2018-2019高考物理复习专题测试(必考)课件专题九 静电场 (共161张PPT)
2018年高考物理北京市专用复习专题测试课件专题九 静电场 共161张 精品
5.(2015安徽理综,15,6分)由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,带电量分别为q1和q2,其间
距离为r时,它们之间相互作用力的大小为F=k
q1q2 r2
,式中k为静电力常量。若用国际单位制的基
本单位表示,k的单位应为 ( )
A.kg·A2·m3 B.kg·A-2·m3·s-4
C.kg·m2·C-2 D.N·m2·A-2
(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。
答案 (1)3.0×10-3 N (2)4.0×10-4 kg (3)2.0 m/s
解析 (1)F=qE=3.0×10-3 N
(2)由 qE =tan 37°,得m=4.0×10-4 kg
mg
(3)由mgl(1-cos 37°)= 1 mv2,得
2
v= 2=g2l(.10mco/ss37)
解题指导 (1)小球平衡时,正确进行受力分析。(2)撤去电场后,小球会从高处摆下,在小球从开 始运动到到达最低点的过程中,机械能守恒。
3.(2016北京理综,23,18分,0.59)如图所示,电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于板面的方 向射入偏转电场,并从另一侧射出。已知电子质量为m,电荷量为e,加速电场电压为U0。偏转电 场可看做匀强电场,极板间电压为U,极板长度为L,板间距为d。
sin θ= 0.0=60.60,θ=37°
0.10
F库=mg tan 37°=6.0×10-3 N,B项错误; F库=k QAQB
r2
QA=QB=Q,r=0.12 m 联立得Q=4 6×10-8 C,故C项正确;
由等量同种点电荷产生的电场的特点可知,A、B两球连线中点处的场强为0,故D项正确。 疑难突破 准确进行受力分析、力的合成,再利用三角函数计算库仑力和电荷量大小。
高三物理总复习《静电场》课件ppt
a.摩擦起电
复习：用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒之间也相互 排斥，而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引，所以自然界存在两种电荷．同种电荷 相互排斥，异种电荷相互吸引
自然界中的两种电荷：正电荷和负电荷：把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为 正电荷，用正数表示．把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数 表示．
静电感应：把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象。利用静电感应使物体带电， 叫做感应起电．
3、起电的本质：不是创造了电荷，而是使物体中 的电荷分开．
结论：
电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，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．
电荷守恒定律
1、库仑定律
内部能量：充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中 由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能. 放电后,两极板间不存在电场,电场能转化为其他形式的能量.
归纳：充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加, 电能转化为 电场能 放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能
4、决定因素:电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与 放入该点电荷q无关，它决定于电场的源电荷及空间位置，电场中每一点 对应着的电场强度与是否放入电荷无关.
电场强度
• 1.Ｅ＝Ｆ/q • 2.E=kq/r2 • 3.E=U/d • 适用条件：？
二.2电场线
电场线：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表 示该点的电场强度的方向。
q （3）单位：伏特（V）
（4）电势与电场线的关系：电势顺线降低。（电场线指向电势降低最快 的方向）
2019全国普通高校招生考试物理试题分类汇编：静电场
2019全国普通高校招生考试物理试题分类汇编：静电场注意事项：认真阅读理解，结合历年的真题，总结经验，查找不足！重在审题，多思考，多理解！15〔2018福建卷〕.如图，在点电荷Q 产生的电场中，将两个带正电的试探电荷1q 、2q分别置于A 、B 两点，虚线为等势线。
取无穷远处为零电势点，假设将1q 、2q移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，那么以下说法正确的选项是A 、A 点电势大于B 点电势 B 、A 、B 两点的电场强度相等C 、1q 的电荷量小于2q的电荷量D 、1q在A 点的电势能小于2q在B 点的电势能答案：C1〔2018江苏卷〕、真空中，A 、B 两点与点电荷Q 的距离分别为r 和3r 那么A 、B 两点的电场强度大小之比为 A 、3：1B 、1：3 C 、9：1D 、1：9【解析】根据库仑定律221r q kq F =，选C 。
【答案】C2〔2018江苏卷〕、一充电后的平行板电容器保持两板间的正对面积、间距和电荷量不变，在两板间插入一电介质，其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是 A 、C 和U 均增大B 、C 增大，U 减小 C 、C 减小，U 增大D 、C 和U 均减小【解析】根据kd S C πε4=，电容C 增大，根据CQU =,U 减小，B 正确。
【答案】B11〔2018上海卷〕、A 、B 、C 三点在同一直线上，AB :BC ＝1:2，B 点位于A 、C 之间，在B处固定一电荷量为Q 的点电荷。
当在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受到的电场力为F ；移去A 处电荷，在C 处放一电荷量为－2q 的点电荷，其所受电场力为〔 〕〔A 〕－F /2 〔B 〕F /2 〔C 〕－F 〔D 〕F 答案：B5〔2018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，那么粒子在电场中 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 解析：两个固定的的等量异号点电荷产生电场的等势面与电场线垂直，且沿电场线电势减小，所以等量异号点电荷和它们间的直线电场线如下图。
2018_2019高中物理第一章静电场1.3电场强度课件新人教版选修3_1
矢量和 。 电荷单独在该点产生的电场强度的_______
三、电场线
匀强电场
方向 的曲线。曲线 1.电场线：画在电场中的一条条有_____
切线 的方向表示该点的电场强度的方向。 上每点的_____
2.电场线的特点： 疏密 表示电场的强弱。 (1)强弱：电场线的_____
切线 方向表示该点的电场方 (2)方向：电场线上某点的_____
3
电 场 强 度
一、电场
电场强度
电荷 周围的一种特殊的物质，由电荷 1.电场：存在于_____ 静止的电荷 产生的电场叫静电场。 产生。___________ 2.电场的性质： 物质 ，___ 场和 (1)物质性：电场是客观存在的一种特殊_____ 实物 是物质存在的两种不同形式。 _____
作用力 。 (2)力的性质：电场对】选B。当两点电荷均为正电荷时，若电荷量相 等，则它们在P点的电场强度方向沿N→M方向；当Q1<Q2 时，则Q1在P点的电场强度比Q2的小，所以电场强度合 成后，方向偏左，不符合题意，故A选项错误。Q1是正 电荷，Q2是负电荷，Q1在P点的电场强度方向从a→P，
Q2在P点的电场强度方向从P→b，则合场强的方向偏
B正确。
知识点二 探究导入：
电场线
如图所示，A、B是点电荷a、b连线上 的两点，实线是它们间的电场线。 (1)电荷a、b各带有什么性质的电荷？
(2)A、B两点的电场强度相同吗？方向相同吗？
提示：(1)由于电场线起始于正电荷，终止于负电荷， 由图可知a带正电，b带负电。 (2)电场线的疏密表示电场的强弱，电场线上某点的切 线方向表示那一点的电场方向，故A、B两点中B点电场 较强，电场方向均向右。
3.两种电荷： 是否存在 及其_____ 强弱 分布 (1)试探电荷：用来检验电场_________
2018-2019年人教版物理高考复习专题 静电场(包含答案)
2018-2019年人教版物理高考复习专题静电场一、单选题1.将带正电、负电和不带电的三个等质量小球，分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带负电，下板接地．三小球分别落在图中A、B、C三点，则下列说法中错误的是()A．A带正电、B不带电、C带负电B．三小球在电场中加速度大小关系是aA<aB<aCC．三小球在电场中运动时间相等D．三小球到达下板时的动能关系是E kC>E kB>E kA2.两个带正电的点电荷所带电荷量均为Q，从其中一个电荷上取下ΔQ的电荷量，并加在另一个电荷上，保持距离不变，那么它们之间的相互作用力与原来相比()A．一定变小B．一定变大C．保持不变D．无法判断3.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地．在两板间的P 点固定一个带正电的试探电荷．现将电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，使两极板间的距离增大，则()A．两极板间的电势差增大B．两极板间的电场强度保持不变C．固定在P点的正电荷电势能增加D．P点的电势降低4.在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板B与一灵敏静电计相接，极板A接地．下列操作中可以观察到静电计指针张角变大的是()A．极板A上移B．极板A右移C．极板间插入一定厚度的金属片D．极板间插入一云母片5.点电荷Q1、Q2和Q3所产生的静电场的等势面与纸面的交线如图中的实线所示，图中标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c……表示等势面上的点，下列说法中正确的是()A．位于g点的点电荷不受电场力作用B．b点的场强与d点的场强一定相同C．把10－9C正电荷从m点移到c点过程中电场力做的功等于7×10－6JD．把电荷量为q的正点电荷从a点移到i点，再从i点移到f点过程中，电场力做的总功大于把该点电荷从a点直接移到f点过程中电场力所做的功6.有一静电场，其电场强度方向平行于x轴．其电势φ随坐标x的改变而变化，变化的图线如图1所示，则图2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)()图1A．B．C．D．图27.有一个大塑料圆环固定在水平面上，以圆环圆心为坐标原点建立平面直角坐标系．其上面套有两个带电小环1和小环2，小环2固定在半圆环ACB上某点(图中未画出)，小环1原来在A点．现让小环1逆时针从A点转到B点(如图a)，在该过程中坐标原点O处的电场强度沿x轴方向的分量Ex随θ变化的情况如图b所示，沿y轴方向的分量Ey随θ变化的情况如图c所示，则下列说法正确的是()A．小环2可能在A、C间的某点B．小环1带负电，小环2带正电C．小环1在转动过程中，电势能先减小后增大D．坐标原点O处的电势一直为零8.两个分别带有电荷量－Q和＋3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F.若将两小球相互接触后分开一定的距离，两球间库仑力的大小变为F，则两小球间的距离变为()A．B．rC．D． 2r9.如图所示，实线表示某匀强电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．下列判断正确的是()A． 1、2两点的场强不相等B． 2、3两点的电势不相等C． 1、2两点间的电势差等于1、3两点间的电势差D．电荷在1点具有的电势能一定大于其在2点具有的电势能10.如图所示，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，运动过程中电势能逐渐减小，它运动到b处时的运动方向与受力方向可能的是()A．B．C．D．二、多选题11.(多选)如图所示，两个相同的绝缘细圆环带有等量正电荷，电荷在圆环上的分布是均匀的，两圆环相隔一定距离同轴平行固定放置，B、D分别为两环圆心，C为B、D中点．一带负电的粒子从很远处沿轴线飞来向下顺次穿过两环．若粒子只受电场力作用，则在粒子运动过程中()A．粒子经过B点时加速度为零B．粒子经过B点和D点时动能相等C．粒子从A到C的过程中，电势能一直增大D．粒子从B到D的过程中，速度先减小再增大12.(多选)a、b、c三个相同带电粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，由此可以肯定()A．b和c同时飞离电场B．进入电场时，c的速度最大，a的速度最小C．动能的增量相比，a的最小，b和c的一样大D．在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上13.(多选)两个带等量正电荷的小球(可视为点电荷)固定在图中a、b两点，MN为ab连线的中垂线，交直线ab于O点，A为MN上的一点．取无限远处的电势为零．一带负电的试探电荷q，仅在静电力作用下运动，则()A．若q从A点由静止释放，其将以O点为对称中心做往复运动B．若q从A点由静止释放，其在由A点向O点运动的过程中，加速度先增大后减小C．q由A点向O点运动时，其动能逐渐增大，电势能逐渐增大D．若在A点给q一个合适的初速度，它可以做匀速圆周运动14.(多选)如图所示，在光滑绝缘的水平桌面上有四个小球，带电量分别为－q、Q、－q、Q.四个小球构成一个菱形，－q、－q的连线与－q、Q的连线之间的夹角为α.若此系统处于平衡状态，则正确的关系式可能是 ()A． cos3α＝B． cos3α＝C． sin3α＝D． sin3α＝15.(多选)两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A点为MN上的一点．一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动．取无限远处的电势为零，则()A．q由A向O的运动是匀加速直线运动B．q由A向O运动的过程电势能逐渐减小C．q运动到O点时的动能最大D．q运动到O点时电势能为零三、计算题16.如图所示，空间存在着强度E＝、方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为l的绝缘细线，一端固定在O点，一端拴着质量m、电荷量q的小球．现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，当小球运动最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂．求：(1)小球运动最高点时的速度；(2)细线能承受的最大拉力；(3)从断线开始计时，在t＝时刻小球与O点的距离．17.如图所示，绝缘光滑轨道AB部分为倾角为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＝，要使小球能安全通过圆轨道，在O点的初速度应满足什么条件？18.如图甲所示，真空中相距d＝5 cm的两块平行金属板A、B与电源连接(图中未画出)，其中B板接地(电势为零)，A板电势变化的规律如图乙所示．将一个质量2×10－27kg，电量q＝＋1.6×10－19C的带电粒子从紧临B板处释放，不计重力．求：(1)在t＝0时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小；(2)若A板电势变化周期T＝1.0×10－5s，在t＝0时将带电粒子从紧临B板处无初速释放，粒子到达A板时速度的大小；(3)A板电势变化频率多大时，在t＝到t＝时间内从紧临B板处无初速释放该带电粒子，粒子不能到达A板．四、填空题19.有一带电荷量q＝－3×10－6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10－4J，从B点移到C点时电场力做功9×10－4J．则：(1)AB间电势差UAB＝________V、BC间电势差UBC＝________V(2)如以B点电势为零，则A点的电势φA＝________V20.如图所示，质量为m的小球用绝缘细线悬挂在O点，放在匀强电场中，在图示位置处于平衡状态．匀强电场场强的大小为E，方向水平向右，那么小球的带电性质是________(正或负)，其带电量q＝________.21.可以自由移动的点电荷q1、q2、q3放在光滑绝缘水平面上，如图所示，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态．(1)如果q2为正电荷，则q1为________电荷，q3为________电荷．(2)q1、q2、q3三者电荷量大小之比是________．22.如图，竖直绝缘墙上固定一带电小球A，将带电小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C 处，图中AC＝h.当B静止在与竖直方向夹角θ＝30°方向时，A对B的静电力为B所受重力的倍，则丝线BC长度为________．若A对B的静电力为B所受重力的0.5倍，改变丝线长度，使B 仍能在θ＝30°处平衡．以后由于A漏电，B在竖直平面内缓慢运动，到θ＝0°处A的电荷尚未漏完，在整个漏电过程中，丝线上拉力大小的变化情况是________．23.如图倾角为30°的直角三角形的底边BC长为2L，处在水平位置，O为底边中点，直角边AB为光滑绝缘导轨，OD垂直AB.现在O处固定一带正电的物体，让一质量为m、带正电的小球从导轨顶端A静止开始滑下(始终不脱离导轨)，测得它滑到D处受到的库仑力大小为F.则它滑到B处的速度大小为________，加速度的大小为________．(重力加速度为g)答案解析1.【答案】C【解析】由题意知三个小球都做匀变速曲线运动，即类平抛运动，电场方向是向上的，水平方向速度相同，由x＝v0t知，水平位移越短，表示运动时间越短，即落到C点的小球飞行时间最短，落到A点的小球飞行时间最长，tC<tB<tA，再由竖直方向上，他们通过的位移都相等，y＝at2可分析出三个小球在电场中的加速度关系为aA<aB<aC，所以B选项的说法正确，C选项说法错误；再从受力角度来分析对于小球来说，带电小球受到电场力和重力，其中电场力向下的小球，向下的加速度最大，因此掉落到下板最快，故加速度关系为aA<aB<aC，带正电，电场力向上的小球，向下的加速度最小，因此掉落到下板最慢，故落到A点的小球带负电，因此，带正电的是A，不带电的是B，带负电的是C，所以A选项的说法正确；由加速度关系为aA<aB<aC，C所受合力最大，A所受力合力最小，由动能定理落到C点的小球合外力做功最多，达到下级板的动能最大，落到A点的小球合外力做功最少，达到下级板的动能最小，三小球到达下板时的动能关系是E kC>E kB>E kA，故D选项的说法是正确的，只有C选项符合题意．2.【答案】A【解析】根据库仑定律F＝，转移电荷量后F′＝＝<＝F，即他们之间的相互作用力一定变小，选项A对．3.【答案】C【解析】电容器始终于电源相连，则电容器两极板间的电势差不变，A错误；由E＝，U不变，d增大，则E减小，B错误；P点与下极板的电势差U＝φP－0＝Ed′，而d′增大，则φP增大，由E p＝φPq则固定在P点的正电荷电势能增加，C正确，D错误．4.【答案】A【解析】静电计测量的是平行板电容器两极板之间的电压，电容器两极板上的电荷量保持不变，由C＝可得电压U＝，根据平行板电容器的电容C＝可知，通过减小极板正对面积S、增大板间距d和减小板间电介质的介电常数εr可以减小电容器的电容，从而增大板间电压U，故只有选项A是正确的．5.【答案】C【解析】位于g点的位置电势为零，场强不为零，所以点电荷仍受电场力作用，故A错误．b点的场强与d点的场强是由点电荷Q1、Q2和Q3所产生的场强叠加产生的，故B错误．把10－9C正电荷从m点移到c点过程中电场力做的功W＝qU＝10－9C×[4kV－(－3kV)]＝7×10－6J，故C正确．根据电场力做功W＝qU得把电荷量为q的正点电荷从a点移到i点，再从i点移到f点过程中，电场力做的总功等于把该点电荷从a点直接移到f点过程中电场力所做的功，故D错误．6.【答案】A【解析】电场强度方向平行于x轴，，电势U随坐标x图象的斜率的意义反映了电场强度．沿着电场线方向电势降低.0－2 mm，直线斜率不变，沿x轴正方向电势升高，说明电场强度方向沿x轴负方向，大小等于V/m＝2×104V/m，依次求出其他位置的电场强度．7.【答案】D【解析】小环1在O点处产生的电场Ex1＝－cosθ，Ey1＝－sinθ；而小环2在O点处产生的电场Ex2＝Ex＋cosθ，Ey2＝Ey＋sinθ，由题图b、题图c分析易知小环1带正电，小环2在C 点带负电，且q1＝－q2，坐标原点O处在两等量电荷的中垂线上，电势一直为零，则A、B错误，D正确；小环1在转动过程中电场力先做负功再做正功，电势能先增大后减小，则C错误．8.【答案】C【解析】接触前两个点电荷之间的库仑力大小为F＝k，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电荷先中和后均分，所以两球分开后带电荷量均为＋Q，两球间库仑力的大小变为F，库仑力为F′＝k＝F，r′＝，所以两小球间的距离变为，C正确．9.【答案】C【解析】匀强电场场强处处相同，方向相同，故A错误； 2,3处于同一等势面上，故电势相同，故B错误；2,3处于同一等势面上，故电势相同，故1,2两点间的电势差等于1,3两点间的电势差，故C正确；根据电势能的表达式是E p＝qφ，如果是正电荷，那么电荷在1点具有的电势能大于在2点具有的电势能，如果是负电荷在1点具有的电势能小于在2点具有的电势能，故D错误．10.【答案】D【解析】根据曲线运动力与轨迹的关系，力需指向轨迹弯曲的内侧，所以A错误；带电粒子只受电场力作用，故力与电场线共线，所以C错误；由题意知，运动过程中粒子的电势能逐渐较小，故电场力做正功，即力与速度方向的夹角应为锐角，故B错误，D正确．11.【答案】BD【解析】根据电场叠加，B环上电荷在B点产生的电场为零，D环上电荷在B点产生电场向上，故粒子经过B点时受电场力向下，加速度不为零，选项A错误；根据对称性，两环上电荷在B、D 两点处电势相同，再根据粒子运动过程能量守恒，粒子经过B、D两点时电势能相同，故动能也相同，选项B正确；粒子在由A到B过程电势能减小，由B到C过程中电势能增大，故C错误；粒子从B到C速度减小，从C到D速度增大，故选项D正确．12.【答案】BD【解析】带电粒子在电场中做类平抛运动，粒子在竖直方向上做匀加速直线运动，水平做匀速直线运动，因为三个带电粒子是相同的，故在电场中的加速度是相同的，根据y＝at2结合图示可知，三个粒子在电场中的运动时间ta＝tb>tc，所以可知v a<v b<v c，故A错误，B正确；带电粒子的动能增量E k＝mv＝ma2t2，所以可知三个粒子的动能增量Ea＝Eb>Ec，故C错误；因a、b粒子在电场中的运动时间相同，所以两粒子打在负极板与离开电场是同时的，所以D正确．13.【答案】AD【解析】电场强度在MN上是对称分布的，故根据电场力做功可知，其将以O点为对称中心做往复运动，故A正确；q由A向O的运动时的电场力可能逐渐减小，也可能先增大后减小，故B错误；从A到O过程，电场力做正功，动能增大，电势能逐渐减小，故C错误；负电荷在A点受到的电场力的方向竖直向下，根据等量同种点电荷的电场分布的空间对称性可知，若在A点给q一个合适的初速度，使它在A点受到的电场力恰好等于向心力，它可以在与两个电荷的连线垂直的平面内做匀速圆周运动，故D正确．14.【答案】AC【解析】设菱形边长为a，则两个Q之间距离为2a sinα，两个q之间距离为2a cosα.选取其中的一个－q作为研究对象，由库仑定律和平衡条件得2k cosα＝k，解得cos3α＝，选项A正确，B错误；选取其中的一个Q作为研究对象，由库仑定律和平衡条件得2k sinα＝k，解得sin3α＝，选项C正确，D错误．15.【答案】BC【解析】两等量正电荷周围部分电场线如下图所示，其中P、Q连线的中垂线MN上，从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指向无穷远方向．故试探电荷所受的电场力是变化的，q由A向O的运动做非匀加速直线运动，故A错误．电场力方向与AO方向一致，电场力做正功，电势能逐渐减小，故B正确．从A到O过程，电场力做正功，动能增大，从O到N过程中，电场力做负功，动能减小，故在O点试探电荷的动能最大，速度最大，故C正确．取无限远处的电势为零，从无穷远到O点，电场力做正功，电势能减小，则q运动到O点时电势能为负值，故D错误．16.【答案】(1)v＝(2)6mg(3)2L【解析】(1)设小球运动到最高点时速度为v，只有重力和电场力做功，弹力不做功．对该过程由动能定理有，qEL－mgL＝mv2①解得v＝(2)在最高点，小球受三个力作用，重力，电场力和细线的拉力，由向心力公式得，F T＋mg－qE＝②解得，T＝6mg(2)小球在细线断裂后，带电小球做类平抛运动，合力竖直向上的，在竖直方向的加速度设为a，则a＝＝2g③小球在t时刻x＝vt＝2Ly＝at2＝L小球与O点的距离d＝＝2L17.【答案】v≥【解析】小球先在斜面上运动，受重力、电场力、支持力，然后在圆轨道上运动，受重力、电场力、轨道作用力，如图所示，类比重力场，将电场力与重力的合力视为等效重力mg′，大小为mg′＝＝，tanθ＝＝，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．因要使小球能安全通过圆轨道，在圆轨道的等效“最高点”(D点)满足等效重力刚好提供向心力，即有：mg′＝，因θ＝30°与斜面的倾角相等，由几何关系可知＝2R，令小球以最小初速度v0运动，由动能定理知：－2mg′R＝mv－mv解得v0＝，因此要使小球安全通过圆轨道，初速度应满足v≥.18.【答案】(1)4.0×109m/s2(2)2.0×104m/s(3)f>5×104Hz【解析】(1)电场强度E＝带电粒子所受电场力F＝qE＝，F＝ma，a＝＝4.0×109m/s2.(2)粒子在0～时间内走过的距离为：a()2＝5×10－2m故带电粒子在t＝时，恰好到达A板v＝at＝2.0×104m/s(3)带电粒子在～向A板做匀加速运动，在～向A板做匀减速运动，速度减为零后将返回．粒子向A板运动可能的最大位移x＝2×a()2＝aT2要求粒子不能到达A板，有x<d由f＝，电势变化频率应满足f>＝5×104Hz19.【答案】(1)200，－300(2)200【解析】电场力做功：WAB＝qUAB，所以UAB＝＝＝200 V；从B点移到C点时电场力做功WBC＝qUBC，所以UBC＝＝＝－300 V；UAB＝φA－φB，所以：φA＝φB＋UAB＝200 V 20.【答案】正q＝【解析】由图看出，细线向右偏离竖直方向，小球受到的电场力方向水平向右，由于场强方向也水平向右，则小球应带正电；由平衡条件可知，Eq＝mg tan 60°，故有：q＝21.【答案】(1)负负(2)()2∶1∶()2【解析】(1)q2处于平衡状态，则q1、q3对它的静电力等大反向，所以q1、q3带同种电荷；q1处于平衡状态，则q2、q3对它的静电力等大反向，所以q2、q3带异种电荷．因此，q1、q3都带负电荷．(2)对q1列平衡方程：k＝k对q3列平衡方程：k＝联立解得：q1∶q2∶q3＝()2∶1∶()2.22.【答案】BC＝h或者BC＝h；拉力先不变后变大【解析】对小球B受力分析如下图，自身重力GB，静电力FA和绳子拉力TA，重力方向与墙壁平行，拉力方向与绳子同向，静电力与AB连线共线，所以几何△ABC与矢量三角形FATAGB相似，所以有＝，可得AC＝AB，根据θ＝30°结合余弦定理，可得AB2＝AC2＋BC2－2AC×BC×cos30°，解得BC＝h或者BC＝h.若FA＝0.5GB，则根据＝得到AC＝2AB，代入余弦定理AB2＝AC2＋BC2－2AC×BC×cos 30°可得BC＝h，根据几何关系可得AB⊥BC.漏电过程中当θ≠0°时，任意一个位置都是平衡状态，都满足＝＝，由于GB不变，AC，BC不变，所以绳子拉力TA不变，当θ＝0°时，TA＝GB－FA，此时，随着A的漏电，而AB的距离不变，FA减小，TA变大，所以整个漏电过程中，拉力先不变后变大．23.【答案】a＝【解析】由几何关系可得，D是AB线段的中点，OD是AB线段的中垂线，故BO＝AO，故AB 在同一等势面上，所以，q由A到B的过程中电场中电场力作功为零；根据动能定理，有mgL＝mv，解得vB＝；根据几何关系可得OD＝BO＝L，设O点带电体的电荷量为Q，则根据库仑定律可得：在D点的库仑力为F＝k＝4k，在B点，电荷q受重力、电场力和支持力，在平行AB杆的方向，在B点受的库仑力为F′＝k＝F，方向水平向左，以AB轴和垂直AB方向建立坐标轴，根据正交分解可得：cos30°＋mg sin30°＝ma，解得a＝。
高考物理(课标Ⅰ专用)复习专题测试(必考)专题八 静电场 (共144张PPT)
7.(2015课标Ⅰ,15,6分,0.699)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 答案 B 由电子从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可知,φM>φN=φP, 故过N、P点的直线d位于某一等势面内,则与直线d平行的直线c也位于某一等势面内,选项A 错、B正确;φM=φQ,则电子由M点运动到Q点,电场力不做功,选项C错误;由于φP<φM=φQ,电子由P点 运动到Q点,电势能减小,电场力做正功,选项D错误。
10.(2013课标Ⅰ,15,6分,0.480)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) ()
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8.(2015课标Ⅱ,14,6分,0.586)如图,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.保持静止状态 B.向左上方做匀加速运动 C.向正下方做匀加速运动 D.向左下方做匀加速运动
答案 D 最初带电微粒处于静止状态,受力如图(1),Eq=mg;当两板绕过a点的轴逆时针转过45° 时,带电微粒的受力如图(2),其合力指向左下方,故微粒从静止开始向左下方做匀加速运动,选项 D正确。
新高考物理复习专题九静电场练习含答案
专题九静电场五年高考考点过关练考点一静电场中力的性质1.(2019课标Ⅰ,15,6分)如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则()A.P和Q都带正电荷B.P和Q都带负电荷C.P带正电荷,Q带负电荷D.P带负电荷,Q带正电荷答案D2.(2023全国甲,18,6分)在一些电子显示设备中,让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场,可以使发散的电子束聚集。
下列4幅图中带箭头的实线表示电场线,如果用虚线表示电子可能的运动轨迹,其中正确的是()答案A3.(2022湖北,4,4分)密立根油滴实验装置如图所示,两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接,板间产生匀强电场。
用一个喷雾器把密度相同的许多油滴从上板中间的小孔喷入电场,油滴从喷口喷出时由于摩擦而带电。
金属板间电势差为U时,电荷量为q、半径为r的球状油滴在板间保持静止。
若仅将金属板间电势差调整为2U,则在板间能保持静止的球状油滴所带电荷量和半径可以为()A.q,rB.2q,rC.2q,2rD.4q,2r答案D4.(2023湖南,5,4分)如图,真空中有三个点电荷固定在同一直线上,电荷量分别为Q1、Q2和Q3,P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°和30°。
若P 点处的电场强度为零,q>0,则三个点电荷的电荷量可能为()A.Q1=q,Q2=√2q,Q3=qq,Q3=-4qB.Q1=-q,Q2=-4√33C.Q1=-q,Q2=√2q,Q3=-qq,Q3=4qD.Q1=q,Q2=-4√33答案D5.(2023全国乙,24,12分)如图,等边三角形△ABC位于竖直平面内,AB边水平,顶点C 在AB边上方,3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。
已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下,BC边中点N处的电场强度方向竖直向上,A点处点电荷的电荷量的绝对值为q,求(1)B点处点电荷的电荷量的绝对值并判断3个点电荷的正负;(2)C点处点电荷的电荷量。
高考专题09 静电场-2019年高考真题和模拟题分项汇编物理 Word版含解析
专题09 静电场1．（2019·新课标全国Ⅰ卷）最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。
若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为A．1.6×102 kg B．1.6×103 kgC．1.6×105 kg D．1.6×106 kg【答案】B，可知，【解析】设该发动机在t s时间内，喷射出的气体质量为m，根据动量定理，Ft mv在1s内喷射出的气体质量，故本题选B。
2．（2019·新课标全国Ⅱ卷）静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合C．粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能D．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行【答案】AC【解析】A．若电场中由同种电荷形成即由A点释放负电荷，则先加速后减速，故A正确；B．若电场线为曲线，粒子轨迹不与电场线重合，故B错误。
C．由于N点速度大于等于零，故N点动能大于等于M点动能，由能量守恒可知，N点电势能小于等于M点电势能，故C正确D．粒子可能做曲线运动，故D错误；3．（2019·新课标全国Ⅲ卷）如图，电荷量分别为q和–q（q>0）的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b 是正方体的另外两个顶点。
则A ．a 点和b 点的电势相等B ．a 点和b 点的电场强度大小相等C ．a 点和b 点的电场强度方向相同D ．将负电荷从a 点移到b 点，电势能增加 【答案】BC【解析】由几何关系，可知b 的电势大于a 的电势，故A 错误，把负电荷从a 移到b ，电势能减少，故D 错误;由对称性和电场的叠加原理，可得出a 、b 的合电场强度大小、方向都相同，故B 、C 正确。
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E I短
E Ne
(3)外电阻两端的电压为U,则电源两端的电压也是U。
由动能定理,一个电子经电源内部电场后损失的动能 ΔEke=eU 设单位时间内有N'个电子到达B板,则损失的动能之和 ΔEk=N'ΔEke=N'eU 根据电流的定义,此时电源内部的电流
I=N'e 此时流过外电阻的电流也是I=N'e,外电阻上消耗的电功率 P=IU=N'eU 所以P=ΔEk 考查点 带电粒子在电场中的运动、电路、功能关系。
2eU 0 答案 (1) m
UL
2
4U 0 d
(2)(3)见解析
2 v 解析 (1)根据功和能的关系,有eU0= m 0
1 2
2eU 0 电子射入偏转电场的初速度v0= m
L =L m 在偏转电场中,电子的运动时间Δt= v0
1 a(Δt)2=UL 偏转距离Δy=
2
2eU 0
2
m
q
ห้องสมุดไป่ตู้
解题指导 这是属于带电粒子在匀强电场中先加速再偏转的问题,带电粒子在加速电场中运用 功能关系(动能定理)来列式,带电粒子在偏转电场中做类平抛运动时运用运动的合成和分解来 解答。 审题指导 读题要抓住带电粒子在电场中运动的性质,在加速电场中做初速度为零的匀加速直 线运动,在偏转电场中做类平抛运动。
(2)考虑电子所受重力和电场力的数量级,有 重力G=mg~10-29 N
eU ~10-15 N 电场力F= d
4U 0 d
由于F≫G,因此不需要考虑电子所受重力。
Ep (3)电场中某点电势φ定义为电荷在该点的电势能Ep与其电荷量q的比值,即φ=
由于重力做功与路径无关,可以类比静电场电势的定义,将重力场中物体在某点的重力势能EG与 其质量m的比值,叫做“重力势”,即φG= EG 。 电势φ和重力势φG都是反映场的能的性质的物理量,仅由场自身的因素决定。
(1)忽略电子所受重力,求电子射入偏转电场时的初速度v0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏 转距离Δy。 (2)分析物理量的数量级,是解决物理问题的常用方法。在解决(1)问时忽略了电子所受重力,请 利用下列数据分析说明其原因。已知U=2.0×102 V,d=4.0×10-2 m,m=9.1×10-31 kg,e=1.6×10-19 C,g= 10 m/s2。 (3)极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质,请写出电势φ的定义 式。类比电势的定义方法,在重力场中建立“重力势”φG的概念,并简要说明电势和“重力势” 的共同特点。
高考物理
(北京市专用)
专题九 静电场
五年高考
A组
面。下列判断正确的是 ( )
自主命题·北京卷题组
1.(2014北京理综,15,6分,0.99)如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势
A.1、2两点的场强相等 C.1、2两点的电势相等 答案 D B.1、3两点的场强相等 D.2、3两点的电势相等 同一电场中,电场线越密的地方场强越大,所以1点的场强大于2、3两点的场强,A、 B错误;同一等势面上各点的电势相等,沿电场线方向电势降低,故C错误,D正确。
qE mg
v= =2.0 m/s 2 gl (1 cos37) 解题指导 (1)小球平衡时,正确进行受力分析。(2)撤去电场后,小球会从高处摆下,在小球从开 始运动到到达最低点的过程中,机械能守恒。
3.(2016北京理综,23,18分,0.59)如图所示,电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于板面的方 向射入偏转电场,并从另一侧射出。已知电子质量为m,电荷量为e,加速电场电压为U0。偏转电 场可看做匀强电场,极板间电压为U,极板长度为L,板间距为d。
(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。
答案 (1)3.0×10-3 N
(2)4.0×10-4 kg (3)2.0 m/s
解析 (1)F=qE=3.0×10-3 N (2)由 =tan 37°,得m=4.0×10-4 kg
1 mv2,得 (3)由mgl(1-cos 37°)= 2
km 答案 (1)
E e
Ne
km (2)
E e
E Ne
km 2
(3)见解析
解析 (1)由动能定理,Ekm=eUm,可得
km Um=
E e
短路时所有逸出电子都到达B板,故短路电流 I短=Ne (2)电源的电动势等于断路时的路端电压,即上面求出的Um,所以
km E=Um=
E e
电源内阻
km r= = 2
考查点 电场线、等势面。
思路点拨 场强大小看电场线的疏密,电势高低看电场线的方向。
2.(2017北京理综,22,16分)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:
思路点拨 1.最大电势能对应电子的最大初动能,短路时两板间电势差为零,A板上的电子会全
部到达B板。 2.从电路的角度分析,电动势等于电源断路时的路端电压,而短路电流等于电动势除以电源内 阻。 3.外电阻上消耗的功率P=IU,I为单位时间内流过的电子的总电荷量;ΔEk是单位时间内到达B板 的电子损失的动能总和。
4.(2015北京理综,24,20分,0.31)真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置,如图所示。光 照前两板都不带电。以光照射A板,则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。假设所有逸出的 电子都垂直于A板向B板运动,忽略电子之间的相互作用。保持光照条件不变。a和b为接线柱。 已知单位时间内从A板逸出的电子数为N,电子逸出时的最大动能为Ekm。元电荷为e。 (1)求A板和B板之间的最大电势差Um,以及将a、b短接时回路中的电流I短。 (2)图示装置可看做直流电源,求其电动势E和内阻r。 (3)在a和b之间连接一个外电阻时,该电阻两端的电压为U。外电阻上消耗的电功率设为P;单位 时间内到达B板的电子,在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为ΔEk。请推导证明:P= ΔEk。 (注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题中做必要的说明)