高考物理一轮复习第七章静电场章末热点集训课件高三全册物理课件

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解析：电场力与重力的合力视为等效 重 力 mg′ ， 大 小 为 mg′ ＝
（qE）2＋（mg）2＝2 33mg，tan θ ＝mqEg＝ 33，得 θ＝30°，等效重力的方向与斜面垂直指向 右下方，小球在斜面上匀速运动，由几何关系知：A 为等效 最低点，D 为等效最高点，要使小球安全通过圆轨道，经过 D 点时应满足：
第七章 静电场
章末热点集训
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带电粒子运动轨迹的分析 (多选)如图所示，实线是一质子 仅在电场力作用下由 a 点运动到 b 点的 运动轨迹，虚线可能是电场线，也可能 是等差等势线，则下列说法中正确的是 ()
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A．若虚线是电场线，则质子在 a 点的电势能大，动能小 B．若虚线是等差等势线，则质子在 a 点的电势能大，动能 小 C．质子在 a 点的加速度一定大于在 b 点的加速度 D．a 点的电势一定高于 b 点的电势
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电容器的动态分析问题 (多选)如图所示，两块较大的金属 板 A、B 平行放置并与一电源相连，S 闭 合后，两板间有一质量为 m、电荷量为 q 的油滴恰好处于静止状态．以下说法中正 确的是( )
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A．若将 A 板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动， G 中有 b→a 的电流 B．若将 A 板向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G 中 有 b→a 的电流 C．若将 S 断开，则油滴立即做自由落体运动，G 中无电流 D．若将 S 断开，再将 A 板向下平移一小段位移，则油滴向 上加速运动，G 中有 b→a 的电流
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A．保持开关闭合，只将上极板下移d3，带电油滴仍能沿水 平线运动 B．保持开关闭合，只将上极板下移d3，带电油滴将撞击上极 板，撞击上极板时的动能为 Ek0＋q1U2 C．断开开关后，将上极板上移d3，若不考虑电容器极板的 重力势能变化等因素，外力对极板做功为23CU2 D．断开开关后，将上极板上移d3，若不考虑电容器极板的 重力势能变化等因素，外力对极板做功为16CU2
A．a 点的电场强度小于 b 点的电场强度 B．a 点的电势高于 b 点的电势 C．粒子从 P 运动到 a 的过程中，粒子的动能和电势能总和 不变 D．粒子从 P 运动到 b 的过程中，粒子的动能增大
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解析：选 ACD.等势线的疏密程度表示电场强度的大小，越 密，电场强度越大，故 a 点的电场强度小于 b 点的电场强度， A 正确；运动过程中电场力做正功，所以电势能减小，但是 由于不知道粒子的带电性质，无法判断两点的电势高低，B 错误；粒子从 P 运动到 a 的过程中，只有电场力做功，电势 能转化为动能，两者之和不变，C 正确；粒子从 P 运动到 b 的过程中，电场力做正功，动能增大，D 正确．
力做功 W 电＝qEd2－d3＝q4U，根据动能定理 W＝Ek－Ek0，
。
－mg·d2－d3＋q4U＝Ek－Ek0，解得 Ek＝Ek0＋q4U－16qdUd＝Ek0 ＋q1U2 ，所以撞击上极板时的动能是 Ek0＋q1U2 ，故 B 正确； 开始时电容器存储的能量为 E1＝12CU2，断开开关后，电容
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选项 A 正确；在 S 闭合的情况下，若将 A 板向左平移一小 段位移，两板间电压 U 和板间间距 d 都不变，所以板间场 强 E 不变，油滴受力平衡，仍然静止，但是两板的正对面积 S 减小了，根据 C＝4επrkSd可知，电容 C 减小，两板所带电荷 量 Q 也减小，电容器放电，所以 G 中有 b→a 的电流，选项 B 正确；若将 S 断开，两板所带电荷量 Q 保持不变，板间 场强 E 也不变，油滴仍然静止，选项 C 错误；若将 S 断开，
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带电粒子在“等效力场”中的运动 如图所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨 道，处于水平向右的匀强电场中，带负电荷的小球从高为 h 的 A 处由静止开始下滑，沿轨道 ABC 运动并进入圆环内做 圆周运动. 已知小球所受电场力是其重力的34，圆环半径为 R， 斜面倾角为 θ＝60°，sBC＝2R.若使小球在圆环内能做完整 的圆周运动，h 至少为多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
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[解析] 根据题图可知，A 板带负电，B 板带正电，原来油 滴恰好处于静止状态，说明油滴受到的竖直向上的电场力刚 好与重力平衡；当 S 闭合，若将 A 板向上平移一小段位移， 则板间间距 d 变大，而两板间电压 U 此时不变，故板间场 强 E＝Ud 变小，油滴所受的合力方向向下，所以油滴向下加 速运动，而根据 C＝4επrkSd可知，电容 C 减小，故两板所带电 荷量 Q 也减小，因此电容器放电，所以 G 中有 b→a 的电流，
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再将 A 板向下平移一小段位移，两板所带电荷量仍保持不 变，两板间间距 d 变小，根据 C＝4επrkSd，U＝QC和 E＝Ud ，可 得 E＝4πεrkSQ，显然，两板间场强 E 不变，所以油滴仍然静 止，G 中无电流，选项 D 错误．
[答案] AB
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[答案] 12/9/2021 BC
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1.(多选)(2018·山西太原五中检测) 图中虚线是某电场中的一簇等差等势线．两个带 电粒子从 P 点均沿等势线的切线方向射入电场， 粒子运动的部分轨迹如图中实线所示．若粒子仅受电场力的 作用，则下列说法中正确的是( )
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解析：(1)无电场时，当小球到达最高点时，小球具有的动能 与势能之比是 9∶16 将小球的运动分解为水平方向和竖直方向，则 由 v2y＝2gh，得12mv2y＝mgh 12mv2x∶12mv2y＝9∶16 解得初始抛出时 vx∶vy＝3∶4
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a1＝emE1＝emE
L2＝12a1t21
v1＝a1t1，t2＝2vL1 运动的总时间为 t＝t1＋t2＝3 meEL.
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(2)设电子射出电场 E2 时，沿平行电场线方向的速度为 vy， 根据牛顿第二定律得，电子在电场中的加速度为 a2＝emE2＝2meE t3＝vL1，vy＝a2t3 tan θ＝vv1y 联立各式解得 tan θ＝2.
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mg′≤mRvD2 令小球以最小初速度 v0 运动，由动能定理知： －mg′·2R＝12mv2D－12mv20 解得 v0≥ 10 33gR，即 v≥ 10 33gR.
答案：v≥
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10 3gR 3
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带电粒子在电场中的加速和偏转问题 如图所示，虚线 MN 左侧有一场强为 E1＝E 的匀强 电场，在两条平行的虚线 MN 和 PQ 之间存在着宽为 L、电 场强度为 E2＝2E 的匀强电场，在虚线 PQ 右侧相距为 L 处 有一与电场 E2 平行的屏，现将一电子(电荷量为 e，质量为 m)无初速度地放入电场 E1 中的 A 点，最后电子打在右侧的 屏上，AO 连线与屏垂直，垂足为 O，求：
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(3)如图，设电子在电场中的偏转距离为 x1
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x1＝12a2t23
tan θ＝xL2
解得：x＝x1＋x2＝3L.
[答案] (1)3
mL eE (2)2 (3)3L
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4.(2018·河北正定模拟)从地面以 v0 斜向上 抛出一个质量为 m 的小球，当小球到达最高点时，小球具 有的动能与势能之比是 9∶16，取地面为重力势能参考面， 不计空气阻力．现在此空间加上一个平行于小球抛出平面的 水平电场，以相同的初速度抛出带上正电荷量为 q 的原小球， 小球到达最高点时的动能与刚抛出时动能相等．求： (1)无电场时，小球升到最高点的时间； (2)后来加上的电场的场强大小．
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由圆周运动知识得： F＝mvR2D，即：1.25mg＝mvR2D 小球由 A 运动到 D 点，由动能定理得： mg(h－R－Rcos 37°)－34mg×(hcot θ＋2R＋Rsin 37°)＝ 12mv2D 联立解得 h＝7.7R.
[答案] 7.7R
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(1)电子从释放到打到屏上所用的时间； (2)电子刚射出电场 E2 时的速度方向与 AO 连线夹角 θ 的正 切值 tan θ； (3)电子打到屏上 P′点到 O 点的距离 x.
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[解析] (1)电子在电场 E1 中做初速度为零的匀加速直线运 动，设加速度为 a1，时间为 t1，由牛顿第二定律和运动学公 式得：
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3.如图所示，绝缘光滑轨道 AB 部分是倾角 为 30°的斜面，AC 部分为竖直平面上半径为 R 的圆轨道， 斜面与圆轨道相切．整个装置处于场强为 E、方向水平向右 的匀强电场中．现有一个质量为 m 的小球，带正电荷量为 q ＝ 33Emg，要使小球能安全通过圆轨道，则在 O 点的初速度 应为多大？
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2.(多选)(2018·山东潍坊实验中学模拟)如图 所示，一电容为 C 的电容器(两极板水平放置)与一直流电源 相连，初始时开关闭合，极板间电压为 U，两极板间距为 d， 电容器储存的能量 E1＝12CU2.一电荷量为 q 的带电油滴以初 动能 Ek0 从平行板电容器的轴线水平射入(极板足够长)，恰 能沿图中所示水平虚线匀速通过电容器，则( )
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所以竖直方向的初速度为 vy＝45v0 竖直方向做匀减速运动 vy＝gt，得 t＝45vg0.
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[解析] 小球所受的重力和电场力都为恒力，故 可将两力等效为一个力 F，如图所示．可知 F ＝1.25mg，方向与竖直方向成 37°角．由图可 知，小球做完整的圆周运动的临界点是 D 点， 设小球恰好能通过 D 点，即达到 D 点时圆环对小球的弹力 恰好为零．
器所带电荷量 Q 不变，上极板上移d3，由 C＝4επkrSd知电容器
电容变为34C，由 Q＝UC 知，两板电势差变为43U，此时电容 器储存能量 E2＝12×34C×43U2＝23CU2，根据能量守恒，不
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考虑电容器极板重力势能的变化，外力对极板所做的功 W ＝E2－E1＝16CU2，故 C 错误，D 正确．
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[解析] 若虚线是电场线，由质子轨迹可知质子所受电场力 方向沿电场线向左，由 a 点运动到 b 点，电场力做负功，电 势能增大，动能减小，A 错；若虚线是等势线，则质子所受 电场力垂直等势线向下，由 a 点运动到 b 点，电场力做正功， 电势能减小，动能增大，B 对；因电场线和等差等势线的疏 密程度均可表示电场强度大小，而 a 点处于密集区，所以 Ea>Eb，由 a＝qmE 知 C 对；因质子在 a、b 两点的电势能大 小无法比较，由 Ep＝qφ 知，a、b 两点的电势无法比较，D 错．
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解析：选 BD.保持开关闭合，电压不变，仅将上极板下移d3的
过程中，极板距离减小，根据 E＝Ud 知电场强度增大，电场
力增大，带电油滴向上偏转，故 A 错误；初始时油滴能匀
速通过电容器，说明 mg＝qUd ，保持开关闭合，仅将上极板
下移d3，两极板间距离变为23d，电场强度 E＝2Ud＝32Ud ，电场 3