2020年高考物理复习题 (7)
2020年高考江苏版高考物理 专题七 电场
专题七电场挖命题【考情探究】分析解读电场强度的计算最多只考虑两个电场的叠加;带电粒子在匀强电场中的运动计算限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于场强的情况。
本专题虽然是电学知识,但大部分试题是从力学的本质去分析解决,本专题内容是高考的重点。
以选择题形式结合各种“美丽”的电场图考查电场的叠加、带电粒子在电场中运动的动力学及功能分析是高频考点;E-x、φ-x图像的分析多年考到。
带电粒子在匀强电场中的运动经常以计算题形式考查,往往结合洛仑兹力一起考查。
在复习时应重视对基本概念规律的理解;注重知识的应用,加强本专题知识与其他物理知识的综合应用;掌握处理较为复杂的物理问题的方法,如类比、等效、建立模型等。
【真题典例】破考点【考点集训】考点一电场力的性质1.(2017江苏淮阴中学月考,1)如图所示的电场中,虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c 是轨迹上的三个点,则( )A.粒子可能带负电B.粒子一定是从a点运动到b点C.粒子在c点的加速度可能小于在b点的加速度D.粒子在电场中c点的电势能一定大于在b点的电势能答案D2.(2018江苏无锡期末,3)真空中两个等量异种电荷(电荷量均为q)连线的中点处电场强度为E,则两个电荷之间的库仑力大小是( )A. B. C. D.qE答案A3.(2018江苏常州摸底,5)如图所示,光滑绝缘细杆与水平面成θ角固定,杆上套有一带正电小球,质量为m,带电荷量为q,为使小球静止在杆上,可加一匀强电场,所加电场的场强满足什么条件时,小球可在杆上保持静止( )A.垂直于杆斜向上,场强大小为B.竖直向上,场强大小为C.垂直于杆斜向上,场强大小为D.水平向右,场强大小为答案B4.(2017江苏如东中学联考,13)如图所示,在倾角为θ=30°足够长的光滑绝缘斜面的底端A点固定一电荷量为Q的正点电荷,在与A距离为s0的C处由静止释放某带正电荷的小物块P(可看做点电荷),已知小物块P 释放瞬间的加速度大小恰好为重力加速度g。
2020届高考物理计算题复习《平衡状态下的临界和极值问题》(解析版)
《平衡状态下的临界和极值问题》一、计算题1.如图所示，固定于竖直面内的粗糙斜杆长为，杆与水平方向的夹角为，质量为的小球套在杆上，小球与杆间的动摩擦因数为，小球在恒定拉力F作用下，沿杆由底端匀速运动到顶端．已知拉力F的方向与杆在同一竖直平面内，且与水平方向的夹角大于，重力加速度求：拉力F与杆之间的夹角为多大时，F的值最小，最小值为多大；拉力F与杆之间的夹角为多大时，F做的功最小，最小值为多大．2.灯重，AO与天花板间夹角，试求：、BO两绳受到的拉力？三根绳子完全相同，若将灯泡换为重物且不断增加重量，则这三根绳子中最先断的是哪根3.如图所示，质量为的物体通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O。
轻绳OA与竖直方向的夹角，轻绳OB水平且B端固定在竖直墙上，物体处于静止状态。
已知轻绳OA、OC能承受的最大拉力均为150N，轻绳OB能承受的最大拉力为100N，，。
求轻绳OA和轻绳OB拉力大小；为保证三段轻绳均不断，所悬挂物体质量的最大值。
4.如图所示，OA、OB、OC三段轻绳结于O点，OB水平且与放置在水平面上质量为的物体乙相连，OC下方悬挂物体甲。
此时物体乙恰好未滑动。
已知OA与竖直方向成角，物体乙与水平面间的动摩擦因数，可认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。
g取，，，求：绳对物体乙的拉力是多大？物体甲的质量为多少？5.如图所示，细绳OA与竖直方向成角，细绳OB水平；细绳OA、OB所能承受的最大拉力均为，细绳OC能够承受足够大的拉力，重力加速度g取。
求：当所悬挂重物的重力为时，细线OA、OB的拉力分别是多大？为使细绳OA、OB均不被拉断，则细绳OC下端所悬挂重物的最大重力应为多大？6.如图所示，三段不可伸长细绳OA、OB、OC共同悬挂质量为2kg的重物，其中OB是水平的，OA绳与竖直方向的夹角为，求：、OB两绳的拉力大小；若OA、OB绳所能承受的最大拉力均为100N，OC绳所能承受的拉力无限大。
求：OC绳下端最多能悬挂多重的物体？7.如图所示，质量为m的物体放在一个固定斜面上，当斜面的倾角为时，对物体施加一个大小为的水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
2020届高考物理计算题复习《竖直上抛运动》(解析版)
《竖直上抛运动》计算题在竖直井的井底，将一物块以 的速度竖直向上抛出，物块在上升过程中做加速度大小的匀减速直线运动，物块上升到井口时被人接住，在被人接住前1s 内物块的位移求：物块从抛出到被人接住所经历的时间； 此竖直井的深度.原地纵跳摸高是篮球和羽毛球重要的训练项目。
已知质量的运动员原地摸高为 米，比赛过程中，该运动员先下蹲， 重心下降 米，经过充分调整后， 发力跳起摸到了 米的高度。
假设运动员起跳过程为匀加速运动，忽略空气阻力影响，g 取 求：1.如图甲所示，将一小球从地面上方 气阻力，上升和下降过程中加速度不变，小球从抛出到上升至最高点所需的时间 小球从抛出到落地所需的时间 t;在图乙中画出小球从抛出到落地过程中的处以 的速度竖直上抛，不计空g 取 ，求：图象。
2. 3.该运动员离开地面时的速度大小为多少;起跳过程中运动员对地面的压力；从开始起跳到双脚落地需要多少时间？4. 气球以的速度匀速上升，当它上升到离地面40m高处，从气球上落下一个物体.不计空气阻力，求物体落到地面需要的时间；落到地面时速度的大小.5.小运动员用力将铅球以的速度沿与水平方向成方向推出，已知铅球出手点到地面的高度为求：铅球出手后运动到最高点所需时间；铅球运动的最高点距地面的高度H ;铅球落地时到运动员投出点的水平距离x.6. 气球下挂一重物，以的速度匀速上升，当到达离地高度处时,悬挂重物的绳子突然断裂，空气阻力不计，g取则求：绳断后物体还能向上运动多高？绳断后物体再经过多长时间落到地面。
落地时的速度多大？7.气球下挂一重物，以的速度匀速上升，当到达离地高度处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多长时间落到地面？落地时的速度多大？空气阻力不计，g取。
8.气球以的速度匀速上升，在离地面75m高处从气球上掉落一个物体，结果气球便以加速度向上做匀加速直线运动，不计物体在下落过程中受到的空气阻力，问物体落到地面时气球离地的高度为多少？9.某人在25m高的阳台上以的速度竖直向上抛出一个小球，求小球经过多少时间到达最高点？最高点离地面的高度是多少？小球从抛出到落到地面所经历的时间？取10. 在竖直井的井底，一人将一物块用弹射器竖直向上射出，站在井口的另一人测得物块从飞出井口到再次落回井口用时2s,井底的人测得物块从射出到落回井底用时不计空气阻力，重力加速度求：物块射出的初速度大小；此竖直井的深度．11. 某同学将一个物体以的初速度从地面竖直上抛不计空气阻力，求：物体从抛出上升到最高点所用的多长时间？物体抛出后能上升的最大高度？12. 从距地面高h 处将一小球以初速度竖直向上抛出，经时间落地，不计空气阻力，重力加速度，求：小球落地时速度v；高度h．13. 从地面竖直向上以空气的阻力可以忽略，求：物体能够到达的最大高度是多少？物体从抛出到落回地面所需的时间是多少？14. 将 A 小球以速度竖直向上抛出，经一段时间后，在同一地点又以速度竖直向上抛出 B 小球。
(7)交变电流——2023届高考物理一轮复习揭秘高考原题
B.闭合开关 ，电灯L变暗
C.将滑动变阻器 的滑片向右移动，电灯L变暗
D.将滑动变阻器 的滑片向右移动，电灯L变亮
答案以及解析
1.答案：B
解析：本题考查理想变压器的工作原理、闭合电路欧姆定律的应用。设原、副线圈匝数比为 ，电源电压为 ，变压器电路等效为电源与滑动变阻器 及阻值为 的电阻串联。当保持 的位置不变， 向左缓慢滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的电流增大，电压表的读数减小，A项错误；当保持 的位置不变， 向左缓慢滑动的过程中，由于原线圈中的电流增大，根据理想变压器的变流规律可知，副线圈上电流增大，根据 可知， 消耗的功率增大，B项正确；保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中，副线圈匝数 减小，k增大，回路的总电阻增大，电路中电流I减小，电阻 上电压减小，C项错误；由于电阻 上电压减小，原线圈上电压 增大，副线圈上电压 ，无法确定 是增大还是减小，电阻 消耗的功率的变化也无法确定，D项错误。
A.保持 位置不变， 向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变
B.保持 位置不变， 向左缓滑动的过程中， 消耗的功率增大
C.保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大
D.保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中， 消耗的功率减小
2.【2022年山东卷】如图所示的变压器，输入电压为220V，可输出12V、18V、30V电压，匝数为 的原线圈中电随时间变化为 。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为0.1V。将阻值为12Ω的电阻R接在 两端时，功率为12W。下列说法正确的是()
（三）变式训练
5.某同学设计了一个充电装置，如图所示。假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2s，电压最大值为0.05V。理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1:60。下列说法正确的是()
2020年浙江省高考物理试卷(7月)(含详细解析)
B．速度大小为
C．与P点的距离为
D．速度方向与竖直方向的夹角为30°
7．火星探测任务“天问一号”的标识如图所示。若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3∶2，则火星与地球绕太阳运动的（ ）
A．轨道周长之比为2∶3
B．线速度大小之比为
C．角速度大小之比为
A．棒产生的电动势为
B．微粒的电荷量与质量之比为
C．电阻消耗的电功率为
D．电容器所带的电荷量为
13．如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角 时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则（ ）
9．特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流 和 ， 。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响，则（ ）
A．b点处的磁感应强度大小为0
B．d点处的磁感应强度大小为0
A． 时P、M、Q三点均已振动
B． 后M点的位移始终是
C． 后P点的位移始终是0
D． 时Q点的振动方向竖直向下
16．如图所示，系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机，旋翼由电动机带动。现有质量为 、额定功率为 的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过 到达 高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为 ，若不计电缆的质量和电阻，忽略电缆对无人机的拉力，则（ ）
A． B．
C． D．
4．在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示。下列说法正确的是（ ）
2020年高考物理一轮复习专题7.6 静电场精品测试卷(原卷版)
第7章静电场单元测试【满分：100分时间：90分钟】一、选择题(本大题共20小题，每小题3分，共60分)1．（安徽省宣城市2019届高三第二次模拟）如图，光滑绝缘圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。
下列说法正确的是（）A．a、b、c小球带同种电荷B．a、b小球带异种电荷C．a、b小球电量之比为36D．a、b小球电量之比为32．（河北衡水中学2019届高三调研）如图所示，三角形abc的三个顶点各自固定一个点电荷，A处点电荷受力如图所示，则B处点电荷受力可能是（）A．F1B．F2C．F3D．F43．（四川达州市普通高中2019届第二次诊断性测试）如图所示，两个带电小球A、B分别处在光滑绝缘的斜面和水平面上，且在同一竖直平面内。
用水平向左的推力F作用于B球，两球在图示位置静止。
现将B 球水平向左移动一小段距离，发现A球随之沿斜面向上移动少许，两球在虚线位置重新平衡．与移动前相比，下列说法正确的是A ．斜面对A 的弹力增大B ．水平面对B 的弹力不变C ．推力F 变小D ．两球之间的距离变小4．（辽宁省大连市八中2019年高考模拟）如图所示，在粗糙绝缘的水平面上有一物体A 带正电，另一带正电的物体B 沿着以A 为圆心的圆弧由P 到Q 缓慢地从A 的正上方经过，若此过程中A 始终保持静止，A 、B 两物体可视为质点且只考虑它们之间有库仑力的作用，则下列说法正确的是（ ）A ．物体A 受到地面的支持力先增大后减小B ．物体A 受到地面的支持力保持不变C ．物体A 受到地面的摩擦力先增大后减小D ．库仑力对物体B 先做正功后做负功5．（天津市九校2019届高三联考）如图所示，电荷均匀分布在半球面上，它在这半球的中心O 处电场强度大小等于E 0，两个平面通过同一条直径，夹角为a ，从半球中分出一部分球面，则所分出的这部分球面上（在“小瓣”上）的电荷在O 处的电场强度大小为( )A ．0sin E E a =B ．0cos E E a =C ．0sin 2a E E =D ．0cos 2a E E = 6．（四川省绵阳中学2019届高三模拟）如图所示，边长为L 的正六边形ABCDEF 的5条边上分别放置5根长度也为L 的相同绝缘细棒。
2020届高三高考_人教版_物理一轮复习__静电场课时3 课后练习 (7)
电场的力的性质知识排查点电荷、电荷守恒定律1.点电荷有一定的电荷量，忽略形状和大小的一种理想化模型。
2．元电荷：e ＝1.60×10－19 C ，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。
3．电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它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；在转移过程中，电荷的总量保持不变。
(2)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电。
(3)带电实质：物体带电的实质是得失电子。
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正比，与它们距离的二次方成反比。
作用力的方向在它们的连线上。
2．表达式：F ＝k q 1q 2r 2，式中k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，叫静电力常量。
3．适用条件：(1)真空中；(2)点电荷。
电场强度、点电荷的场强1.定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值。
2．定义式：E ＝Fq ，单位：N/C 或V/m 。
3．点电荷的电场强度：真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度E ＝k Qr 2。
4．方向：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。
5．电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，遵从平行四边形定则。
电场线1.定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向，在电场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱。
2．电场线的特点小题速练1．思考判断(1)点电荷和电场线都是客观存在的。
( ) (2)根据F ＝kq 1q 2r 2，当r →0时，F →∞。
( ) (3)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( ) (4)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。
( )(5)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。
2020年高考物理新课标第一轮总复习讲义：第七章 第一讲 电场力的性质 含答案
基础复习课第一讲电场力的性质[小题快练]1．判断题(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 q1q2r2，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＝kQr2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．( × )2．关于电场强度的概念，下列说法正确的是( C )A．由E＝Fq可知，某电场的电场强度E与q成反比，与F成正比B．正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点电场强度方向与放入试探电荷的正负有关C．电场中某一点的电场强度与放入该点的试探电荷的正负无关D．电场中某一点不放试探电荷时，该点电场强度等于零3．(2015·浙江卷)如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置．工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属板中间，则( D )A．乒乓球的左侧感应出负电荷B．乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上C．乒乓球共受到电场力、重力和库仑力三个力的作用D．用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞4．(2017·海南卷)关于静电场的电场线，下列说法正确的是( C )A．电场强度较大的地方电场线一定较疏B．沿电场线方向，电场强度一定越来越小C．沿电场线方向，电势一定越来越低D．电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹考点一库仑力作用下的平衡问题(自主学习)1．解决平衡问题应注意三点(1)明确库仑定律的适用条件；(2)知道完全相同的带电小球接触时电荷量的分配规律；(3)进行受力分析，灵活应用平衡条件．2．在同一直线上三个自由点电荷的平衡问题(1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合电场强度为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反．(2)规律“三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上；“两同夹异”——正、负电荷相互间隔；“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷．1－1.[两个点电荷平衡](多选)(2016·浙江卷)如图所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10 m的绝缘细线悬挂于O A和O B两点．用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点O B移到O A点固定．两球接触后分开，平衡时距离为0.12 m．已测得每个小球质量是8.0×10－4 kg，带电小球可视为点电荷，重力加速度g＝10 m/s2，静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，则()A．两球所带电荷量相等B．A球所受的静电力为1.0×10－2 NC．B球所带的电荷量为46×10－8 CD．A、B两球连线中点处的电场强度为0答案：ACD1－2. [三个点电荷平衡]如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电小球A、B，带电荷量分别为Q A、Q B，左边放一个带正电的固定球，固定球带电荷量＋Q时，两悬线都保持竖直方向，小球A与固定球的距离等于小球A与小球B的距离．下列说法中正确的是()A．A球带正电，B球带正电，＋Q<Q AB．A球带正电，B球带负电，＋Q>Q AC．A球带负电，B球带负电，＋Q<|Q A|D．A球带负电，B球带正电，＋Q>|Q A|答案：D1－3.[动态平衡问题](多选)如图所示，带电小球A、B的电荷分别为Q A、Q B，OA＝OB，都用长L的丝线悬挂在O点．静止时A、B相距为d.为使平衡时A、B间距离减为d2，可采用以下哪些方法()A．将小球A、B的质量都增大到原来的2倍B．将小球B的质量增大到原来的8倍C．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增大到原来的2倍解析：如图所示，B受重力、丝线的拉力及库仑力，将拉力及库仑力合成，其合力应与重力大小相等、方向相反，由几何关系可知mgL＝Fd，而库仑力F＝kQ A Q Bd2，即mgL＝kQ A Q Bd2d＝kQ A Q Bd3，mgd3＝kQAQ B L，d＝3kQAQ B Lmg，要使d变为d2，可以将小球B的质量增大到原来的8倍而保证上式成立，故B正确；或将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增大到原来的2倍，也可保证等式成立，故D正确．答案：BD考点二电场强度的叠加与计算(自主学习)1．电场强度三个表达式的比较(1)叠加原理：多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场强度的矢量和．(2)运算法则：平行四边形定则．3．计算电场强度常用的五种方法(1)电场叠加合成法．(2)平衡条件求解法．(3)对称法．(4)补偿法．(5)等效法．(6)微元法2－1. [合成法]一段均匀带电的半圆形细线在其圆心O处产生的电场强度为E，把细线分成等长的圆弧，则圆弧在圆心O处产生的电场强度为()A．E B．E 2C.E3D．E4答案：B2－2.[补偿法](2018·石家庄质检)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为通过半球面顶点与球心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.kq2R2－E B．kq 4R2C.kq4R2－E D．kq4R2＋E解析：左半球面AB上的正电荷产生的电场等效为带正电荷量为2q的整个球面的电场和带电荷量－q的右半球面的电场的合电场，则E＝k2q(2R)2－E′，E′为带电荷量－q的右半球面在M点产生的场强大小．带电荷量－q的右半球面在M点的场强大小与带正电荷量为q的左半球面AB在N点的场强大小相等，则E N＝E′＝k2q(2R)2－E＝kq2R2－E，则A正确．答案：A2－3. [对称法]如图所示，在x轴上放置两正点电荷Q1、Q2，当空间存在沿y轴负向的匀强电场时，y轴上A点的电场强度等于零，已知匀强电场的电场强度大小为E，两点电荷到A的距离分别为r1、r2，则在y轴上与A点对称的B点的电场强度大小为()A．E B．1 2EC．2E D．4E答案：C2－4. [微元法]如图所示，均匀带电圆环所带电荷量为Q，半径为R，圆心为O，P为垂直于圆环平面中心轴上的一点，OP＝L，试求P点的场强．解析：将带电圆环等分成许多微元电荷，每个微元电荷可看成点电荷．先根据库仑定律求出每个微元电荷的场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强． 设想将圆环看成由n 个小段组成，当n 相当大时，每一小段都可以看成点电荷，其所带电荷量Q ′＝Q n ，由点电荷场强公式可求得每一小段带电体在P 处产生的场强为E ＝kQnr 2＝kQn (R 2＋L 2).由对称性知，各小段带电体在P 处场强E 的垂直于中心轴的分量E y 相互抵消，而其轴向分量E x 之和即为带电环在P 处的场强E P ，E P ＝nE x ＝nk ·Qn (R 2＋L 2)cos θ＝k QL (R 2＋L 2)32. 答案：k QL (R 2＋L 2)32考点三 电场线的理解与应用 (自主学习)1．电场线的三个特点(1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于无限远或负电荷处； (2)电场线在电场中不相交；(3)在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏． 2．六种典型电场的电场线3．两种等量点电荷的电场3－1.[非匀强电场](多选)某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是()A．c点电场强度大于b点电场强度B．a点电势高于b点电势C．若将一试探电荷＋q由a点释放，它将沿电场线运动到b点D．若在d点再固定一点电荷－Q，将一试探电荷＋q由a移至b的过程中，电势能减小答案：BD3－2.[两个点电荷形成的电场]如图所示为两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出)．图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称，则下列说法中正确的是()A．这两点电荷一定是等量异种电荷B．这两点电荷一定是等量同种电荷C．D、C两点的电场强度一定相等D．C点的电场强度比D点的电场强度小答案：A3－3.[三个点电荷形成的电场](多选)(2015·江苏卷)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点的低答案：ACD1. (2018·抚顺期中)如图所示带正电的金属圆环竖直放置，其中心处有一电子，若电子某一时刻以初速度v0从圆环中心处水平向右运动，则此后电子将( C )A．做匀速直线运动B．做匀减速直线运动C．以圆心为平衡位置振动D．以上选项均不对解析：由场强叠加原理易知，把带电圆环视作由无数个点电荷组成，则圆环中心处的场强为0，沿v0方向所在直线的无穷远处场强也为0，故沿v0方向从圆心到无穷远处的直线上必有一点场强最大．从O点沿v0方向向右的直线上各点的场强方向处处向右．再由对称性知，沿v0方向所在直线上的O点左方也必有一点场强最大，无穷远处场强为零，方向处处向左．故电子在带电圆环所施加的电场力作用下将向右减速至零，再向左运动，当运动到O点处时，速度大小仍为v0，并向左继续运动至速度也为零(这点与O点右方是个变力，故加的速度为零处关于O点对称)，然后往复运动．在整个运动过程中，F电速度也是变化的．故选C.2.A、B是一条电场线上的两个点，一带正电的粒子仅在电场力作用下以一定的初速度从A 点沿电场线运动到B点，其v－t图象如图所示．则该电场的电场线分布可能是下列选项中的( D )A B C D3．如图所示，MN为很大的不带电薄金属板(可认为无限大)，金属板接地．在金属板的左侧距离为2d的位置固定一电荷量为Q的正点电荷，由于静电感应产生了如图所示的电场．过正点电荷Q所在的点作MN的垂线，P为垂线段的中点，已知P点电场强度的大小为E0，则金属板上感应电荷在P点激发的电场强度E的大小为( A )A ．E 0－kQd 2 B ．kQ d 2 C.E 02D ．04．如图所示，三个小球a 、b 、c 分别用三根绝缘细线悬挂在同一点O ，细线的长度关系为Oa ＝Ob <Oc ，让三球带电后它们能静止在图中所示位置．此时细线Oc 沿竖直方向，a 、b 、c 连线恰构成一等边三角形，则下列说法不正确的是( C )A ．a 、b 两球质量一定相等B ．a 、b 两球所带电荷量一定相等C ．a 、b 两球所处位置的电场强度相等D ．细线Oa 、Ob 所受拉力大小一定相等[A 组·基础题]1. 实际问题中有时需要同时考虑万有引力和库仑力．现有一质量分布均匀的星球带有大量负电荷且电荷也均匀分布，将一个带电微粒在离该星球表面一定高度处无初速度释放，发现微粒恰好能静止．若给微粒一个如图所示的初速度，不计阻力作用，则下列说法正确的是( C )A ．微粒将做圆周运动B ．微粒将做平抛运动C ．微粒将做匀速直线运动D ．微粒将做匀变速直线运动2．如图甲所示，在x 轴上有一个点电荷Q (图中未画出)，O 、A 、B 为轴上三点．放在A 、B 两点的检验电荷受到的电场力与其所带电荷量的关系如图乙所示．以x 轴的正方向为电场力的正方向，则( B )A．点电荷Q一定为正电荷B．点电荷Q在A、B之间C．A点的电场强度大小为5×103 N/CD．A点的电势比B点的电势高3. 如图所示，等量异种点电荷A、B固定在同一水平线上，竖直固定的光滑绝缘杆与AB 的中垂线重合，C、D是绝缘杆上的两点，ACBD构成一个正方形，一带负电的小球(可视为点电荷)套在绝缘杆上自C点无初速度释放，由C运动到D的过程中，下列说法正确的是( D )A．小球的速度先减小后增大B．小球的速度先增大后减小C．杆对小球的作用力先减小后增大D．杆对小球的作用力先增大后减小4．如图甲所示，直线上固定两个正点电荷A与B，其中B带＋Q的电荷量，C、D两点将AB连线三等分，现有一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动，不计粒子所受的重力，并且已知该负电荷在C、D间运动的速度v与时间t的关系图象如图乙所示，则A点电荷的带电荷量可能是( A )A．＋5Q B．＋3QC．＋2Q D．＋Q5．如图所示，在真空中的绝缘水平面上，两相距为2L的固定的同种点电荷A、B带电荷量均为＋Q，O点为两电荷连线的中点，OP为两电荷连线的中垂线，在中垂线上的a点放有一带电荷量也为＋Q的可看成点电荷的小球，小球在大小为F＝2kQ22L2(k为静电力常量)的水平恒力作用下处于静止状态，已知力F和OP间夹角为θ＝60°，O、a间距离为L，则小球所受的摩擦力大小是( D )A．0 B．kQ2 2L2C.2kQ22L2D．6kQ22L26．(多选)如图所示四个电场空间，A图中ab连线平行于两极板，B、D图中a、b在点电荷(电荷量相同)连线垂直于平分线上．在这四个电场空间里，一带正电粒子(重力不计)可以做匀速圆周运动经过a、b两点的电场是( BC )7．(多选)用细绳拴一个质量为m带正电的小球B，另一个也带正电的小球A固定在绝缘竖直墙上，A、B两球离地面的高度均为h.小球B在重力、拉力和库仑力的作用下静止不动，如图所示．现将细绳剪断后( BCD )A．小球B在细绳剪断瞬间开始做平抛运动B．小球B在细绳剪断瞬间加速度大于gC．小球B落地的时间小于2h gD．小球B落地的速度大于2gh8．(多选) 在竖直平面内固定一半径为R的金属细圆环，质量为m的金属小球(视为质点)通过长为L的绝缘细线悬挂在圆环的最高点．当圆环、小球都带有相同的电荷量Q(未知)时，发现小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，如图所示．已知静电力常量为k，则有( AB )A．细线对小球的拉力F＝mgL RB．电荷量Q＝mgL3 kRC．细线对小球的拉力F＝mgL L2－R2D．电荷量Q＝mg(L2－R2)32kR[B组·能力题]9. (2018·广东四校联考)如图所示，ABCD为等腰梯形，∠A＝∠B＝60°，AB＝2CD，在底角A、B分别放上一个点电荷，电荷量分别为q A和q B，在C点的电场强度方向沿DC向右，A点的点电荷在C点产生的场强大小为E A，B点的点电荷在C点产生的场强大小为E B，则下列说法正确的是( C )A．放在A点的点电荷可能带负电B．在D点的电场强度方向沿DC向右C．E A>E BD．|q A|＝|q B|解析：由于两点电荷在C点产生的合场强方向沿DC向右，由平行四边形定则，可知两点电荷在C点产生的场强方向如图所示，由图中几何关系可知E B<E A，A点所放点电荷为正电荷，B点所放点电荷为负电荷，且A点所放点电荷的电荷量的绝对值大于B点所放点电荷的电荷量的绝对值，选项C正确，A、D错误；对两点电荷在D点产生的场强进行合成，由几何关系，可知其合场强方向为向右偏上，不沿DC方向，选项B错误．10．如图所示，带电体P、Q可视为点电荷，电荷量相同．倾角为θ，质量为M的斜面体放在粗糙水平面上，将质量为m的物体P放在粗糙的斜面体上，当物体Q放在与P等高(PQ连线水平)且与物体P相距为r的右侧位置时，P静止且受斜面体的摩擦力为0，斜面体保持静止，静电力常量为k，则下列说法正确的是( D )A．P、Q所带电荷量为mgk tan θr2B．P对斜面的压力为0C．斜面体受到地面的摩擦力为0D．斜面体对地面的压力为(M＋m)g11．(2017·北京卷)如图所示，长l＝1 m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ＝37°.已知小球所带电荷量q＝1.0×10－6 C，匀强电场的场强E＝3.0×103 N/C，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：(1)小球所受电场力F的大小；(2)小球的质量m；(3)将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小．解析：(1)根据电场强度定义式可知，小球所受电场力大小为F＝qE＝1.0×10－6×3.0×103N＝3.0×10－3 N.(2)小球受mg、绳的拉力T和电场力F作用处于平衡状态，如图所示根据几何关系有Fmg ＝tan 37°，得m ＝4.0×10－4 kg.(3)撤去电场后，小球将绕悬点摆动，根据动能定理有mgl (1－cos 37°)＝12m v 2得v ＝2gl (1－cos 37°)＝2.0 m/s.答案：(1)3.0×10－3 N (2)4.0×10－4 kg (3)2.0 m/s12. (2018·唐山模拟)如图所示，在A 点固定一正电荷，电荷量为Q ，在A 点正上方离A 高度为h 的B 点由静止释放某带电的液珠，液珠开始运动的瞬间加速度大小为g 2(g 为重力加速度)．已知静电力常量为k ，两带电物体均可看成点电荷，液珠只能沿竖直方向运动，不计空气阻力．(1)求液珠的比荷(电荷量与质量的比值)；(2)若液珠开始释放时的加速度方向向上，要使液珠释放后保持静止，可以加一竖直方向的匀强电场，则所加匀强电场的方向如何？电场强度的大小为多少？ 解析：(1)加速度的方向分两种情况： ①加速度向下时，因为mg －k Qq h 2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12g ，所以q m ＝gh 22kQ .②加速度向上时，因为k Qq h 2－mg ＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12g ，所以q m ＝3gh 22kQ .(2)因为液珠开始释放时的加速度方向向上，所以液珠带正电．要使液珠释放后保持静止，必须加一方向竖直向下的匀强电场． 因为qE －12mg ＝0， 所以E ＝m q ·g 2＝kQ3h 2.答案：(1)gh22kQ或3gh22kQ(2)竖直向下kQ3h2。
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2020年高考物理复习题
1．如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有小孔M、N．今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落（P、M、N 三点在同一竖直线上），空气阻力不计，到达N点时速度恰好为零，然后按原路径返回．若保持两板间的电压不变，则（）
A．若把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回
B．若把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回
C．若把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过N孔继续下落
D．若把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过N孔继续下落
【分析】一带电质点自A板上方相距为d的P点由静止自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，根据动能定理知，在此过程中重力做功与电场力做功大小相等．移动上下极板，抓住两板间的电势差不变，通过动能定理判断带电质点的运动情况．
【解答】解：A、由题设条件知，mg•2d﹣qU＝0，知电场力做功等于重力做功的大小。
把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落，根据动能定理知，mg•2d﹣qU＝0，小球到达N点速度为零然后返回。
故A正确。
B、将B板向下移动一小段距离，根据动能定理知，mg•2d﹣qU＝0，小球到达N点速度
为零然后返回。
故B错误。
C、把B板向上平移一小段距离，根据动能定理知，h＜2d，mgh﹣qU＜0，知小球未到
达N点速度已减为零，然后返回。
故C错误。
D、把B板向下平移一小段距离后，根据动能定理知，h＞2d，mgh﹣qU＞0，知小球到
达N点速度不为零，小球会穿过N孔继续下落。
故D正确。
故选：AD。
【点评】对于本题选择全过程为研究过程，运用动能定理进行求解比较方便，在运用动
能定理时，抓住电势差不变，电场力做功不变，比较电场力做功与重力做功的关系进行分析．。