高考物理命题分析专题(含解析)：电场知识的实际应用

高频考点：静电的应用（静电除尘、静电复印、静电喷漆、避雷针等）、电容式传感器的应用、示波管等。

动态发布：2010浙江理综第15题、2011广东理综第21题、2010全国新课标理综第17题、2010高考海南物理第11题、2011浙江理综卷第25题、2010重庆理综第18题2011安徽理综第18题
命题规律：电场知识的实际应用，是高考考查的重点，高考命题常以新情境来考查，而且经常与其他知识综合出题。

单独考查的题型一般为选择题，综合其它知识考查的一般为计算题，难度中等。

命题分析
考查方式一常识性综合考查
【命题分析】常识性综合考查的选择题一般综合性较强，难度不大。

例1（2010浙江理综第15题）. 请用学过的电学知识判断下列说法正确的是
A. 电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B. 制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C. 小鸟停在单根高压输电线上会被电死
D. 打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险
【解析】电工穿金属衣可使电流从衣服中通过，人体中不通过电流，选项A错误；制作汽油桶的材料用金属可使与空气摩擦产生的静电流入地下，减少静电积累，因此制作汽油桶的材料用金属比用塑料好，选项B正确；小鸟停在单根高压输电线上，两脚之间的电压几乎为零，没有电流从小鸟上通过，所以小鸟不会被电死，选项C错误；打雷时，由于汽车是良导体，云层中的静电可通过汽车放电，呆在汽车里的人不会受到雷击，所以呆在汽车里比呆在木屋里要安全，选项D错误。

【答案】：B
【点评】要用电学知识分析判断各种说法的正确与否。

考查方式二.静电除尘
【命题分析】静电除尘是除尘的常用方法，高考对静电除尘的考查频率较高，单独考查的一般为选择题，难度中等；与其它知识综合考查的为计算题，难度较大。

【点评】此题考查静电除尘器除尘机理。

例3（2010全国新课标理综第17题）.静电除尘器是目前普遍采用的
一种高效除尘器。

.某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中
直线ab为该收尘板的横截面。

.工作时收尘板带正电，其左侧的电场
线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后
落在收尘板上。

.若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的
运动轨迹，下列4幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)
【解析】根据电场线的切线方向表示电场强度方向，带负电的粉尘所受电场力的方向为电场线的切线的反方向。

原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，只可能是图A所示。

【答案】A
【点评】只有当电场线为直线，初速度为零的带电粒子运动轨迹才与电场线重合。

若带电粒子初速度不为零，则带电粒子一定向所受力的方向偏转；若电场线为曲线，带电粒子初速度为零，则带电粒子在电场力方向加速后一定向所受力的方向偏转。

例4（2010高考海南物理第11题）利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘．静电除尘器由金属管A 和悬在管中的金属丝B 组成，A 和B 分别接到高压电源正极和负
极，其装置示意图如右图所示．A 、B 之间有很强的电场，距B 越近，场强
__________(填：“越大”或“越小”)。

B 附近的气体分子被电离成为电子和正
离子，粉尘吸附电子后被吸附到_______（填“A”或“B”）上，最后在重力作
用下落入下面的漏斗中．
【解析】：金属管A 和悬在管中的金属丝B 由于分别接到高压电源正极和负
极，之间形成的电场的电场线俯视图如图所示，由电场线的疏密可
判断越靠近金属丝B ，电场线越密，场强越大；粉尘吸附电子后带负电，因此向带正电的金属管A 运动。

【答案】越大 A
【点评】此题考查静电的应用——静电除尘。

例5.（2011浙江理综卷第25题）如图甲所示，静电除尘装置中有一长为L 、宽为b 、高为d 的矩形通道，其前、后面板使用绝缘材料，上、下面板使用金属材料。

图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连。

质量为m 、电荷量为-q 、分布均匀的尘埃以水平速度v 0进入矩形通道，当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。

通过调整两板间距d 可以改变收集频率η。

当d=d 0时η为81%（即离下板0.81d 0范围内的尘埃能够被收集）。

不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。

（1） 求收集效率为100%时，两板间距的最大值为d m ；
（2） 求收集率η与两板间距d 的函数关系；
（3） 若单位体积内的尘埃数为n ，求稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量/M t ∆∆
与两板间距d的函数关系，并绘出图线
【解析】.（1）收集效率为81%，即离下板0.81d0的尘埃恰好到达下板的右端边缘。

设高压电源电压为U，则在水平方向有L=v0t，○1
在竖直方向有0.81d0=1
2
at2，○2
（3）稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量为△M/△t=ηnmbdv0。

当d≤0.9 d0时，η=1，因此△M/△t= nmbdv0。

当d>0. 9 d0时，η=0.81
2
d
d
⎛⎫
⎪
⎝⎭
,因此△M/△t=0.81nmbv0
2
d
d。

绘出的图线如下。

【点评】此题考查的综合性强，难度较大。

考查方式三. 电容式话筒
【命题分析】高考对电容式话筒的原理难度一般不大。

【点评】：人对着话筒说话时，声音信号转化为MN两端的电压信号。

考查方式四.示波管
【命题分析】高考对示波管的考查难度中等。

例7（2011安徽理综卷第18题）图（a）为示波管的原理图。

如果在电极YY’之间所加的电压按图（b）所示的规律变化，在电极XX’之间所加的电压按图（c）所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是
解析：带电粒子在电场中的运动等知识点。

由电极YY’之间所加的电压按图（b）所示的规律变化可知，在y方向图形从y=0开始且向+y方向运动；由在电极XX’之间所加的电压按图（c）所示的规律变化可知，在x方向图形从-x半个周期开始，所以在荧光屏上会看到的图形是B。

【答案】：B
【点评】此题考查示波管的原理。