专题08 静电场(必考部分)-巧学高考物理热点快速突破 含解析

【高考命题热点】主要考查有关库仑定律、电场强度、电势、电势差、电势能、电场力做功、电容器的选择题和带电粒子在复合场中运动的大题. 【知识清单】
1. 电性分类：正电荷和负电荷.
电荷守恒定律：电荷不能被消灭也不能被创造，只能从一个物体转移到另外一物体或从 一物体一部分转移到另外一部分，但总量保持不变.
电荷分配定律：先中和后平分.例：与小球A 带电q 3+，小球B 带电q -，两球接触后 分开各带电量q +.
2. 库仑定律：真空中任意两电荷间存在相互作用力，即库仑力，大小跟两电荷所带电量的乘积成正比，跟距离的平方成反比.即2
2
1r q q k
F =（真空或空气），其中k 为静电常数；1q 、2q 为两电荷带电量，C ；r 为两电荷间距离.同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引. 3. 电场强度：表示电场强弱的一个物理量.
（1）定义式：
q
F
E =，仅是计算或测量电场强度的一种方法，E 由电场本身性质决定，与q
F 、无关.其中F 为库仑力或电场力，q 为试探电荷所带电量.
真空中电荷Q 在距离r 处产生场强计算式：2
2r Q k q r Qq
k
q
F E ===
∙
（2）方向：规定跟正电荷在该点所受电场力方向相同.即：正电荷所受电场力方向跟 场强方向相同，负电荷所受电场力方向跟场强方向相反.即上图中Q +、Q -在A 点 的场强为 2
A r Q
k
E =，方向分别为：水平向右和水平向左. 4. 电场线：不是真实存在，是人们为了方便描述电场而假想的一种线，电场线密疏表示电
场的强弱，电场线越密电场越强，场强越大；电场线上某点切线方向即为该点场强方向. 常见电场线分布：
正点电荷 负点电荷 等量异种点电荷 匀强电场 起于正点电荷 起于无穷远处 （正点电荷指向负点电荷） （等距平行的直线） 止于无穷远处 止于负点电荷 （万丈光芒） （万箭穿心）
5. 电势ϕ、等势线（或等势面）、电势差AB U 、电场力F 及做功AB W 、电势能 电势：q
E A
A =
ϕ，沿着电场线方向电势逐渐降低 即：B A ϕϕ>
等势线（或等势面）：电势相等的直线或平面（常见电场线分布图中虚线均为等势线或等势面），即：等势线（或等势面）处处与电场线（或电场强度方向）垂直. 电势差（电势之差，即：高电势-低电势）
：AB U =B A ϕϕ-q
W AB
= 电场力qE F = 电场力做功：AB AB qU W =（既适用于匀强电场也适用于非匀强电场），电场力做功跟路径无关，
D
6. 匀强电场：d
U
E =
（仅适用于匀强电场，d 为沿电场线方向上距离）. 7. 电容C ：表示电容器容纳电荷本领大小的物理量，单位：法拉，简称法，符号为F ，
1=F F 106μpF 1012=.
计算：定义式：U Q
C =
（C 与U Q 、无关，由电容器本身性质决定） 决定式：kd
S
C πε4=
说明：ε为介电常数，电容器中插入某种介质↑ε；S 为正对面积；k 为常数； d 为板间距. 电容器两种工作状态：
（1）充电结束后电容器与电源保持连接，则U 不变（电容器处于稳定状态→充电宝类比）；
分析：
↓
−−→−↓↓⇒↑
−−→−↑↑⇒↑↓−−→−↑↓=
↑↓−−→−===↓↑Q C S Q C Q Q C C E d U E E E U CU Q CU
Q CU
Q d d 两平行板错开移动插入电介质或或、只跟有关此时或不变或ε),(
（2）充电结束后电容器与电源断开，则Q 不变（电容器充电完成切断电源，电荷不会流失→充电宝类比）；
分析：
不变
或或或两平行板错开移动插入介质无关与即此时E U U C C d d E U C S E U C d E S
kQ
S kd d Q C d Q d U E C
Q
U d
U E C
Q U d
U E C
Q
U ,)(441↓↑−−→−↑↓↓⇒↑↑−−→−↑−−→−↓↓⇒↓−−→−↓−−→−↑↑⇒====
=
==
==
εεπεπ
8. 带电粒子在电场中加速（00=v ）
m
qU
v mv qU E W 212k =
⇒=
⇒∆=
热点突破提升练八
1、
如图，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( )
A 、a a >a b >a c ，v a >v c >v b
B 、a a >a b >a c ，v b >v c >v a
C 、a b >a c >a a ，v b >v c >v a
D 、a b >a c >a a ，v a >v c >v b
2、如图所示，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，所带电荷量数值也相等，现将M 、N 从虚线上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 、M 和N 两粒子在电场中运动的加速度相同
D 、N 从O 点运动至a 点的过程中克服电场力做功
3、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 ＞φQ B 、直线c 位于某一等势面内，φM ＞φN C 、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
4、如图所示，匀强电场中的A 、B 、C 三点构成一边长为a 的等边三角形.电场强度的方向与纸面平行.电子以某一初速度仅在静电力作用下从B 移动到A 的过程中动能减少E 0，质子仅在静电力作用下从C 移动到A 的
过程中动能增加E 0，已知电子和质子电荷量的绝对值均为e ，则匀强电场的电场强度为( ) A.2E 0
ea
B.
E 0
ea
C.
23E 0
3ea
D.
3E 03ea
5、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，极板间电场强度变大
B 、极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大
C 、极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变
D 、极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变
6、(多选)平行板电容器的两板A 、B 接于电池两极，一个带正电小球用绝缘细线悬挂在电容器内部，闭合电键S ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向夹角为θ，如图所示，那么( )
A 、保持电键S 闭合，将A 板稍向
B 板靠近，则θ增大 B 、保持电键S 闭合，将A 板稍向上移，则θ减小
C 、电键S 断开，将A 板稍向B 板靠近，则θ不变
D 、电键S 断开，将A 板稍向上移，则θ减小
7、一平行板电容器两板之间的距离d 和两板正对面积S 都可以调节，电容器充电后与电源断开，以U 表示电容器两极板间电压，E 表示两极板间的电场强度，则( ) A 、当S 减小、d 增大时，U 增大、E 增大 B 、当S 增大、d 不变时，U 减小、E 不变 C 、当d 减小、S 减小时，U 增大，E 增大 D 、当d 增大、S 不变时，U 增大、E 减小
8、(多选)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x 轴正方向运动，其电势能E p 随位移x 的变化关系如图所示，则下列说法正确的是( ) A 、粒子从x 1处运动到x 2处的过程中电场力做正功
B 、x 1、x 2处电场强度方向沿x 轴正方向
C 、x 1处的电场强度大小大于x 2处的电场强度大小
D 、x 1处的电势比x 2处的电势低
9、如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的轻质绝缘细绳一端系着一个带电小球，另一端固定于O 点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a ，最低点为b .不计空气阻力，则( )
A 、小球带负电
B 、电场力跟重力是一对平衡力
C 、小球在从a 点运动到b 点的过程中，电势能减小
D 、运动过程中小球的机械能守恒
10、直角坐标系xOy 中，M 、N 两点位于x 轴上，G 、H 两点坐标如图.M 、N 两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q 的正点电荷置于O 点时，G 点处的电场强度恰好为零.
静电力常量用k 表示.若将该正点电荷移到G 点，则H 点处场强的大小和方向分别为( ) A.3kQ
4a
2，沿y 轴正向 B.3kQ
4a
2，沿y 轴负向 C.
5kQ
4a
2，沿y 轴正向
D.
5kQ
4a
2，沿y 轴负向 11、(多选)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
12、如图，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( ) A 、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
13.(多选)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势 与该点到点电荷的距离r 的关系如图所示.电场中四个点a b c 、、和d 的电场强度大小分别为a E 、b E 、c E 和d E .点a 到点电荷的距离a r 与
点a 的电势a ϕ已在图中用坐标()a a r ϕ，
标出，其余类推.现将一带正电的试探电荷由a 点依次经b c
、点移动到d 点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为ab W 、bc W 和cd W .下列
选项正确的是（ ）
A.:4:1a b E E =
B.:2:1c d E E =
C.:3:1ab bc W W =
D.:1:3bc cd W W =
14、（多选）一匀强电场的方向平行于xOy 平面，平面内a 、b 、c
三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V 、17V 、26V.下列说法正确的是（ ） A 、电场强度的大小为2.5V/cm B 、坐标原点处的电势为1V
C 、电子在a 点的电势能比在b 点的低7eV
D 、电子从b 点运动到c 点，电场力做功为9eV。