高考物理电场精讲精练几种常见的典型电场等势面

几种常见的典型电场等势面电场等势面(实线)图样重要描述匀强电场垂直于电场线的一簇等间距平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异种点电荷的电场连线的中垂面上的电势为零等量同种正点电荷的电场连线上，中点电势最低，而在中垂线上，中点电势最高．关于中点左右对称或上下对称的点电势相等例题1．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，电场力做正功解析：选B.静电场中的电场线不可能相交，等势面也不可能相交，否则的话会出现一个点有两个电场强度和两个电势值的矛盾，A错误；由W AB＝qU AB可知，当电荷在等势面上移动时，电荷的电势能不变，如果电场线不与等势面垂直，那么电荷将受到电场力，在电荷运动时必然会做功并引起电势能变化，这就矛盾了，B正确；同一等势面上各点电势相等，但电场强度不一定相等，C错误；对于负电荷，q<0，从电势高的A点移到电势低的B点，U AB>0，由电场力做功的公式W AB＝qU AB可知W AB<0，电场力做负功，D错误．例题2． (多选)两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是( )A．带正电B．速度先变大后变小C．电势能先变大后变小D．经过b点和d点时的速度大小相等解析：选CD.做曲线运动的物体受到的合力方向指向曲线的内侧，根据带电粒子受力方向可以判断，粒子带负电，选项A错误；负电荷在电势低的位置电势能大，粒子的电势能先变大后变小，粒子的电势能和动能之和不变，所以粒子的动能先变小后变大，速度先变小后变大，选项B错误，选项C正确；b、d 两点电势相同，粒子经过这两点时电势能相等，动能相等，速度大小也相等，选项D正确．例题3．电场中某三条等势线如图甲中实线a、b、c所示．一电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q，已知电势φa>φb>φc，这一过程电子运动的v ­t图象可能是图乙中的( )­解析：选A.结合φa>φb>φc，由题图等势线的特点可确定此电场为非匀强电场，且Q点处电场强度小于P点处电场强度，电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q，将做加速度越来越小的加速运动，A正确．例题4. 如图所示的同心圆是电场中的一簇等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A→C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则下列说法正确的是( )A．电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越小B．电子沿AC方向运动时它具有的电势能越来越大C．电势差U AB＝U BCD．电势φA<φB<φC解析：选B.该电场为负点电荷电场，电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越大，选项A错误；根据电子只在电场力作用下沿着直线由A→C运动时的速度越来越小，它具有的电势能越来越大，选项B正确；由于电场为非匀强电场，电势差U AB<U BC，选项C错误；电势φA>φB>φC，选项D错误．过关检测1. 如图所示，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 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 b解析：选D.由库仑定律可知，粒子在a 、b 、c 三点受到的电场力的大小关系为F b >F c >F a ，由a ＝F m可知，a b >a c >a a ，由运动轨迹可知，粒子Q 的电性与P 相同，受斥力作用，不论粒子从a 到c ，还是从c 到a ，在运动过程中总有排斥力与运动方向的夹角先为钝角后为锐角，即斥力先做负功后做正功，因此v a >v c >v b ，故D 正确．2. 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 ＞φQB ．直线c 位于某一等势面内，φM ＞φNC ．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，电场力做负功解析：选B.电子带负电荷，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，有W MN ＝W MP ＜0，而W MN ＝qU MN ，W MP ＝qU MP ，q ＜0，所以有U MN ＝U MP ＞0，即φM ＞φN ＝φP ，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP 和MQ 分别是两条等势线，有φM ＝φQ ，故A 错误，B 正确；电子由M 点到Q 点过程中，W MQ ＝q(φM －φQ )＝0，电子由P 点到Q 点过程中，W PQ ＝q(φP －φQ )＞0，故C 、D 错误．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题1．下图为氢原子的能级图，现有一大群处于n=5的激发态的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是：A．跃迁中能释放的光子只有4种B．跃迁到低能级后核外电子速率变小C．若某种金属的逸出功为13ev，则跃迁释放的光子中有且只有一种能使该金属发生光电效应D．若跃迁释放的光子中某些光子能使某种金属发生光电效应，则逸出的光电子动能一定大于13.6ev 2．如图所示，一物体做直线运动的v-t图象为两段圆弧曲线，在前2s内 ( )A．物体第1秒内的速度与第2秒内的速度方向相反B．物体第1秒内受到的合外力与第2秒内受到的合外力方向相反C．物体第1秒内的加速度逐渐增大，第2秒内的加速度逐渐减小D．物体第2秒内的平均速度等于2m/s3．如图所示，倾角为30°的粗糙斜面与倾角为60°的足够长的光滑斜面对接在一起，两斜面上分别放有质量均为的物块甲和乙，两物块通过一跨过定滑轮的细线连在一起。

在平行于斜面的拉力的作用下两物块均做匀速运动（细线保持拉直状态)，从图示位置开始计时，在甲物块与滑轮相碰前的一段时间内，下面的图象中，表示每个物块所通过的路程，表示两物块组成的系统的机械能，表示甲物块克服摩擦力所做的功，表示两物块组成的系统的重力势能，表示拉力对乙物块所做的功，则图象中所反映的关系可能正确的是A．B．C．D．4．某物体在地球表面，受到地球的万有引力为F。

若此物体受到的引力减小为F/4，则其距离地心的距离应为（R为地球半径）（）A．R B．2R C．4R D．8R5．如图所示，理想变压器有三个线圈A、B、C，已知B、C的匝数之比是n2：n3=10：1，理想电压表的示数为U，理想电流表的示数为I，灯L1、L2是完全相同的灯泡，根据以上条件可以计算出的物理量是( )A．通过灯L l的电流I2B．灯L2两端的电压U3C．输入变压器的电功率P1D．线圈A两端的电压U16．如图所示，一木块在垂直于倾斜天花板平面方向的推力F作用下处于静止状态，则下列判断正确的是A．天花板与木块间的弹力可能为零B．天花板对木块的摩擦力可能为零C．推力F逐渐增大的过程中，木块受天花板的摩擦力增大D．推力F逐渐增大的过程中，木块受天花板的摩擦力不变二、多项选择题7．在一个边界为等边三角形的区域内，存在一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在磁场边界上的P点有一个粒子源，发出比荷相同的三个粒子a、b、c（不计重力）沿同一方向进入磁场，三个粒子通过磁场的轨迹如图所示，用t a、t b、t c分别表示a、b、c通过磁场的时间；用r a、r b、r c分别表示a、b、c在磁场中的运动半径，则下列判断正确的是（）A．t a=t b＞t c B．t c＞t b＞t aC．r b＞r a＞r c D．r c＞r b＞r a8．如图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在AC板间，虚线中间不需加电场，如图所示，带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是A．带电粒子每运动一周被加速一次B．带电粒子每运动一周P1P2>P3P4C．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关D．加速电场方向需要做周期性的变化9．溜索是一种古老的渡河工具，现已演变为游乐项目．如图所示，滑轮、保险绳索与人体连接，粗钢索两端连接在固定桩上．人从高处平台的A点出发，借助几十米的落差，沿钢索顺势而下，滑过最低点C，到达B点时速度为零．下列说法中正确的有A．人滑到C点时速度最大B．人从A滑到C的过程中，重力的功率先增大后减小C．人滑到C点时的加速度方向竖直向上D．钢索对左侧固定桩的拉力小于对右侧固定桩的拉力10．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。

线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是（）A．电流表的示数为10AB．线圈转动的角速度为50πrad/sC．0.01s时线圈平面与磁场方向平行D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左三、实验题11．卡车以v0 =10m/s在平直的公路上匀速行驶，因为路口出现红灯，司机立即刹车，使卡车做匀减速直线前进直至停止。

停止等待6s时，交通灯变为绿灯，司机立即使卡车做匀加速运动。

已知从开始刹车到恢复原来的速度所用时间t = 12s，匀减速的加速度是匀加速的2倍，反应时间不计。

求：（1）卡车匀减速所用时间t1；（2）从卡车开始刹车到刚恢复到原来速度的过程中，通过的位移大小S.12．一个密闭的导热汽缸里用质量为M，横截面积为S的活塞封闭了A，B两部分气体，此时上下气体体积相等，当把汽缸倒置稳定后A，B两部分气体体积比为1︰2，重力加速度为g，求后来B气体的压强。