【高中物理错题集】第8章 电场错题集
高中物理易错题精选(含答案有解析分章节)
⾼中物理易错题精选(含答案有解析分章节)⾼考物理易错题精选讲解1:质点的运动错题集⼀、主要内容本章内容包括位移、路程、时间、时刻、平均速度、即时速度、线速度、⾓速度、加速度等基本概念,以及匀变速直线运动的规律、平抛运动的规律及圆周运动的规律。
在学习中要注意准确理解位移、速度、加速度等基本概念,特别应该理解位移与距离(路程)、速度与速率、时间与时刻、加速度与速度及速度变化量的不同。
⼆、基本⽅法本章中所涉及到的基本⽅法有:利⽤运动合成与分解的⽅法研究平抛运动的问题,这是将复杂的问题利⽤分解的⽅法将其划分为若⼲个简单问题的基本⽅法;利⽤物理量间的函数关系图像研究物体的运动规律的⽅法,这也是形象、直观的研究物理问题的⼀种基本⽅法。
这些具体⽅法中所包含的思想,在整个物理学研究问题中都是经常⽤到的。
因此,在学习过程中要特别加以体会。
三、错解分析在本章知识应⽤的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:对要领理解不深刻,如加速度的⼤⼩与速度⼤⼩、速度变化量的⼤⼩,加速度的⽅向与速度的⽅向之间常混淆不清;对位移、速度、加速度这些⽮量运算过程中正、负号的使⽤出现混乱:在未对物体运动(特别是物体做减速运动)过程进⾏准确分析的情况下,盲⽬地套公式进⾏运算等。
例1 汽车以10 m/s 的速度⾏使5分钟后突然刹车。
如刹车过程是做匀变速运动,加速度⼤⼩为5m/s 2 ,则刹车后3秒钟内汽车所⾛的距离是多少?【错解】因为汽车刹车过程做匀减速直线运动,初速v 0=10m/s 加速度a=5m/s 2,据S=2021at t v -,则位移S=9521310??-?=7.5(m )。
【错解原因】出现以上错误有两个原因。
⼀是对刹车的物理过程不清楚。
当速度减为零时,车与地⾯⽆相对运动,滑动摩擦⼒变为零。
⼆是对位移公式的物理意义理解不深刻。
位移S 对应时间t ,这段时间内a 必须存在,⽽当a 不存在时,求出的位移则⽆意义。
由于第⼀点的不理解以致认为a 永远地存在;由于第⼆点的不理解以致有思考a 什么时候不存在。
第八章 电场错题集
第八章电场错题集一、主要内容本章内容包括电荷、电场、电场力、电场强度、电场线、电势、电势差、电场力功、电容器、电容的定义和平行板电容器电容的决定条件等基本概念,以及库仑定律、静电感应、电场强度与电势差的关系、带电粒子在电场中的运动规律等。
二、基本方法本章涉及到的基本方法有,运用电场线、等势面几何方法形象化地描述电场的分布;将运动学动力学的规律应用到电场中,分析解决带电粒子在电场中的运动问题、解决导体静电平衡的问题。
本章对能力的具体要求是概念准确,不乱套公式懂得规律的成立条件适用的范围。
从规律出发进行逻辑推理,把相关知识融会贯通灵活处理物理问题。
三、错解分析在本章知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:不善于运用电场线、等势面为工具,将抽象的电场形象化后再对电场的场强、电势进行具体分析;对静电平衡内容理解有偏差;在运用力学规律解决电场问题时操作不规范等。
例1 如图8-1所示,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹,若电荷是从a处运动到b处,以下判断正确的是: [ ]A.电荷从a到b加速度减小B.b处电势能大C.b处电势高D.电荷在b处速度小【错解】由图8-1可知,由a→b,速度变小,所以,加速度变小,选A。
因为检验电荷带负电,所以电荷运动方向为电势升高方向,所以b处电势高于a点,选C。
【错解原因】选A的同学属于加速度与速度的关系不清;选C的同学属于功能关系不清。
【分析解答】由图8-1可知b处的电场线比a处的电场线密,说明b处的场强大于a 处的场强。
根据牛顿第二定律,检验电荷在b处的加速度大于在a处的加速度,A选项错。
由图8-1可知,电荷做曲线运动,必受到不等于零的合外力,即Fe≠0,且Fe的方向应指向运动轨迹的凹向。
因为检验电荷带负电,所以电场线指向是从疏到密。
再利用“电场线方向为电势降低最快的方向”判断a,b处电势高低关系是U a>U b,C选项不正确。
根据检验电荷的位移与所受电场力的夹角大于90°,可知电场力对检验电荷做负功。
高中物理错题集
高中物理错题集例1、如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向上共受三个力,F1,F2和摩擦力,处于静止状态。
其中F1=10N,F2=2N.若撤去力F1则木块在水平方向受到的合外力为()A。
10N向左 B.6N向右 C.2N向左 D.0【错解】木块在三个力作用下保持静止。
当撤去F1后,另外两个力的合力与撤去力大小相等,方向相反。
故A正确。
【错解原因】造成上述错解的原因是不加分析生搬硬套运用“物体在几个力作用下处于平衡状态,如果某时刻去掉一个力,则其他几个力的合力大小等于去掉这个力的大小,方向与这个力的方向相反”的结论的结果。
实际上这个规律成立要有一个前提条件,就是去掉其中一个力,而其他力不变.本题中去掉F1后,由于摩擦力发生变化,所以结论不成立。
【分析解答】由于木块原来处于静止状态,所以所受摩擦力为静摩擦力.依据牛二定律有F 1—F2—f=0此时静摩擦力为8N方向向左。
撤去F1后,木块水平方向受到向左2N的力,有向左的运动趋势,由于F2小于最大静摩擦力,所以所受摩擦力仍为静摩擦力。
此时—F2+f′=0即合力为零。
故D选项正确。
【评析】摩擦力问题主要应用在分析物体运动趋势和相对运动的情况,所谓运动趋势,一般被解释为物体要动还未动这样的状态。
没动是因为有静摩擦力存在,阻碍相对运动产生,使物体间的相对运动表现为一种趋势。
由此可以确定运动趋势的方向的方法是假设静摩擦力不存在,判断物体沿哪个方向产生相对运动,该相对运动方向就是运动趋势的方向。
如果去掉静摩擦力无相对运动,也就无相对运动趋势,静摩擦力就不存在。
例2 如图所示水平放置的粗糙的长木板上放置一个物体m,当用于缓慢抬起一端时,木板受到的压力和摩擦力将怎样变化?【错解】以木板上的物体为研究对象。
物体受重力、摩擦力、支持力。
因为物体静止,则根据牛顿第二定律有错解一:据式②知道θ增加,f增加。
错解二:另有错解认为据式②知θ增加,N减小则f=μN说明f减少。
高中物理错题集
高中物理错题集物理是一门理科基础课程,也是考试中的一个难点。
许多同学在学习物理的过程中会遇到各种各样的难题,今天我们就来针对一些高中物理常见的错题进行集中讲解。
1. 错题一:在下面的物理实验中,哪项实验中不可能产生永磁体?A. 用磁铁在螺线管上产生电流B. 用交流电产生磁场C. 用直流电通过一根导线产生磁场D. 用交流电产生电场解析:答案为D。
根据法拉第电磁感应规律,只有当磁场的磁通量随时间变化时才会在周围产生感应电场。
而在D选项中,用交流电产生的电场并没有磁场随时间变化,因此不可能产生永磁体。
2. 错题二:下面哪个物理现象不能用经典物理学来解释?A. 双缝干涉B. 光的光子效应C. 光的波动性D. 电子的波粒二象性解析:答案为B。
经典物理学无法解释光的光子效应,这一现象需要用到光的粒子性来解释,即光子的理论。
双缝干涉、光的波动性以及电子的波粒二象性都可以通过经典物理学或量子物理学来解释。
3. 错题三:在光的折射现象中,下列哪种说法是正确的?A. 光线从光密介质射入光疏介质,入射角越大,折射角也越大B. 光线从光密介质射入光疏介质,入射角越大,折射角越小C. 光线从光疏介质射入光密介质,入射角越大,折射角也越大D. 光线从光疏介质射入光密介质,入射角越大,折射角越小解析:答案为B。
根据折射定律,光线从光密介质射入光疏介质时,入射角越大,折射角越小。
光线从光疏介质射入光密介质时,入射角越大,折射角越大。
4. 错题四:在下列哪个现象中,不涉及能量的转化?A. 摩擦力做功使机械能减小B. 摆线运动中动能和势能的转化C. 光合作用中太阳能转化为化学能D. 弹簧振子的机械能守恒解析:答案为B。
摆线运动中,动能和势能会不断地相互转化,能量在系统内部进行转化,并不会产生能量的减少或增加。
其他选项中都涉及能量的转化过程。
5. 错题五:下列哪种说法表达了质子的性质?A. 质子质量与中子相等B. 质子带正电荷,质量接近中子C. 质子质量小于中子,且为正电荷D. 质子重子重带正电解析:答案为B。
高三物理“电场”易错题错解分析
“电场”错解分析吴强 (山东省泰山外国语学校,山东 泰安 271000)一、易错点扫描电场一章的概念多、规律多,在科技、生产、生活实践中的应用广。
本章的知识在高考中既有单独考查,又有与力学和电学的综合考查,单独考查时题型多为选择题,综合考查时多为计算题。
在答题的过程中常出现如下错误1、对库仑定律内容的理解和应用易错。
2、对描述电场性质的场强、电势、电场线、等势面之间的关系易错。
3、对电场线、等势面、带电粒子的运动轨迹易混,电场力对带电粒子做功引起电势能的变化易错。
4、对电容器的两类问题模糊不清,弄不清变量和不变量与电容、电压、电容器所带电量和板间电场强度间的关系。
5、判断带电粒子在电场中运动时,不清楚各种电荷形成的电场分布及特征,混淆匀强电场忽然其他电场; 忽略重力,对物理过程分析不全面、不细致,不能结合运动过程进行受力分析,不能将曲线运动的相关知识和方法进行迁移而出现错误。
6、思维不全,导致漏解。
二、范例剖析例1.如图1所示,真空中AB 两个点电荷的电量分别为+Q 和+q ,放在光滑的绝缘的水平面上,AB 之间用绝缘的轻弹簧连接。
当系统平衡时,弹簧的伸长量为0x .设弹簧均在弹性限度内,则A.保持Q 不变,将q 变为3q ,平衡时弹簧的伸长量等于30xB.保持q 不变,将Q 变为3Q ,平衡时弹簧的伸长量小于30xC.保持Q 不变,将q 变为-q ,平衡时弹簧的缩短量等于0xD.保持q 不变,将Q 变为-Q ,平衡时弹簧的缩短量小于0x典型错误: 选AC错解分析:由库仑定律和胡克定律得,当电荷量为q 时,电荷间的库仑力0/2x k r Qq kF ==,当电荷量为3q 时,电荷间的库仑力x k rQq k F /213==,解得03x x =.当q 变为-q 时,电荷间的库仑力//22x k r Qq k F ==,解得0/x x =.即选项AC 正确.出现上述错误的原因是:把电荷间的距离误认为不变,在应用库仑定律时一定要注意这个动态变化过程,当电荷量发生变化时,有时可能引起电荷间距离的变化.正确解答:设弹簧的原长为l ,由库仑定律和胡克定律得,当电荷量为q 时,0/20)(x k x l Qq k F =+=;当电荷量为3q 时,设弹簧的伸长量为x ,x k x l Qq k F /21)(3=+=由上述两式得,3)()(32200<++=x l x l x x ,即03x x <.同理有,//2/2)(x k x l Qq k F =-=,1)()(2/200/>-+=x l x l x x ,即0/x x >.故选项B 正确. 归纳拓展:在应用库仑定律判断或计算时要注意:①库仑定律的适用范围:库仑定律只适用于真空中的点电荷.②在电荷间的距离不变的情况下,库仑力与电荷量的乘积成正比,当电荷量变化时往往距离也随之变化,③21rF ∝与万有引力类似,遵守平方反比率,注意两个定律的区别和联系.例2.(2008年·山东)如图2所示,在y 轴上关于0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=600。
物理错题集解析
高二第一次月考物理错题集解析1、知识点:库仑定律正确答案:B2、知识点:曲线运动,电场力正确答案:A3、知识点:牛顿第二定律,点电荷的电场,电场的叠加正确答案:BC4、知识点:点电荷的电场,电场力做功,电势能,等势面正确答案:ABD5、知识点:点电荷的电场,电场的叠加,静电平衡正确答案:向左6、知识点:电势差与场强的关系,电容,电容器的动态分析正确答案:变大变大不变7、知识点:电势差,电势差与场强的关系正确答案:解:(2)正电荷q从a到b和从a到c,电场力做功相等,由W=qU 知,Uab=Uac,则b、c处在同一个等势面上,根据电场线与等势面垂直知,场强沿ac方向垂直指向bc由和d=d ab cos 37°得8、知识点:平衡条件的应用,牛顿第二定律,动能定理,电势差与场强的关系正确答案:解:(1)小球受到电场力qE、重力mg和线的拉力作用处于静止,根据共点力平衡条件有解得:E=1000N/C(2)U AC=-El=-1000×0.8V =-800V(3)小球从A点运动到C点的过程,根据动能定理有设小球在最低点时细线对小球的拉力为T,根据牛顿第二定律有解得:T=6 N9、知识点:牛顿第二定律,带电粒子在电场中的偏转正确答案:解:(1)粒子刚进入平行板时,两极板不带电,粒子做的是平抛运动,则有:水平方向有:竖直方向有:解得:v0=4m/s(2)由于带电粒子的水平位移增加,在板间的运动时间变大,而竖直方向位移不变,所以在竖直方向的加速度减小,所以电场力方向向上,又因为是正电荷,所以上极板与电源的负极相连,当所加电压为U1时,微粒恰好从下板的右边缘射出,则有:根据牛顿第二定律得:解得:U1=300V当所加电压为U2时,微粒恰好从上板的右边缘射出,则有:根据牛顿第二定律得:解得:U2=500V所以所加电压的范围为:300V≤U≤500V。
高中物理电场试题及答案解析
高中物理电场试题及答案解析一、选择题1. 电场强度的定义式是:A. E = F/qB. E = q/FC. E = FqD. E = Fq/q答案:A解析:电场强度E定义为单位正电荷在电场中受到的电场力F与该电荷量q的比值,即E = F/q。
2. 一个点电荷Q产生电场的电场线分布是:A. 从Q向外发散B. 从无穷远处指向QC. 从Q向无穷远处发散D. 以上都是答案:C解析:点电荷Q产生的电场线从Q向无穷远处发散,正电荷向外发散,负电荷向内收敛。
二、填空题1. 电场线从正电荷出发,终止于________。
答案:无穷远处或负电荷2. 电场中某点的场强为E,若将试探电荷加倍,则该点的场强为________。
答案:E三、计算题1. 一个点电荷q = 2 × 10⁻⁸ C,求它在距离r = 0.1 m处产生的电场强度。
答案:E = k * q / r²E = (9 × 10⁹ N·m²/C²) * (2 × 10⁻⁸ C) / (0.1 m)²E = 1800 N/C解析:根据点电荷的电场强度公式E = k * q / r²,代入数值计算即可得到答案。
2. 一个带电粒子的质量为m = 0.01 kg,带电量为q = 1.6 ×10⁻¹⁹ C,它在电场强度为E = 3000 N/C的电场中受到的电场力是多少?答案:F = q * EF = (1.6 × 10⁻¹⁹ C) * (3000 N/C)F = 4.8 × 10⁻¹⁶ N解析:根据电场力的公式F = q * E,代入已知的电荷量和电场强度即可计算出电场力。
结束语:通过本试题的练习,同学们应该对电场强度的定义、点电荷产生的电场线分布以及电场力的计算有了更深入的理解。
希望同学们能够掌握这些基本概念和计算方法,为进一步学习电场的相关知识打下坚实的基础。
2023-2024学年高中物理上海版高二上第8章 电场单元测试(含答案解析)
2023-2024学年上海版高中物理单元测试学校:__________ 班级:__________ 姓名:__________ 考号:__________注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;2.请将答案正确填写在答题卡上;一、选择题(本大题共计9小题,每题3分,共计27分)1.关于电荷的说法正确的是()A. 电荷量很小的电荷就是元电荷B. 点电荷是一种理想化模型,实际不存在C. 质子和正电子都是元电荷D. 物体所带的电荷量可以是任意值【答案】B【解析】解: A.元电荷是最小的电量单位,电荷量很小的电荷不是元电荷,选项 A错误;B.点电荷是一种理想化模型,实际不存在,选项 B正确;C.质子和正电子都带元电荷的电量,但不是元电荷,选项 C错误;D.物体所带的电荷量必须是元电荷的整数倍,不可以是任意值,选项 D错误;故选 B.2.静电除尘原理是设法使空气中的尘埃带电,在静电力作用下,尘埃到达电极而被收集起来。
如图所示,静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成,A、B间接有高压电源,它们之间形成很强的电场,能使空气中的气体分子电离,进而使通过除尘器的尘埃带电,最后被吸附到正极A上。
下列选项正确的是()A. 收集器A吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了正电B. 收集器A吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了负电C. 收集器A和电离器B之间形成的是匀强电场D. 静电除尘过程是机械能向电场能转化的过程【答案】B【解析】AB、电极A,之间产生了很强的电场,电子被粉尘吸附,被正极A吸引,B正确;C 、越靠近线状电离器B,所以收集器A和电离器B之间形成的不是匀强电场;D、带负电的粉尘在电场力的作用下加速,电势能减小,所以应该是静电除尘过程是电势能向机械能转化的过程。
3.如图所示,为一带负电的油滴在匀强电场中运动的轨迹,其轨迹在竖直平面(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.由此可判断()A. 电场的方向竖直向上B. Q点的电势比P点低C. 油滴在Q点的电势能比它在P点的大D. 油滴在Q、P两点的加速度大小相等【答案】D【解析】4.在一点电荷电场中a、b两点电场强度的方向如图所示,现将一带负电的粒子以某一初速度由a射出,仅在电场力作用下运动到b,忽略空气阻力及重力,则下列说法正确的是()A. 该点电荷可能带负电B. a、b两点的电场强度E_ alt 3E_ bC. 该粒子在a、b两点的动能E_\ kalt E_\ kbD. 该粒子在a、b两点的电势能E_\ palt E_\ pb【答案】D【解析】解:由点电荷的电场分布特点,可知该点电荷一定带正电,故 A错误;将a、b两点的电场方向反向延长,交于O点,则O点即为点电荷所在位置,则有a 点到O点的距离R_a=L_a\cos60^\circ =\dfrac12L_ab,b点到O点距离R_b=L_b\cos30^\circ =\dfrac\sqrt32L_ab,根据点电荷的场强公式E=\dfrackQr^2,可得\dfracE_aE_b=\dfracr^2_br^2_a=(\dfrac\sqrt32)^2:(\dfrac12)^2=\dfrac31,故E_a=3E_b,故 B错误;在正电荷的周围越靠近场源电势越高,故有\varphi _a\gt \varphi _b,a点的电势高,负电荷在电势高处的电势能小,即E_ pa\lt E_ pb,带负电粒子在a、b两点的动能E_ka\lt E_ kb,故 C错误、 D正确.故选 D.5.如图所示,两个固定的等量异种点电荷,O是它们连线的中点,在它们连线的某条垂线上有A、B、C三点,AB与BC间的距离相等,其中C点是交点,则()A. \A 、B、C三点的场强方向相同B. \A 、B、C三点与无穷远处电势相等C. \A 点的电势比B点的电势高D. 把带正电的粒子从A点移到B点电场力做的功大于从B点移到C点电场力做的功【答案】C【解析】6.关于电场强度、电势和电势能,下列说法中正确的是()A. 在电场中,电势高的地方,电荷在该点具有的电势能就大B. 在电场中,电势高的地方,放在该点的电荷的电荷量越大,它所具有的电势能也越大C. 在电场中电势高的点,电场强度一定大D. 负电荷所产生的电场中的任何一点上,正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能【答案】D【解析】解: A.根据电势能公式E_ p= q\varphi 知:正电荷在电势越高的地方,其电势能越大,负电荷在电势越高的地方,其电势能越小,故 A错误.B.根据电势能公式E_ p= q\varphi 知:在电场中,电势高的地方,放在该点的正电荷的电荷量越大,电势能越大,放在该点的负电荷的电荷量越大,电势能越小,故 B错误.C .电场线密的地方,电场强度大,电场线疏的地方电场强度小,可知电势高的地方电场强度不一定大,故 C错误.D.取无穷远电势为零,则在负的点电荷所产生的电场中的任何一点的电势均为负值,由E_ p= q\varphi 知正电荷所具有的电势能为负值,负电荷所具有的电势能为正值,所以正电荷在某点所具有的电势能一定小于负电荷在该点所具有的电势能,故 D正确.故选: D.7.雨季乌云滚滚,常有雷电发生,这是因为()A. 乌云滚滚,摩擦生热B. 带有相同电荷的云团相遇相互作用C. 乌云将积蓄的大量太阳能一下子释放出来D. 带有异种电荷的云团之间或云团与地面之间产生放电现象【答案】D【解析】解:两块云团相互摩擦的结果会使云团带上异种电荷,带有异种电荷的云团相遇发生相互作用,产生雷电;或者带电的云团与地面之间形成高电势差时,产生放电现象,故ABC错误,D正确.故选D.8.如图所示,平面直角三角形ABC中\angle A=30^\circ,D、E分别是AB和BC的中点,平面内有一点电荷,若A、B、C、E四点的电势满足\varphi_A=\varphi_B=\varphi _C\lt\varphi_E,以下说法中正确的是()A. 该点电荷一定带负电B. D点电势比E点电势低C. 一带负电的电荷从B点沿BA移到A点,电势能逐渐减小D. D点的电场强度比E点的电场强度大【答案】D【解析】解:A.由于A、B、C三点在点电荷电场中电势相等,则这三点到点电荷的距离相等,故点电荷在AC的中点,几何关系如图,由E点电势比A点电势高,可知点电荷带正电, A错误;BD.由于D点比E点离点电荷近,因此D点电势比E点电势高,场强比E点大, B错误, D正确;C.带负电的电荷从B沿BA移到A,电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大,C错误.故选 D.9.下列做法属于利用静电的是()A. 在高大的烟囱中安装静电除尘器B. 在印染车间保持适当的湿度C. 运油料的油罐车后有一条拖地的铁链D. 高大建筑物上装有避雷针【答案】A【解析】解:A、水泥厂利用静电除去废气中的粉尘,这是对于静电的应用,故A正确;B、印染厂车间保持湿度,目的是防止在生产过程中产生静电对布有吸引作用或由于静电而引起火灾,是静电的防止.故B错误;C 、油罐车在运输过程中产生静电,若不及时导走,会对车或接触的人带来危害,通过连接地线导走是静电的防止,故C错误;D、高大建筑物上装有避雷针是为了防止静电对建筑物带来危害,属于静电的防止;故D错误;故选:A.二、多选题(本大题共计2小题,每题3分,共计6分)10.下列叙述正确的是()A. 任何起电方式都是电荷转移的过程B. 摩擦起电是转移电荷的过程C. 玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D. 带等量异号电荷的两个导体接触后,两个导体将不带电,原因是电荷中和了【答案】A, B, D【解析】A 、根据电荷守恒定律可知,任何起电方式都是电荷转移的过程,故A正确;B、摩擦起电过程是得到和失去电子的过程,因此其实质是电子的转移。
高考物理纠错笔记电场含解析
电场易错点一、对静电场的基本概念和性质理解不透彻对静电场基本概念和性质的理解易出现以下错误:误区01 场强越大的地方,电势就越高;场强的正、负和电势的正、负含义相同。
不清楚场强的正、负表示方向,而电势的正、负表示大小。
误区02 正、负电荷在电势越高的地方,电势能都越大。
误区03 处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零,电势也处处为零。
误区04 沿处于静电平衡状态的导体表面移动电荷时,电场力可以做功。
水平面上有一边长为L的正方形,其a、b、c三个顶点上分别固定了三个等量的正点电荷Q,将一个电荷量为+q的点电荷分别放在正方形中心点O点和正方形的另一个顶点d点处,两处相比,下列说法正确的是A.q在d点所受的电场力较大B.q在d点所具有的电势能较大C.d点的电势高于O点的电势D.q在两点所受的电场力方向相同【错因分析】对于场强的比较,不少同学由对称性直接得出a 、b 、c 、d 四点的相关物理量的关系,而忽视了题中给出的是a 、b 、c 三个顶点上分别固定了三个等量的正点电荷Q ,并不是在O 点固定一个点电荷。
【正确解析】由点电荷的电场及场的叠加可知,在O 点b 、c 两处的点电荷产生的电场相互抵消,O 点处的场强等于a 处点电荷所产生的场强,即02222()2kQ kQ E L L ==,方向由a 指向O ;而在d 点处221cos 452(2)22d kQ kQ kQ E L L L =︒⨯+=+,方向也沿aO 方向,选项A 错误,选项D 正确。
ad 是b 、c 两处点电荷连线的中垂线,由两等量正电荷的电场中电势分布可知在b 、c 两点电荷的电场中O 点电势高于d 点电势,而在点电荷a 的电场中O 点电势也高于d 点电势,再由电势叠加可知O 点电势高,而正电荷在电势越高处电势能越大,选项B 、C 皆错误.1.(多选)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示.c 是两负电荷连线的中点,d 点在正电荷的正上方,c 、d 到正电荷的距离相等,则( )A .a 点的电场强度比b 点的大B .a 点的电势比b 点的高C.c点的电场强度比d点的大D.c点的电势比d点的低2.如图所示,a、b是两个点电荷,它们的电荷量分别为Q1、Q2,MN是ab连线的中垂线,P是中垂线上的一点.下列哪种情况能使P点电场强度方向指向MN的右侧A.Q1、Q2都是正电荷,且Q1<Q2B.Q1是正电荷,Q2是负电荷,且Q1>|Q2|C.Q1是负电荷,Q2是正电荷,且|Q1|〈Q2D.Q1、Q2都是负电荷,且|Q1|>|Q2|二、对影响库仑力大小的因素理解不透彻对库仑定律的应用易出现以下错误:误区01 库仑定律的适用条件是真空中的点电荷,对不能看成点电荷的带电体误用库仑定律公式计算;误区02 对不能看成点电荷的均匀带电球体也可以使用库仑定律计算库仑力的大小,但易错误地将球体表面的距离当作r代入,实际上r应为球心距离;误区03 计算库仑力时,弄错电荷量的正负号,根据正负号确定库仑力的方向。
高中物理重难点易错专题 带电粒子(带电体)在电场中的运动问题(解析版)
带电粒子(带电体)在电场中的运动问题目录一、考向分析二、题型及要领归纳热点题型一 优化场区分布创新考察电偏转热点题型二 利用交变电场考带电粒子在运动的多过程问题热点题型三 借助电子仪器考带电粒子运动的应用问题热点题型四 带电粒子(带电体)在电场和重力场作用下的抛体运动热点题型五 带电粒子(带电体)在电场和重力场作用下的圆周运动三、压轴题速练考向分析1.本专题主要讲解带电粒子(带电体)在电场中运动时动力学和能量观点的综合运用,高考常以计算题出现。
2.学好本专题,可以加深对动力学和能量知识的理解,能灵活应用受力分析、运动分析(特别是平抛运动、圆周运动等曲线运动)的方法与技巧,熟练应用能量观点解题。
3.用到的知识:受力分析、运动分析、能量观点。
4.带电粒子在电场中的运动(1)分析方法:先分析受力情况,再分析运动状态和运动过程(平衡、加速或减速,轨迹是直线还是曲线),然后选用恰当的规律如牛顿运动定律、运动学公式、动能定理、能量守恒定律解题。
(2)受力特点:在讨论带电粒子或其他带电体的静止与运动问题时,重力是否要考虑,关键看重力与其他力相比较是否能忽略。
一般来说,除明显暗示外,带电小球、液滴的重力不能忽略,电子、质子等带电粒子的重力可以忽略,一般可根据微粒的运动状态判断是否考虑重力作用。
5.用能量观点处理带电体的运动对于受变力作用的带电体的运动,必须借助能量观点来处理。
即使都是恒力作用的问题,用能量观点处理也常常更简捷。
具体方法有:(1)用动能定理处理思维顺序一般为:①弄清研究对象,明确所研究的物理过程。
②分析物体在所研究过程中的受力情况,弄清哪些力做功,做正功还是负功。
③弄清所研究过程的始、末状态(主要指动能)。
④根据W=ΔE k列出方程求解。
(2)用包括电势能和内能在内的能量守恒定律处理列式的方法常有两种:①利用初、末状态的能量相等(即E1=E2)列方程。
②利用某些能量的减少等于另一些能量的增加列方程。
高二物理静电场易错题(含详细答案和解析)
高二物理静电场易错题精选(带详细答案和解析)一.选择题(共22小题)1.(2011•江苏模拟)如图所示,实线为方向未知的三条电场线,a、b两带电粒子从电场中的O点以相同的初速度v飞出.仅在电场力作用下,两粒子的运动轨迹如图中虚线所示,则()A.a加速度减小,b加速度增大B.a和b的动能一定都增大C.a一定带正电,b一定带负电D.a电势能减小,b电势能增大2.(2012秋•福建校级期中)如图所示虚线同心圆为一个负点电荷的等差等势线分布图,一带电粒子只受电场力,从电场中的M点以初动能E K0运动到N点,径迹如图中曲线MPN,由此可知()A.粒子带正电,在P点处的加速度最大,电势能最大B.M、P、N三点的电势关系是φM=φN<φPC.由于电场力做功,粒子在M和N点处是的动能不同D.粒子从M点到P点电场力做负功,电势能增加,动能减少3.(2013秋•上高县校级月考)如图所示,虚线a、b、c为三个同心圆面,圆心处有一个点电荷.现从b、c之间一点P以相同的速率发射两个相同带电粒子,分别沿PM、PN运动到M、N点,M、N两点都处于圆周c上,以下判断正确的是()A.到达M、N时两粒子速率仍相等B.到达M、N时两粒子速率v M>v NC.到达M、N时两粒子的电势能相等D.两个粒子的电势能都是先减小后增大4.(2011•渑池县校级模拟)如图所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔.右极板电势随时间变化的规律如图所示.电子原来静止在左极板小孔处.下列说法中正确的是()A.从t=0时刻释放电子,电子可能在两板之间往复运动B.从t=0时刻释放电子,电子将始终向右运动,直到打到右极板上C.从t=时刻释放电子,电子可能在两板间振动D.从t=时刻释放电子,电子最终一定从左极板的小孔离开电场5.(2014秋•金沙县期末)两个等量同种电荷的连线的垂直平分线上有A、B、O三点,O 为连线中点,AB与AO等距,如图所示,规定无穷远处的电势为0,下列说法正确的是()A.A点电势比B点高B.A、B两点的场强方向相同,B点场强可能与A点场强相同C.A、B、O三点和无穷远处等电势D.O点场强为0,电势不为06.(2012秋•思明区校级期中)两个质量相同的小球用不可伸长绝缘的细线连结,置于场强为E的匀强电场中,小球1带正电,电量为2q,小球2带负电,电量大小为q.将细线拉直并使之与电场方向平行,如图所示.若将两小球同时从静止状态释放,则释放后细线中的张力T为(不计重力及两小球间的库仑力)()A.B.C.T=qE D.T=3qE7.(2015•铜川三模)两个质量相同的小球用不可伸长的长为L的绝缘细线连结,置于场强为E的匀强电场中,小球1和小球2均带负电,电量分别为q1和q2(q1>q2),将细线拉直并使之与电场方向平行,如图所示,若将两球同时从静止状态释放,则释放后细线中的张力T为()(不计重力,线长L远大于小球的线度)A.T=(q2﹣q1)E+B.T=(q2﹣q1)E+C.T=(q2﹣q1)E﹣ D.T=(q2+q1)E+8.(2016•天津模拟)如图所示,在A、B两点分别固定着所带电荷量相等的正、负点电荷,O点是两个点电荷连线的中点,C、D是关于O点对称的两点.下列说法中正确的是()A.C、D两点的场强大小相等、方向相同B.C、D两点的电势相等C.正点电荷从C点移到D点的过程中,电场力做正功D.负点电荷在C点的电势能大于它在D点的电势能9.(2010秋•慈利县校级月考)已知地球带负电如图,MN是地球产生的电场线中的一条电场线,某次太阳风暴时,一个高能带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电线的轨迹如图中虚线,下列结论正确的是()A.高能带电粒子从a到b的过程中动能逐渐减小B.地球一定位于M点左侧C.高能带电粒子在a的电势能大于b点的电势能D.高能带电粒子在a的加速度小于在b点的加速度10.(2010•徐汇区一模)如图甲,某电场的一条电场线与Ox轴重合,取O点电势为零,Ox方向上各点电势φ随x变化的规律如图乙所示.若在O点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用,则()A.电子的速度先逐渐增大后逐渐减小B.电子的加速度先逐渐减小后逐渐增大C.该电场线可能是孤立点电荷产生的D.该电场线可能是等量异种电荷产生的11.(2013秋•庆安县校级期末)如图1,某电场的一条电场线与Ox轴重合,取O点电势为零,Ox方向上各点电势φ随x变化的规律如图2所示.若在O点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用,则()A.电子的加速度恒定B.电子的电势能将增大C.电子将沿着x轴负方向运动D.电子的加速度先逐渐减小后逐渐增大12.(2011秋•南安市校级期中)如图为一匀强电场,某带电粒子从A点运动到B点.在这一运动过程中克服重力做的功为2.0J,电场力做的功为1.5J.则下列说法正确的是()A.粒子在A点和B点时的动能和电势能之和相等B.粒子在A点的电势能比在B点少1.5JC.粒子在A点的动能比在B点少0.5JD.粒子在A点的机械能比在B点少1.5J13.(2015秋•盘县期末)如图所示,竖直放置的一对平行金属板的电势差为U1,水平放置的一对平行金属板间的电势差为U2.一电子由静止开始经U1加速后,进入水平放置的金属板间,刚好从下板边缘射出.不计电子重力.下列说法正确的是()A.增大U1,电子一定打在金属板上B.减小U1,电子一定打在金属板上C.减小U2,电子一定能从水平金属板间射出D.增大U2,电子一定能从水平金属板间射出14.(2015•诸暨市校级模拟)如图所示,水平放置的平行金属板A、B连接一恒定电压,两个质量相等的电荷M和N同时分别从极板A的边缘和两极板的正中间沿水平方向进入板间电场,两电荷恰好在板间某点相遇.若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用,则下列说法正确的是()A.电荷M的电荷量大于电荷N的电荷量B.两电荷在电场中运动的加速度相等C.从两电荷进入电场到两电荷相遇,电场力对电荷M做的功大于电场力对电荷N做的功D.电荷M进入电场的初速度大小与电荷N进入电场的初速度大小一定相同15.(2011•江西模拟)空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x轴变化的图象如图所示.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.该电场是等量负电荷的中垂线的电场分布16.(2016•博白县模拟)某静电场中的一条电场线与x轴重合,其电势的变化规律如图所示.在O点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用,则在﹣x0~x0区间内()A.该静电场是匀强电场B.该静电场是非匀强电场C.电子将沿x轴正方向运动,加速度逐渐减小D.电子将沿x轴正方向运动,加速度逐渐增大17.(2013秋•日喀则地区校级期中)在静电场中a、b、c、d四点分别放一检验电荷,其电量可变,但很小,结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系如图所示,由图线可知()A.a、b、c、d四点不可能在同一电场线上B.四点场强关系是E c=E a>E b>E dC.四点场强方向可能不相同D.以上答案都不对18.(2015春•孝感月考)如图所示,a,b,c为电场中同一条电场线上的三点,其中c为ab 的中点.已知a,b两点的电势分别为φa=9V,φb=3V,则下列叙述正确的是()A.该电场在c点处的电势一定为6 VB.a点处的场强E a一定小于b点处的场强E bC.正电荷从a点运动到b点的过程中电势能一定增大D.正电荷只受电场力作用从a点运动到b点的过程中动能一定增大19.(2015秋•衡阳县月考)如图所示,在电场中,将一个负电荷从C点分别沿直线移到A 点和B点,克服静电力做功相同.该电场可能是()A.沿y轴负方向的匀强电场B.沿x轴正方向的匀强电场C.第Ⅰ象限内的正点电荷产生的电场D.第Ⅳ象限内的正点电荷产生的电场20.(2013秋•日喀则地区校级期中)如图所示,用绝缘细线拴一带负电小球,在竖直平面内做圆周运动,匀强电场方向竖直向下,则()A.当小球运动到最高点a时,线的张力一定最小B.当小球运动到最低点b时,小球的速度一定最大C.当小球运动到最高点a时,小球的电势能最小D.小球在运动过程中机械能守恒21.(2015秋•黄石校级月考)如图所示,在水平放置的光滑接地金属板中点的正上方,有带正电的点电荷Q,一表面绝缘带正电的金属球(可视为质点,且不影响原电场)自左以速度v0开始在金属板上向右运动,在运动过程中()A.小球做先减速后加速运动B.小球做匀速直线运动C.小球受的电场力不做功D.电场力对小球先做正功后做负功22.(2015春•行唐县校级月考)图中虚线是用实验方法描绘出的某一静电场中的一簇等势线,若不计重力的带电粒子从a点射入电场后恰能沿图中的实线运动,b点是其运动轨迹上的另一点,则下述判断正确的是()A.b点的电势一定高于a点B.a点的场强一定大于b点C.带电粒子一定带正电D.带电粒子在b点的速率一定大于在a点的速率二.解答题(共8小题)23.(2011春•桃城区校级期末)如图所示,两块平行金属板MN间的距离为d,两板间电压u随时间t变化的规律如右图所示电压的绝对值为U0.t=0时刻M板的电势比N板低.在t=0时刻有一个电子从M板处无初速释放,经过1.5个周期刚好到达N板.电子的电荷量为e,质量为m.求:(1)该电子到达N板时的速率v.(2)在1.25个周期末该电子和N板间的距离s.24.(2013•福建模拟)如图所示,在绝缘水平面上,相距为L的A、B两点处分别固定着两个等量正电荷.a、b是AB连线上两点,其中Aa=Bb=,O为AB连线的中点.一质量为m带电量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能E0从a点出发,沿AB直线向b运动,其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍(n>1),到达b点时动能恰好为零,小滑块最终停在O点,求:(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数μ.(2)Ob两点间的电势差U Ob.(3)小滑块运动的总路程s.25.(2013秋•崇文区校级期中)如下操作中,能使静电计的指针张角变小的是______26.(2009秋•天津期末)如图所示,一倾角θ=30°的光滑斜面的直角点A处固定一带电荷量为+q、质量为m的绝缘小球,另一同样小球置于斜面顶点B处,已知斜面长为L,现把上面小球从B点从静止自由释放,球能沿斜面从B点运动到斜面底端C处,求(1)小球运动到斜面底端C处时,球对斜面的压力是多大?(2)小球从B处开始运动到斜面中点D处时的速度大小?27.(2011秋•信丰县校级月考)如图所示,可视为质点的三物块A、B、C放在倾角为30°的固定绝缘长斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数μ=,A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,三物块的质量分别为m A=0.80kg、m B=0.64kg、m C=0.50kg,其中A不带电,B、C的带电量分别为q B=+4.00×10﹣5C、q C=+2.00×10﹣5C,且保持不变.开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用,现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A在斜面上做加速度a=1.5m/s2的匀加速直线运动,经过时间t0,力F变为恒力,当A运动到斜面顶端时撤去力F.已知静电力常量k=9.0×109N•m2/C2,g=10m/s2.求:(1)未施加力F时物块B、C间的距离;(2)t0时间内A上滑的距离;(3)t0时间内力F和库仑力对A、B两物块做的总功.28.(2014秋•长汀县校级月考)如图所示,水平放置的平行金属板的N板接地,M板电势为+U,两板间距离为d,d比两板的长度小很多,在两板之间有一长为2L(2L<d)的绝缘轻杆,可绕杆的水平固定轴O在竖直面内无摩擦地转动,O为杆的中点,杆的两端分别连着小球A和B,它们的质量分别为2m和m,它们的带电荷量分别为+q和﹣q(不计小球间的静电力),当杆由图示水平位置从静止释放,转过90°到竖直位置时,已知重力加速度为g,求:(1)两球的电势能的变化;(2)两球的总动能;(3)杆对A球的作用力.29.(2013春•南关区校级期末)如图所示,在x>0的空间中,存在沿x轴正方向的匀强电场;在x<0的空间中,存在沿x轴负方向的匀强电场,场强大小均为E.一带电量为e、质量为m的电子在x=d处的P点以沿y轴正方向的初速度v0开始运动,不计电子重力.求:(1)电子的x方向分运动的周期;(2)电子运动的轨迹与y轴的各个交点中,任意两个交点的距离.30.(2013秋•信丰县校级月考)如图甲所示,A、B是两水平放置的足够长的平行金属板,组成偏转匀强电场,B板接地.A板电势φA随时间变化情况如图乙所示,C、D两平行金属板竖直放置,中间有正对两孔O1′和O2,两板间电压为U2,组成减速电场.现有一带负电粒子在t=0时刻以一定初速度沿AB两板间的中轴线O1O1′进入,并能从O1′沿O1′O2进入C、D间,刚好到达O2孔,已知带电粒子带电荷量为﹣q,质量为m,不计其重力.求:(1)该粒子进入A、B的初速度v0的大小;(2)A、B两板间距的最小值和A、B两板长度的最小值.静电场菁优网组卷高二物理参考答案与试题解析一.选择题(共22小题)1.(2011•江苏模拟)如图所示,实线为方向未知的三条电场线,a、b两带电粒子从电场中的O点以相同的初速度v飞出.仅在电场力作用下,两粒子的运动轨迹如图中虚线所示,则()A.a加速度减小,b加速度增大B.a和b的动能一定都增大C.a一定带正电,b一定带负电D.a电势能减小,b电势能增大【分析】电场线是从正电荷或者无穷远出发出,到负电荷或无穷远处为止,电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小.【解答】解:电场线的方向不知,所以粒子带电性质不定;从图中轨道变化来看电场力都做正功,动能都增大,电势能都减少.所以CD错误,B正确.电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小,所以a受力减小,加速度减小,b受力增大,加速度增大,所以A正确.故选AB.【点评】加强基础知识的学习,掌握住电场线的特点,即可解决本题.2.(2012秋•福建校级期中)如图所示虚线同心圆为一个负点电荷的等差等势线分布图,一带电粒子只受电场力,从电场中的M点以初动能E K0运动到N点,径迹如图中曲线MPN,由此可知()A.粒子带正电,在P点处的加速度最大,电势能最大B.M、P、N三点的电势关系是φM=φN<φPC.由于电场力做功,粒子在M和N点处是的动能不同D.粒子从M点到P点电场力做负功,电势能增加,动能减少【分析】根据带电粒子的运动轨迹判断受力情况,从而确定带电粒子的电性;根据功能关系判断能量的转化情况;根据沿着电场线电势降低判断电势的变化情况.【解答】解:A、由于曲线运动的合力应该指向内侧,故从粒子的运动轨迹可以看出,粒子受到排斥力,故带电粒子的电性与场源电荷的电性相同,带负电荷.故A错误;B、电场线的方向从正电荷出发,到负电荷终止,所以该处的电场线的方向指向圆心;沿电场线的方向电势降落,所以φM=φN>φP故B错误;C、从图中可得,M与N处于同一个等势面上,所以电荷在MN两点的电势能相等,动能也相等.故C错误;D、带电粒子从M点到P点粒子受到排斥力,电场力做负功,电势能增加,动能减少.故D 正确.故选:D【点评】本题关键是要根据运动轨迹确定受力情况,然后结合点电荷的电场线和等势面情况来确定电势情况和能量的转化情况.3.(2013秋•上高县校级月考)如图所示,虚线a、b、c为三个同心圆面,圆心处有一个点电荷.现从b、c之间一点P以相同的速率发射两个相同带电粒子,分别沿PM、PN运动到M、N点,M、N两点都处于圆周c上,以下判断正确的是()A.到达M、N时两粒子速率仍相等B.到达M、N时两粒子速率v M>v NC.到达M、N时两粒子的电势能相等D.两个粒子的电势能都是先减小后增大【分析】根据轨迹的弯曲方向确定带电粒子所受的电场力方向,判断电场力对PM和PN粒子的做功的正负,根据动能定理确定到达M、N时两粒子速率关系,根据电场力做功与电势能变化的关系,确定电势能的变化.根据电势能的公式E p=qφ,判断到达M、N时两粒子的电势能大小关系.【解答】解:A、B、由题,M、N两点都处于圆周c上,电势相等,两带电粒子又是从同一点P出发,则电势差U PM=U PN,电场力对两个带电粒子做功大小相等.根据动能定理得到,到达M、N时两粒子速率v M=v N.故A正确、B错误.C、由轨迹看出,点电荷对左侧和右侧的带电粒子都是排斥力,与中心点电荷电性相同.M、N两点电势相等,根据电势能的公式E p=qφ,两个相同的粒子的电荷量q相等,两电荷电性又相同,故到达M、N时两粒子的电势能相等,故C正确.D、由图可知,PM粒子和PN粒子受到的电场力都是先做负功后做正功,其电势能都是先增大后减小,故D错误.故选:AC.【点评】本题是轨迹问题,根据轨迹的弯曲方向要能判断出带电粒子所受的电场力大体方向.电场力做功与初末位置间电势差成正比,并会判定电场力做功的正负.4.(2011•渑池县校级模拟)如图所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔.右极板电势随时间变化的规律如图所示.电子原来静止在左极板小孔处.下列说法中正确的是()A.从t=0时刻释放电子,电子可能在两板之间往复运动B.从t=0时刻释放电子,电子将始终向右运动,直到打到右极板上C.从t=时刻释放电子,电子可能在两板间振动D.从t=时刻释放电子,电子最终一定从左极板的小孔离开电场【分析】分析电子的受力情况,来分析电子的运动情况,若一直向右运动,可以打在右板,若电子时而向右运动,时而向左运动,根据位移关系,分析电子的运动情况.【解答】解:分析电子在一个周期内的运动情况.A、B从t=0时刻释放电子,前内,电子受到的电场力向右,电子向右做匀加速直线运动;后内,电子受到向左的电场力作用,电子向右做匀减速直线运动;接着周而复始,所以电子一直向右做单向的直线运动,直到打在右板上.故A错误,B正确.C、从t=时刻释放电子,在﹣内,电子向右做匀加速直线运动;在﹣内电子受到的电场力向左,电子继续向右做匀减速直线运动,时刻速度为零;在﹣T内电子受到向左的电场力,向左做初速度为零的匀加速直线运动,在T﹣内电子受到向右的电场力,向左做匀减速运动,在时刻速度减为零;接着重复.若两板距离足够大时,电子在两板间振动.故C正确.D、用同样的方法分析从t=T时刻释放电子的运动情况,电子先向右运动,后向左运动,由于一个周期内向左运动的位移大于向右运动的位移,电子最终从左极板的小孔离开电场.也可能电子在向右过程中就碰到右极板,故D错误.故选BC.【点评】本题中电子在周期性变化的电场中,电场力是周期性变化的,关键要根据牛顿定律分析电子的运动情况.5.(2014秋•金沙县期末)两个等量同种电荷的连线的垂直平分线上有A、B、O三点,O 为连线中点,AB与AO等距,如图所示,规定无穷远处的电势为0,下列说法正确的是()A.A点电势比B点高B.A、B两点的场强方向相同,B点场强可能与A点场强相同C.A、B、O三点和无穷远处等电势D.O点场强为0,电势不为0【分析】本题考查了等量同种电荷周围电场分布情况:中垂线上上下电场线方向相反,根据电场线方向判断电势高低.【解答】解:A、取一个试探电荷,从O点沿着中垂线向上移动,电场力一直做正功或负功,说明电场方向不变;但不知道是等量正电荷还是等量负电荷,故无法判断A点电势与B点电势的高低,故A错误;B、根据电场的叠加原理可知a、b两点的场强方向相同(竖直),但电场线疏密关系不能确定,所以场强大小不能判断,可能相等,故B正确;C、取一个试探电荷,从O点沿着中垂线向上移动,电场力一直做正功或负功,说明电场方向不变,故电势改变,故C错误;D、取一个试探电荷,在O点电场力为零,故O点场强为零;取一个试探电荷,从O点沿着中垂线向上移动,电场力一直做正功或负功,说明电场方向不变,故电势改变,由于无穷远电势为零,故O点电势不为零;故D正确;故选:BD.【点评】本题关键要掌握等量同种点电荷电场线的分布情况,抓住对称性进行分析,基础题目.6.(2012秋•思明区校级期中)两个质量相同的小球用不可伸长绝缘的细线连结,置于场强为E的匀强电场中,小球1带正电,电量为2q,小球2带负电,电量大小为q.将细线拉直并使之与电场方向平行,如图所示.若将两小球同时从静止状态释放,则释放后细线中的张力T为(不计重力及两小球间的库仑力)()A.B.C.T=qE D.T=3qE【分析】对球1、2整体受力分析,根据牛顿第二定律求出整体的加速度.对球2受力分析,由牛顿第二定律求出细线中的张力T.【解答】解:对球1、2整体受力分析,根据牛顿第二定律得:Eq1+Eq2=2ma,对球2受力分析,由牛顿第二定律得:T+Eq2=ma,两式联立得:T=(q1﹣q2)E=qE,故选A.【点评】解决本题关键在于把牛顿第二定律和电场力知识结合起来,在研究对象上能学会整体法和隔离法的应用.7.(2015•铜川三模)两个质量相同的小球用不可伸长的长为L的绝缘细线连结,置于场强为E的匀强电场中,小球1和小球2均带负电,电量分别为q1和q2(q1>q2),将细线拉直并使之与电场方向平行,如图所示,若将两球同时从静止状态释放,则释放后细线中的张力T为()(不计重力,线长L远大于小球的线度)A.T=(q2﹣q1)E+B.T=(q2﹣q1)E+C.T=(q2﹣q1)E﹣ D.T=(q2+q1)E+【分析】对球1、2整体受力分析,根据牛顿第二定律求出整体的加速度.对球2受力分析,由牛顿第二定律求出细线中的张力T.【解答】解:对球1、2整体受力分析,根据牛顿第二定律得:Eq1+Eq2=2ma,对球2受力分析,由牛顿第二定律与库仑定律,可得:T﹣+Eq1=ma,两式联立得T=(q2﹣q1)E+,故B正确,ACD错误;故选:B.【点评】解决本题关键在于把牛顿第二定律和电场力知识结合起来,在研究对象上能学会整体法和隔离法的应用.8.(2016•天津模拟)如图所示,在A、B两点分别固定着所带电荷量相等的正、负点电荷,O点是两个点电荷连线的中点,C、D是关于O点对称的两点.下列说法中正确的是()A.C、D两点的场强大小相等、方向相同B.C、D两点的电势相等C.正点电荷从C点移到D点的过程中,电场力做正功D.负点电荷在C点的电势能大于它在D点的电势能【分析】等量异种电荷的电场线关于两个电荷的连线对称,可以画出通过ABCD四点的电场线,某点电场强度方向用电场线上通过该点的切线方向表示;沿着电场线电势逐渐降低,负电荷在高电势位置电势能小.【解答】解:A、等量异种电荷的电场线关于两个电荷的连线对称,电场线分布如图:某点电场强度方向用电场线上通过该点的切线方向表示,故C、D两点的场强大小相等、方向相同,故A正确;B、沿着电场线,电势逐渐降低,等势面与电场线垂直,可以先找出C、D两点在AB连线上的等电势点,C在AB连线上的等电势点偏左,故C点电势较高,故B错误;C、由于C点电势高于D点电势,故正点电荷从C点移到D点的过程中,电势能降低,电场力做正功,故D正确;D、根据公式φ=,负点电荷在高电势点的电势能小,故D错误;故选AC.【点评】本题关键熟悉等量异号电荷的电场线分布图和等势面分布图,明确电势的定义以及电场力做功与电势能变化的关系,不难.9.(2010秋•慈利县校级月考)已知地球带负电如图,MN是地球产生的电场线中的一条电场线,某次太阳风暴时,一个高能带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电线的轨迹如图中虚线,下列结论正确的是()A.高能带电粒子从a到b的过程中动能逐渐减小B.地球一定位于M点左侧C.高能带电粒子在a的电势能大于b点的电势能D.高能带电粒子在a的加速度小于在b点的加速度【分析】电荷受到的合力指向轨迹的内侧,根据轨迹弯曲方向判断出粒子受力的方向向右,又因为都是负电荷,它们之间是排斥力,可以判断固定在电荷在M一侧,应用牛顿第二定律求出加速度之间的关系.【解答】解:根据轨迹弯曲方向判断出粒子受力的方向向右.A、到b运动的方向与受力的方向一致,由于受力的方向与运动方向之间的夹角小是锐角,故电场力做正功,粒子的动能增加,电势能减小,故A错误,C正确;。
高中物理错题集
高中物理错题集1、远距离输送交流电都采用高压输电,我国正在研究用比330KV高得多的电压进行输电。
采用高压输电的优点是(AC)[漏选A]A 可节省输电线的铜材料B 可根据需要调节交流电的频率C 可减少输电线上的能量损失D 可加快输电速度2、如图,在O点正下方有一个理想边界的磁场,铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B,不考虑空气阻力,则下列说法正确的是(B)[错选C]A.A、B两点在同一水平线上B,A点高于B点C,A点低于B点D,铜环将做等幅摆动(左边为A)3、如图,长为L的金属导线弯成一圆环,导线的两端接在电容为C的平行板电容器上,P、Q为电容器的两个极板,磁场垂直环面向里,从t=0时刻开始磁感应强度以B=B0+kt,(k>0)随时间变化。
磁场不变时,P、Q两板电势相等。
两板间的距离远小于环的半径,经时间t电容器P板(D)[错选C]A,不带电B,所带电量与t成正比C,带正电,电量为(kCL^2)/4兀D,带负电,电量为(kCL^2)/4兀(上板为P)4、如图,水平桌面上的木质框架质量为M,悬挂在框架上的轻质弹簧劲度系数为K,铁球质量为m。
让铁球上下振动起来。
计算:铁球的振幅多大时,木质框架才不会离开桌面?(图:框架中最高的边挂着弹簧,弹簧挂着球A)思路:(1)假设要离没离时(确定零界状态)(2)隔离法受力分析(3)分析不会离开的振幅与零界状态的振幅的关系,得出最后结论。
错误思路:整体法,误把内力(弹力)当外力,答案被碰对。
5、关于单摆,下列说法中正确的是(A)[错选:C、D]A摆球受到的回复力方向总是指向平衡位置B摆球受到的回复力是合力C摆球经过平衡位置时,合力为零D摆角很小时,摆球受到的合力大小与摆球对平衡位置的位移大小成正比错因:混淆了合力、重力的切线分力(回复力)的关系。
高考物理新电磁学知识点之静电场易错题汇编附答案解析
高考物理新电磁学知识点之静电场易错题汇编附答案解析一、选择题1.如图所示,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹,若电荷是从a处运动到b处,以下判断正确的是()A.电荷从a到b加速度减小B.b处电势能较大C.b处电势较高D.电荷在b处速度大2.某静电场的一簇等差等势线如图中虚线所示,从A点射入一带电粒子,粒子仅在电场力作用下运动的轨迹如实线ABC所示。
已知A、B、C三点中,A点的电势最低,C点的电势最高,则下列判断正确的是( )A.粒子可能带负电B.粒子在A点的加速度小于在C点的加速度C.粒子在A点的动能小于在C点的动能D.粒子在A点的电势能小于在C点的电势能3.如图所示,足够长的两平行金属板正对竖直放置,它们通过导线与电源E、定值电阻R、开关S相连。
闭合开关后,一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放,最终液滴落在某一金属板上。
下列说法中正确的是()A.液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线B.电源电动势越大,液滴在板间运动的加速度越大C.电源电动势越大,液滴在板间运动的时间越长D .定值电阻的阻值越大,液滴在板间运动的时间越长4.如图所示,某电场中的一条电场线,一电子从a 点由静止释放,它将沿电场线向b 点运动,下列有关该电场的判断正确的是( )A .该电场一定是匀强电场B .场强E a 一定小于E bC .电子具有的电势能E p a 一定大于E p bD .电势φa >φb5.如图所示,A 、B 、C 、D 为半球形圆面上的四点,处于同一水平面,AB 与CD 交于球心且相互垂直,E 点为半球的最低点,A 点放置一个电量为+Q 的点电荷,B 点放置一个电量为-Q 的点电荷,则下列说法正确的是( )A .C 、E 两点电场强度不相同B .C 点电势比E 点电势高C .沿CE 连线移动一电量为+q 的点电荷,电场力始终不做功D .将一电量为+q 的点电荷沿圆弧面从C 点经E 点移动到D 点过程中,电场力先做负功,后做正功6.图中展示的是下列哪种情况的电场线( )A .单个正点电荷B .单个负点电荷C .等量异种点电荷D .等量同种点电荷7.如图所示的电场中,虚线a 、b 、c 为三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即ab BC U U ,一带负电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹如实线所示,P 、Q 是这条轨迹上的两点,由此可知A .a 、b 、c 三个等势面中,a 的电势最高B .带电质点在P 点的动能比在Q 点大C .带电质点在P 点的电势能比在Q 点小D.带电质点在P点时的加速度比在Q点小8.三个α粒子在同一地点沿同一方向飞入偏转电场,出现了如图所示的轨迹,由此可以判断下列不正确的是A.在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上B.b和c同时飞离电场C.进电场时c的速度最大,a的速度最小D.动能的增加值c最小,a和b一样大9.如图所示,下列四个选项中的点电荷与空间中的a、b两点均关于O点对称,其中a、b 两点的电势和场强都相同的是()A.B.C.D.10.如图所示的实验装置中,平行板电容器的极板A与一灵敏静电计相连,极板B接地.若极板B稍向上移动一点,由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是()A.两极板间的电压不变,极板上的电荷量变大B.两极板间的电压不变,极板上的电荷量变小C.极板上的电荷量几乎不变,两极板间电压变小D.极板上的电荷量几乎不变,两极板间电压变大11.某电场的电场线的分布如图所示一个带电粒子由M点沿图中虚线所示的途径运动通过N点。
高中物理第八章机械能守恒定律重点易错题(带答案)
高中物理第八章机械能守恒定律重点易错题单选题1、如图所示,长直轻杆两端分别固定小球A 和B ,两球质量均为m ,两球半径忽略不计,杆的长度为L 。
先将杆AB 竖直靠放在竖直墙上,轻轻拨动小球B ,使小球B 在水平面上由静止开始向右滑动,当小球A 沿墙下滑距离为L 2时,下列说法正确的是(不计一切摩擦,重力加速度为g )( )A .杆对小球A 做功为14mgLB .小球A 、B 的速度都为12√gL C .小球A 、B 的速度分别为12√3gL 和12√gLD .杆与小球A 、B 组成的系统机械能减少了12mgL 答案:CBCD .对A 、B 组成的系统,整个过程中,只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律得mg ·L 2=12mv A 2+12mv B 2 又有vA cos60°=vB cos30°解得vA =12√3gLvB =12√gL故C 正确,BD 错误;A .对A ,由动能定理得mg L 2+W =12mv A 2 解得杆对小球A 做的功W =12mv A 2-mg ·L 2=-18mgL 故A 错误。
故选C 。
2、关于功率,下列说法中正确的是( )A .根据P =W t 可知,机械做功越多,其功率就越大B .根据P =Fv 可知,汽车的牵引力一定与其速度成反比C .根据P =W t 可知,只要知道时间t 内所做的功,就可知任意时刻的功率D .根据P =Fv 可知,发动机的功率一定时, 交通工具的牵引力与运动速度成反比答案:DA .做功越多,功率不一定大,功率大,说明做功快,故A 错误;BD .当功率保持不变时,牵引力与速度成反比,故B 错误,D 正确;C .知道时间t 内所做的功,就能知道这段时间内的平均功率,故C 错误。
故选D 。
3、如图所示,“歼15”战机每次从“辽宁号”航母上起飞的过程中可视为匀加速直线运动,且滑行的距离和牵引力都相同,则( )A .携带的弹药越多,加速度越大B .携带的弹药越多,牵引力做功越多C .携带的弹药越多,滑行的时间越长D .携带的弹药越多,获得的起飞速度越大答案:CA .由题知,携带的弹药越多,即质量越大,然牵引力一定,根据牛顿第二定律F =ma质量越大加速度a 越小,A 错误B .牵引力和滑行距离相同,根据W =Fl得,牵引力做功相同,B 错误C .滑行距离L 相同,加速度a 越小,滑行时间由运动学公式t =√2L a可知滑行时间越长,C 正确D .携带的弹药越多,获得的起飞速度由运动学公式v =√2aL可知获得的起飞速度越小,D 错误故选C 。
高中物理电场试题及答案
高中物理电场试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 一个点电荷在电场中受到的电场力大小为F,若将该电荷的电量增加为原来的2倍,而电场强度不变,则该点电荷受到的电场力大小变为:A. FB. 2FC. 4FD. 8F2. 电场强度的方向是:A. 正电荷所受电场力的方向B. 负电荷所受电场力的方向C. 正电荷所受电场力的反方向D. 负电荷所受电场力的反方向3. 电场线是:A. 真实存在的线B. 人为引入的虚拟线C. 表示电场强度大小的线D. 表示电场强度方向的线4. 电场中某点的电势为零,该点的电场强度一定为:A. 零B. 非零C. 无法确定D. 无穷大5. 两个相同的金属球,一个带正电,一个带负电,将它们接触后分开,它们所带的电荷量将:A. 相等B. 相等但符号相反C. 相等且符号相同D. 无法确定6. 电容器的电容与电容器两极板之间的距离成:A. 正比B. 反比C. 无关D. 无法确定7. 电容器充电后,其两极板间的电压:A. 保持不变B. 逐渐减小C. 逐渐增大D. 先增大后减小8. 电容器的充电和放电过程是:A. 电荷的移动过程B. 电荷的积累过程C. 电荷的减少过程D. 电荷的转移过程9. 电场中某点的电势能与该点的电势的关系是:A. 正比B. 反比C. 无关D. 无法确定10. 电场力做功与电势能变化的关系是:A. 电场力做正功,电势能减小B. 电场力做负功,电势能减小C. 电场力做正功,电势能增加D. 电场力做负功,电势能增加二、填空题(每题3分,共30分)1. 电场强度的单位是______。
2. 电场强度的方向与______的方向相同。
3. 电场线的疏密表示电场的______。
4. 电场中某点的电势能与该点的电势成______比。
5. 电容器的电容表示电容器容纳电荷的______。
6. 电容器充电时,电容器两极板间的电压与______成正比。
7. 电容器放电时,电容器两极板间的电压与______成反比。
高考物理专题电磁学知识点之静电场易错题汇编及答案
高考物理专题电磁学知识点之静电场易错题汇编及答案一、选择题1.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,两板间有一个带正电的检验电荷固定在P点,如图所示,以C表示电容器的电容,E表示两板间的场强, 表示P点的电势,E表示正电荷在P点的电势能,若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离pl,则下列各物理量与负极板移动距离x的关系图像正确的是()A.B.C.D.2.如图所示,足够长的两平行金属板正对竖直放置,它们通过导线与电源E、定值电阻R、开关S相连。
闭合开关后,一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放,最终液滴落在某一金属板上。
下列说法中正确的是()A.液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线B.电源电动势越大,液滴在板间运动的加速度越大C.电源电动势越大,液滴在板间运动的时间越长D.定值电阻的阻值越大,液滴在板间运动的时间越长3.如图所示,将带正电的粒子从电场中的A点无初速地释放,不计重力的作用,则下列说法中正确的是()A.带电粒子一定做加速直线运动B.带电粒子的电势能一定逐渐增大C.带电粒子的动能一定越来越小D.带电粒子的加速度一定越来越大4.如图所示,三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面,电势分别为10V、20V、30V,实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点,下列说法正确的是()A.粒子在三点所受的电场力不相等B.粒子必先过a,再到b,然后到cC.粒子在三点所具有的动能大小关系为E kb>E ka>E kcD.粒子在三点的电势能大小关系为E pc<E pa<E pb5.如图所示是示波管的原理示意图,XX′和YY′上不加电压时,在荧光屏的正中央出现一亮斑,现将XX′和YY′分别连接如图甲乙所示电压,从荧光屏正前方观察,你应该看到的是图中哪一个图形?A.B.C.D.6.如图所示,将一带电小球A通过绝缘细线悬挂于O点,细线不能伸长。
现要使细线偏离竖直线30°角,可在O点正下方的B点放置带电量为q1的点电荷,且BA连线垂直于OA;也可在O点正下方C点放置带电量为q2的点电荷,且CA处于同一水平线上。
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第八章电场错题集一、主要内容本章内容包括电荷、电场、电场力、电场强度、电场线、电势、电势差、电场力功、电容器、电容的定义和平行板电容器电容的决定条件等基本概念,以及库仑定律、静电感应、电场强度与电势差的关系、带电粒子在电场中的运动规律等。
二、基本方法本章涉及到的基本方法有,运用电场线、等势面几何方法形象化地描述电场的分布;将运动学动力学的规律应用到电场中,分析解决带电粒子在电场中的运动问题、解决导体静电平衡的问题。
本章对能力的具体要求是概念准确,不乱套公式懂得规律的成立条件适用的范围。
从规律出发进行逻辑推理,把相关知识融会贯通灵活处理物理问题。
三、错解分析在本章知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:不善于运用电场线、等势面为工具,将抽象的电场形象化后再对电场的场强、电势进行具体分析;对静电平衡内容理解有偏差;在运用力学规律解决电场问题时操作不规范等。
例1 如图8-1所示,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹,若电荷是从a 处运动到b处,以下判断正确的[ ]是:A.电荷从a到b加速度减小B.b处电势能大C.b处电势高D.电荷在b处速度小【错解】由图8 —1可知,由b,速度变小,所以,加速度变小,选A。
因为检验电荷带负电,所以电荷运动方向为电势升高方向,所以b处电势高于a点,选Co【错解原因】选A 的同学属于加速度与速度的关系不清;选 C 的同学属于功能关系不清。
【分析解答】 由图8- 1可知b 处的电场线比a 处的电场线密,说明b 处的场强大于a 处 的场强。
根据牛顿第二定律,检验电荷在b 处的加速度大于在 a 处的加速度,A 选项错。
由图8-1可知,电荷做曲线运动,必受到不等于零的合外力,即 Fe z 0,且Fe 的方向应指向运动轨迹的凹向。
因为检验电荷带负电,所以电场线指向是从疏到密。
再利用“电场 线方向为电势降低最快的方向”判断a ,b 处电势高低关系是 U a > U , C 选项不正确。
新高考物理考试易错题易错点16电场力、电场能的性质
易错点16 电场力、电场能的性质易错总结一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷:一个元电荷的电量为1.6×10-19C,是一个电子所带的电量。
说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
3、起电:使物体带电叫起电,使物体带电的方式有三种①摩擦起电,②接触起电,③感应起电。
4、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,系统的电荷总数是不变的.二、库仑定律1.内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2.公式:F=kQ1Q2/r2k=9.0×109N·m2/C23.适用条件:(1)真空中;(2)点电荷.点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当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,就可以把带电体视为点电荷.(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r)。
点电荷很相似于我们力学中的质点.注意:①两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三定律②使用库仑定律计算时,电量用绝对值代入,作用力的方向根据“同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引”的规律定性判定。
三、电势高低及电势能大小的判断方法1.比较电势高低的方法(1)沿电场线方向,电势越来越低.(2)判断出U AB的正负,再由U AB=φA-φB,比较φA、φB的大小,若U AB>0,则φA>φB,若U AB<0,则φA<φB.2.电势能大小的比较方法做功判断法电场力做正功,电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的地方,反之,如果电荷克服电场力做功,那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方.特别提醒其他各种方法都是在此基础上推理出来的,最终还要回归到电场力做功与电势能的变化关系上.四、电场线、等势面及带电粒子的运动轨迹问题1.几种常见的典型电场的等势面比较 电场 等势面(实线)图样 重要描述 匀强电场垂直于电场线的一簇平面 点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异种点电荷的电场连线的中垂线上的电势为零 等量同种正点电荷的电场 连线上,中点电势最低,而在中垂线上,中点电势最高 2.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负;(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等;(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况.五、匀强电场中电势差与电场强度的关系1.在匀强电场中电势差与电场强度的关系式为U =Ed ,其中d为两点沿电场线方向的距离.由公式U =Ed 可以得到下面两个结论:结论1:匀强电场中的任一线段AB 的中点C 的电势φC =φA +φB 2,如图6甲所示. 结论2:匀强电场中若两线段AB ∥CD ,且AB =CD ,则U AB =U CD (或φA -φB =φC -φD ),如图乙所示.2.在非匀强电场中,不能用U =Ed 进行计算,但可以进行定性分析,一般沿电场线方向取相同的长度d ,线段处于场强较大的区域所对应的电势差U 较大.解题方法一、用功能关系分析带电粒子的运动1.功能关系(1)若只有电场力做功,电势能与动能之和保持不变;(2)若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变;(3)除重力外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化.(4)所有力对物体所做功的代数和,等于物体动能的变化.2.电场力做功的计算方法(1)由公式W=Fl cos α计算,此公式只适用于匀强电场,可变形为:W=qEl cos α.(2)由W=qU来计算,此公式适用于任何形式的静电场.(3)由动能定理来计算:W电场力+W其他力=ΔE k.(4)由电势能的变化来计算:W AB=E p A-E p B.二、静电场中涉及图象问题的处理方法和技巧1.主要类型:(1)v-t图象;(2)φ-x图象;(3)E-t图象.2.应对策略:(1)v-t图象:根据v-t图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化),确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况,进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化.(2)φ-x图象:①电场强度的大小等于φ-x图线的斜率大小,电场强度为零处,φ-x图线存在极值,其切线的斜率为零.②在φ-x图象中可以直接判断各点电势的大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向.③在φ-x图象中分析电荷移动时电势能的变化,可用W AB=qU AB,进而分析W AB的正负,然后作出判断.(3)E-t图象:根据题中给出的E-t图象,确定E的方向,再在草纸上画出对应电场线的方向,根据E的大小变化,确定电场的强弱分布.【易错跟踪训练】易错类型1:对物理概念理解不透彻1.(2019·河南)关于电场的认识和理解,下列说法正确的是()A.沿着电场线的方向,电场强度越来越小B.电荷在电场中某点的受力方向就是该点电场强度的方向C.带电粒子在电场中的运动轨迹就是电场线D.带电粒子所受电场力为零时,其电势能可能不为零2.(2020·金昌市第一中学高三月考)下列是某同学对电场中的概念、公式的理解,其中正确的是A.电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到零电势能位置时静电力做的功B.根据电容的定义式QCU,电容器的电容与所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比C .根据电场强度的定义式F E q =,电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比D .静电场中电场强度为零的位置,电势一定为零3.(2019·陕西西安中学高三月考)下列对物理公式的理解正确的是( )A .根据公式q I t =可知,流过某段导体的电流与通过其某横截面的电荷量成正比,与通电时间成反比B .根据公式U I R =可知,流过某段导体的电流与其两端的电压成正比,与导体的电阻成反比C .根据公式U E d =可知,匀强电场的电场强度与电场中两点间的电压成正比,与两点间的距离成反比D .根据公式FE q=可知,任何电场中某点的电场强度与在该处放置的试探电荷所受的电场力成正比,与试探电荷的电荷量成反比4.(2021·全国高三专题练习)对公式2kQ E r =的理解正确的是 A .0r →时,E →∞B .当r →∞时,0E →C .某点电场强度跟点电荷Q 无关,只跟该点位置r 有关D .以点电荷Q 为圆心,r 为半径的球面上,各点电场强度相同5.(2021·浙江高三)如图所示为一真空中电场的等势面的分布线(直线也是等势面,且等势面沿直线的垂线对称分布),其中M 点为一带正电的点电荷,对此下列说法不正确的是( )A .A 点电势比直线处的电势高B .若将M 换成与原来带电荷量相同的负电荷,则等势面分布线位置不变C .将一带负电的粒子从A 点移到B 点,则该电子的电势能增加D .若该空间只存在两个点电荷,则另一个电荷不一定是与M 点电荷带电量相等的负电荷6.(2012·山东菏泽市·高三月考)下列说法是某同学对电场中的概念、公式的理解,其中不正确的是( )A .根据电场强度定义式,电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量q 无关B .根据电容的定义式,电容器极板上的电荷量每增加1C ,电压就增加1V C .根据电场力做功的计算式,一个电子在1V 电压下加速,电场力做功为1eV D .根据电势差的定义式,带电荷量为C 的正电荷,从a 点移动到b 点克服电场力做功为J ,则a 、b 两点的电势差为V7.(2021·福建高三专题练习)如图所示,在x 轴上相距为L 的两点固定两个等量异种点电荷Q +、Q -,虚线是以Q +所在点为圆心、2L 为半径的圆,a 、b 、c 、d 是圆上的四个点,其中a 、c 两点在x 轴上,b 、d 两点关于x 轴对称。
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第八章电场错题集一、主要内容本章内容包括电荷、电场、电场力、电场强度、电场线、电势、电势差、电场力功、电容器、电容的定义和平行板电容器电容的决定条件等基本概念,以及库仑定律、静电感应、电场强度与电势差的关系、带电粒子在电场中的运动规律等。
二、基本方法本章涉及到的基本方法有,运用电场线、等势面几何方法形象化地描述电场的分布;将运动学动力学的规律应用到电场中,分析解决带电粒子在电场中的运动问题、解决导体静电平衡的问题。
本章对能力的具体要求是概念准确,不乱套公式懂得规律的成立条件适用的范围。
从规律出发进行逻辑推理,把相关知识融会贯通灵活处理物理问题。
三、错解分析在本章知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:不善于运用电场线、等势面为工具,将抽象的电场形象化后再对电场的场强、电势进行具体分析;对静电平衡内容理解有偏差;在运用力学规律解决电场问题时操作不规范等。
例1 如图8-1所示,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹,若电荷是从a处运动到b处,以下判断正确的是: [ ]A.电荷从a到b加速度减小 B.b处电势能大C.b处电势高 D.电荷在b处速度小【错解】由图8-1可知,由a→b,速度变小,所以,加速度变小,选A。
因为检验电荷带负电,所以电荷运动方向为电势升高方向,所以b处电势高于a点,选C。
【错解原因】选A的同学属于加速度与速度的关系不清;选C的同学属于功能关系不清。
【分析解答】由图8-1可知b处的电场线比a处的电场线密,说明b处的场强大于a处的场强。
根据牛顿第二定律,检验电荷在b处的加速度大于在a处的加速度,A选项错。
由图8-1可知,电荷做曲线运动,必受到不等于零的合外力,即Fe≠0,且Fe的方向应指向运动轨迹的凹向。
因为检验电荷带负电,所以电场线指向是从疏到密。
再利用“电场线方向为电势降低最快的方向”判断a,b处电势高低关系是U a>U b,C选项不正确。
根据检验电荷的位移与所受电场力的夹角大于90°,可知电场力对检验电荷做负功。
功是能量变化的量度,可判断由a→b电势能增加,B选项正确;又因电场力做功与路径无关,系统的能量守恒,电势能增加则动能减小,即速度减小,D选项正确。
【评析】理解能力应包括对基本概念的透彻理解、对基本规律准确把握。
本题就体现高考在这方面的意图。
这道小题检查了电场线的概念、牛顿第二定律、做曲线运动物体速度与加速度的关系、电场线与等势面的关系、电场力功(重力功)与电势能(重力势能)变化的关系。
能量守恒定律等基本概念和规律。
要求考生理解概念规律的确切含义、适用条件,鉴别似是而非的说法。
例2 将一电量为q=2×106C的点电荷从电场外一点移至电场中某点,电场力做功4×10-5J,求A点的电势。
【错解】【错解原因】错误混淆了电势与电势差两个概念间的区别。
在电场力的功的计算式W=qU中,U系指电场中两点间的电势差而不是某点电势。
【分析解答】解法一:设场外一点P电势为U P所以U P=0,从P→A,电场力的功W=qU PA,所以W=q(U P-U A),即4×10-5=2×10-6(0-U A) U A=-20V解法二:设A与场外一点的电势差为U,由W=qU,因为电场力对正电荷做正功,必由高电势移向低电势,所以U A= -20V【评析】公式W=qU有两种用法:(1)当电荷由A→B时,写为W=qU AB=q(U A-U B),强调带符号用,此时W的正、负直接与电场力做正功、负功对应,如“解法一”;(2)W,q,U三者都取绝对值运算,如“解法二”,但所得W或U 得正负号需另做判断。
建议初学者采用这种方法。
例3 点电荷A和B,分别带正电和负电,电量分别为4Q和Q,在AB连线上,如图8-2,电场强度为零的地方在 [ ]A.A和B之间 B.A右侧C.B左侧 D.A的右侧及B的左侧【错解】错解一:认为A,B间一点离A,B距离分别是2r和r,则A,B错解二:认为在A的右侧和B的左侧,由电荷产生的电场方向总相反,因而都有可能抵消,选D。
【错解原因】错解一忽略了A,B间E A和E B方向都向左,不可能抵消。
错解二认为在A的右侧和B的左侧,由两电荷产生的电场方向总相反,因而都有可能抵消,却没注意到A的右侧E A总大于E B,根本无法抵消。
【分析解答】因为A带正电,B带负电,所以只有A右侧和B左侧电场强度方向相反,因为Q A>Q B,所以只有B左侧,才有可能E A与E B等量反向,因而才可能有E A和E B矢量和为零的情况。
【评析】解这类题需要的基本知识有三点:(1)点电荷场强计算公式点电荷而来;(3)某点合场强为各场源在该点场强的矢量和。
例4 如图8-3所示,Q A=3×10-8C,Q B=-3×10-8C,A,B两球相距5cm,在水平方向外电场作用下,A,B保持静止,悬线竖直,求A,B连线中点场强。
(两带电小球可看作质点)【错解】以A为研究对象,B对A的库仑力和外电场对A的电场力相等,所AB中点总场强E总=E+E A+E B=E外=1.8×105(N/C),方向向左。
【错解原因】在中学阶段一般不将Q B的电性符号代入公式中计算。
在求合场强时,应该对每一个场做方向分析,然后用矢量叠加来判定合场强方向,【分析解答】以A为研究对象,B对A的库仑力和外电场对A的电场力平衡,E外方向与A受到的B的库仑力方向相反,方向向左。
在AB的连线中点处E A,E B的方向均向右,设向右为正方向。
则有E总=E A+E B-E外。
【评析】本题检查考生的空间想象能力。
对于大多数同学来说,最可靠的办法是:按照题意作出A,B的受力图。
从A,B的电性判断点电荷A,B的场强方向,从A或B的受力判断外加匀强电场的方向。
在求合场强的方向时,在A,B 的连线中点处画出每一个场强的方向,最后再计算。
这样做恰恰是在按照物理规律解决问题。
例5 在电场中有一条电场线,其上两点a和b,如图8-4所示,比较a,b两点电势高低和电场强度的大小。
如规定无穷远处电势为零,则a,b处电势是大于零还是小于零,为什么?【错解】顺电场线方向电势降低,∴U a>U b,因为无穷远处电势为零,顺电场线方向电势降低,∴U a>U b>0。
【错解原因】由于把所给电场看成由正点电荷形成的电场,认为从正电荷出发,顺电场线电势逐渐减小到零,从而得出U a,U b均大于零。
【分析解答】顺电场线方向电势降低,∴U a>U b,由于只有一条电力线,无法看出电场线疏密,也就无法判定场强大小。
同样无法判定当无穷远处电势为零时,a,b的电势是大于零还是小于零。
若是由正电荷形成的场,则E a>E b,U a>U b >0,若是由负电荷形成的场,则E a<E b,0>U a>U b。
【评析】只有一条电场线,可以判定各点电势高低,但无法判定场强大小及电势是否大于零。
例6 如图8-5所示,把一个不带电的枕型导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在a,b端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是:A.闭合K1,有电子从枕型导体流向地B.闭合K2,有电子从枕型导体流向地C.闭合K1,有电子从地流向枕型导体 D.闭合K2,没有电子通过K2【错解】枕型导体电荷总是守恒的,没有电子流过K2。
选D。
【错解原因】由于对没有正确理解电荷守恒的相对性,所以在本题中认为枕型导体的电荷总是守恒的,便错选答案D。
【分析解答】在K1,K2都闭合前,对于枕型导体它的电荷是守恒的,a,b出现的负、正电荷等量。
当闭合K1,K2中的任何一个以后,便把导体与大地连通,使大地也参与了电荷转移。
因此,导体本身的电荷不再守恒,而是导体与大地构成的系统中电荷守恒。
由于静电感应,a端仍为负电荷,大地远处感应出等量正电荷,因此无论闭K1还是K2,都是有电子从地流向导体,应选答案C。
【评析】在解决此类静电平衡问题时,对电荷守恒的理解应为:电荷守恒定律有相对性,一个物理过程中,某个物体或某些物体的电荷并不守恒,有增或有减,而这一过程中必有另一些物体的电荷有减或有增,其中的增量和减量必定相等,满足全范围内的守恒。
即电荷是否守恒要看是相对于哪一个研究对象而言。
电荷守恒是永恒的,是不需要条件的。
电荷守恒定律也是自然界最基本的规律之一。
在应用这个定律时,只要能够全面地考察参与电荷转移的物体,就有了正确地解决问题的基础。
例7 如图8-6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座上,两球心间的距离为l,为球半径的3倍。
若使它们带上等量异种电荷,使其电量的绝对值均为Q,那么,a、b两球之间的万有引力F引库仑力F库分别为:【错解】(1)因为a,b两带电球壳质量分布均匀,可将它们看作质量集中在球心的质点,也可看作点电荷,因此,万有引力定律和库仑定律对它们都适用,故其正确答案应选A。
(2)依题意,a,b两球中心间的距离只有球半径的3倍,它们不能看作质点,也不能看作点电荷,因此,既不能用万有引力定律计算它们之间的万有引力,也不能用库仑定律计算它们之间的静电力,故其正确答案应选B。
【错解原因】由于一些同学对万有引力定律和库仑定律的适用条件理解不深刻,产生了上述两种典型错解,因库仑定律只适用于可看作点电荷的带电体,而本题中由于a,b两球所带异种电荷的相互吸引,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只有其半径r的3倍,不满足l>>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。
万有引力定律适用于两个可看成质点的物体,虽然两球心间的距离l只有其半径r的3倍,但由于其壳层的厚度和质量分布均匀,两球壳可看作质量集中于球心的质点。
因此,可以应用万有引力定律。
综上所述,对于a,b两带电球壳的整体来说,满足万有引力的适用条件,不满足库仑定律的适用条件,故只有选项D正确。
【评析】用数学公式表述的物理规律,有它的成立条件和适用范围。
也可以说物理公式是对应着一定的物理模型的。
应用物理公式前,一定要看一看能不能在此条件下使用该公式。
例8 如图8-7中接地的金属球A的半径为R,A点电荷的电量Q,到球心距离为r,该点电荷的电场在球心O 处的场强等于: [ ]【错解】根据静电平衡时的导体内部场强处处为零的特点,Q在O处场强为零,选C。
【错解原因】有些学生将“处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零”误认为是指Q电荷电场在球体内部处处为零。
实际上,静电平衡时O处场强相等,方向相反,合场强为零。
【分析解答】静电感应的过程,是导体A(含大地)中自由电荷在电荷Q所形成的外电场下重新分布的过程,当处于静电平衡状态时,在导体内部电荷Q所形成的外电场E与感应电荷产生的“附加电场E'”同时存在的,且在导体内部任何一点,外电场电场场强E与附加电场的场强E'大小相等,方向相反,这两个电场叠加的结果使内部的合场强处处为零。