【创新方案】2017版新课标物理一轮复习过关检测 第六章 静电场(3) Word版含答案
2017届高考物理一轮复习备考指南第6章静电场3
第3节带电粒子在电场中的运动,(1)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和。
(×)(2)电容器的电容与电容器所带电荷量成正比。
(×)(3)放电后的电容器电荷量为零,电容也为零。
(×)(4)带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动。
(×)(5)带电粒子在电场中,只受电场力时,也可以做匀速圆周运动。
(√)(6)示波管屏幕上的亮线是由于电子束高速撞击荧光屏而产生的。
(√)(7)带电粒子在电场中运动时重力一定可以忽略不计。
(×)要点一平行板电容器的动态分析1.平行板电容器动态变化的两种情况(1)电容器始终与电源相连时,两极板间的电势差U保持不变。
(2)充电后与电源断开时,电容器所带的电荷量Q保持不变。
2.平行板电容器动态问题的分析思路3.平行板电容器问题的一个常用结论电容器充电后断开电源,在电容器所带电荷量保持不变的情况下,电场强度与极板间的距离无关。
[多角练通]1.(2015·孝感三中高三冲刺卷)电容式加速度传感器的原理结构如图6-3-1所示,质量块右侧连接轻质弹簧,左侧连接电介质,弹簧与电容器固定在外框上。
质量块可带动电介质移动改变电容。
则( )图6-3-1A .电介质插入极板间越深,电容器电容越小B .当传感器以恒定加速度运动时,电路中有恒定电流C .若传感器原来向右匀速运动,突然减速时弹簧会伸长D .当传感器由静止突然向右加速瞬间,电路中有顺时针方向电流解析:选D 根据电容器的电容公式C =εr S 4k πd ,当电介质插入极板间越深,即电介质增大,则电容器电容越大,故A 错误;当传感器以恒定加速度运动时,根据牛顿第二定律可知,弹力大小不变,则电容器的电容不变,因两极的电压不变,则电容器的电量不变,因此电路中没有电流,故B 错误;若传感器原来向右匀速运动,突然减速时,因惯性,则继续向右运动,从而压缩弹簧,故C 错误;当传感器由静止突然向右加速瞬间,质量块要向左运动,导致插入极板间电介质加深,因此电容会增大,由于电压不变,根据Q =CU ,可知,极板间的电量增大,电容器处于充电状态,因此电路中有顺时针方向电流,故D 正确。
2017年高考物理一轮复习 第6章 静电场课件 新人教版
人教版 ·高考总复习
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
第六章 静电场
1 高考导航 2 名师点拨
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最新考纲
1.物质的电结构、电荷守恒Ⅰ 2.静电现象的解释Ⅰ 3.点电荷Ⅰ 4.库仑定律Ⅱ 5.静电场Ⅰ 6.电场强度、点电荷的场强Ⅱ 7.电场线Ⅰ 8.电势能、电势Ⅰ 9.电势差Ⅱ 10.匀强电场中电势差与电场强度的 关系Ⅰ
在复习中,始终要围绕两个主线:一是电场力的性质,二 是电场能的性质。做好这类题目关键是掌握好基本模型。注意 命题与生产技术、生活实际、科学研究等联系也很多,如静电 屏蔽、尖端放电和避雷针、电容式传感器、静电的防止和应 用、示波管原理等,都成为新情境综合问题的命题素材。
11.带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ 12.示波管Ⅰ 13.常见电容器Ⅰ 14.电容器的电压、电荷量和电容的 关系Ⅰ
考向瞭望
1.多个电荷库仑力的平衡和场强叠 加问题。 高低,电 场力变化,电场力的功和电势能的 变化等。 3.带电体在匀强电场中的平衡问 题及其他变速运动的动力学问题。 4.对平行板电容器电容决定因素 的理解,解决两类有关动态变化的 问题。 5.分析带电粒子在电场中的加速 和偏转问题。 6.示波管,静电除尘等在日常生 活和科学技术上的应用。
名师点拨
静电场部分Ⅱ级要求的知识点有库仑定律、电场强度、点 电荷的场强、电势差、带电粒子在匀强电场中的运动。电场强 度、电势差是近几年高考中频繁考查的知识点。电场力、电势 能与力学中的运动、平衡以及能量相结合的题目在近几年的高 考中不断以各种形式出现。对电场基本知识的考查多以选择题 形式进行,对于带电粒子在电场中的运动以及力电相结合的综 合试题多以计算题的形式进行考查。预测2017年高考中,本专 题仍是命题的热点之一,要特别注意场强、电势、等势面和电 场力做功与电势能的关系,特别是等势面,在计算题中带电粒 子在电场中的运动的模型,仍会是考查的重点。
【创新方案】2017版新课标物理一轮复习课件:第6章-静电场 第3讲
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带电体在匀强电场中的直线运动问题的分 析方法
高考专题辅导与测试·物理
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1.(2015· 全国新课标Ⅱ)如图所示,两平行的带电金属板水平 放置。若在两板中间 a 点从静止释放一带电微粒,微粒恰好保持 静止状态。现将两板绕过 a 点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转 45°, 再由 a 点从静止释放一同样的微粒,该微粒将( )
A.当增大两板间距离时,v 也增大 B.当减小两板间距离时,v 增大 C.当改变两板间距离时,v 不变 D.当增大两板间距离时,电子在两板间运动的时间也增大
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解析: 选 CD 电子从静止开始运动, 根据动能定理有 qU 1 2 =2mv -0 可知,从 A 极板运动到 B 极板动能的变化量等于 电场力做的功,因两极板间电压不变,所以末速度不变,A、 U B 错误,C 正确;如果增大两板间距离,由 E= d 知 E 变小, qE 1 2 由 a= m 知 a 变小,由 x=2at 知,t 增大,电子在两板间运 动的时间变长,D 正确。
ε rS C= 4π kd 。 ②决定式:
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2.带电粒子在电场中的运动 1 2 1 2 (1)加速问题①在匀强电场中:W=qEd=qU=2mv -2mv0; 1 2 1 2 ②在非匀强电场中:W=qU=2mv -2mv0。 (2)偏转问题 ①条件分析: 不计重力的带电粒子以速度 v0 垂直于电场线方向 飞入匀强电场; ②运动性质: 匀变速曲线 运动;
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考点二 带电体在电场中的直线运动
带电粒子在电场中运动时重力的处理 (1)基本粒子:如电子、质子、α 粒子、离子等,除有说明 或明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但并不忽略质量)。 (2)带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或 明确的暗示以外,一般都不能忽略重力。
【创新设计】2017年高考物理全国II一轮复习(课件+习题+章末质量检测)第6章静电场 基础课时16
基础课时16电场的力的性质一、单项选择题1.(2016·北京西城期末)如图1所示,两个电荷量均为+q的小球用长为l的轻质绝缘细绳连接,静止在光滑的绝缘水平面上。
两个小球的半径r≪l。
k表示静电力常量。
则轻绳的张力大小为()图1A.0 B.kq2l2C.2kq2l2 D.kql2解析轻绳的张力大小等于两个带电小球之间的库仑力,由库仑定律F=kq2 l2知选项B正确。
答案 B2.使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q和+5Q的电荷后,将它们固定在相距为a的两点,它们之间库仑力的大小为F1。
现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们固定在相距为2a的两点,它们之间库仑力的大小为F2。
则F1与F2之比为()A.2∶1 B.4∶1 C.16∶1 D.60∶1 解析两个完全相同的金属球相互接触并分开后,带电荷量均变为+Q,距离变为原来的两倍,根据库仑定律可知选项D正确。
答案 D3.(2016·牡丹江重点高中一联)两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处,如图2所示。
A处电荷带正电荷量Q1,B处电荷带负电荷量Q2,且Q2=4Q1,另取一个可以自由移动的点电荷Q 3,放在AB 直线上,欲使整个系统处于平衡状态,则( )图2A .Q 3为负电荷,且放于A 左方B .Q 3为负电荷,且放于B 右方C .Q 3为正电荷,且放于A 、B 之间D .Q 3为正电荷,且放于B 右方 解析 因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用,且已知Q 1和Q 2是异种电荷,对Q 3的作用力一为引力,一为斥力,所以Q 3要平衡就不能放在A 、B 之间。
根据库仑定律知,由于B 处的电荷Q 2电荷量较大,Q 3应放在离Q 2较远而离Q 1较近的地方才有可能处于平衡,故应放在Q 1的左侧。
要使Q 1和Q 2也处于平衡状态,Q 3必须带负电,故选项A 正确。
答案 A4.(2016·河北石家庄质检二)均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。
高考物理大一轮复习学案第六章静电场(含答案)
考纲展示 热点视角1.物质的电结构、电荷守恒Ⅰ 2.静电现象的解释 Ⅰ 3.点电荷 Ⅰ 4.库仑定律 Ⅱ 5.静电场 Ⅰ 6.电场强度、点电荷的场强 Ⅱ 7.电场线 Ⅰ 8.电势能、电势 Ⅰ 9.电势差 Ⅱ 10.匀强电场中电势差与电场强度的关系 Ⅰ 11.带电粒子在匀强电场中的运动 Ⅱ 12.示波管 Ⅰ 13.常见电容器 电容器的电压、电荷量和电容的关系 Ⅰ 错误! 1.利用电场线和等势面确定场强的大小和方向,判断电势高低、电场力变化、电场力做功和电势能的变化等,常以选择题的形式出现. 2.电场力的性质与平衡知识、牛顿运动定律相结合,分析带电粒子在电场中的加速和偏转问题,是考查的热点. 3.电场力做功与电势能的变化及带电粒子在电场中的运动与牛顿运动定律、动能定理、功能关系相结合的题目是考查的另一热点.4.电场知识与电流、磁场等相关知识的综合应用是考查的高频内容.5.电场知识与生产技术、生活实际、科学研究等的联系,如示波管、电容式传感器、静电分选器等,都可成为新情景题的命题素材,应引起重视.第一节 电场力的性质一、电荷和电荷守恒定律 1.电荷(1)元电荷:电荷量为e =□01______________的电荷叫做元电荷.质子和电子均带元电荷电荷量.(2)点电荷:□02__________对研究问题的影响可忽略不计的带电体称为点电荷. 2.电荷守恒定律(1)电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体□03______到另一个物体,或者从物体的一部分□04________到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持□05______. (2)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电.(3)带电实质:物体带电的实质是□06________. 特别提示:当完全相同的带电金属球相接触时,同种电荷电量平均分配,异种电荷先中和后平分.二、库仑定律1.内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成□07______,与它们的□08____________成反比,作用力的方向在它们的连线上. 2.公式:□09__________,式中的k =9.0×109N·m 2/C 2,叫做静电力常量.3.适用条件:(1)□10________;(2)真空中.特别提示:当两带电体离得较近时,它们不能视为点电荷,库仑定律不再适用,但它们之间仍存在库仑力.三、电场强度 1.电场强度(1)意义:描述电场强弱和方向的物理量.(2)定义:放入电场中某点的电荷所受的□11____________跟它的□12__________的比值. (3)定义式:E =Fq.单位:V/m 或N/C.(4)方向:□13__________在该点的受力方向,是矢量. (5)决定因素:电场强度取决于电场本身,与q 无关. 2.点电荷场强的计算式(1)公式:设在场源点电荷Q 形成的电场中,与Q 相距r 点的场强E =□14________. (2)适用条件:真空中的□15________形成的电场. 3.匀强电场:各点场强的大小和方向都相同的电场,公式E =□16________. 四、电场线及特点1.电场线:电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的□17______方向表示该点的电场强度方向.2.电场线的特点(1)电场线从□18______或无限远处出发终止于□19________或无限远处. (2)电场线不相交.(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大. 3.几种典型的电场线(如图所示),1-1.(多选)用一绝缘柄将一带正电玻璃棒a 接触另一不带电玻璃棒b ,使之接触起电,以下说法正确的是( )A .在此接触起电过程中,玻璃棒a 上的正电荷向玻璃棒b 上转移B .在此接触起电过程中,玻璃棒b 上的电子向玻璃棒a 上转移C .在此接触起电过程中,它们的电荷的代数和不变D .此接触起电过程并不一定遵循电荷守恒定律 1-2.(多选)(2012·高考浙江卷)用金属箔做成一个不带电的圆环,放在干燥的绝缘桌面上.小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后,将笔套自上而下慢慢靠近圆环,当距离约为0.5 cm 时圆环被吸引到笔套上,如图所示.对上述现象的判断与分析,下列说法正确的是( )A .摩擦使笔套带电B .笔套靠近圆环时,圆环上、下部感应出异号电荷C .圆环被吸引到笔套的过程中,圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D .笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷立刻被全部中和 2.(单选)如图所示,半径相同的两个金属小球A 、B 带有电荷量大小相等的电荷,相隔一定的距离,两球之间的相互吸引力大小为F .今用第三个半径相同的不带电的金属小球C 先后与A 、B 两个球接触后移开,这时,A 、B 两个球之间的相互作用力大小是( )A.18FB.14FC.38FD.34F 3-1.(单选)(2014·广州模拟)当在电场中某点放入电荷量为q 的正试探电荷时,测得该点的电场强度为E ,若在同一点放入电荷量为q ′=2q 的负试探电荷时,测得该点的电场强度( )A .大小为2E ,方向与E 相同B .大小为2E ,方向与E 相反C .大小为E ,方向与E 相同D .大小为E ,方向与E 相反 3-2.(单选)(2012·高考江苏卷)真空中A 、B 两点与点电荷Q 的距离分别为r 和3r ,则A 、B 两点的电场强度大小之比为( )A .3∶1B .1∶3C .9∶1D .1∶9 4-1.(多选)如图是某静电场的一部分电场线分布情况,下列说法中正确的是( ) A .这个电场可能是负点电荷的电场 B .A 点的电场强度大于B 点的电场强度 C .A 、B 两点的电场强度方向不相同D .负电荷在B 点处受到的电场力的方向沿B 点切线方向4-2.(单选)法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场,如图所示为点电荷a 、b 所形成电场的电场线分布图,以下几种说法中正确的是( )A .a 、b 为异种电荷,a 的电荷量大于b 的电荷量B .a 、b 为异种电荷,a 的电荷量小于b 的电荷量C .a 、b 为同种电荷,a 的电荷量大于b 的电荷量D .a 、b 为同种电荷,a 的电荷量小于b 的电荷量对库仑定律的理解和应用库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷.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.(单选)如图所示,两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a 和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l 为球半径的3倍.若使它们带上等量异种电荷,使其电荷量的绝对值均为Q ,那么关于a 、b 两球之间的万有引力F 引和库仑力F 库的表达式正确的是( )A .F 引=G m 2l 2,F 库=k Q 2l 2B .F 引≠G m 2l 2,F 库≠k Q 2l 2C .F 引≠G m 2l 2,F 库=k Q 2l 2D .F 引=G m 2l 2,F 库≠k Q 2l2[思路点拨] 两球壳质量分布均匀,可以认为质量集中在何处?能否等效为电荷集中在球心?[尝试解答] ________1.(单选)两个分别带有电荷量-Q 和+3Q 的相同金属球(半径均为r ),固定在相距(两球心间距离)为3r 的两处,它们间库仑力的大小为F .现将两小球相互接触后放回原处,则两球间库仑力的大小( )A .大于13FB .等于13FC .小于13FD .等于43F电场线与带电粒子的运动轨迹分析1.粒子所受合力的方向指向轨迹的凹侧,由此判断电场的方向或粒子的电性; 2.由电场线的疏密情况判断带电粒子的受力大小及加速度大小;3.由功能关系判断速度变化:如果带电粒子在运动中仅受电场力作用,则粒子电势能与动能的总量不变,电场力做正功,动能增大,电势能减小.(多选)如图所示,图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a 、b 是轨迹上的两点,若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用,根据此图可以作出的正确判断是( )A .带电粒子所带电荷的正、负B .带电粒子在a 、b 两点的受力方向C .带电粒子在a 、b 两点的加速度何处较大D .带电粒子在a 、b 两点的速度何处较大[思路点拨] (1)电场线方向、粒子电性未知,能判断电场力方向吗?依据是什么? (2)a 、b 两点的场强大小有什么关系?(3)根据什么知识可判断v a、v b关系?[尝试解答]________[方法总结]求解这类问题的方法:(1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向),从二者的夹角情况来分析曲线运动的情景.(2)“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向,是题意中相互制约的三个方面.若已知其中的任一个,可顺次向下分析判定各待求量;若三个都不知(三不知),则要用“假设法”分别讨论各种情况.有时各种情景的讨论结果是归一的.2.(单选)一负电荷从电场中A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,它运动的v-t图象如图所示,则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的()静电力作用下的平衡问题解决这类问题与解决力学中的平衡问题的方法步骤相同,只不过是多了静电力而已.(2013·高考新课标全国卷Ⅱ改编)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,求匀强电场场强的大小和c球的电量.[课堂笔记][延伸总结](1)解决静电力作用下的平衡问题,首先应确定研究对象,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)电荷在匀强电场中所受电场力与位置无关;库仑力大小随距离变化而变化.3.(单选)如图所示,悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A .在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B .当B 到达悬点O 的正下方并与A 在同一水平线上,A 处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B 的电荷量分别为q 1和q 2,θ分别为30°和45°,则q 2q 1为( )A .2B .3C .2 3D .3 3带电体的力电综合问题解决力、电综合问题的一般思路(2014·福州模拟)如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R 的半圆形,固定在竖直面内,管口B 、C 的连线是水平直径.现有一带正电小球(可视为质点)从B 点正上方的A 点自由下落,A 、B 两点间距离为4R ,从小球进入管口开始,整个空间中突然加上一个匀强电场,电场力在竖直方向上的分力大小与重力大小相等,结果小球从管口C 处脱离圆管后,其运动轨迹最后经过A 点.设小球运动过程中带电量没有改变,重力加速度为g ,求:(1)小球到达B 点时的速度大小; (2)小球受到的电场力的大小和方向;(3)小球经过管口C 处时对圆管壁的压力.[思路点拨] (1)电场力的竖直分力F y =mg ,方向向上还是向下?小球受到的场力的合力等于什么?(2)小球经过A 点,说明F x 向左还是向右?从C →A 小球做什么运动? [课堂笔记][总结提升] 运动与受力的几个关系 (1)物体保持静止:F 合=0(2)做直线运动:①匀速直线运动,F 合=0②变速直线运动:F 合≠0,且F 合一定沿速度方向. (3)做曲线运动:F 合≠0,且F 合总指向曲线凹的一侧. (4)加速运动:F 合与v 夹角α,0°≤α<90°; 减速运动:90°<α≤180°. (5)匀变速运动:F 合=恒量.4.(多选)如图所示,整个空间存在水平向左的匀强电场,一长为L 的绝缘轻质细硬杆一端固定在O 点、另一端固定一个质量为m 、电荷量为+q 的小球P ,杆可绕O 点在竖直平面内无摩擦转动,电场的电场强度大小为E =3mg3q.先把杆拉成水平,然后将杆无初速释放,重力加速度为g ,不计空气阻力,则( )A .小球到最低点时速度最大B .小球从开始至最低点过程中动能一直增大C .小球对杆的最大拉力大小为833mgD .小球可绕O 点做完整的圆周运动用对称法处理场强叠加问题范例如图所示,位于正方形四个顶点处分别固定有点电荷A 、B 、C 、D ,四个点电荷的带电量均为q ,其中点电荷A 、C 带正电,点电荷B 、D 带负电,试确定过正方形中心O 并与正方形垂直的直线上到O 点距离为x 的P 点处的电场强度.[思路点拨] A 、B 、C 、D 对于P 点具有空间对称性,A 、C 电性、电量相同,为等量同号电荷,B 、D 也为等量同号电荷,根据对称性特点,可求P 点的合场强.[解析] P 点是A 、C 连线中垂线上的一点,故A 、C 两电荷在P 点的合场强E 1方向为O →P ,同理B 、D 在P 点的合场强E 2方向为P →O ,由对称性可知,E 1、E 2大小相等,所以P 点的电场强度为0.[答案] 0[方法提炼] 对称现象普遍存在于各种物理现象和物理规律中,应用对称性不仅能帮助我们认识和探索某些基本规律,而且也能帮助我们去求解某些具体的物理问题.利用对称法分析解决物理问题,可以避免复杂的数学演算和推导,直接抓住问题的特点,出奇制胜,快速简便地求解问题.5.(单选)(2013·高考江苏卷)下列选项中的各14圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各14圆环间彼此绝缘.坐标原点O 处电场强度最大的是( )一 高考题组 1.(单选)(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)如图,一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点,a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ,在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷.已知b 点处的场强为零,则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( )A .k 3qR 2B .k 10q 9R 2C .k Q +q R 2D .k 9Q +q 9R 22.(单选)(2013·高考海南卷)如图,电荷量为q 1和q 2的两个点电荷分别位于P 点和Q 点.已知在P 、Q 连线上某点R 处的电场强度为零,且PR =2RQ .则( )A .q 1=2q 2B .q 1=4q 2C .q 1=-2q 2D .q 1=-4q 2 3.(单选)(2011·高考海南卷)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的带电荷量为q ,球2的带电荷量为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 =6二 模拟题组 4.(单选)(2014·湖南五市十校联考)如图所示,在空间中的A 、B 两点固定一对等量异种点电荷,在竖直面内AB 中垂线上固定一根光滑绝缘的直杆,在杆上串一个带正电的小球,给小球一个沿竖直向下的初速度,则小球所做的运动是( )A .匀速直线运动B .先减速后加速运动C .一直匀加速运动D .以上均错5.(2014·北京东城区检测)如图所示,一带电荷量为+q 、质量为m 的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上,当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中,小物块恰好静止.重力加速度取g ,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:(1)水平向右电场的电场强度的大小;(2)若将电场强度减小为原来的1/2,小物块的加速度是多大; (3)电场强度变化后小物块下滑距离L 时的动能.温馨提示 日积月累,提高自我 请做课后达标检测18第二节 电场能的性质一、电场力做功和电势能 1.静电力做功(1)特点:静电力做功与□01__________无关,只与□02__________有关. (2)计算方法①W =qEd ,只适用于匀强电场,其中d 为沿□03__________的距离. ②W AB =qU AB ,适用于□04________. 2.电势能(1)定义:电荷在□05________中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到□06______位置时静电力所做的功.(2)静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于□07______________,即W AB =E p A -E p B =-ΔE p .(3)电势能具有相对性. 二、电势、等势面 1.电势(1)定义:电荷在电场中某一点的□08______与它的□09__________的比值. (2)定义式:φ=E pq.(3)矢标性:电势是标量,其大小有正负之分,其正(负)表示该点电势比电势零点高(低).(4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因□10________的选取不同而不同. 2.等势面(1)定义:电场中□11__________的各点构成的面. (2)特点①在等势面上移动电荷,电场力不做功.②等势面一定与电场线垂直,即与场强方向□12______. ③电场线总是由电势□13______的等势面指向电势□14______的等势面. ④等差等势面的疏密表示电场的强弱(等差等势面越密的地方,电场线越密).三、电势差1.定义:电荷在电场中,由一点A 移到另一点B 时,电场力所做的功W AB 与移动的电荷的电量q 的比值.2.定义式:U AB =□15________. 3.电势差与电势的关系:U AB =□16________,U AB =-U BA . 4.电势差与电场强度的关系匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿□17______的距离的乘积,即U AB =Ed .特别提示:电势和电势差都是由电场本身决定的,与检验电荷无关,但电势是相对量,电场中各点的电势与零电势点的选取有关,而电势差是绝对量,与零电势点的选取无关.,1.(单选)(2014·重庆模拟)如图所示,正点电荷(电荷量为Q )产生的电场中,已知A 、B 间的电势差为U ,现将电荷量为q 的正点电荷从B 移到A ,则( )A .外力克服电场力做功QU ,电势能增加qUB .外力克服电场力做功qU ,电势能增加QUC .外力克服电场力做功qU ,电势能增加qUD .外力克服电场力做功QU ,电势能减少QU 2-1.(单选)(2012·高考重庆卷)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图所示,a 、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 .a 点和b 点的电场强度相同C .c 点的电势低于d 点的电势D .负电荷从a 到c ,电势能减少2-2.(单选)在静电场中,下列说法正确的是( )A .电场强度处处为零的区域内,电势一定也处处为零B .电场强度处处相同的区域内,电势一定也处处相同C .电场强度的方向总是跟等势面垂直D .电势降低的方向就是电场强度的方向3-1.(多选)关于电势差的计算公式,下列说法正确的是( )A .电势差的公式U AB =W ABq说明两点间的电势差U AB 与电场力做功W AB 成正比,与移动电荷的电荷量q 成反比B .把正电荷从A 点移到B 点电场力做正功,则有U AB >0C .电势差的公式U AB =W ABq中,U AB 与移动电荷的电荷量q 无关D .电场中A 、B 两点间的电势差U AB 等于把正电荷q 从A 点移动到B 点时电场力所做的功3-2.(单选)(2014·宜昌高三检测)如图所示是一个匀强电场的等势面,每两个相邻等势面相距2 cm,由此可以确定电场强度的方向和数值是()A.竖直向下,E=100 V/mB.水平向左,E=100 V/mC.水平向左,E=200 V/mD.水平向右,E=200 V/m电势高低及电势能大小的比较1.比较电势高低的方法(1)根据电场线方向:沿电场线方向电势越来越低.(2)根据U AB=φA-φB:若U AB>0,则φA>φB,若U AB<0,则φA<φB.(3)根据场源电荷:取无穷远处电势为零,则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.2.电势能大小的比较方法(1)做功判断法电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加(与其他力做功无关).(2)电荷电势法正电荷在电势高处电势能大,负电荷在电势低处电势能大.(3)公式法由E p=qφ,将q、φ的大小、正负号一起代入公式,E p的正值越大,电势能越大;E p 的负值越大,电势能越小.(多选)(2013·高考江苏卷)将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等. a、b为电场中的两点,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.检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大D.将检验电荷-q从a点移到b点的过程中,电场力做负功[尝试解答]________1.(多选)(2014·潍坊模拟)如图所示,MN、PQ是圆的两条相互垂直的直径,O为圆心.两个等量正电荷分别固定在M、N两点.现有一带电的粒子(不计重力及粒子对电场的影响)从P点由静止释放,粒子恰能在P、Q之间做直线运动,则以下判断正确的是() A.O点的场强一定为零B.P点的电势一定比O点的电势高C.粒子一定带负电D.粒子在P点的电势能一定比在Q点的电势能小等势面与粒子运动轨迹的分析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.解决该类问题应熟练掌握以下知识及规律(1)带电粒子所受合力(往往仅为电场力)指向轨迹曲线的内侧.(2)某点速度方向为轨迹切线方向.(3)电场线或等差等势面密集的地方场强大.(4)电场线垂直于等势面.(5)顺着电场线电势降低最快.(6)电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增大.有时还要用到牛顿第二定律、动能定理等知识.(单选)(2012·高考天津卷)两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示,一带负电的粒子以某一速度从图中A 点沿图示方向进入电场在纸面内飞行,最后离开电场,粒子只受静电力作用,则粒子在电场中( )A .做直线运动,电势能先变小后变大B .做直线运动,电势能先变大后变小C .做曲线运动,电势能先变小后变大D .做曲线运动,电势能先变大后变小 [尝试解答] ________[方法总结] 这类问题关键是画出电场线,判断出电场力方向,粒子所受合力(一般仅受电场力)指向轨迹的凹侧,以此为基础再结合其他条件,就可对有关问题作出正确的判断.2.(多选)(2012·高考山东卷)图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷.一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a 、b 、c 三点是实线与虚线的交点.则该粒子( )A .带负电B .在c 点受力最大C .在b 点的电势能大于在c 点的电势能D .由a 点到b 点的动能变化大于由b 点到c 点的动能变化公式U =E ·d 的拓展应用1.在匀强电场中U =Ed ,即在沿电场线方向上,U ∝d . 2.推论:①如图甲,C 点为线段AB 的中点,则有φC =φA +φB2.②如图乙,AB ∥CD ,且AB =CD ,则U AB =U CD .3.在非匀强电场中U =Ed 虽不能直接应用,但可以用作定性判断.(单选)(2012·高考安徽卷)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0 V ,点A 处的电势为6 V ,点B 处的电势为3 V ,则电场强度的大小为( )A .200 V/mB .200 3 V/mC .100 V/mD .100 3 V/m[尝试解答] ________3.(单选)在匀强电场中有四个点A、B、C、D,恰好为平行四边形的四个顶点,O点为平行四边形两条对角线的交点.已知:φA=-4 V,φB=6 V,φC=8 V,则φD、φO分别为() A.-6 V,6 VB.2 V,1 VC.-2 V,2 VD.-4 V,4 V电场中的功能关系1.求电场力做功的几种方法(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=Eql cos α.(2)由W AB=qU AB计算,此公式适用于任何电场.(3)由电势能的变化计算:W AB=E p A-E p B.(4)由动能定理计算:W电场力+W其他力=ΔE k.注意:电荷沿等势面移动电场力不做功.2.电场中的功能关系(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、弹簧弹力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化.(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化.如图所示,在O点放置一个正电荷.在过O点的竖直平面内的A点,自由释放一个带正电的小球,小球的质量为m、电荷量为q.小球落下的轨迹如图中虚线所示,它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点,O、C在同一水平线上,∠BOC =30°,A距离OC的竖直高度为h.若小球通过B点的速度为v,试求:(1)小球通过C点的速度大小;(2)小球由A到C的过程中电势能的增加量.[思路点拨](1)B、C两点电势具有什么关系?小球从B→C电场力做功为多少?(2)A→C小球电势能的增加量与电场力做功有何关系?[课堂笔记][规律总结]在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒定律和功能关系.(1)应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功).(2)应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化.(3)应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系.(4)有电场力做功的过程机械能不守恒,但机械能与电势能的总和可以守恒.4.(多选)如图所示,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,小球从静止开始运动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,小球离开弹簧时速度为v,不计空气阻力,则上述过程中() A.小球与弹簧组成的系统机械能守恒B.小球的重力势能增加-W1C.小球的机械能增加W1+12m v2D.小球的电势能减少W2E-x和φ-x图象的处理方法1.E-x图象(1)反映了电场强度随位移变化的规律.(2)E>0表示场强沿x轴正方向;E<0表示场强沿x轴负方向.(3)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,两点的电势高低根据电场方向判定.2.φ-x图象(1)描述了电势随位移变化的规律.(2)根据电势的高低可以判断电场强度的方向是沿x轴正方向还是负方向.(3)斜率的大小表示场强的大小,斜率为零处场强为零.范例(单选)空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图象如图所示.下列说法中正确的是()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.O到x1和O到x3两点的电势差相等。
2017版新课标物理一轮复习章末过关检测六第六章静电场含答案
章末过关检测(六 )静 电 场(限时: 45 分钟 )一、单项选择题 (此题共 6 小题,每题 6 分,共 36 分 )1.(2016 徐·州质检 )如下图, 在 M 、N 处固定着两个等量异种点电荷,B 两点,已知 MA = AB = BN 。
以下说法中正确的选项是 ( )在它们的连线上有A 、A . A 、B 两点场强同样 B . A 、 B 两点电势相等C .将一正电荷从 A 点移到 B 点,电场力做负功D .负电荷在 A 点的电势能大于在 B 点的电势能2.(2016 ·坊统考潍 )直线 ab 是电场中的一条电场线,从 a 点无初速度开释一电子,电子仅在电场力作用下,沿直线从a 点运动到b 点,其电势能 E p 随位移 x 变化的规律如图乙所示。
设 a 、b 两点的电场强度分别为E a 和 E ,电势分别为 φ 和 φ。
则 ( ) b a b甲 乙A . E a = E bB . E a < E bC . φa < φ > φbD . φ a b 3. 示波器是一种多功能电学仪器,它是由加快电场和偏转电场构成。
如下图,电子在电压为 U 1 的电场中由静止开始加快, 而后射入电压为 U 2 的平行金属板间的电场中, 入射方向与极 板平行, 在知足电子能射出平行电场地区的条件下, 下述状况必定能使电子偏转角度θ变大的是()A .U 1 变大, U 2 变大B .U 1变小, U 2 变大C .U 1 变大, U 2变小D .U 1 变小, U 2变小4.一个初动能为 E k 的带电粒子, 以速度 v 沿垂直电场强度方向飞入两块平行金属板间 (带等 量异号电荷且正对搁置 ),飞出时粒子动能为 2E k ,假如这个带电粒子的初速度增添到本来的2 倍, 仍从原地点沿原方向射入,不计重力,那么该粒子飞出两平行金属板间时的动能为()A . 4E kB . 4.25E kC .6E kD . 9.5E k5.(2016 ·阳检测沈 )在空间中水平面 MN 的下方存在竖直向下的匀强电场,质量为m 的带电小球由 MN 上方的 A 点以必定初速度水平抛出,从B 点进入电场,抵达C 点时速度方向恰巧水平, A 、B 、 C 三点在同向来线上,且 AB = 2BC ,如下图。
2017届高三物理一轮复习 速效提升训练第六章 静电场 检测 含答案
章末检测提升(六)第六章静电场一、选择题(本大题共10小题,共40分.每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有错选的得0分)1.(多选)某电场的电场线分布如图所示,以下说法正确的是()A.a点场强大于b点场强B.a点电势高于b点电势C.若将一试探电荷+q由a点静止释放,它将沿电场线运动到b点D.若在d点固定一点电荷-Q,将一试探电荷+q由a移至b 的过程中,电势能减少解析:电场线的疏密表示电场的强弱,A项错误;沿着电场线方向电势逐渐降低,B项正确;+q在a点所受电场力方向沿电场线的切线方向,由于电场线为曲线,所以+q不沿电场线运动,C 项错误;在d点固定一点电荷-Q后,a点电势仍高于b点,+q 由a移至b的过程中,电场力做正功,电势能减少,D项正确.答案:BD2.一带电小球悬挂在平行板电容器内部,闭合开关S,电容器充电后,悬线与竖直方向夹角为φ,如图所示。
下列方法中能使夹角φ减小的是()A .保持开关闭合,使两极板靠近一些B .保持开关闭合,使滑动变阻器滑片向右移动C .保持开关闭合,使两极板远离一些D .打开开关,使两极板靠近一些解析:要使悬线夹角φ减小,就要减小小球在电容器中所受到的电场力,即要减小电容器内部电场强度.保持开关S 闭合,即电容器两端电压不变,使两极板靠近些,由E =U d知,电场强度增大,φ要增大;使两极板远离一些,就会使电场强度减小,夹角φ减小;调节滑动变阻器不能影响电容器两极板间的电压大小,因此A 、B 两项错误,C 项正确;若断开开关S ,电容器两极板所带电荷量不变,使两极板靠近一些,由C =εr S 4πkd,U =Q C ,E =U d 知,E 不变,即夹角φ不变,D 项错误.答案:C3.(多选)下图中甲是匀强电场,乙是孤立的正点电荷形成的电场,丙是等量异种点电荷形成的电场(a 、b 位于两点电荷连线上,且a 位于连线的中点),丁是等量正点电荷形成的电场(a 、b 位于两点电荷连线的中垂线,且a 位于连线的中点).有一个正检验电荷仅在电场力作用下分别从电场中的a 点由静止释放,动能E k 随位移x 变化的关系图象如图中的①②③图线所示,其中图线①是直线.下列说法正确的是( )A .甲对应的图线是①B .乙对应的图线是②C .丙对应的图线是②D .丁对应的图线是③解析:正检验电荷仅在电场力作用下,由静止开始运动,其中甲、乙、丙中正检验电荷沿电场方向运动,丁中正检验电荷静止不动.电场力对正检验电荷做功改变其动能,有Eqx =E k ,动能E k随x 的变化率E k x∝E ,而电场强度E 随x 的变化情况是:甲中E 为常数,乙图中E 减小,丙图中E 增大,所以A 、C 选项正确,B 、D 选项错误.答案:AC4.图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a 、b 点时的动能分别为26eV 和5eV .当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8eV 时,它的动能应为 ( )A .8eVB .13eVC .20eVD .34eV解析:设相邻等势面之间的电势差大小为U ,正电荷从a 运动到 b ,动能减少,可知b 点电势高于a 点电势,则U a =-2U ,U b =U ,设正电荷的电荷量为q ,则正电荷在a 点、b 点的电势能E p a =-2qU ,E p b =qU ,据能量守恒定律E k a +E p a =E k b +E p b ,代入数据得qU =7eV .设点电荷运动到c 点时,其动能、电势能分别为E k c 、E p c ,据能量守恒定律E k a +E p a =E k c +E p c ,26eV +(-14eV )=E k c +(-8eV ),E k c =20eV .答案:C5.示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图所示.如果在荧光屏上的P 点出现亮斑,那么示波管中的()A.极板X带正电B.极板X带负电C.极板Y带正电D.极板Y不带电解析:根据亮斑的位置偏向Y极板,可知电子因受到电场力的作用而运动轨迹发生了偏转,因此极板X、X′不带电,极板Y应带正电.答案:C6.如图所示,A,B,C,D是匀强电场中一个以坐标原点为圆心、半径为1 cm的圆与两坐标轴的交点,已知A,B,C三点的电势分别为φA=15 V、φB=3 V、φC=-3 V.由此可得D点的电势为()A.3 V B.6 VC.12 V D.9 V解析:由于电场为匀强电场,则φA-φB=φD-φC,解得φD=9 V,D项正确.答案:D7.如图所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下,通过该区域的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点.下列说法中正确的是()A.三个等势面中,等势面a的电势最高B.带电质点一定是从P点向Q点运动C.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时的小D.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时的小.解析:先由等势面与电场线垂直,画出电场线,再根据轨迹向电场力的方向弯曲,判断电场力的方向,进而确定电场线方向.可以判定电场线从等势面c指向等势面a,故等势面a的电势最低,故A项错;带电质点从P点到Q点电场力做正功,若从Q点到P 点电场力做负功,都有通过P点时的动能比通过Q点时小,故B项错,D项正确;P点的等势面比Q点的密集,P点的电场强度大,质点在P点的加速度大,故C项错.答案:D8.(多选)现有两个边长不等的正方形ABDC和abdc,如图所示,Aa、Bb、Cc、Dd间距相等.在AB、AC、CD、DB的中点分别放等量的点电荷,其中AB、AC中点放的点电荷带正电,CD、BD的中点放的点电荷带负电,取无穷远处电势为零.则下列说法中正确的是()A.O点的电场强度和电势均为零B.把一正点电荷沿着b→d→c的路径移动时,电场力做功为零C .同一点电荷在a 、d 两点所受电场力相同D .将一负点电荷由a 点移到b 点电势能减小解析:根据电场的叠加原理可知,O 点的电场强度不为零,直线bOc 为电势为零的等势线,A 项错误;把一正点电荷沿着b →d →c 的路径移动时,电场力做功为零,B 项正确;根据电场叠加原理可知,a ,d 两点电场强度相同,同一点电荷在a 、d 两点所受电场力相同,C 项正确;将一负点电荷由a 点移到b 点,电场力做负功,电势能增大,D 项错误.答案:BC9.有一静电场,其电场强度方向平行于x 轴.其电势U 随坐标x 的改变而变化,变化的图线如图甲所示,则图乙中正确表示该静电场的场强E 随x 变化的图线是(设场强沿x 轴正方向时取正值)( )解析:由E =U d知,在0~2 mm 内,E =2×104 V /m 且方向向左.在2 mm ~10 mm 内,E =1×104 V /m ,且方向向右.10 mm ~12 mm 内,E =2×104 V /m ,方向向左,故A 项正确.答案:A10.(多选)如图所示,PO为光滑绝缘竖直墙壁、OQ为光滑绝缘水平地面,地面上方有一水平向左的匀强电场E,带正电荷的A、B两小球(可视为质点)均紧靠接触面而处于静止状态,这时两球之间的距离为L.若在小球A上加竖直推力F,小球A沿墙壁PO向着O点移动一小段距离后,适当移动B球,小球A与B重新处于静止状态,则与原来比较(两小球所带电荷量保持不变) ()A.A球对竖直墙壁的作用力不变B.两球之间的距离一定增大C.A球对B球作用的静电力增大D.地面对B球的弹力不变解析:由题意知,A球加上力F移动一段距离后仍处于静止状态,故B球对A球的库仑力沿竖直方向上分力增大,B球应该向左移动,A球对B球的库仑力在水平方向的分力等于匀强电场对B 球的静电力,而匀强电场对B球的静电力不变,根据作用力和反作用力的关系,B球对A球的库仑力在水平方向的分力大小也不变,所以A球对竖直墙壁的压力不变,选项A正确;A、B两球的连线与水平方向的夹角θ变大,F cosθ不变,库仑力F一定变大,选项C正确;两球之间的距离减小,选项B错误;根据力的相互作用性可知,A球对B球的库仑力沿竖直方向上的分力变大,故地面对B球的弹力变大,选项D错误.答案:AC二、填空与实验题(本大题共2小题,共10分.把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答)11.(4分)如图所示,绝缘轻杆两端固定带电小球A和B,轻杆处于水平向右的匀强电场中,不考虑两球之间的相互作用.初始时轻杆与电场线垂直(如图中实线位置),将杆向右平移的同时顺时针转过90°(如图中虚线位置),发现A、B两球电势能之和不变.根据图中给出的位置关系,可判断A、B两球带电荷量的绝对值之比q A∶q B=__________.解析:规定杆的初始位置为零电势能处,则两球的电势能之和为零.杆到末位置的过程,两球的电势能必是一个增大,另一个减小相同的量,或者说电场力对其一做正功,对另一个做负功,结合题图有,2Eq A L=Eq B L,得q A∶q B=1∶2.答案:1∶212.(6分)如图所示,在方向水平的匀强电场中,一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m,带电量为q的小球,绳长为l.另一端固定于O点,把小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速由A点释放,已知细线转过60°角,小球到达B点时速度恰为零.A、B两点的电势差U AB=______;匀强电场的电场强度为E =__________.解析:由动能定理可得,mgl sin 60°+qU AB=0,解得,U AB=-3mgl 2q.根据电场强度与电势差的关系可得,U BA=El(1-cos 60°),解得,E=3mg q.答案:-3mgl 2q 3mg q三、计算题(本大题共4小题,共50分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)在足够长的粗糙绝缘板A 上放一个质量为m 、电荷量为+q 的小滑块B .用手托住A 置于方向水平向左、场强大小为E 的匀强电场中,此时A 、B 均能静止,如图所示.现将绝缘板A 从图中位置P 垂直电场线移至位置Q ,发现小滑块B 相对A 发生了运动.为研究方便可以将绝缘板A 的运动简化成先匀加速接着匀减速到静止的过程.测量发现竖直方向加速的时间为0.8 s ,减速的时间为0.2 s .P 、Q 位置高度差为0.5 m .已知匀强电场的场强E =0.3mg q,A 、B 之间动摩擦因数μ=0.4,g 取10 m/s 2.求:(1)绝缘板A 加速和减速的加速度大小分别为多大?(2)滑块B 最后停在离出发点水平距离为多大处?解析:(1)设绝缘板A 匀加速和匀减速的加速度大小分别为a 1和a 2,其时间分别为t 1和t 2,P 、Q 高度差为h ,则有a 1t 1=a 2t 2h =12a 1t 21+12a 2t 22 求得a 1=1.25 m /s 2,a 2=5 m /s 2(2)研究滑块B ,在绝缘板A 上匀减速的过程中,由牛顿第二定律可得竖直方向:mg -F N =ma 2水平方向:Eq -μF N =ma 3解得a 3=0.1 g =1 m /s 2在这个过程中滑块B 的水平位移大小为x 3=12a 3t 22=0.02 m在绝缘板A 静止后,滑块B 将沿水平方向做匀减速运动,设加速度大小为a 4,有μmg -Eq =ma 4,得a 4=0.1g =1 m /s 2该过程中滑块B 的水平位移大小为x 4=x 3=0.02 m最后滑块B 静止时离出发点的水平距离x =x 4+x 3=0.04 m .答案:(1)1.25 m /s 2 5 m /s 2 (2)0.04 m14.(12分)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O ′1和O 2,两板间电压为U 2,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O 1O ′1进入.并能从O ′1沿O ′1O 2进入C 、D 间,刚好到达O 2孔,已知带电粒子带电荷量-q ,质量m ,不计其重力,求:(1)该粒子进入A 、B 的初速度v 0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.解析:(1)因粒子在A 、B 间运动时,水平方向不受外力做匀速运动,所以进入O 1′孔的速度即为进入 A 、B 板的初速度.在C 、D 间,由动能定理得:qU 2=12mv 20即v 0=2qU 2m. (2)由于粒子进入A 、B 后,在一个周期T 内,竖直方向上的速度变为初始状态,即v 竖=0,若在第一个周期内进入O 1′孔,则对应两板最短长度为L =v 0T =T 2qU 2/m ,若在该时间内,粒子刚好不到A 板而返回,则对应两板最小间距,设为d ,所以12·qU 1md ·(T 4)2×2=d 2,即d =T 2qU 12m . 答案:(1)2qU 2m (2)T 2qU 12m15.(12分)如图,匀强电场中有一半径为r 的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行.a 、b 为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行.一电荷量为q (q >0)的质点沿轨道内侧运动,经过a 点和b 点时对轨道压力的大小分别为N a 和N b .不计重力,求电场强度的大小E 、质点经过a 点和b 点时的动能.解析:质点所受电场力的大小为F =qE.①设质点质量为m ,经过a 点和b 点时的速度大小分别为v a 和v b ,由牛顿第二定律有:F +F N a =m v 2a r,② F N b -F =m v 2b r.③ 设质点经过a 点和b 点时的动能分别为E k a 和E k b ,有E k a =12mv 2a ,④ E k b =12mv 2b.⑤ 根据动能定理有:E k b -E k a =2rF.⑥联立①②③④⑤⑥式得:E =16q(F N b -F N a ), E k a =r 12(F N b +5F N a ),E k b =r 12(5F N b +F N a ). 答案:E =16q(F N b -F N a ) E k a =r 12(F N b +5F N a ) E k b =r 12(5F N b +F N a )16.(16分)如图所示,在光滑绝缘的水平面上,放置两块直径为2L 的同心半圆形金属板A 、B ,两板间的距离很近,半圆形金属板A 、B 的左边有水平向右的匀强电场E 1,半圆形金属板A 、B 之间存在电场,两板间的电场强度可认为大小处处相等,方向都指向O 。
2017届高三物理一轮复习配套文档第六章静电场Word版含答案
第六章⎪⎪⎪静电场[备考指南]第1节电场力的性质_(1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。
(√) (2)点电荷和电场线都是客观存在的。
(×) (3)根据F =k q 1q 2r2,当r →0时,F →∞。
(×)(4)电场强度反映了电场力的性质,所以电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比。
(×)(5)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向。
(√) (6)真空中点电荷的电场强度表达式E =kQr 2中,Q 就是产生电场的点电荷。
(√) (7)在点电荷产生的电场中,以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度都相同。
(×) (8)电场线的方向即为带电粒子的运动方向。
(×)(1)1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律。
(2)1837年,英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场。
(3)1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e 的电荷量,获得诺贝尔奖。
要点一 库仑定律的理解与应用1.对库仑定律的两点理解(1)F =k q 1q 2r 2,r 指两点电荷间的距离。
对可视为点电荷的两个均匀带电球,r 为两球心间距。
(2)当两个电荷间的距离r →0时,电荷不能视为点电荷,它们之间的静电力不能认为趋于无限大。
2.应用库仑定律的四条提醒(1)在用库仑定律公式进行计算时,无论是正电荷还是负电荷,均代入电量的绝对值计算库仑力的大小。
(2)作用力的方向判断根据:同性相斥,异性相吸,作用力的方向沿两电荷连线方向。
(3)两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律,大小相等、方向相反。
(4)库仑力存在极大值,由公式F =k q 1q 2r 2可以看出,在两带电体的间距及电量之和一定的条件下,当q 1=q 2时,F 最大。
[多角练通]1.(2015·济宁一模)两个半径为1 cm 的导体球分别带上+Q 和-3Q 的电量,两球心相距90 cm 时相互作用力为F ,现将它们碰一下后放在球心间相距3 cm 处,则它们的相互作用力大小为( )A .300FB .1 200FC .900FD .无法确定解析:选D 当两球相距90 cm 时可视为点电荷,由库仑定律得F =k 3Q 2r 12(其中r 1=90cm);但球心相距3 cm 时,两球不能视为点电荷,库仑定律不再适用,两球间的库仑力大小无法确定,故D 正确。
【创新设计】2017年高考物理广东专用一轮复习(课件+习题+章末质量检测)第6章静电场 基础课时18
v0射入,则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是(
)
图7
基础诊断 考点突破 随堂演练
A.保持开关S闭合,增大R1,微粒打在O点左侧 B.保持开关S闭合,增大R2,微粒打在O点左侧
C.断开开关S,M极板稍微上移,微粒打在O点右侧
D.断开开关S,M极板稍微下移,微粒打在O点右侧 解析 闭合开关,电路稳定后,无电流通过电阻R2,故电容器两 极板间电压与R0两端电压相同,故调整R2大小对两板间电场无影 响,B项错误;由电路连接情况可知,两板间电场方向竖直向上, 故带正电微粒所受电场力方向竖直向上,电阻R0与R1串联,根据
XX′:使电子束水平偏转(加扫描电压)。
基础诊断
考点突破
随堂演练
2.工作原理 偏转电极 XX′ 和 YY′ 不加电压,电子打到屏幕中心;若只在
XX′之间加电压,电子只在 X方向偏转;若只在 YY′之间加电
压,电子只在 Y 方向偏转;若 XX′加扫描电压, YY′加信号电 压,屏上会出现随信号而变化的图象。 [思考] 证明粒子经电场偏转后,合速度的反向延长线与初速度延长
基础课时18 电容器 带电粒子在 电场中的运动
基础诊断
考点突破
随堂演练
[知识梳理]
知识点一、常见电容器
1.常见电容器 绝缘 又相互_____ 靠近 的导体组成。 (1)组成:由两个彼此_____ 绝对值 。 (2)带电荷量:一个极板所带电荷量的________ (3)电容器的充、放电
电容器的电压、电荷量和电容的关系
带电荷量Q=CU=1.5×10-6×9 C=1.35×10-5 C,选项B、
C正确。
答案 BC
基础诊断 考点突破 随堂演练
2.如图2所示,平行板电容器与电源相接,充电后切断电源,然后
【创新设计】2017年高考物理全国II一轮复习(课件+习题+章末质量检测)第6章静电场 基础课时17
强电场中等势线为平行的直线,所以 NP和 MQ分别是两条等势
B正确;从 N 到 Q的过程中,库仑力一直做负功,所以电势能一
知识梳理
考点突破
随堂演练
【例3】
(多选)(2015· 四川理综,6)如图7所示,半圆槽光滑、绝
缘、固定,圆心是 O,最低点是 P,直径MN水平。 a、 b是两个 完全相同的带正电小球 (视为点电荷),b固定在M点,a从N点静 止释放,沿半圆槽运动经过 P点到达某点 Q(图中未画出)时速度 为零。则小球a( )
图2
知识梳理 考点突破 随堂演练
A.粒子在c点时的加速度为零
B.a点的电势比b点的电势高
C.粒子从a到b再到c,电势能不断增加 D.若粒子从a到b电场力做功大小为W1,从b到c电场力做功大 小为W2,则W1>W2
知识梳理
考点突破
随堂演练
解析
粒子做曲线运动,其加速度不为零,选项 A 错误;粒子
所受电场力的方向与电场线的方向共线,而电场线与等势面处 处垂直,故粒子所受电场力的方向也与等势面垂直,根据曲线 运动轨迹的特点可知,粒子所受电场力指向轨迹凹的一侧,综 上,粒子在c点所受电场力的方向与等势面③垂直,指向左侧。 由于粒子带负电,故过c点的电场线与等势面③垂直,指向右侧,
判断角度 判断方法
做功判断法
电荷电势法 公式法
电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增大
正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大 由Ep=qφ,将q、φ的大小、正负号一起代入公式,Ep的正值越大, 电势能越大,Ep的负值越大,电势能越大
【创新设计】2017年高考物理广东专用一轮复习(课件+习题+章末质量检测)第6章静电场 基础课时17
基础课时17 电场的能的性质一、单项选择题1.(2016·四川绵阳南山中学月考)在一个匀强电场中有a 、b 两点,相距为d ,电场强度为E ,把一个电荷量为q 的正电荷由a 点移到b 点时,克服电场力做功为W ,下列说法正确的是( )A.该电荷在a 点电势能较b 点大B.a 点电势比b 点电势低C.a 、b 两点电势差大小一定为U =EdD.a 、b 两点电势差U ab =W q 解析 正电荷由a 点移到b 点时,电场力对电荷做负功W ,电势能增加,该电荷在a 点电势能较b 点小,选项A 错误;a 点电势比b 点电势低,故B 正确;当a 、b 两点在同一电场线上时,U =Ed ,本题a 、b 是否在同一电场线上不确定,则U 大小不一定等于Ed ,故C 错误;电荷从a 移动到b ,克服电场力做功W ,根据电势差的定义U ab =-W q ,选项D 错误。
答案 B2.一个带正电的质点,电荷量q =2.0×10-9 C ,在静电场中由a 点移动到b 点。
在这过程中除静电力外,其他力做的功为 6.0×10-5 J ,质点的动能增加了8.0×10-5 J ,则a 、b 两点间的电势差U ab 为( )A.1×104 VB.-1×104 VC.4×104 VD.-7×104 V 解析 根据动能定理得W ab +6.0×10-5 J =8.0×10-5 J ,则W ab =8.0×10-5 J-6.0×10-5 J =2.0×10-5 J 。
由U AB =W AB q 得U ab =2.0×10-52.0×10-9 V =1×104 V ,选项A正确。
答案 A3.(2016·广东台山华侨中学月考)一带电粒子在正电荷形成的电场中,运动轨迹如图1所示的abcd曲线,下列判断正确的是()图1A.粒子带负电B.粒子通过a点时的速度比通过b点时大C.粒子在a点受到的电场力比b点大D.粒子在a点时的电势能比b点大解析根据曲线运动的轨迹向着受力的一侧弯曲可知,粒子带正电,A错误;粒子在由a到b的运动过程中,电场力做负功,电势能增大,动能减小,B 正确,D错误;由等势面的疏密程度表示电场强度的大小可知,粒子在a点受到的电场力比b点小,C错误。
【创新方案】2017版新课标物理一轮复习过关检测第六章静电场(4)含答案
最新高三一轮复习单元过关检测卷—物理电场考试时间:100分钟;满分:100分班级姓名.第I卷(选择题)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分, 共28分)1. 如图所示,实线为A、B两点电荷形成的电场线,一仅在电场力作用下的带电粒子从C点运动到D点,轨迹如图虚线所示,则下列说法中正确的是()2. 如图所示,Q1和Q2是两个电荷量大小相等的点电荷,MN是两电荷的连线,HG是两电荷连线的中垂线,O是垂足,下列说法正确的是()3. 如图所示,a、b、c、d为某匀强电场中的四个点,且ab∥cd、ab⊥bc,bc=cd=2ab=2l,电场线与四边形所在平面平行、已知φa=20V,φb=24V,φd=8V、一个质子经过b点的速度大小为v0,方向与bc夹角为45°,一段时间后经过c点,e为质子的电量,不计质子的重力,则()4. 如图所示装置处于真空中,现有质子、氘核和α粒子都从O点由静止释放,经过同一加速电场和偏转电场,最后粒子均打在与OO′垂直的荧光屏上(已知质子、氘核和α粒子质量之比为1:2:4,电量之比为1:1:2,不计粒子的重力影响)、下列说法中正确的是()三种粒子飞出偏转电场时的速率之比为:5. 对于真空中电荷量为q的静止点电荷而言,当选取离点电荷无穷远处的电势为零时,离点电荷距离为r处的电势为φk为静电力常量)。
如图所示,两电荷量均为Q的异种点电荷相距为d,现将一质子(电荷量为e)从两电荷连线上的A点沿以负电荷为圆心、半径为R的半圆形轨迹ABC移到C点,在质子从A到C的过程中,系统电势能的变化情况为()ABCD6. 如图所示,a 、b 、c 、d 为某匀强电场中的四个点,且ab ∥cd 、ab ⊥bc ,bc =cd =2ab =2l ,电场线与四边形所在平面平行。
已知φa =20V ,φb =24V ,φd =8V 。
一个质子经过b 点的速度大小为v0,方向与bc 夹角为45°,一段时间后经过c 点,e 为质子的电量,不计质子的重力,则( ) A 、c 点电势为14VB 、质子从b 运动到cC 、场强的方向由a 指向cD 、质子从b 运动到c 电场力做功为12eV7. 如图所示装置处于真空中,现有质子、氘核和α粒子都从O 点由静止释放,经过同一加速电场和偏转电场,最后粒子均打在与OO ′垂直的荧光屏上(已知质子、氘核和α粒子质量之比为1∶2∶4,电量之比为1∶1∶2,不计粒子的重力影响)。
【创新方案】2017版新课标物理一轮复习课件:第6章-静电场 第2讲
)
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解析:选 AC 等量异种点电荷周围电场线的分布如图所示, 由图可见, A 点的电场线比 C 点的电场线密, 所以 A 点的场强比 C 点的场强大,选项 A 正确;O、C 在+Q、-Q 的中垂线上,由 等量异种点电荷周围电场线的分布特点可知,中垂线上所有点的 合场强方向都水平向右,如果有一个带电粒子沿中垂线移动,由 于电场力始终沿水平方向,电场力对带电粒子不会做功,说明该 中垂线是一条等势线,O 点和 C 点的电势相等,OA 的长度等于
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问题二 几种常见的典型电场等势面的对比分析 电场 等势面(实线)图样 重要描述 垂直于电场线的一簇等 间距平面
匀强电场
点电荷的电场
以点电荷为球心的一簇 球面
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等量异种点电 荷的电场
两点电荷连线的中垂面上的 电势为零 两点电荷连线上,中点电势
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CB 的长度, 但由于 OA 附近的电场线比 CB 附近的电场线密, 所以 OA 电势降低的更快一些,即 A 点的电势小于 B 点的电 势, 选项 B 错误; 电势能 Ep=qφ, 由于 O 点和 C 点电势相等, 所以电势能也相等,选项 C 正确;由于 UOA 与 UCB 不相等, 所以移动同一正电荷电场力做的功 WOA 与 WCB 不相等,选项 D 错误。
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[典题 1] 如图所示,实线为不知方向的
三条电场线,从电场中 M 点以相同速度飞 出 a、b 两个带电粒子,运动轨迹如图中虚 线所示。则( )
A.a 一定带正电,b 一定带负电 B.a 的速度将减小,b 的速度将增大 C.a 的加速度将减小,b 的加速度将增大 D.两个粒子的电势能一个增大,另一个减小
【创新方案】2017版新课标物理一轮复习过关检测第六章静电场(2)含答案
最新高三一轮复习单元过关检测卷—物理电 场考试时间:100分钟;满分:100分班级 姓名 .第I 卷(选择题)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分, 共28分) 1. 如图所示,平行板电容器在充电后不切断电源,此时板间有一带电尘粒恰能在电场中静止.若正对的平行板左右错开一些,则( )2. 下列选项中的各圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各圆环间彼此绝缘. 坐标原点O 处电场强度最大的是()B C D3. 一电子仅在电场力作用下,沿直线由静止从A 运动到B ,AB 间的电场如图所示,则下列叙述正确的是( )4. 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图所示,在半球面AB 上均匀分布正电荷,总电荷量为q ,球面半径为R ,CD 为通过半球顶点与球心O 的轴线,在轴线上有M 、N 两点,OM=ON=2R .已知M 点的场强大小为E ,则N 点的场强大小为(A )A .E R kq -22B .24kq RC .24kq E R -D .24kqE R +5. 两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x 轴上的O 、M 两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中A 、N 两点的电势均为零,ND 段中的C 点电势最高,则( D )A .N 点的电场强度大小为零B .A 点的电场强度大小为零C .NC 间场强方向向x 轴正方向D .将一负点电荷从N 点移到D 点,电场力先做正功后做负功6. 如图实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a 、b 是轨迹上的两点,若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图不可确定的是A .带电粒子所带电荷的符号B .带电粒子在a 、b 两点的受力方向C .带电粒子在a 、b 两点的速度何处较大D .带电粒子在a 、b 两点的电势能何处较大7.南两块不平行的长导体板组成的电容器如图所示.若使两板分别带有等量异号的电荷,定性反映两板间电场线分布的图可能是二、多项选择题(本题共5道小题,每小题6分,共30分,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错得得0分)8.如图所示,在光滑绝缘的水平桌面上方固定着电荷量大小相等的两个点电荷q1、q2,一个带电小球(可视为点电荷)恰好围绕O 点在桌面上做匀速圆周运动。
【创新方案】2017版新课标物理一轮复习过关检测第六章静电场(1)含答案
最新高三一轮复习单元过关检测卷—物理电场考试时间:100分钟;满分:100分班级姓名.第I卷(选择题)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分, 共28分)1.(单选)如图所示,一带电小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内,当开关S闭合,小球静止时,悬线与竖直方向的夹角为θ,则()A、当开关S断开时,若减小平行板间的距离,则平角θ增大B、当开关S断开时,若增大平行板间的距离,则平角θ变小C、当开关S闭合时,若减小平行板间的距离,则平角θ增大D、当开关S闭合时,若减小平行板间的距离,则平角θ减小2.(单选)如图所示,在竖直面内带有等量正负电荷所形成电场的中垂线上有一点P,一个带正电的带电粒子A在外力作用下从P点沿着中垂线向下运动,下列说法正确的是()3.(单选)空气中的负离子对人的健康极为有益、人工产生负氧离子的方法最常用的是电晕放电法、如图所示,一排针状负极和环形正极之间加上直流高电压,电压达5 000 V左右,使空气发生电离,从而产生负氧离子排出,使空气清新化,针状负极与环形正极间距为5 mm,且视为匀强电场,电场强度为E,电场对负氧离子的作用力为F,则()A、E=103 V/m,F=1.6×10-16 NB、E=106 V/m,F=1.6×10-16 NC、E=103 V/m,F=1.6×10-13 ND、E=106 V/m,F=1.6×10-13 N随4.(单选)两个等量异种点电荷位于x轴上,相对原点对称分布,能正确描述x轴上的电势位置x变化规律的是图()5.(单选)如图6所示,虚线表示某电场的等势面.一带电粒子仅在电场力作用下由A运动到B 的径迹如图中实线所示.粒子在A点的加速度为aA、电势能为EA;在B点的加速度为aB、电势能为EB、则下列结论正确的是()A、粒子带正电,aA>aB,EA>EBB、粒子带正电,aA<aB,EA<EBC、粒子带负电,aA<aB,EA<EBD、粒子带负电,aA>aB,EA<EB6.(单选)一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d,极板分别与电池两极相连,上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)、小孔正上方处的P 点有一带电粒子,该粒子从静止开始下落,经过小孔进入电容器,并在下极板处(未与极板接触)返回、若将下极板向上平在距上极板在距上极板7.(单选)竖直平面内,一带正电的小球,系于长为L 不可伸长的轻线一端,线的另一端固定为0点,它们处在匀强电场中,电场的方向水平向右,场强的大小为E 、已知电场对小球的作用力的大小等于小球的重力、现先把小球拉到图中的P1处,使轻线伸直,并与场强方向平行,然后由静止释放小球,已知小球在经过最低点的瞬间,因受线的拉力作用,其竖直方向上的速度突变为零,水平方向分量没有变化,则小球到达与P1点等高的P2时线上张力为( )8.(多选)如图所示,曲线表示电场中关于X 轴对称的等势面,在X 轴上有a 、b 两点。
高考物理一轮复习第六章静电场电场单元过关检测(3)
电场考试时间:100分钟;满分:100分班级姓名 .第I卷(选择题)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分, 共28分)1.小强在加油站加油时,看到加油机上有如图所示的图标,关于图标涉及的物理知识及其理解,下列说法正确的()A.制作这些图标的依据是静电屏蔽原理B.工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装C.化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患D.用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系2. 如图所示,a、b、c、d是某匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点,ab=cd=L,ad=bc=2L,电场线与矩形所在平面平行.已知点a电势为20V,b点电势为24V,d点电势为12V.一个质子从b点以v0的速度射入此电场,入射方向与bc成45°,一段时间后经过c点.不计质子的重力.下列判断正确的是()所用的时间为3. 两个较大的平行板A、B相距为d,分别接在电压为U的电正负极上,开关S闭合时质量为m带电量为-q的油滴恰好静止在两板之间,如图所示,在保持其他条件不变的情况下,将两板非常缓慢地水平错开一些,以下说法正确的是()A.油滴将向上运动,电流计中的电流从b流向aB.油滴将向下运动,电流计中的电流从a流向bC.油滴将静止不动,电流计中的电流从a流向bD.油滴将静止不动,电流计中无电流流过4. 如图所示,绝缘轻杆两端固定带电小球A和B,轻杆处于水平向右的匀强电场中,不考虑两球之间的相互作用.初始时轻杆与电场线垂直(如图中实线位置),将杆向右平移的同时顺时针转过90°(如图中虚线位置),发现A,B两球电势能之和不变.根据图中给出的位置关系,可判断下列说法中正确的是 ( )A.A球电势能一定增加B.A球一定带正电荷,B球一定带负电荷C.A、B两球带电荷量的绝对值之比qA∶qB=1∶2D.电场力对A球和B球都不做功5. 如图所示,绝缘轻杆两端固定带电小球A和B,轻杆处于水平向右的匀强电场中,不考虑两球之间的相互作用.初始时轻杆与电场线垂直(如图中实线位置),将杆向右平移的同时顺时针转过90°(如图中虚线位置),发现A,B两球电势能之和不变.根据图中给出的位置关系,可判断下列说法中正确的是()6. 如图是一个示波管工作原理图的一部分,电子经过加速后以速度v0垂直进入偏转电场,离开偏转电场时的偏转量为y,两平行板间距为d、板长为L、板间电压为U.每单位电压引起的偏转量(y/U)叫做示波管的灵敏度,为了提高灵敏度,可以采用的方法是()7. 如图所示的匀强电场中,水平等距离的虚线表示其等势面,带电荷量100.510q C -=-⨯粒子只在电场力作用下从A 点运动到B 点过程中,动能增加90.510J -⨯,若A 点电势为一10V ,下列关于粒子的运动轨迹和B 点电势的说法中正确的是A .粒子沿轨迹l 运动,B 点电势为零 B .粒子沿轨迹2运动,B点电势为20V C .粒子沿轨迹1运动,B 点电势为一20V D .粒子沿轨迹2运动,B 点电势为一20V 二、多项选择题(本题共5道小题,每小题6分,共30分,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错得得0分)8. 如图所示,有一正方体空间ABCDEFGH ,则下面说法正确的是( )两点9. 如图,在粗糙的绝缘水平面上,彼此靠近地放置两个带正电荷的小物块(动摩擦因数相同).由静止释放后,向相反方向运动,最终都静止.在小物块的运动过程中,表述正确的是()10. 如图所示,有一正方体空间ABCDEFGH ,则下面说法正确的是( ). A.若A 点放置一正点电荷,则B 、H 两点的电场强度大小相等 B.若A 点放置一正点电荷,则电势差UBC>UHGC..若在A 、E 两点处放置等量异种点电荷,则C 、G 两点的电势相等D.若在A 、E 两点处放置等量异种点电荷,则D 、F 两点的电场强度大小相等 11. 一带电油滴在匀强电场E 中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下. 若不计空气阻力,则此带电油滴从a 运动到b 的过程中,能量变化情况为( )重力势能和电势能之和增加12. 如图,光滑绝缘细杆与水平面成θ角固定,杆上套有一带正电的小球,质量为m ,带电量为q ;为使小球在杆上静止,可加一匀强电场,若使小球在杆上保持静止,所加电场的方向和大小可能为( )A.垂直于杆斜向上,场强大小为 cos mg q θB. 竖直向上,场强大小为mgqC. 垂直于杆斜向上,场强大小为 sin mg q θD. 水平向右,场强大小为 tan mg q θ第II卷(非选择题)三、计算题(本题共4道小题 ,共42分)13.如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔,质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g),求:(1)小球到达小孔处的速度;(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量;(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间.14.如图所示,光滑斜面倾角为37°,一带有正电的小物块质量为m,电荷量为q,置于斜面上,当沿水平方向加有如图所示的匀强电场时,带电小物块恰好静止在斜面上,从某时刻开始,电场强度变化为原来的,求:(1)原来的电场强度的大小;(2)物体运动的加速度;(3)沿斜面下滑距离为L时物体的速度的大小(sin37°=0.6,cos37°=0.8)15.长为L的平行金属板,板间形成匀强电场,一个带电为+q、质量为m的带电粒子,以初速v0紧贴上板垂直于电场线方向射入该电场,刚好从下板边缘射出,末速度恰与下板成30°,如图所示.求:(1)粒子末速度的大小;(2)匀强电场的场强;(3)两板间的距离d.16.如图所示,两个板长均为L的平板电极,平行正对放置,两极板相距为d,极板之间的电势差为U,板间电场可以认为是匀强电场。
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最新高三一轮复习单元过关检测卷—物理电 场考试时间:100分钟;满分:100分班级 姓名 .第I 卷(选择题)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分, 共28分)1.小强在加油站加油时,看到加油机上有如图所示的图标,关于图标涉及的物理知识及其理解,下列说法正确的( )A .制作这些图标的依据是静电屏蔽原理B .工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装C .化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患D .用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系2. 如图所示,a 、b 、c 、d 是某匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点,ab=cd=L ,ad=bc=2L ,电场线与矩形所在平面平行.已知点a 电势为20V ,b 点电势为24V ,d 点电势为12V .一个质子从b 点以v 0的速度射入此电场,入射方向与bc 成45°,一段时间后经过c 点.不计质子的重力.下列判断正确的是( )3. 两个较大的平行板A 、B 相距为d ,分别接在电压为U 的电正负极上,开关S 闭合时质量为m 带电量为-q 的油滴恰好静止在两板之间,如图所示,在保持其他条件不变的情况下,将两板非常缓慢地水平错开一些,以下说法正确的是( ) A.油滴将向上运动,电流计中的电流从b 流向a B.油滴将向下运动,电流计中的电流从a 流向b C.油滴将静止不动,电流计中的电流从a 流向b D.油滴将静止不动,电流计中无电流流过4. 如图所示,绝缘轻杆两端固定带电小球A 和B ,轻杆处于水平向右的匀强电场中,不考虑两球之间的相互作用.初始时轻杆与电场线垂直(如图中实线位置),将杆向右平移的同时顺时针转过90°(如图中虚线位置),发现A ,B 两球电势能之和不变.根据图中给出的位置关系,可判断下列说法中正确的是 ()A.A 球电势能一定增加B.A 球一定带正电荷,B 球一定带负电荷C.A 、B 两球带电荷量的绝对值之比qA ∶qB =1∶2D.电场力对A 球和B 球都不做功5. 如图所示,绝缘轻杆两端固定带电小球A 和B ,轻杆处于水平向右的匀强电场中,不考虑两球之间的相互作用.初始时轻杆与电场线垂直(如图中实线位置),将杆向右平移的同时顺时针转过90°(如图中虚线位置),发现A ,B 两球电势能之和不变.根据图中给出的位置关系,可判断下列说法中正确的是( )6. 如图是一个示波管工作原理图的一部分,电子经过加速后以速度v0垂直进入偏转电场,离开偏转电场时的偏转量为y ,两平行板间距为d 、板长为L 、板间电压为U .每单位电压引起的偏转量(y/U )叫做示波管的灵敏度,为了提高灵敏度,可以采用的方法是( )7. 如图所示的匀强电场中,水平等距离的虚线表示其等势面,带电荷量100.510q C-=-⨯粒子只在电场力作用下从A 点运动到B 点过程中,动能增加90.510J -⨯,若A 点电势为一10V ,下列关于粒子的运动轨迹和B 点电势的说法中正确的是A .粒子沿轨迹l 运动,B 点电势为零 B .粒子沿轨迹2运动,B 点电势为20VC .粒子沿轨迹1运动,B 点电势为一20VD .粒子沿轨迹2运动,B 点电势为一20V 二、多项选择题(本题共5道小题,每小题6分,共30分,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错得得0分)8. 如图所示,有一正方体空间ABCDEFGH ,则下面说法正确的是( )9. 如图,在粗糙的绝缘水平面上,彼此靠近地放置两个带正电荷的小物块(动摩擦因数相同).由静止释放后,向相反方向运动,最终都静止.在小物块的运动过程中,表述正确的是( )10. 如图所示,有一正方体空间ABCDEFGH ,则下面说法正确的是( ). A.若A 点放置一正点电荷,则B 、H 两点的电场强度大小相等 B.若A 点放置一正点电荷,则电势差UBC>UHGC..若在A 、E 两点处放置等量异种点电荷,则C 、G 两点的电势相等D.若在A 、E 两点处放置等量异种点电荷,则D 、F 两点的电场强度大小相等 11. 一带电油滴在匀强电场E 中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下. 若不计空气阻力,则此带电油滴从a 运动到b 的过程中,能量变化情况为( )12. 如图,光滑绝缘细杆与水平面成θ角固定,杆上套有一带正电的小球,质量为m ,带电量为q ;为使小球在杆上静止,可加一匀强电场,若使小球在杆上保持静止,所加电场的方向和大小可能为( )A.垂直于杆斜向上,场强大小为co s m g qB. 竖直向上,场强大小为m gqC. 垂直于杆斜向上,场强大小为sin m gqθD. 水平向右,场强大小为t a n m gqθ第II卷(非选择题)三、计算题(本题共4道小题,共42分)13.如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔,质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g),求:(1)小球到达小孔处的速度;(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量;(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间.14.如图所示,光滑斜面倾角为37°,一带有正电的小物块质量为m,电荷量为q,置于斜面上,当沿水平方向加有如图所示的匀强电场时,带电小物块恰好静止在斜面上,从某时刻开始,电场强度变化为原来的,求:(1)原来的电场强度的大小;(2)物体运动的加速度;(3)沿斜面下滑距离为L时物体的速度的大小(sin37°=0.6,cos37°=0.8)15.长为L的平行金属板,板间形成匀强电场,一个带电为+q、质量为m的带电粒子,以初速v0紧贴上板垂直于电场线方向射入该电场,刚好从下板边缘射出,末速度恰与下板成30°,如图所示.求:(1)粒子末速度的大小;(2)匀强电场的场强;(3)两板间的距离d.16.如图所示,两个板长均为L的平板电极,平行正对放置,两极板相距为d,极板之间的电势差为U,板间电场可以认为是匀强电场。
一个带电粒子(质量为m,电荷量为+q)从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间,到达负极板时恰好落在极板边缘。
忽略重力和空气阻力的影响。
求:(1)该粒子的初速度v0的大小。
(2)该粒子落到下极板时的末动能Ek的大小。
(3)若使粒子打在下极板的中间位置,粒子射入两极板的初速度应为多少。
试卷答案1.C2.C3.C4.C5. C.6. C.7.A8.:BD.9. BD.10.BD 11.D 12.BD 13.【解析】(1)小球到达小孔处的速度为;(2)极板间电场强度大小为,电容器所带电荷量为;(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间为.考点:匀强电场中电势差和电场强度的关系;动量定理;动能定理的应用解:(1)小球到达小孔前是自由落体运动,根据速度位移关系公式,有:v2=2gh解得:v=…①(2)对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式,有:mg(h+d)﹣qEd=0解得:E=…②电容器两极板间的电压为:U=Ed=电容器的带电量为:Q=CU=(3)加速过程:mgt1=mv…③减速过程,有:(mg﹣qE)t2=0﹣mv…④t=t1+t2…⑤联立①②③④⑤解得:t=【答案】(1)小球到达小孔处的速度为;(2)极板间电场强度大小为,电容器所带电荷量为;(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间为.14. 【解析】(1)对小球受力分析并合成如图:由平衡条件得:F′=mg在直角三角形中:tanθ=得:qE=mgtanθ,解得:(2)对小球受力分析并正交分解如图:F合=mgsin37°﹣Fcos37°=ma即:解得:a=3m/s2方向:沿斜面向下(3)在下滑过程中:W=F合×L由动能定理:解得:【答案】(1)原来的电场强度(2)物体运动的加速度为:a=3m/s2,方向:沿斜面向下(3)沿斜面下滑距离为L 时物体的速度的大小为15.【解析】(1)由速度关系得:(2)由牛顿第二定律得:由平抛规律得:(3)由动能定理qE·d=mv2-mv02得d=L16.【解析】(1)带电粒子在极板间做类平抛运动,则: 在水平方向上有0L v t=(2分)在竖直方向上有212d a t=(2分)已知两极板间的电压为U ,两极板的距离为d ,可得电场强度大小为:UE d =(2分)根据牛顿第二定律可得:Fa m =,而F E q =,所以U qa d m =(2分)解得:m UqdL v 20=(1分)(2)根据动能定理可得212k U q E m v =-(2分)解得22(1)4k LE U q d=+(1分)(3)若粒子打在下极板的中间位置,那么,与恰好落在下极板左边缘相比,粒子在匀强电场中的运动时间相等,水平位移减半,所以粒子射入两极板的初速度应为原来的一半,即m UqdL v v 2220==(3分) 【答案】(1)m Uq dL2(2)22(1)4k LE U q d=+(3)mUq dL 22。