高三物理各类考试分类汇编专题七静电场
高中物理专题第七章电场能性质
第 2 讲电场能的性质一、静电力做功和电势能1.静电力做功(1)特色：静电力做功与路径没关，只与电荷量和电荷挪动过程始、末地点间的电势差相关.(2)计算方法① W＝ qEd，只合用于匀强电场，此中 d 为带电体在沿电场方向的位移.②W AB＝qU AB，合用于任何电场 .2.电势能(1)定义：电荷在电场中拥有的势能，称为电势能.(2)说明：电势能拥有相对性，往常取无量远或大地为电势能零点.3.静电力做功与电势能变化的关系(1)静电力做的功等于电荷电势能的减少许，即W AB＝E pA－ E pB .(2)经过 W AB＝ E pA－ E p B可知：静电力对电荷做多少正功，电荷电势能就减少多少；静电力对电荷做多少负功，电荷电势能就增添多少.(3)电势能的大小：由W AB＝ E pA－ E pB可知，若令E pB＝ 0，则 E pA＝ W AB，即一个电荷在电场中某点拥有的电势能，数值上等于将其从该点移到零势能地点过程中静电力所做的功.自测 1对于静电力做功和电势能的理解，以下说法正确的选项是()A.静电力做功与重力做功相像，均与路径没关B.正电荷拥有的电势能必定是正的，负电荷拥有的电势能必定是负的C.静电力做正功，电势能必定增添D.静电力做功为零，电荷的电势能也为零答案A二、电势等势面1.电势(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值.E p(2)定义式：φ＝q .(3)矢标性：电势是标量，有正负之分，其正(负 )表示该点电势比零电势高(低 ).(4)相对性：电势拥有相对性，同一点的电势因选用零电势点的不一样而不一样.2.等势面(1)定义：电场中电势相等的各点构成的面.(2)四个特色：①在同一等势面上挪动电荷时电场力不做功.②电场线必定与等势面垂直，并且从电势高的等势面指向电势低的等势面.③等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小.④随意两个等势面都不订交.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 与挪动电荷的电荷量q 的比值 .2.定义式： U AB ＝ W AB.q3.影响要素电势差 U AB 由电场自己的性质决定，与挪动的电荷 q 及电场力做的功W AB 没关，与零势点的选用没关 .＝ φ－ φ， U＝－ UBA .4.电势差与电势的关系： U AB AB AB5.匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)电势差与电场强度的关系式：U AB ＝ E ·d ，此中 d 为电场中两点间沿电场方向的距离.(2)电场强度的方向和大小与电势差的关系： 电场中，电场强度方向指向电势降低最快的方向.在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿电场强度方向每单位距离上降低的电势.自测 2 (多项选择 )对于电势差的计算公式，以下说法正确的选项是()W ABA. 电势差的公式 U AB ＝ q 说明两点间的电势差 U AB 与电场力做功 W AB 成正比，与挪动电荷的电荷量 q 成反比B. 把正电荷从 A 点挪动到 B 点电场力做正功，则有U AB >0W ABC.电势差的公式 U AB ＝ q 中， U AB 与挪动电荷的电荷量 q 没关D.电场中 A 、 B 两点间的电势差 U AB 等于把正电荷 q 从 A 点挪动到 B 点时电场力所做的功答案BC四、静电感觉和静电均衡1.静电感觉当把一个不带电的金属导体放在电场中时，导体的两头分别感觉出等量的正、负电荷，“近端”出现与施感电荷异种的感觉电荷， “远端”出现与施感电荷同种的感觉电荷 .这类现象叫静电感觉 .2.静电均衡(1)定义：导体放入电场中时，附带电场与原电场在导体内部大小相等且方向相反，使得叠加场强为零时，自由电荷不再发生定向挪动，导体处于静电均衡状态.(2)处于静电均衡状态的导体的特色①导体内部的场强到处为零；②导体是一个等势体，导体表面是等势面；③导体表面处的场强方向与导体表面垂直；④导体内部没有净电荷，净电荷只散布在导体的表面面上；⑤在导体表面面越尖利的地点，净电荷的密度 (单位面积上的电荷量 )越大，凹陷的地点几乎没有净电荷 .命题点一电场能的性质的理解1.电势高低的四种判断方法(1)依照电场线方向：沿电场线方向电势渐渐降低.(2)依照电场力做功：依据 U AB ＝W AB，将 W 、 q 的正负号代入，由UAB的正负判断φ、φq AB AB的高低 .(3)电荷的正负：取无量远处电势为零，正电荷四周电势为正当，负电荷四周电势为负值；靠近正电荷处电势高，凑近负电荷处电势低.(4)依照电势能的高低：正电荷在电势能大处电势较高，负电荷在电势能大处电势较低. 2.电势能高低的四种判断方法(1)做功判断法：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大.(2)电荷电势法：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.(3)公式法：由E p＝ qφ，将 q、φ的大小、正负号一同代入公式进行判断.(4)能量守恒法：在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能互相转变，动能增大时，电势能减小，反之电势能增大 .例 1(多项选择 )(2016 ·全国卷Ⅰ ·20)如图 1 所示，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 .忽视空气阻力.由此可知 ()图 1A. 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 点的加快度大小比它在P 点的小答案AB分析因为油滴遇到的电场力和重力都是恒力，所以合外力为恒力，加快度恒定不变，所以D 选项错；因为油滴轨迹相对于过P 的竖直线对称且合外力老是指向轨迹曲折内侧，所以油滴所受合外力沿竖直向上的方向，所以电场力竖直向上，且qE>mg，则电场方向竖直向下，所以 Q 点的电势比 P 点的高， A 选项正确；当油滴从 P 点运动到 Q 点时，电场力做正功，电势能减小， C 选项错误；当油滴从 P 点运动到 Q 点的过程中，合外力做正功，动能增添，所以油滴在Q 点的动能大于在 P 点的动能， B 选项正确 .变式 1 (2016 ·全国卷Ⅲ ·15)对于静电场的等势面，以下说法正确的选项是()A.两个电势不一样的等势面可能订交B.电场线与等势面到处互相垂直C.同一等势面上各点电场强度必定相等D.将一负的尝试电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功答案B分析若两个不一样的等势面订交，则在交点处存在两个不一样电势数值，与事实不符， A 错；电场线必定与等势面垂直， B 对；同一等势面上的电势同样，但电场强度不必定同样， C 错；将一负电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做负功， D 错 .变式 2 (2017 ·河南六市一联)在真空中A、 B 两点分别放有异种点电荷－Q 和＋ 2Q，以 A、B 连线中点 O 为圆心作一圆形路径acbd，如图 2 所示，则以下说法正确的选项是()图 2A. 场强盛小关系有E a＝ E b、 E c＝ E dB. 电势高低关系有φa>φb、φc>φdC.将一负点电荷沿圆弧由 a 运动到 b 的过程中电场力做正功D.将一正点电荷沿直线由 c 运动到 d 的过程中电势能一直不变答案C分析对照等量异种点电荷的电场散布可知，题图中场强盛小关系有E b>E a， E c＝ E d，A项错误 .因沿着电场线方向电势渐渐降低，可知φ ，再由对称性可知φ＝φ， B 项错误 .等势a<φb cd面与电场线垂直，可知沿直线由 c 到 d 过程中电势先高升再降低，所以将一正点电荷沿直线由 c 运动到 d 的过程中电势能先增大再减小， D 项错误 .同理可知 C 项正确 .命题点二电势差与电场强度的关系1.匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)U AB＝ Ed ， d 为 A、B 两点沿电场方向的距离.(2)沿电场强度方向电势下降得最快.(3)在同向来线上或互相平行的两条直线上距离相等的两点间电势差相等.U2.E＝在非匀强电场中的几点妙用(1)解说等差等势面的疏密与电场强度大小的关系：当电势差U一准时，电场强度E 越大，则沿电场强度方向的距离 d 越小，即电场强度越大，等差等势面越密.(2)定性判断非匀强电场电势差的大小关系：如距离相等的两点间的电势差， E 越大， U 越大；E越小，U3.解题思路越小 .例 2 (多项选择 )(2017 ·全国卷Ⅲ ·21)一匀强电场的方向平行于xOy 平面，平面内地点如图 3 所示，三点的电势分别为10 V 、 17 V、 26 V.以下说法正确的选项是(a、b、c 三点的)图 3A. 电场强度的大小为 2.5 V/cmB. 坐标原点处的电势为 1 VC.电子在 a 点的电势能比在 b 点的低 7 eVD.电子从 b 点运动到 c 点，电场力做功为 9 eV答案ABD分析如下图，设a、 c 之间的 d 点电势与 b 点电势同样，则ad＝10－17＝7，所以 d 点的dc 17－ 26 9坐标为 (3.5 cm,6 cm) ，过 c 点作等势线 bd 的垂线，电场强度的方向由高电势指向低电势.由几何关系可得， cf 的长度为 3.6 cm ，电场强度的大小E＝U＝26－17 V＝ 2.5 V/cm ，应选项 A d 3.6 cm正确；因为 Oacb 是矩形，所以有 U ac＝ U Ob，可知坐标原点O 处的电势为 1 V ，应选项 B正确；a 点电势比 b 点电势低应选项 C 错误； b 点电势比应选项 D 正确.7 V，电子带负电，所以电子在a 点的电势能比在 b 点的高 7 eV，c 点电势低9 V ，电子从 b 点运动到 c 点，电场力做功为9 eV ，变式 3 (2017 ·山东潍坊中学一模 )如图 4 所示，匀强电场的方向平行于xOy 坐标系平面，其中坐标原点O 处的电势为 2 V ，a 点的坐标为 (0 cm，4 cm)，电势为 8 V ，b 点的坐标为 (3 cm，0 cm)，电势为8 V，则电场强度的大小为()图 4A.250 V/mB.200 V/mC.150 V/mD.120 V/m答案A分析由题意可知a、 b 两点的电势相等，则ab 为一条等势线，又O 点电势为 2 V ，则知匀强电场的场强方向垂直于ab 指向左下方 .过 O 点作 ab 的垂线交 ab 于 c 点，4由几何关系得：tan ∠ b＝，得∠ b＝ 53°－ 2Oc＝ Ob·sin ∠ b＝0.03 m× sin 53 ＝°2.4× 10 mc、 O 间的电势差U＝ 8 V－ 2 V＝ 6 V则电场强度大小E＝U＝ 250 V/m ，故 A 正确 . Oc命题点三电场线、等势面及运动轨迹问题1.判断速度方向：带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为该点处的速度方向.2.判断电场力 (或电场强度 )的方向： 仅受电场力作用时， 带电粒子所受电场力方向指向轨迹曲线的凹侧，再依据粒子的正负判断电场强度的方向.3.判断电场力做功的正负及电势能的增减：若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势能减少；若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电势能增添.例 3 如图 5 所示，一质量为 m 、电荷量为 q( q>0)的液滴，在场强盛小为3mg、方向水平q向右的匀强电场中运动，运动轨迹在竖直平面内.A 、B 为其运动轨迹上的两点，已知该液滴在 A 点的速度大小为v 0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到 B 点时速度方向与电场方向的夹角为 30°.求 A 、 B 两点间的电势差 .3mv 0图 52答案8q分析由题意知 qE ＝ 3mg ，液滴重力不可以忽视，把运动分解qE①水平方向： vsin 60 ＝° v 0sin 30 ＋° tm竖直方向： vcos 60 °＝ v 0 cos 30 －°gt ②由 ①② 可得： v ＝2 3v 0， t ＝3v 036ga ＝qE＝ 3g ，水平位移： x ＝ v 0sin 30 ·t °＋ 1(2由牛顿第二定律得水平方向加快度3g)t 2＝ 3v 0m2 8g2U AB ＝ E ·x ＝3mv 0.8q变式 4 (多项选择 )(2017 ·天津理综 ·7)如图 6 所示，在点电荷 Q 产生的电场中，实线 MN 是一条方向未标出的电场线，虚线 AB 是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹 .设电子在 A 、 B 两点的加快度大小分别为a A 、a B ，电势能分别为 E pA 、 E pB .以下说法正确的选项是( )图 6A. 电子必定从 A 向 B 运动B. 若 a A>a B，则 Q 凑近 M 端且为正电荷C.不论 Q 为正电荷仍是负电荷必定有E pA<E pBD.B 点电势可能高于 A 点电势答案BC分析电子在电场中做曲线运动，虚线AB是电子只在电场力作用下的运动轨迹，电场力沿电场线指向曲线的凹侧，电场的方向与电子所受电场力的方向相反，如下图.由所给条件无法判断电子的运动方向，故 A 错误；若a A>a B，说明电子在 A 点遇到的电场力较大， A 点的电场强度较大，依据点电荷的电场散布可知，凑近M 端为场源电荷的地点，应为正电荷，故B 正确；不论Q 为正电荷仍是负电荷，必定有电势φA>φB，电子电势能E p＝－ eφ，电势能是标量，所以必定有E pA<E pB，故C 正确，D错误.变式 5点运动到(多项选择 )(2017 ·湖南长沙三月模拟) 如图 7 所示，实线是α粒子仅在电场力作用下由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()a图7A. 若虚线是电场线，则α粒子在a点的电势能大，动能小B. 若虚线是等差等势线，则α粒子在a点的电势能大，动能小C.不论虚线是电场线仍是等差等势线， a 点的电势必定低于 b 点的电势D.不论虚线是电场线仍是等差等势线，α粒子在a点的加快度必定大于在 b 点的加快度答案BD分析若虚线是电场线，因为α粒子带正电荷，由其运动轨迹可知其受电场力方向向左，则α粒子由a 点运动到b 点过程中，电场力做负功，动能减小，电势能增大，又α粒子带正电，则知 a 点电势低于 b 点电势；若虚线是等差等势线，则电场线与虚线垂直指向下方，则α粒子由 a 点运动到 b 点过程中，电场力做正功，动能增大，电势能减小，又α粒子带正电，则知 a 点电势高于 b 点电势， B 项正确， A、 C 项错误 .不论虚线是电场线仍是等差等势线，均有 E a>E b，则 F a>F b，再联合牛顿第二定律可知α粒子在 a 点的加快度必定大于在 b 点的加快度，D 项正确 .命题点四静电场中的图象问题种类 1 v－ t 图象依据 v－ t 图象的速度变化、斜率变化(即加快度大小的变化 )，可确立电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化状况，从而确立电场的方向、电势的高低及电势能的变化.例 4 (多项选择 )如图 8 甲所示，有一绝缘圆环，圆环上平均散布着正电荷，圆环平面与竖直平面重合 .一圆滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环，细杆上套有一个质量为m＝10 g 的带正电的小球，小球所带电荷量q＝ 5.0×10－4 C.小球从 C 点由静止开释，其沿细杆由 C 经 B 向 A 运动的 v－ t 图象如图乙所示.小球运动到 B 点时，速度图象的切线斜率最大(图中标出了该切线 ).则以下说法正确的选项是()图 8A. 在 O 点右边杆上， B 点场强最大，场强盛小为E＝ 1.2 V/mB. 由 C 到 A 的过程中，小球的电势能先减小后变大C.由 C 到 A 电势渐渐降低D.C、 B 两点间的电势差 U CB＝ 0.9 V答案ACD分析v－ t 图象切线的斜率表示小球运动的加快度，由加快度定义式可知，a＝0.32＝ 0.06 5m/sm/s2，由牛顿第二定律得：Eq ＝ ma，解得： E＝ 1.2 V/m ， A 项正确；由v－ t 图象及动能定理可知，小球由势能与电势关系C 到 A 过程中，电场力向来做正功，故小球的电势能向来减小， B 项错；由电E p＝qφ可知，由 C 到 A 过程中，电势不停降低， C 项正确；小球由 C 到 B过程中，qU CB＝12mv2，解得：U CB＝ 0.9 V ， D项正确.种类 2φ－x图象电场强度的大小等于φ－ x 图线的切线斜率大小，电场强度为零处，φ－x图线存在极值，其切线的斜率为零.例 5 (多项选择 )(2017 ·全国卷Ⅰ ·20)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r 的关系如图9 所示 .电场中四个点a、 b、 c 和 d 的电场强度大小分别为E a、E b、 E c和 E与点a的电势φ 已在图顶用坐标(r ，φd .点a到点电荷的距离r a a a a)标出，其他类推.现将一带正电的尝试电荷由 a 点挨次经 b、c 点挪动到 d 点，在相邻两点间挪动的过程中，电场力所做的功分别为W ab、 W bc和W cd.以下选项正确的选项是()图 9A. E a ∶ E b ＝ 4∶1B. E c ∶ E d ＝ 2∶ 1C.W ab ∶ W bc ＝3∶ 1D. W bc ∶ W cd ＝1∶ 3答案 AC分析由图可知， a 、 b 、c 、 d 到点电荷的距离分别为 1 m 、 2 m 、 3 m 、 6 m ，依据点电荷的场强公式 E ＝kQ2E a ＝ r b 2 4， E c ＝r d2 4，故 A 正确， B 错误；电场力做功 W ＝qU ，a2 2r可知，E b r a ＝ 1 E dr c ＝ 1与 b 、b 与 c 、c 与 d 之间的电势差分别为3 V 、 1 V 、1 V ，所以W ab＝ 3，W bc ＝1，故 C 正确，W bc 1 W cd 1D 错误 .变式 6(多项选择 )在 x 轴上有两个点电荷q 1、q 2，其静电场的电势φ在 x 轴上散布如图 10 所示 .以下说法正确的有 ()图 10A. q 1 和 q 2 带有异种电荷B. x 1 处的电场强度为零C.负电荷从 x 1 移到 x 2，电势能减小D.负电荷从 x 1 移到 x 2，遇到的电场力增大答案AC分析 由题图可知，两点电荷率大小表示电场强度大小，q 1 和 q 2 带有异种电荷，则 x 1 处的电场强度不为零，A 正确；在 φx 图象中，图象切线的斜B 错误； 且有 x 1 到 x 2 电场强度渐渐减小，负电荷遇到的电场力渐渐减小，D 错误；由E p ＝φq 可知，负电荷在电势高处的电势能小，则负电荷从x 1 移到x 2，电势能减小， C 正确.种类3 E － x 图象在给定了电场的E － x图象后，能够由图线确立电场强度的变化状况，E － x图线与 x 轴所围图形面积表示电势差大小.在与粒子运动相联合的题目中，可进一步确立粒子的电性、动能变化、电势能变化等状况.x 轴上的场强 E 随x 的变化关系如图11 所示，x 轴正向为场强正方向，例6(多项选择 )静电场在带正电的点电荷沿x 轴正向运动，则点电荷()图 11A. 在 x2和 x4处电势能相等B. 由 x1运动到 x3的过程中电势能增大C.由 x1运动到 x4的过程中电场力先增大后减小D.由 x1运动到 x4的过程中电场力先减小后增大答案BC分析由题图可知， x1到 x4场强先变大，再变小，则点电荷遇到的电场力先增大后减小，C 正确， D 错误；由 x1到 x3及由 x2到 x4过程中，电场力做负功，电势能增大，知A错误，B 正确 .种类 4E p－ x 图象1.反应了电势能随位移变化的规律.2.图线的切线斜率大小等于电场力大小.3.进一步判断场强、动能、加快度等随位移的变化状况.x 轴正方向运动，其电势能E p随位移x 的例7(多项选择 )一带负电的粒子只在电场力作用下沿()变化关系如图12 所示，则以下说法正确的选项是图 12A.粒子从 x1处运动到 x2处的过程中电场力做正功B.x1、 x2处电场强度方向沿 x 轴正方向C.x1处的电场强度大小大于x2处的电场强度大小D.x1处的电势比x2处的电势低答案AD分析因为粒子从x1运动到 x2，电势能减小，所以电场力做正功，粒子所受电场力的方向沿x 轴正方向，粒子带负电，故电场强度方向沿x 轴负方向，选项 A 正确， B 错误；因为 x1处的图线斜率的绝对值小于x2处图线斜率的绝对值，所以x1处的电场强度大小小于x2处的电场强度大小，选项 C 错误；沿着电场线方向电势降低，故x1处的电势比 x2处的电势低，选项D正确.1.(2017 安·徽江南十校联考)假如空气中的电场很强，使得气体分子中带正、负电荷的微粒所受的相反的静电力很大，以致于分子破裂，于是空气中出现了能够自由挪动的电荷，那么空气变为了导体 .这类现象叫做空气的“击穿”. 已知高铁上方的高压电接触网的电压为27.5 kV ，阴雨时节当雨伞伞尖四周的电场强度达到 2.5× 104V/m 时空气就有可能被击穿.所以乘客阴雨天打伞站在站台上时，伞尖与高压电接触网的安全距离起码为()A.0.6 mB.1.1 mC.1.6 mD.2.1 m答案B分析安全距离起码为 d min＝27.5× 103m＝1.1 m，所以 B 项正确 .2.5× 1042.(多项选择 )(2014 新·课标全国Ⅱ·19)对于静电场的电场强度和电势，以下说法正确的选项是()A.电场强度的方向到处与等电势面垂直B.电场强度为零的地方，电势也为零C.跟着电场强度的大小渐渐减小，电势也渐渐降低D.任一点的电场强度老是指向该点电势下降最快的方向答案AD分析电场线(电场强度)的方向老是与等电势面垂直，选项 A 正确 .电场强度和电势是两个不同的物理量，电场强度等于零的地方，电势不必定等于零，选项 B 错误 .沿着电场线方向，电势不停降低，电势的高低与电场强度的大小无必定关系，选项 C 错误 .电场线 (电场强度)的方向老是从高的等电势面指向低的等电势面，并且是电势下降最快的方向，选项D正确.3.如下图，实线表示电场线，虚线表示带电粒子运动的轨迹，带电粒子只受电场力的作用，运动过程中电势能渐渐减少，它运动到 b 处时的运动方向与受力方向可能的是()答案D分析因为带电粒子只受电场力的作用，并且运动过程中电势能渐渐减少，可判断电场力做正功，即电场力方向与粒子速度方向夹角为锐角，且电场力方向沿着电场线指向轨迹凹侧，故D项正确.4.在某电场中画出了四条电场线，带电粒子仅在电场力作用下，从电场中 a 点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到 b 点，如图 1 所示，则从 a 到 b 过程中，以下说法正确的是 ()图 1A.粒子带负电荷B.粒子先加快后减速C.粒子加快度向来增大D.粒子的动能先减小后增大答案D5.(多项选择 )如图 2 所示，在某电场中画出了三条电场线，C点是 A、B 连线的中点 .已知 A 点的电势为φ＝30 V ， B 点的电势为φ＝－A BA. C 点的电势φC＝5 VB.C 点的电势φC>5 VC.C 点的电势φC<5 V 20 V ，则以下说法正确的选项是()图 2D.负电荷在 A 点的电势能小于在 B 点的电势能答案CD分析从电场线的散布状况能够看出φ－φ >φ－φ，所以有φ <5 V，C正确，A、B错误；A C CB C因为负电荷在电势高的地方电势能较小，所以D正确.6.(多项选择 )(2018 江·西南昌调研 )某空间地区的竖直平面内存在电场，此中竖直的一条电场线如图3 甲所示，一个质量为m、电荷量为q 的带正电小球，在电场中从O 点由静止开始沿电场线竖直向下运动.以 O 为坐标原点，取竖直向下为x 轴的正方向，小球的机械能 E 与位移 x 的关系如图乙所示，则(不考虑空气阻力)()图 3A. 电场强度大小恒定，方向沿x 轴负方向B. 从 O 到 x1的过程中，小球的速率愈来愈大，加快度愈来愈大C.从 O 到 x1的过程中，相等的位移内，小球战胜电场力做的功愈来愈大D.抵达 x1地点时，小球速度的大小为2 E1－ E0＋mgx1m答案BD分析小球的机械能变化是由电场力做功惹起的，由题图乙可知，从O 到 x1机械能在减小，即电场力做负功，又因为小球带正电，故场强方向沿x 轴负方向， E－ x 图线的斜率为电场力，由图象可知，从 O 到 x1斜率的绝对值在减小，故 F 电在减小，即场强减小，故 A 错误 .由牛顿第二定律 mg－F 电＝ma 可知 a 在增大，故 B 正确 .因为电场力渐渐减小，故相等位移内，12小球战胜电场力做的功愈来愈小， C 错误 .从 O 到 x1由动能定理得mgx1＋ E1－E0＝2mv － 0，v＝2 E1－ E0＋ mgx1，所以 D选项正确 .m7.如图 4 所示，以 O 点为圆心，以R＝ 0.20 m 为半径的圆与坐标轴交点分别为a、 b、 c、 d，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与x 轴正方向成θ＝60°角，已知 a、 b、 c 三点的电势分别为 4 3 V、4 V、－ 4 3 V ，则以下说法正确的选项是 ()图 4A. 该匀强电场的场强E＝ 40 3 V/mB. 该匀强电场的场强E＝ 80 V/mC.d 点的电势为－ 2 3 VD.d 点的电势为－ 4 V答案D分析a、 c 两点之间的电势差U＝ 4 3 V － (－ 4 3 V) ＝ 8 3 V ， a、 c 两点之间沿电场线方向的距离 d＝ 2Rsin 60 ＝°3R＝ 0.2 3 m.该匀强电场的场强E＝Ud＝40 V/m ，选项 A 、B 错误 .b、d 之间沿电场线方向的距离d′＝ 2Rcos 60°＝ R＝ 0.2 m.b、 d 之间电势差U′＝ Ed′＝ 8 V ，由φ－φ＝ 8 V 可得 d 点的电势为φ＝－4 V，选项C错误，D正确.b d d8.(多项选择 )如图 5 所示，一带电粒子在两个固定的等量正点电荷的电场中运动，图中的实线为等势面，虚线ABC 为粒子的运动轨迹，此中面上 .以下说法正确的选项是()B 点是两点电荷连线的中点，A、C位于同一等势图 5A.该粒子可能带正电B.该粒子经过 B 点时的速度最大C.该粒子经过 B 点时的加快度必定为零D.该粒子在 B 点的电势能小于在 A 点的电势能答案CD分析从该带电粒子的运动轨迹看，固定电荷对它有吸引力，由固定电荷带正电可知，该粒子必定带负电，故 A 错误； B 点是两点电荷连线的中点，合场强为零，故粒子受力为零，则加快度为零， C 正确；因为离正电荷越远，电势越低，则由题图知粒子从 A 运动到 B 的过程中，电势先增大后减小且φ<φ，因粒子带负电，由AB E ＝φq得，由pA 到B 过程中，电势能先减小后增大，即动能先增大后减小且E pA>E pB，故 B 错误， D 正确.9.两电荷量分别为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 6 所示，此中 A、N 两点的电势均为零， ND 段中的 C 点电势最高，则 ()图 6A. 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 间电场强度方向指向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答案D分析φ－ x 图线切线的斜率大小等于电场强度大小，A、N 点的电势等于零，电场强度大小不为零，选项 A 、 B 错误；从N 到 C 电势高升， N、 C 间电场强度方向指向x 轴负方向，选项 C 错误；从 N 到 C 电势高升，从 C 到 D 电势降低，将一负点电荷从N 点移到 C 点，电场力做正功，从 C 点到 D 点，电场力做负功，选项D正确.。
三年高考两年模拟高考物理专题汇编 专题七 静电场-人教版高三全册物理试题
专题七静电场A组三年高考真题〔2016～2014年〕1.(2016·全国卷Ⅲ，15，6分)(难度★★)关于静电场的等势面，如下说法正确的答案是( )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2．(2016·全国卷Ⅰ，20，6分)(难度★★★)(多项选择)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3．(2016·全国卷Ⅱ，15，6分)(难度★★★)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。
假设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，如此( )A．a a>a b>a c，v a>v c>v bB．a a>a b>a c，v b>v c>v aC．a b>a c>a a，v b>v c>v aD．a b>a c>a a，v a>v c>v b4.(2016·全国卷Ⅰ，14，6分)(难度★★)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。
假设将云母介质移出，如此电容器( )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5.(2016·江苏单科，3，3分)(难度★★)一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如下列图。
高考物理电磁学知识点之静电场分类汇编及解析
高考物理电磁学知识点之静电场分类汇编及解析一、选择题1．两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在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C 为ND 段电势最低的点，则下列说法正确的是( )A ．q1、q2为等量异种电荷B ．N 、C 两点间场强方向沿x 轴负方向C ．N 、D 两点间的电场强度大小沿x 轴正方向先减小后增大 D ．将一正点电荷从N 点移到D 点，电势能先增大后减小2．如图所示，用劲度系数为15N/m 的轻弹簧悬挂一个绝缘带有电荷量为72.010C -⨯的小球A ，此时弹簧的长度为10cm 。
在A 的正下方放一个带电球B 时，弹簧伸长量增加4cm ，此时两球相距12cm 。
已知静电力常量为922910N m /C k =⨯⋅，A 、B 可视为点电荷，则（ ）A ．A 球受到的库仑力是2.1NB ．A 球受到的库仑力是1.5NC ．B 球带负电，电荷量是51.210C -⨯D ．B 球带负电，电荷量是64.810C -⨯3．如图所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、R 、Q 是这条轨迹上的三点，由此可知A ．带电粒子在P 点时的电势能比在Q 点时的电势能大B ．带电粒子在P 点时的加速度大小小于在Q 点时的加速度大小C ．带电粒子在P 点时的速度大小大于在Q 点时的速度大小D ．带电粒子在R 点时的动能与电势能之和比在Q 点时的小，比在P 点时的大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，实线表示某电场中的四个等势面，它们的电势分别为123,,ϕϕϕ和4ϕ，相邻等势面间的电势差相等.一带负电的粒子(重力不计)在该电场中运动的轨迹如虚线所示，a 、b 、c 、d 是其运动轨迹与等势面的四个交点，则可以判断（ ）A ．4ϕ等势面上各点场强处处相同B ．四个等势面的电势关系是1234ϕϕϕϕ<<<C ．粒子从a 运动到d 的过程中静电力直做负功D ．粒子在a 、b 、c 、d 四点的速度大小关系是a b c d v v v v <<=6．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7．空间存在着平行于x 轴方向的静电场，P 、M 、O 、N 、Q 为x 轴上的点，P 、Q 之间各点的电势φ随位置坐标x 的变化如图所示。
2025版高考物理一轮总复习专题七电场热点专题系列四攻克电场类图像的应用pptx课件
变式1 (2022年重庆测试)反射式速调管是利用电子团在电场中的振荡来 产生微波的器件，其基本原理如下：静电场方向平行于x轴，其电势随x 的分布如图所示.在A点释放电子，其振荡周期为T，若在OA的中点释放 电子，则其振荡周期为( )
A.12T
B. 22T
C.T
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
【答案】B
D.2T
【解析】无论电阻在A点释放还是在OA的中点释放，在OA段的加速度完 全相同，同理在OB段的加速度前后两次也完全相同，在A点释放时，从
A.沿x轴正方向电势降低 B.A、B两板的电势差一定为2x0E0 C.将电子由O点静止释放，电势能增加 D.使电子沿x轴在板间移动，电势能不变 【答案】D
【解析】由题意可知，沿x轴方向电势不变，故A错误；x轴方向即为沿 板长方向，由于不知道板间距离，则无法确定两板间的电势差，故B错 误；将电子由O点静止释放，电场力做正功，电势能减小，故C错误；x 轴方向即为沿板长方向，则使电子沿x轴在板间移动，即在同一等势面 上移动，其电势能不变，故D正确.
A、B两点间的电势差的大小，则|UAB|＝E0＋23E0×0.06 V＝30 V，E0＝ 2.5×102 V·m－1，D正确.
类型三 Ep－x图像 例3 (多选)空间中存在一静电场，一电子从x＝0处以一定的初速度沿＋ x轴方向射出，仅在电场力作用下在x轴上做直线运动，其电势能Ep随位 置x变化的关系图像如图所示.则下列判断正确的是( )
电子从x1向x3运动的过程中，在x3处的电势能最小，则动能最大，速度 最大，A错误；Ep－x图像的斜率绝对值表示电子受到的电场力大小，在 x2处图像的斜率为0，则电场力为0，故电子的加速度为0，B错误；电子 从x1向x3运动的过程中，x3处的图像斜率绝对值最大，则电场力最大， 电场强度最大，C正确；电子从x1向x3运动的过程中，电子在x2处电势能 最大，但由于电子带负电，故在x2处电势最低，D错误.
专题七、电场、恒定电流
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）专题七电场恒定电流【考查要点】电场是历年高考试题中的重点之一．查的内容主要集中在两个方面：一是有关对电场本身的认识，即电场、电场强度、电势、电势差、电势能、电场线、等势面；二是电场知识的应用，即带电粒子在匀强电场中的运动、电容器等．电场强度、电势差等基本知识的考查一般以选择题、填空题的形式出现；对于电场中导体和电容器的考查，常以小综合题型出现．带电粒子在电场中运动一类问题，是高考中考查的重点内容之一．其次在力、电综合试题中，多把电场与牛顿运动定律，动能定理，功能关系，运动学知识，电路知识等巧妙地综合起来，考查学生对这些基本知识、基本规律的理解和掌握的情况，应用基本知识分析、解决实际问题的能力。
纵观这类题目，所涉及的情景基本相同（无外乎是带电粒子在电场中平衡、加速或偏转），但命题者往往拟定不同的题设条件，多角度提出问题，多层次考查知识和能力．恒定电流主要考查以"电路"为核心的三部分内容:一是以部分电路的欧姆定律为中心,考查直流电路的基本概念、伏安法测电阻、电功和电热等问题;二是以闭合电路的欧姆定律为中心,考查电源的作用、闭合电路的功率分配和能量转化的关系、电路的路端电压与电源电动势和内阴天的关系;三是以电路中的电工仪表的使用为中心,考查电学实验中仪器的选取、电表的读数、实物连接、数据处理和误差分析等问题.尤其是电学知识联系实际的问题和探究实验问题是近几年高考考查的热点. 欧姆定律、焦耳定律往往与电磁感应现象相交叉渗透；电功率、焦耳热计算往往与现实生活联系较密切，是应用型、能力型题目的重要内容之一，也是高考命题热点内容之一.历届高考命题形式一是以选择、填空方式考查知识；二是与静电、磁场和电磁感应结合的综合题，值得说明的是，近年来高考在对本章的考查中，似乎更热衷于电路的故障分析.这类题通常都来自生活实际，是学生应具备的基本技能.尤其引人关注的是电路实验有成为必考题的趋势.【名师解题指南】一、重视对基本概念、基本规律的理解教育的目的是提高人的素质，科学知识是素质的重要组成部分，即便是能力立意十分突出的试题，也绝不会脱离基本知识、概念。
高考物理电磁学知识点之静电场分类汇编附解析(7)
高考物理电磁学知识点之静电场分类汇编附解析(7)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，ϕ表示P 点的电势，p 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0l ，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，用劲度系数为15N/m 的轻弹簧悬挂一个绝缘带有电荷量为72.010C -⨯的小球A ，此时弹簧的长度为10cm 。
在A 的正下方放一个带电球B 时，弹簧伸长量增加4cm ，此时两球相距12cm 。
已知静电力常量为922910N m /C k =⨯⋅，A 、B 可视为点电荷，则（ ）A ．A 球受到的库仑力是2.1NB ．A 球受到的库仑力是1.5NC ．B 球带负电，电荷量是51.210C -⨯D ．B 球带负电，电荷量是64.810C -⨯3．静电场方向平行于x 轴，将一电荷量为q -的带电粒子在x d =处由静止释放，粒子只在电场力作用下沿x 轴运动，其电势能E P 随x 的变化关系如图所示．若规定x 轴正方向为电场强度E 、加速度a 的正方向，四幅示意图分别表示电势ϕ 随x 的分布、场强E 随x 的分布、粒子的加速度a随x的变化关系和粒子的动能E k随x的变化关系，其中正确的是A．B．C．D．4．如图所示，真空中有两个带等量正电荷的Q1、Q2固定在水平x轴上的A、B两点。
一质量为m、电荷量为q的带电小球恰好静止在A、B连线的中垂线上的C点，由于某种原因，小球带电荷量突然减半。
D点是C点关于AB对称的点，则小球从C点运动到D点的过程中，下列说法正确的是( )A．小球做匀加速直线运动B．小球受到的电场力可能先减小后增大C．电场力先做正功后做负功D．小球的机械能一直不变5．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。
【2013真题汇编】第7专题 静电场
第七专题 静电场【2013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 连线至某点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 【答案】B【解析】因为在R 处的电场强度为零，所以1q 、2q 带同种电荷，且满足1222()()q q k kPR RQ =，解得124q q =，B 项对。
【2013安徽20】如图所示，xOy 平面是无穷大导体的表面，该导体充满0z <的空间，0z >的空间为真空。
将电荷为q 的点电荷置于z 轴上z=h 处，则在xOy 平面上会产生感应电荷。
空间任意一点处的电场皆是由点电荷q 和导体表面上的感应电荷共同激发的。
已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z 轴上2hz =处的场强大小为（k 为静电力常量） A ．24q k h B ．249q k h C ．2329q k h D ．2409qk h【答案】D【解析】由点电荷产生的电场在导体表面间的电场分布，导体表面上的感应电荷等效于在z=－h 处的带等量的异种电荷－q ，故在z 轴上2hz =处的场强大小为22240()()22q q q E kk k h h h h =+=+。
正确选项：D【2013江苏3】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 （ ）【答案】B【解析】将14圆环视为点电荷，圆环半径为r ，由E =k 2r Q 可求每个点电荷的场强E =k 2rq ，根据场强的合成满足平行四边形定则，可知选项A 和C 的场强为E =k 2rq，选项B 的场强为E =k22rq，选项,D 的场强为0，故B 对。
【2013江苏6】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。
高中物理《静电场》知识点归纳归纳归纳总结(超详细)
一、静电场的基本概念1. 静电场是由静止电荷产生的场，它是描述电荷之间相互作用的一种物理量。
2. 静电场的性质：静电场是保守场，即电荷在静电场中移动时，其电势能的变化量与路径无关，只与初末位置有关。
3. 静电场的强度：静电场的强度表示电荷在静电场中所受力的强度，用符号E表示，单位是牛顿/库仑(N/C)。
二、电场强度与电势1. 电场强度E是描述静电场力的大小和方向的物理量，它的方向是正电荷在静电场中所受力的方向。
2. 电势V是描述静电场力做功能力的物理量，它的单位是伏特(V)。
3. 电场强度与电势的关系：电场强度E等于电势V在空间中的梯度，即E=dV/dr。
三、高斯定律1. 高斯定律是描述静电场与电荷分布之间关系的物理定律，它指出通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内部电荷量的代数和除以真空中的电常数ε0。
2. 高斯定律的数学表达式：∮E·dA=Q/ε0，其中∮表示对闭合曲面进行积分，E是电场强度，dA是闭合曲面上的微小面积元，Q是闭合曲面内部的总电荷量，ε0是真空中的电常数。
四、电容与电容器1. 电容C是描述电容器储存电荷能力的物理量，它的单位是法拉(F)。
2. 电容器的储能公式：W=1/2CV^2，其中W是电容器储存的能量，C是电容，V是电容器两端的电压。
3. 电容器的串联和并联：电容器的串联和并联可以改变电容器的总电容，串联时总电容减小，并联时总电容增大。
五、电场线与电势线1. 电场线：电场线是用来形象地表示电场强度和方向的曲线，它的切线方向即为电场强度的方向。
2. 电势线：电势线是用来形象地表示电势分布的曲线，它的切线方向即为电势梯度的方向。
3. 电场线与电势线的关系：电场线总是从正电荷出发，指向负电荷，而电势线则从高电势区域指向低电势区域。
六、导体与绝缘体1. 导体：导体是电荷容易通过的物质，如金属、石墨等。
2. 绝缘体：绝缘体是电荷不容易通过的物质，如橡胶、玻璃等。
3. 静电平衡：当导体处于静电平衡状态时，导体内部的电场强度为零，导体表面上的电荷分布均匀。
名师导学2025版高考物理总复习第七章专题突破七静电场中的图象问题教学案新人教版
专题突破(七) 静电场中的图象问题【p123】静电场中常见的图象问题主要有以下几种类型：1.电场强度随位置改变的图象，即E－x图象；2.电势随位置改变的图象，即φ－x图象；3.电势能随位置改变的图象，即Ep－x图象．解答此类题目的关键是弄清图象的物理意义，即坐标轴、坐标原点、斜率、面积、交点坐标等的物理意义，同时也可以依据图象特点，把抽象的图象转化为详细的电场模型(如匀强电场、点电荷电场、等量同种电荷电场、等量异种电荷电场等)，再来分析、解决这类问题．一、E－x图象例1有一个匀称带电圆环，以圆环圆心O为坐标原点，过O且垂直于圆环平面的线为x 轴，如图甲所示，现测得x轴上的电场强度随坐标x值改变的图象如图乙所示(场强为正值，表示方向沿x轴正方向)，H、I是x轴上两点，且HO＜OI，取无穷远处电势为零．则以下分析正确的是( )A．该圆环带负电B．x轴上O点电势为零C．将一个正的摸索电荷沿x轴从H移动到I的过程中，电势能先增大后减小D．H点的电势低于I点的电势【解析】依据x轴上的电场强度随坐标x值改变的图象可知，该圆环带正电，选项A错误；x轴上O点电场强度为零，电势最高，H点的电势高于I点的电势，选项B、D错误．将一个正的摸索电荷沿x轴从H移动到I的过程中，电势能先增大后减小，选项C正确．【答案】C【归纳总结】1.几种常见的E－x图象(1)点电荷的E－x图象正点电荷及负点电荷的电场强度E随坐标x改变关系的图象大致如图1和图2所示．(2)两个等量异种点电荷的E－x图象①两电荷连线上的E－x图象如图3所示．②两电荷连线的中垂线上的E－y图象如图4所示．(3)两个等量同种点电荷的E－x图象①两电荷连线上的E－x图象如图5所示．②两电荷连线的中垂线上的E－y图象如图6所示．2．E－x图象特点(1)反映了电场强度随位移改变的规律．(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，两点的电势凹凸依据电场方向判定．二、φ－x图象例2真空中有一静电场，其在x轴正半轴的电势φ随x改变的关系如图所示，则依据图象可知( )A．R处的电场强度E＝0B．若摸索电荷从x1处移到x2处，电场力不肯定做正功C．x1处与x2处的电场强度沿x方向的重量的方向相反D．该电场有可能是处在O点的正的点电荷激发产生的【解析】φ－x图象中，曲线上随意一点的切线的斜率表示电场强度，R处切线的斜率不为零，故x轴方向的电场强度不为零，故A错误；若摸索电荷从x1处移到x2处，电势降低，依据公式W AB＝qU AB，假如是正电荷，电场力做正功；假如是负电荷，电场力做负功，故B正确；x1处与x2处的切线斜率同为负值，故x方向的电场强度重量的方向相同，故C错误；离电荷越近，电场强度越大，故φ－x图象的斜率越大，而在O点向右，切线斜率变大，故O点不行能有电荷，故D错误，故选B.【答案】B【归纳总结】1.几种常见的φ－x图象(1)点电荷的φ－x图象(取无限远处电势为零)①正点电荷的φ－x图象如图1所示；②负点电荷的φ－x图象如图2所示．(2)两个等量异种电荷连线上的φ－x图象，如图3所示．(3)两个等量同种电荷的φ－x图象①两正电荷连线上的φ－x图象如图4所示．②两正电荷连线的中垂线上的φ－y图象如图5所示．2．φ－x图象特点及应用(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图象中可以干脆推断各点电势的大小，并可依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改变，可用W AB＝qU AB，进而分析W AB的正负，然后作出推断．三、E p(E k)－x图象例3一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能E p随位移x改变的关系如图所示，其中O～x2段关于直线x＝x1对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法正确的是( )A．x1处电场强度最小，但不为零B．粒子在O～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动C．在O、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3>φ2＝φ0>φ1D ．x 2～x 3段的电场强度大小、方向均不变【解析】依据电势能与电势的关系E p ＝qφ，场强与电势的关系E ＝ΔφΔx ，得E ＝1q ·ΔE p Δx，由数学学问可知E p －x 图象切线的斜率等于ΔE p Δx，x 1处切线斜率为零，则x 1处电场强度为零，A 错误；由题图知在O ～x 1段图象切线斜率的肯定值不断减小，可知场强减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，粒子做变速运动，x 1～x 2段图象切线的斜率不断增大，场强增大，粒子所受的电场力增大，粒子做变速运动，x 2～x 3段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，粒子做匀加速直线运动，B 错误，D 正确；依据E p ＝qφ，粒子带负电即q<0，则知电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有φ1>φ2＝φ0>φ3，C 错误．【答案】D【归纳总结】解决此类图象问题的关键是弄清晰电场中的功能关系：电场力做功对应电势能的改变，即W 电＝－ΔE p ＝E p0－E p ，即F 电＝|ΔE p Δx|，因此图线的斜率表示了电场力的大小，也反映了电场强度的大小，若电场力为恒力，则电场强度不变，则E p －x 图线为一条倾斜直线．针对训练1．已知某静电场的电场强度的方向与x 轴的正方向一样，电场强度大小E 与位置x 的关系图象如图所示，其中O ～x 2段为抛物线的一段且关于x ＝x 1对称，x 2～x 3段为倾斜的直线，且x 1＝x 2－x 1＝x 3－x 2，起先时一带正电粒子位于原点，现给该粒子一水平向右的初速度，使其仅在电场力的作用下沿x 轴的正方向运动．则下列说法正确的是(C)A ．带电粒子在O ～x 2段先做减速运动再做加速运动B ．带电粒子在x 2～x 3段做匀加速直线运动C ．位置O 与x 1间的电势差等于位置x 1与x 2间的电势差D ．在O ～x 3段电场力对带电粒子始终做负功【解析】O ～x 3段电场的方向始终沿x 轴的正方向，则该带电粒子所受的电场力始终沿x 轴的正方向，粒子始终沿x 轴的正方向做加速运动，则电场力始终对该粒子做正功，A 、D 错误；x 2～x 3段电场强度沿x 轴的正方向渐渐增大，粒子做加速度渐渐增大的加速运动，B 错误；依据对称性可知，位置O 与x 1间的平均电场强度与位置x 1与x 2间的平均电场强度相等，则由U ＝Ed 可知，位置O 与x 1间的电势差等于位置x 1与x 2间的电势差，C 正确．2．(多选)在x 轴上存在一水平方向的电场，有一质量m ＝2 kg 的带电小球沿光滑绝缘的水平面只在电场力的作用下，以初速度v 0＝2 m/s 在x 0＝7 m 处起先向x 轴负方向运动．电势能E p 随位置x 的改变关系如图所示，则小球的运动范围和最大速度分别为(BC)A ．运动范围x≥0B ．运动范围x≥1 mC ．最大速度v m ＝2 2 m/sD ．最大速度v m ＝3 m/s【解析】依据动能定理可得W 电＝0－12mv 20＝－4 J ，故电势能增大4 J ，因在起先时电势能为零，故电势能最多增大4 J ，故运动范围在x≥1 m ，故A 错误，B 正确；由图可知，电势能最大减小4 J ，故动能最多增大4 J ，依据动能定理可得W ＝12mv 2－12mv 20；解得v ＝2 2 m/s ，故C 正确，D 错误．3．(多选)在光滑的绝缘水平面内有一沿x 轴的静电场，其电势φ随坐标x 改变的图线如图所示(图中φ0已知)．有一质量为m ，带电量为q 的带负电小球(可视为质点)从O 点以某一未知速度v 0沿x 轴正向移动到点x 4.下列叙述正确的是(BC)A ．带电小球从O 运动到x 1的过程中，所受电场力渐渐增大B ．带电小球从x 1运动到x 3的过程中，电势能始终增大C ．若小球的初速度v 0＝2φ0q m ，则运动过程中的最大速度为6φ0q mD ．要使小球能运动到x 4处，则初速度v 0至少为2φ0q m 【解析】由E ＝U d知，φ－x 图象的斜率等于电场强度，则可知小球从O 运动到x 1的过程中，场强不变，由F ＝qE 知，粒子所受电场力保持不变，故A 错误；负电荷在电势高处电势能小，则小球从x 1运动到x 3的过程中，电势不断降低，负电荷的电势能始终增大，故B 正确；若小球的初速度v 0＝2φ0q m，当小球运动到x 1处时，电场力做正功最多，粒子的速度最大，从x ＝0到x 1处，依据动能定理得：qφ0＝12mv 2m －12mv 20，由题意，有：v 0＝2φ0q m ，解得最大速度为：v m ＝6φ0q m，故C 正确；只要小球能恰好运动到x 3处，初速度v 0最小，就能到x 4处，从x ＝0到x 3处，依据动能定理得：qφ0＝12mv 20，解得：v 0＝2φ0q m ，故D 错误．4．等量异种点电荷在四周空间产生静电场，其连线(x 轴)上各点的电势φ随x 的分布图象如图所示．x 轴上AO<OB ，A 、O 、B 三点的电势分别为φA 、φ0、φB ，电场强度大小分别为E A 、E O 、E B ，电子在A 、O 、B 三点的电势能分别为E pA 、E pO 、E pB .下列推断正确的是(D)A ．φB >φA >φOB ．E A >E O >E BC ．E pO <E pA <E pBD ．E pB －E pO >E pO －E pA【解析】正电荷四周电势较高，负电荷四周电势较低，φA >φO >φB ，A 错误；依据电场强度的合成可知B 点场强最大，O 点最小，B 错误；电子带负电，依据电势能E p ＝qφ，可知E pB 最大，E pA 最小，C 错误；由图象可知U OB >U AO ，依据电场力做功W ＝qU ，电子带负电，可知W BO >W OA ，即E pB －E pO >E pO －E pA ，D 正确．5．(多选)一带正电粒子在正点电荷的电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动．取该直线为x 轴，起始点O 为坐标原点，则下列关于电场强度E 、粒子动能E k 、粒子电势能E p 、粒子加速度a 与位移x 的关系图象可能的是(CD)【解析】依点电荷的场强公式E ＝k Q r 2，可知电场强度随x 的改变不是匀称减小，故A 错误；由于不是匀强电场，电场力做功W ≠qEx ，则动能不是随x 匀称增大，故B 错误；E p －x 图线的切线斜率表示电场力，随着x 的增大，电场力渐渐减小，故C 正确；加速度a ＝F m ＝qE m ＝kQq mx 2，可知a 随x 的改变图线是曲线，且减小，故D 正确．6．如图所示，矩形区域PQNM 内存在平行于纸面的匀强电场，一质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子(重力不计)从a 点以v 1的初速度垂直于PQ 进入电场，最终从MN 边界的b 点以与水平边界MN 成30°角斜向右上方的方向射出，射出电场时的速度v 2＝2v 1，取a 点电势为零，假如以a 点为坐标原点O ，沿PQ 方向建立x 轴，则粒子从a 点运动到b 点的过程中，电场的电场强度E 、电势φ、粒子的速度v 、电势能E p 随x 的改变图象正确的是(D)【解析】因为匀强电场中的电场强度到处相等，故A 错误；因为粒子离开电场时y 方向的速度v y ＝v 2sin 30°＝v 1，则电场的方向水平向右，沿电场线的方向电势降低，故B 错误；粒子在电场中运动的过程中，由动能定理可知，qEx ＝12mv 2－12mv 21，所以v 与x 不是线性关系，C 错误；因为规定a 点电势为零，粒子进入电场后做类平抛运动，依据电场力做功与电势能的改变的关系，有qEx ＝－ΔE p ＝0－E p ，故E p ＝－qEx ，故D 正确．7．(多选)真空中有一半径为r 0的带电金属球壳，通过其球心的始终线上各点的电势φ分布如图，r 表示该直线上某点到球心的距离，r 1、r 2分别是该直线上A 、B 两点离球心的距离．下列说法中正确的是(BC)A ．A 点的电势低于B 点的电势B ．A 点的电场强度方向由A 指向BC ．A 点的电场强度大于B 点的电场强度D ．正电荷沿直线从A 移到B 的过程中，电场力做负功【解析】A 点的电势高于B 点的电势，选项A 错误；A 点的电场强度方向由A 指向B ，A 点的电场强度大于B 点的电场强度，选项B 、C 正确；正电荷沿直线从A 移到B 的过程中，电场力做正功，选项D 错误．8．(多选)如图所示，粗糙绝缘的水平面旁边存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x 轴平行，在x 轴上的电势φ与坐标x 的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点(0.15，3.0)的切线．现有一质量为0.20 kg ，电荷量为＋2.0×10－8 C 的滑块P(可视作质点)，从x ＝0.10 m 处由静止释放，其与水平面的动摩擦因数为0.02.取重力加速度g＝10 m/s 2.则下列说法正确的是(CD)A ．滑块运动的加速度渐渐减小B ．滑块运动的速度先减小后增大C ．x ＝0.15 m 处的场强大小为2.0×106 N/CD ．滑块运动的最大速度约为0.10 m/s【解析】依据E ＝U d ＝－ΔφΔx，在x 轴上的电势φ与坐标x 的关系图象斜率的大小表示电场强度，电场强度的方向沿x 轴的正方向．由电势φ与坐标x 的关系图象可知，沿x 轴正方向，电场强度越来越小．滑块从x ＝0.10 m 处由静止释放，所受电场力方向沿x 轴正方向，所受电场力越来越小，当电场力等于滑动摩擦力时加速度减小到零．滑块接着运动，做减速运动，加速度增大，所以滑块运动的加速度先减小后增大，选项A 错误．滑块先做加速运动，后做减速运动，选项B 错误．由E ＝－ΔφΔx，可知x ＝0.15 m 处的场强大小为2.0×106 N/C ，选项C 正确．当滑动摩擦力等于电场力时，滑块运动的速度最大．滑块所受滑动摩擦力f ＝μmg＝0.04 N ．由f ＝qE 可得对应点的电场强度E ＝2.0×106 N/C ，对应的x ＝0.15 m ．由动能定理，qU －μmgΔx ＝12mv 2，0.1 m 处电势约为4.5×105 V ，0.15 m 处电势为3.0×105 V ，∴U ＝1.5×105V ，解得v ＝0.1 m/s.即滑块运动的最大速度约为0.1 m/s ，选项D 正确．。
高三物理分类汇编静电场
高三物理分类汇编：7．静电场15. 【珠海质量监测】静电场中一点电荷从a 点移到b 点，其电势能增加了82.010J -⨯，下列说法正确的是A. b 点的场强一定大于a 点的场强B. b 点的电势一定大于a 点的电势C. 作用于该点电荷的电场力一定做负功D. 作用于该点电荷的电场力一定做正功 C20.【肇庆检测】如右图所示，在竖直平面内有一平行板电容器AB 与电源相接，当S 闭合时，有一带电小球恰好静止在P 点，现在把S 断开，下列判断正确的是A. 小球带负电B. 小球向下运动C. 小球保持静止D. 小球向上运动【答案】AC19. 【肇庆检测】如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一带电粒子在此电场中的运动轨迹，若带电粒子是从a 处运动到b 处，以下说法正确的是A. a 处的电场较强B. 带电粒子在b 处时电势能较大C. b 处的电势较高D. 带电粒子在a 处时速度较小【答案】AB16. 【肇庆检测】电场中某一点场强为E ，一电量为q 的检验电荷在该点所受电场力为F ，以下说法正确的是A. E 由q 确定B. E 由F 确定C. E 一定时，F 与q 成正比D. E 一定时，F 与q 成反比 【答案】C16.【湛江调研】如图所示是一种电容式传感器的部分电路，A 为固定电极，B 为可动电极，A 、B 组成一个电容大小可变的平行板电容器。
当待测压力F 施加在可动电极B 上时，可动电极可以上下平行移动，从而改变了电容器的电容。
图中S 一直闭合，如果施加图中所示的压力F ，可以观察到原来静止的带电小球将要A. 静止不动B. 向上运动C. 向下运动D. 无法确定【答案】C16. 【汕尾调研】如图所示，a 、c 、b 为同一条电场线上的三点，c 为ab 中点，a 、b 电势分别为5a V ϕ=，3b V ϕ=。
则A. c 点的电势一定为4VB. a 点的场强一定比b 点的场强大C. 正电荷从c 点运动到b 点电势能一定减小D. 负电荷从a 点运动到b 点动能一定增加【答案】C16. 【潮州检测】A 、B 为正点电荷Q 的电场中某直线上的两点，距Q 的距离如图所示，一试验电荷q 在Q 的作用下沿该直线由A 开始向Q 做加速运动。
高考物理最新电磁学知识点之静电场分类汇编含答案解析(2)
高考物理最新电磁学知识点之静电场分类汇编含答案解析(2)一、选择题1．如图所示，三条虚线表示某电场的三个等势面，其中φ1=10V，φ2=20V，φ3=30V一个带电粒子只受电场力作用，按图中实线轨迹从A点运动到B点，由此可知（）A．粒子带正电B．粒子的速度变大C．粒子的加速度变大D．粒子的电势能变大2．真空中静电场的电势φ在x正半轴随x的变化关系如图所示，x1、x2、x3为x轴上的三个点，下列判断正确的是（）A．将一负电荷从x1移到x2，电场力不做功B．该电场可能是匀强电场C．负电荷在x1处的电势能小于在x2处的电势能D．x3处的电场强度方向沿x轴正方向3．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 pb4．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5．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6．如图所示,一绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，电场强度大小为E 。
在与环心等高处放有一质量为m 、带电荷量+q 的小球,由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是（ ）A ．小球在运动过程中机械能守恒B ．小球经过环的最低点时机械能最大C ．小球经过环的最低点时对轨道压力为2(mg +qE )D ．小球经过环的最低点时对轨道压力为(mg +qE )7．两个相同的金属小球，所带电荷量大小之比为1:9，相距为r （r 远大于金属球的直径），两球之间的库仑引力大小为F 。
高考物理最新电磁学知识点之静电场分类汇编含答案解析(1)
高考物理最新电磁学知识点之静电场分类汇编含答案解析(1)一、选择题1．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 连线至某点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 22．如图所示，用劲度系数为15N/m 的轻弹簧悬挂一个绝缘带有电荷量为72.010C -⨯的小球A ，此时弹簧的长度为10cm 。
在A 的正下方放一个带电球B 时，弹簧伸长量增加4cm ，此时两球相距12cm 。
已知静电力常量为922910N m /C k =⨯⋅，A 、B 可视为点电荷，则（ ）A ．A 球受到的库仑力是2.1NB ．A 球受到的库仑力是1.5NC ．B 球带负电，电荷量是51.210C -⨯D ．B 球带负电，电荷量是64.810C -⨯3．如图所示，真空中有两个带等量正电荷的Q 1、Q 2固定在水平x 轴上的A 、B 两点。
一质量为m 、电荷量为q 的带电小球恰好静止在A 、B 连线的中垂线上的C 点，由于某种原因，小球带电荷量突然减半。
D 点是C 点关于AB 对称的点，则小球从C 点运动到D 点的过程中，下列说法正确的是( )A ．小球做匀加速直线运动B ．小球受到的电场力可能先减小后增大C ．电场力先做正功后做负功D ．小球的机械能一直不变4．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5．如图，电子在电压为U1的加速电场中由静止开始运动，然后，射入电压为U2的两块平行板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，在下述四种情况中，一定能使电子的侧向位移变大的是A．U1增大，U2减小B．Uı、U2均增大C．U1减小，U2增大D．U1、U2均减小6．在如图所示的电场中, A、B两点分别放置一个试探电荷, F A、F B分别为两个试探电荷所受的电场力．下列说法正确的是A．放在A点的试探电荷带正电B．放在B点的试探电荷带负电C．A点的电场强度大于B点的电场强度D．A点的电场强度小于B点的电场强度7．如图所示，在空间坐标系Oxyz中有A、B、M、N点，且AO=BO=MO=NO；在A、B两点分别固定等量同种点电荷+Q1与+Q2，若规定无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（）A．O点的电势为零B．M点与N点的电场强度相同C．M点与N点的电势相同D．试探电荷+q从N点移到无穷远处，其电势能增加8．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 ．9．一个电子只在电场力作用下从a 点运动到b 点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面，下列说法中正确的是A ．如果实线是电场线，则a 点的电势比b 点的电势高B ．如果实线是等势面，则a 点的电势比b 点的电势低C ．如果实线是电场线，则电子在a 点的电势能比在b 点的电势能大D ．如果实线是等势面，则电子在a 点的电势能比在b 点的电势能大10．如图所示，匀强电场的场强为E ， M 与N 两点间的距离为d ， MN 与电场线的夹角为α，则M 、N 两点间的电势差为（ ）A ．EdB ．sin Ed αC ．cos Ed αD ．tan Ed α11．如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷（电荷量很小）固定在P点，用E表示两极板间电场强度，U表示电容器的电压，Ep表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（）A．E变大，Ep变大B．U变小，Ep不变C．U变大，Ep变小D．U不变，Ep不变12．如图所示为一对不等量异号点电荷的电场线分布，下列说法正确的是（）A．1Q可能带正电，也可能带负电B．B处没有电场线，故B处场强为零C．A点电势一定高于B点电势D．将一电子从A移到B点，电场力对电子做正功13．如图，P为固定的点电荷，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 bB．a a>a b>a c，v b> v c> v aC．a b> a c> a a，v b> v c> v aD．a b> a c> a a，v a>v c>v b14．如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下级板都接地．在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，E P表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（）A．θ增大，E增大B．θ增大，E P不变C．θ减小，E P增大D．θ减小，E不变15．特斯拉线圈是一种制造人工闪电的装置，该装置的简化结构如图所示。
高考物理知识点之静电场
高考物理知识点之静电场静电场是物理学中重要的概念之一，也是高考物理考试中常见的知识点之一。
本文将介绍静电场的基本概念、性质以及与高考相关的考点和解题技巧。
一、静电场的定义和基本概念静电场是由静止的带电粒子所产生的电场。
当带电粒子处于静止状态时，其周围会形成一个电场，该电场不随时间而变化。
静电场可根据电荷的性质进行分类，其中正电荷所产生的电场方向指向电荷，而负电荷所产生的电场则指向远离电荷。
根据库仑定律，静电场的强度与电荷量成正比，与距离的平方成反比。
这意味着电荷量越大、距离越近，则静电场的强度越大。
二、静电场的性质1.电场强度（E）：电场强度定义为单位正电荷所受到的电场力。
其单位是牛顿/库仑，用符号E表示。
在空间中任意一点，其电场强度的大小与该点离电荷的距离有关，且沿径向指向电荷。
2.电场线：为了描述电场的分布情况，我们通常使用电场线来表示。
电场线是从正电荷出发，指向负电荷或者无穷远的一条曲线。
电场线的密度表示电场强度的大小，靠近电荷时密度较大，远离电荷时密度较小。
3.电势（V）：电场力对单位正电荷所做的功即为电势。
电势的单位是伏特，用符号V表示。
电势是一个标量，其大小与电荷的符号无关。
在电势相对较高的地方，电子将会发生自由运动，而在电势较低的地方则会受到斥力，被吸向高电势区。
三、高考相关考点和解题技巧1.电场强度的计算根据库仑定律，电场强度的计算公式为E=kQ/r^2，其中k是库仑常数，Q是电荷量，r是距离。
在高考物理试题中，常常需要计算两个带电体之间的电场强度，需要特别注意单位制的转换和计算过程的准确性。
2.电势能和电势差的计算电势能是指将单位正电荷从无穷远处移到某一点所做的功。
电势差是指单位正电荷由一个位置移到另一个位置所做的功。
在高考物理试题中，经常涉及到电势能和电势差的计算，需要理解它们的定义，并掌握相关的计算方法和公式。
3.电场力和位移的关系根据电场的性质，电场力的大小与电荷量成正比，与距离的平方成反比。
静电场能量(解析版)—三年(2022-2024)高考物理真题分类汇编(全国通用)
静电场能量考点01 静电场能量1. （2024年高考广东卷）污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理如图所示。
涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极、金属圆盘置于底部、金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布，其中实线为电场线，虚线为等势面。
M点和N点在同一电场线上，M点和P 点在同一等势面上。
下列说法正确的有（ ）A. M点的电势比N点的低B. N点的电场强度比P点的大C. 污泥絮体从M点移到N点，电场力对其做正功D. 污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大【参考答案】AC【名师解析】根据沿着电场线方向电势逐渐降低，可知M点的电势比N点的低，A正确；根据电场线的疏密表示电场强弱，可知N点的电场强度比P点的小，B错误；由于污水中的污泥絮体经处理后带负电，污泥絮体从M点移到N C正确；由于N点的电势高于P点，由电势能公式可知污泥絮体在N点的电势能比其在P点的小，D错误。
2. （2024高考甘肃卷）某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，M、N分别是运动轨迹与等势面b、a的交点，下列说法正确的是（ ）A. 粒子带负电荷B. M点的电场强度比N点的小C. 粒子在运动轨迹上存在动能最小的点D. 粒子在M点的电势能大于在N点的电势能【答案】BCD【解析】根据粒子所受电场力指向曲线轨迹的凹侧可知，带电粒子带正电，故A 错误；等差等势面越密集的地方场强越大，故M 点的电场强度比N 点的小，故B 正确；粒子带正电，因为M 点的电势大于在N 点的电势，故粒子在M 点的电势能大于在N 点的电势能；由于带电粒子仅在电场作用下运动，电势能与动能总和不变，故可知当电势能最大时动能最小，故粒子在运动轨迹上到达最大电势处时动能最小，故CD 正确。
3. （2024高考广西卷）如图，将不计重力、电荷量为q 带负电的小圆环套在半径为R 的光滑绝缘半圆弧上，半圆弧直径两端的M 点和N 点分别固定电荷量为27Q 和64Q 的负点电荷。
高考物理新电磁学知识点之静电场分类汇编附答案(2)
高考物理新电磁学知识点之静电场分类汇编附答案(2)一、选择题1．如图甲，倾角为θ的光滑绝缘斜面，底端固定一带电量为Q的正点电荷．将一带正电小物块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放，小物块沿斜面向上滑动至最高点B处，此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图象如图乙(E1和x1为已知量)．已知重力加速度为g，静电力常量为k，由图象可求出( )A．小物块的带电量B．A、B间的电势差C．小物块的质量D．小物块速度最大时到斜面底端的距离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，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5．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 pb6．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7．如图所示，虚线a 、b 、c 代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相同．实线为一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 是这条轨迹上的两点，由此可知( )A ．三个等势面中，c 等势面电势高B ．带电质点通过Q 点时动能较小C ．带电质点通过P 点时电势能较大D ．带电质点通过Q 点时加速度较大8．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。
高考物理总复习课件第七章静电场
03
静电场中的能量与电场力
电场能量密度与电场能量
电场能量密度的定义
01
单位体积内的电场能量。
电场能量密度的计算公式
02
w=1/2ε0E^2，其中ε0为真空介电常数，E为电场强度。
电场能量的计算
03
W=∫wdV，其中dV为体积元。
电场力做功与电势能
电场力做功的定义
电荷在电场中移动时，电场力对其所做的功 。
电场力是保守力，做功与路径无关，只与初末位 置有关。
3
电场中的能量守恒
在电场中，只有电场力和其他力做功时，系统的 机械能与电势能之和保持不变。
静电场的实际应用
静电除尘
利用静电场使气体电离，从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法。
静电喷涂
利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法 。
电场
电荷周围存在电场，电场 对放入其中的其他电荷有 力的作用。
电场力
电场对放入其中的电荷的 作用力，其大小与电场的 强弱和电荷的电量有关。
电场强度与电势
电场强度
描述电场的力的性质的物理量，其大小等于单位电荷在电 场中受到的电场力。电场强度的方向与正电荷所受电场力 的方向相同。
电势
描述电场的能的性质的物理量，其大小等于单位正电荷从 无穷远处移到该点电场力所做的功。电势的零点可以任意 选择，通常选择无穷远处为零电势点。
混联电路
既有串联又有并联的电路，可以通 过等效法化简为简单的串联或并联 电路进行分析。
05
静电场中的电磁感应
法拉第电磁感应定律
01
法拉第电磁感应定律的内容
当穿过回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电动势，感应电
高考物理新电磁学知识点之静电场全集汇编及答案解析
高考物理新电磁学知识点之静电场全集汇编及答案解析一、选择题1．如图，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点，已知在P、Q连线至某点R处的电场强度为零，且PR=2RQ，则A．q1=2q2B．q1=4q2C．q1=-2q2D．q1=-4q22．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6．如图所示,一绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，电场强度大小为E 。
高三物理复习静电场知识点
高三物理复习静电场知识点静电场是高中物理学习中重要的一部分内容，也是高考物理考试的重点，理解和掌握静电场的知识对于高三学生来说至关重要。
下面将对静电场的相关知识点进行整理和总结，帮助大家系统地复习。
一、电场基本概念1. 电荷：物体中所带的电的性质，可以分为正电荷和负电荷。
2. 电场：电荷产生的周围空间中存在的电场力场，用来描述电荷对其他电荷的相互作用。
3. 电场强度：表示电荷在电场中受到的力与电荷之间的比值，单位为牛顿/库仑。
4. 电场线：用来表示电场的方向和强度的线条，与力的方向相同。
5. 电势：某一点处的电场能量与单位电荷之间的比值，单位为伏特。
6. 电势差：表示电场力在电荷移动过程中所做的功与电荷之间的比值，单位为伏特。
7. 电容器：由导体和介质组成的装置，可以存储电荷和电能。
二、库仑定律1. 库仑定律的表达式为F=k∣q1q2∣/r²，其中F为电荷之间的电场力，q1和q2为电荷量，r为两个电荷之间的距离，k为库仑常量。
2. 电荷之间的引力和斥力都符合库仑定律，引力与距离的平方成反比，斥力与距离的平方成正比。
3. 不同电荷之间的作用力相互独立，可以叠加。
4. 库仑定律适用于点电荷和离散电荷分布的情况，对于连续电荷分布可以采用电场积分来求解。
三、高斯定律1. 高斯定律是描述电场的重要定律，它将一个闭合曲面内电场的求和结果与该闭合曲面内的电荷量之比相联系。
2. 高斯定律的数学表达式为∮E·dA=Q/ε0，其中∮E·dA表示对闭合曲面上的电场矢量进行面积分，Q表示该闭合曲面内的电荷量，ε0为真空介电常数。
3. 高斯定律适用于具有一定对称性的情况，如球对称、柱对称、平面对称等。
四、电势与电势差1. 电势是描述电场能量分布的物理量，与电场强度有密切关系。
2. 电场强度与电势的关系为E=-ΔV/Δd，其中E为电场强度，ΔV为电势差，Δd为位置变化。
3. 电场强度的方向与电势降低的方向相同。
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专题七静电场1.（2013·天津新华中学高三第三次月考，2题）如下图所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2。
且，I1>I2，a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面，b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直。
磁感应强度可能为零的点是：（）A. a点B. b点C. c点D. d点【答案】C【解析】两电流在该点的合磁感应强度为0，说明两电流在该点的磁感应强度满足等大反向关系．根据右手螺旋定则在两电流的同侧磁感应强度方向相反，则为a或c，又I1＞I2，所以该点距I1远距I2近，所以是c点；故选C．2.（2013·天津新华中学高三第三次月考，3题）图为静电除尘器除尘原理的示意图。
尘埃在电场中向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。
则尘埃（）A. 一定带正电荷B. 可能带正电也可能带负电C. 靠惯性在运动D. 带电越多，在电场中某一位置受到的电场力就越大【答案】D【解析】由于集电极与电池的正极连接，电场方向由集尘板指向放电极，而尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电，A、B、C错误．根据F=Eq可得，D正确．故选D．3.（2013·天津市五区县高三第二次质量调查，5题）如图所示，在带电荷量为+Q的固定点电荷形成的电场中，一个带—q的粒子沿着与两者连线垂直的方向，以速度v0射入，粒子只受点电荷+Q的作用力。
关于粒子运动以下说法正确的是（）A.粒子的运动轨迹可能是抛物线B.粒子的加速度可能不变C.粒子的动能可能不变D.粒子的电势能一定不变【答案】C【解析】由于粒子带负电，当粒子受到的电场力恰好和粒子做圆周运动的向心力的大小相等时，粒子做匀速圆周运动，动能不变，电势能不变，加速度大小不变、方向时刻变化；当粒子受到的电场力和粒子做圆周运动的向心力的大小不相等时，粒子做变速曲线运动，由于受到的电场力的大小要改变，所以粒子做的是变加速曲线运动，所以ABD 错误C 正确．4.（2013·天津第三次六校联考，8题）如图所示，在匀强电场中a 、b 、c 、d 为矩形的四个顶点，e 、f 分别为a b 边和c d 的中点且a b 长为a d 长的2倍。
已知电场线的方向平行于矩形所在平面，a 、b 、c 三点电势分别为4V 、8V 、6V ，则：A ．d 点的电势为2VB ．电场线方向垂直于a c 向下C ．电场线方向垂直于e c 向下D ．一电子从a 点运动到c 点，电势能减少【答案】ACD【解析】由于ab 与cd 平行，故ab dc U U =，由于已知a 、b 、c 三点电势分别为4V 、8V 、6V ，则d 点的电势为2V ，A 正确。
在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分，故e 点电势等于c 点电势，ec 是匀强电场的一条等势线，又电场线跟等势线垂直且沿电场线电势降低，故电场线方向垂直于e c 向下，B 错误C 正确。
一电子从a 点运动到c 点，电场力做正功，电势能减少，D 正确。
本题选ACD 。
5.（2013·天津市五区县高三第一次质量调查，5题）如图所示，理想变压器原线圈的匝数n1=1000匝，副线圈的匝数n2=100匝，R0、R1、R2均为定值电阻，原线圈接入u=的交流电，开关S 处于断开状态，则（ ）A.电压表示数为22VB.闭合开关S ，电压表示数将变大C.闭合开关S ，电流表示数将变小D.闭合开关S ，变压器的输出功率将变大【答案】D 【解析】由1122U n U n =可知副线圈两端电压的有效值为22V ，开关S 断开时，电压表测的是R1两端的电压，故电压表示数一定小于22V ，A 错误；闭合开关S 后，副线圈总电阻减小，总电流增大，R0分得的电压增大，加在副线圈两端的电压不变，故电压表示数减小，由1221I n I n =可知原线圈中的电流增大，由P=UI 可知原线圈的输出功率增大，选项BC 错误D 正确。
6.（2013·天津市五区县高三第一次质量调查，8题）如图所示，一带电小球通过绝缘细绳悬挂于平行板电容器之间，M 板带负电，N 板带正电，M 板接地。
以上说法正确的是（ ）A. M 板左移，小球受到的电场力减小B. M 板左移，小球的电势能减小b e fC. M 板上移，小球受到的电场力增大D. M 板上移，小球的电势能不变【答案】BC 【解析】由4S C kd επ=可知，M 板左移时，d 增大，C 减小，由于Q不变，由Q U C =可知U 增大，又U E d=，故E 增大，小球受到的电场力增大，将向右运动，电场力做正功，电势能减小，故选项A 错误B 正确；同理可得选项C 正确D 错误。
7.（2013·天津市十二区县重点学校高三毕业班一联，2题）如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN 为两电荷连线的中垂线，a 、b 、c 三点所在直线平行于两电荷的连线，且a 和c 关于MN 对称，b 点位于MN 上，d 点位于两电荷的连线上．以下判断不正确．．．A ．b 点与d 点场强方向相同B ．a 点与c 点电势相同C ．a 、b 两点间的电势差等于b 、c 两点间的电势差D ．带正电的试探电荷在a 点的电势能大于在c 点的电势能【答案】B【解析】根据等量异号电荷的电场分布特点可知各点的场强关系，由电场线性质及电场的对称性可知ab 及bc 两点间的电势差；由电势能的定义可知a 、c 两点电势能的大小．b 、d 两点场强方向均水平向右，a 点电势比c 点的电势高，选项A 正确B 错误；由对称性可知，a 、b 两点间的电势差等于b 、c 两点间的电势差，故选项C 正确；因a 点的电势高于c 点的电势，故带正电的试探电荷在a 点的电势能大于在c 点的电势能，选项D 正确．由于本题要求选不正确的，故答案选B ．8.（2013·天津市十二区县重点学校高三毕业班二联，5题）如图甲所示，两个平行金属板a 、b 竖直放置，两板加如图乙所示的电压：t=0时刻在两板的正中央O 点由静止开始释放一个电子，电子仅在电场力作用下运动，假设始终未与两板相碰。
则电子速度方向向左且大小逐渐减小的时间是【答案】B【解析】由题意可知0-0t ，电子向左做匀加速运动；0t -20t ，电子向左做匀减速运动；20t 时刻，电子速度为0； 20t -30t ,电子向右做匀加速运动；30t -40t ，电子向右做匀减速运动，40t +-a b c d M N时刻，电子速度为0；40t - 50t ，电子向左做匀加速运动，综上可知B 正确。
9.（2013·天津河西一模，5题）如图所示，在某一电场中有一条直电场线，在电场线上取AB 两点，将一个电子由A 点以某一初速度释放，它能沿直线运动到B 点，且到达B 点时速度恰为零，电子运动的v-t 图象如图所示。
则下列判断正确的是A ．B 点场强一定小于A 点场强B ．B 点的电势一定低于A 点的电势C ．电子在A 点的加速度一定小于在B 点的加速度D ．该电场若是正点电荷产生的，则场源电荷一定在A 点左侧【答案】B【解析】本题通过速度时间图象考查对电场的认识。
由速度时间图像可知，电子做匀减速直线运动，在A 、B 两点加速度相等，则可知A 、B 两点所受电场力相等，由F=Eq 可知，A 点的场强等于B 点的场强，该电场应是匀强电场，故ACD 错误；而电子从A 到B 的过程中，速度减小，动能减小，则可知电场力做负功，故电势能增加，又电子带负电，可知B 点的电势一定低于A 点的电势，故B 正确．10.（2013·天津和平一模，2题）以下几种典型电场的电场线中，a 、b 两点电场强度和电势均相等的是【答案】B【解析】图A 是点电荷形成的电场，a 、b 两点电势相等，电场强度大小相等、方向不同；图B 是等量异种电荷的电场，a 、b 两点电场强度和电势均相等；图C 是等量同种电荷的电场，a 、b 两点电势相等，电场强度大小相等、方向相反；图D 是匀强电场，a 、b 两点肠腔相等，电势不同。
本题选B 。
11.（2013·天津河东二模，5题）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 一定带正电，b 一定带负电B ．a 的加速度减小，b 的加速度增大C ．a 的电势能减小，b 的电势能增大D ．a 的动能减小，b 的动能增大【答案】B【解析】由题图运动轨迹可知，a 、b 做曲线运动，由于电场线方向未知，故a 、b 电性不能确定，故A 错误。
根据题图知a 、b 两粒子的电场力、速度的夹角为锐角，电场力对电荷做正功，电势能减小，故C错误。
根据a、b两粒子做曲线运动轨迹弯曲程度即电场线的疏密可知，b 所处的电场线变密，电场强度变强，所受的电场力在增大，加速度在增大；a所处的电场线变疏，电场强度变弱，所受的电场力在减小，加速度在减小，故B正确。
根据题图知a、b两粒子的电场力、速度的夹角为锐角，电场力对电荷做正功，电势能减小，动能增加，故D错误。
故选B.12.（2013·天津河西二模，5题）如图所示，在处于O点的点电荷+Q形成的电场中，试探电荷q由A点移到B点，电场力做功为W1；以OA为半径画弧交于OB于C，q由A点移到C 点电场力做功为W2；q由C点移到B点电场力做功为W3。
则三者的做功关系为（）A．W1＝W2＝W3，W2＞0B．W1＞W2＝W3，W2＞0C．W1＝W3＞W2，W2＝0D．W1＝W2＜W3，W2＝0【答案】C【解析】在点电荷的电场中，由于A、C两点在同一等势面上，则试探电荷q由A点移到C点电场力做功为零，由于点电荷是带正电，所以B点的电势低于C点，因而q由A点移到B点，电场力做正功，与q由C点移到B点电场力也做正功，且W1与W3相等．故C正确，ABD错误.13.（2013·天津南开二模，8题）如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板,a板接地。
P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球，P板与b板用导线相连，Q板接地。
开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度。
在以下方法中，能使悬线的偏角变大的是A．缩小a，b间的距离B．加大a，b间的距离C．取出a，b两极板间的电介质D．换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质【答案】BC【解析】由C=4S kdεπ知，减小a、b间的距离，即d↓，则C↑，又Q不变， C=QU，故U↑，由E=Ud分析知，PQ间的E↑，α变大，故A正确B错误．取出a、b两极板间的电介质，相当于ε↓，则C↓，又Q不变，C=QU，U↑，PQ间的E↑，α变大，故C正确D错误．故选BC.14.（2013·天津耀华中学二模，5题）右图的电路中C是平行板电容器，开关S先闭合一段时间后断开，然后将平行板的板间距拉大一点，下列说法正确的是A．平行板电容器电容变大B．平行板电容器两板带电量变小C．平行板电容器两板的电势差变小D．平行板电容器两板间的的电场强度不变【答案】D【解析】S闭合，电容器充电，S断开后，电容器电量不变．板间距拉大时，根据平行板电容的决定式4S C kdεπ=知电容减小，根据电容的定义式C=Q U 可知，两极板的电势差增大,故选项ABC 错误，根据推论可知板间电场强度E 4kQ S πε=，Q 、S 、ɛ均不变，则E 不变．故D 正确．故本题选D 。