于两圆环的半径时，可将两带电圆环看成点电荷，A点的电场为，正是D选项的化简，故正确的选项为D。
点评：此题中的带电圆环不能看作点电荷，利用微元法方能计算出A点的场强，但非常复杂，利用量纲分析法和极限分析法却非常简单。
训练题：（2009年北京卷）如图8所示，为一个内、外半径分别为R1和R2的圆环状均匀带电平面，其单位面积带电量为σ。
取环面中心O为原点，以垂直于环面的轴线为x轴。
设轴上任意点P到O点的距离为x，P点电场强度的大小为E。
下面给出E的四个表达式（式中k为静电力常量），其中只有一个是合理的。
你可能不会求解此处的场强E，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。
根据你的判断，E的合理表达式应为（）A．B．C．D．答案：B3．比较电场强度大小与电势的高低关系例5（2010年上海卷）三个点电荷电场的电场线分布，如图9所示，图中a、b两点出的场强大小分别为E A．E b，电势分别为υA．υb，则（）A． E a＞E b，υa＞υbB． E a＜E b，υa＜υbC．E a＞E b，υa＜υbD． E a＜E b，υa＞υb解析：根据电场线的稀密表示场强大小，顺着电场线的方向电势逐渐降低，正确的选项为C。
点评：对于给定的电场可以根据电场线的稀密来判断电场强度的大小，根据电场线的方向判断电势的高低。
训练题：（2008年江苏卷）如图10所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC,电场中的A、B、C三点的场强分别为E A、E B、E C，电势分别为υA．υB．υC，AB、BC间的电势差分别为U AB．U BC,则下列关系中正确的有（）A．υA＞υB＞υC B．E C＞E B＞E AC．U AB＜U BC D．U AB=U BC答案：ABC4．电场强度与电势差的关系例6（2010年安徽卷）如图11所示，在xOy平面内有一个以O为圆心，半径R=0．1m 的圆，P为圆周上的一点，O，P两点连线与x轴正方向的夹角为θ。
若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E=100V/m，则O、P两点的电势差可表示为（）A．VB．VC．VD．V解析：由得，V，则V，正确的选项为A。
点评：匀强电场中，电势差与电场强度的关系为，式中d为两点沿电场方向间的距离。
5．比较电场强度与电势能的关系例7（2009年山东卷）如图12所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q和－Q，x轴上的P点位于的右侧。
下列判断正确的是（）A．在x轴上还有一点与P点电场强度相同B．在x轴上还有两点与P点电场强度相同C．若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能增大D．若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能减小解析：画出等量异种点电荷的电场线，如图13所示，由电场线的特征可知，在x轴上和P点关于原点O对称的C点的电场强度与P点电场强度相同。
若将一试探电荷+q从P点移至O点，电场力先做正功后做负功，所以电势能先减小后增大，一般规定，无穷远处电势为零，过O点的中垂线电势为零，所以试探电荷+q在P点电势能为负值，移至O点时电势能为零，所以电势能增大，故正确的选项为AC。
点评：电场线能形象地描述电场，对于一些常用的电场线分布一定要熟记。
电场力做功与电势能的变化有着密切联系，电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加。
训练题：（2008年山东卷）如图14所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷＋Q，在x轴上C 点有点电荷－Q，且CO=OD ,∠ADO=60°。
下列判断正确的是（）A．O点电场强度为零B．D点电场强度为零C．若将点电荷＋q 从O移向C，电势能增大D．若将点电荷—q从O 移向C，电势能增大答案：BD。
6．比较电势高低及电势能的变化关系例8（2009年安徽卷）在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的abcd，顶点A．c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图15所示。
若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动。
粒子从b点运动到d点的过程中（）A．先作匀加速运动，后作匀减速运动B．先从高电势到低电势，后从低电势到高电势C．电势能与机械能之和先增大，后减小D．电势能先减小，后增大解析：画出ac处等量正点电荷的电场线，如图16所示，由于不是匀强电场，带负电的粒子受到的电场力是变力，加速度是变化的，不可能作匀加速运动或匀减速运动。
由等量正电荷的电场分布知道，在两电荷连线的中垂线O点的电势最高，所以从b到d，电势是先增大后减小，由于只有电场力做功，所以只有电势能与动能的相互转化，故电势能与机械能的和守恒，由b到O电场力做正功，电势能减小，由O到d电场力做负功，电势能增加，所以正确的选项为D。
点评：电场强度不变时，电场力就不变，带电粒子就做匀变速运动。
带电粒子在电场中，由于电场力做功，机械能不守恒，但机械能与电势能的总和不变。
7．比较电场强度、电场力大小和电场力做功关系例9（2009年江苏卷）空间某一静电场的电势υ在轴上分布如图17所示，轴上两点B．C的电场强度在方向上的分量分别是E Bx、E Cx，下列说法中正确的有（）A．E Bx的大小大于E Cx的大小B．E Bx的方向沿轴正方向C．电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大D．负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功解析：图象的斜率为可知， B．C两点的电场强度关系为E Bx＞E Cx，O点场强最小为零，但电势最大，故B点的电场强度方向沿x轴负方向，C点的电场强度方向沿x轴正方向，负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功。
故正确的选项为AD。