专题03 电学-2018年高考物理考试大纲解读 Word版含解析

专题七电场考纲原文再现考查方向展示考向1 通过点电荷形成的电场考查电场力与能的性质【样题1】（2017·新课标全国Ⅰ卷）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的关系如图所示。

电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别E a、E b、E c和E d。

点a到点电荷的距离r a与点a的电势ϕa已在图中用坐标（r a，ϕa）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W ab、W bc和W cd。

下列选项正确的是A ．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【解析】由题图可知，a 、b 、c 、d 到点电荷的距离分别为1 m 、2 m 、3 m 、6 m ，根据点电荷的场强公考向2 结合带电粒子的运动轨迹、电场线、等势面的关系考查电场的性质【样题2】 （2017·天津卷）如图所示，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 两点的加速度大小分别为a A 、a B ，电势能分别为E p A 、E p B 。

下列说法正确的是A ．电子一定从A 向B 运动B ．若a A >a B ，则Q 靠近M 端且为正电荷C ．无论Q 为正电荷还是负电荷一定有E p A <E p BD ．B 点电势可能高于A 点电势 【答案】BC【解析】电子在电场中做曲线运动，虚线AB 是电子只在静电力作用下的运动轨迹，电场力沿电场线直线曲线的凹侧，电场的方向与电场力的方向相反，如图所示，由所知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M 点受到的电场力较大，M 点的电场强度较大，根据点电荷的电场分布可知，靠近M 端为场源电荷的位置，应带正电，故B 正确；无论Q 为正电荷还是负电荷，一定有电势B A ϕϕ>，电子电势能p E e ϕ=-，电势能是标量，所以一定有E p A <E p B ，故C 正确，D 错误。

考向3 通过图象考查公式U=Ed 的应用【样题3】 （2017·新课标全国Ⅲ卷）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10 V 、17 V 、26 V 。

下列说法正确的是A ．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【解析】如图所示，设a 、c 之间的d 点电势与b 点相同，则1017717269ad dc -==-，d 点坐标为(3.5 cm ，6 cm)，过c 点作cf ⊥bd 于f ，由几何关系可得cf =3.6 cm ，则电场强度2617 V/cm 2.5 V/cm 3.6U E d -===，考向4 类比分析带电粒子在电场中的运动EF【样题4】（2017·江苏卷）如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点。

由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。

现将C板向右平移到P'点，则由O点静止释放的电子A．运动到P点返回B．运动到P和P'点之间返回C．运动到P'点返回D．穿过P'点【答案】A【解析】设A、B板间的电势差为U1，B、C板间的电势差为U2，板间距为d，电场强度为E，第一次由O点静止释放的电子恰好能运动到P点，根据动能定理得：qU1=qU2=qEd，将C板向右移动，B、C板间【样题5】（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=1.0×10–6C，匀强电场的场强E=3.0×103N/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。

【答案】（1）3.0×10–3 N （2）4.0×10–4 kg （3）2.0 m/s 【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 =1.0×10–6×3.0×103 N=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tan 37Fmg=︒，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21(1cos37)2mgl mv -︒=得 2.0 m/s v ==【样题6】 （2016·上海卷）如图（a ），长度L =0.8 m 的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A ，其电荷量Q =71.810C -⨯；一质量m =0.02 kg ，带电量为q 的小球B 套在杆上。

将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为x 轴正方向建立坐标系。

点电荷A 对小球B 的作用力随B 位置x 的变化关系如图（b ）中曲线I 所示，小球B 所受水平方向的合力随B 位置x 的变化关系如图（b ）中曲线II 所示，其中曲线II 在0.16≤x ≤0.20和x ≥0.40范围可近似看作直线。

求：（静电力常量92910N m /C k =⨯⋅）（1）小球B 所带电量q ;（2）非均匀外电场在x =0.3 m 处沿细杆方向的电场强度大小E ； （3）在合电场中，x =0.4 m 与x =0.6 m 之间的电势差U 。

（4）已知小球在x =0.2 m 处获得v =0.4 m/s 的初速度时，最远可以运动到x =0.4 m 。

若小球在x =0.16 m 处受到方向向右，大小为0.04 N 的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开细杆，恒力作用的最小距离s 是多少？【答案】（1）6110C -⨯ （2）4310N /C ⨯ （3）800 V （4）0.065 m 【解析】（1）由图可知，当x =0.3 m 时，120.018N qQF k x == 因此261110C F x q kQ-==?。

（3）根据图像可知在x =0.4 m 与x =0.6 m 之间合力做功大小W 合=0.004×0.2 J=8×10-4 J 由qU =W 合可得800V W U q合==（4）由图可知小球从x =0.16 m 到x =0.2 m 处，电场力做功J 106J 204.003.041-⨯=⨯=W 小球从0.2m x =到0.4m x =处，电场力做功2W =12-2mv =31.610--⨯J 由图可知小球从0.4m x =到0.8m x =处，电场力做功3W =－0.004×0.4 J=31.610--⨯J 由动能定理1W +2W +3W +F s 外=0 解得s =123=0.065m W W W F ++-外专题八 电路考纲原文再现考查方向展示考向1 直流电路动态变化问题分析【样题1】 （2014·上海卷）如图，电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r 。

将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表123V V V 、、示数变化量的绝对值分别为123V V V ∆∆∆、、，理想电流表A 示数变化量的绝对值I ∆，则A ．A 的示数增大B ．2V 的示数增大C ．3V ∆与I ∆的比值大于rD ．1ΔV 大于2V ∆ 【答案】ACD【解析】滑动变阻器的滑片向下滑动，导致滑动变阻器阻值变小，由于电压表断路，定值电阻和滑动变阻器为串联，滑动变阻器阻值变小，总电阻变小，电源电动势不变，总电流变大，即电流表示数变大，选项A 对。

电压表1V 测量定值电阻R 的电压，电阻不变，总电流变大，所以电压变大即1V 示数增大。

电压表2V 测量定值电阻和滑动变阻器总电压即路端电压，示数变小，选项B 错。

电压表3V 测量滑动变阻器电压，设电流增加量为I ∆，则根据1V I R ∆=∆⨯，2V I r ∆=∆⨯，所以12ΔV >ΔV ，选项D 对。

电压表3V 的变化量3V ()I r R ∆=∆⨯+，所以3()V r R r I∆=+>∆，选项C 对。

考向2 直流电路中的功率及其变化问题【样题2】 某同学将一直流电源的总功率P E 、输出功率P R 和电源内部的发热功率P r 随电流I 变化的图线画在同一坐标系中，如图中的a 、b 、c 所示，则下列说法中正确的是A ．图线b 表示输出功率P R 随电流I 变化的关系B ．图线a 的最高点对应的功率为最大输出功率C ．在图线上A 、B 、C 三点的纵坐标一定满足关系P A =P B +P CD ．两个图线交点M 与N 的横坐标之比一定为1:2，纵坐标之比一定为1:4 A ．斜面的倾角 B ．物块的质量C ．物块与斜面间的动摩擦因数D ．物块沿斜面向上滑行的最大高度 【答案】CD【解析】由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式P E =EI 、P r =I 2r 可知，a 是直线，表示的是电源消耗的总电功率，b 是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率，c表示外电阻的功率即为电源的输出功率小为2E E R r r =+，功率的大小为24E r，a 、b 线的交点N 表示电源的总功率P E 和电源内部的发热功率P r 相等，此时只有电源的内电阻，所以此时的电流的大小为E r ，功率的大小为2E r ，所以横坐标之比为1:2，纵坐标之比为1:4，所以D 正确。

专题九 磁场考纲原文再现考查方向展示考向1 结合几何关系考查带电粒子在磁场中的运动【样题1】 （2017·新课标全国Ⅱ卷）如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P 为磁场边界上的一点。

大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同的方向射入磁场。

若粒子射入速率为1v ，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为2v ，相应的出射点分布在三分之一圆周上。

不计重力及带电粒子之间的相互作用。

则21:v v 为A2BCD ．【答案】C【解析】当粒子在磁场中运动半个圆周时，打到圆形磁场的位置最远。

则当粒子射入的速度为1v ，如故选C 。

考向2 通过组合场考查带电粒子在复合场中的运动【样题2】 （2017·新课标Ⅲ卷）如图，空间存在方向垂直于纸面（xOy 平面）向里的磁场。