2020年高考物理试题分类汇编之《电场》(有详解)
2020年物理高考试题分类汇编之《电场》（全国卷2）19．一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。
若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v 匀速下降；若两极板间的电压为U ，经一段时间后，油滴以速率v 匀速上升。
若两极板间电压为－U ，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是A ．2v 、向下B ．2v 、向上C ．3 v 、向下D ．3 v 、向上 答案：C解析：当不加电场时，油滴匀速下降，即mg kv f ==；当两极板间电压为U 时，油滴向上匀速运动，即mg kv F +=电，解之得:mg F 2=电,当两极间电压为－U 时，电场力方向反向，大小不变，油滴向下运动，当匀速运动时，'kv mg F =+电，解之得：v'=3v ，C 项正确。
（天津卷）18．带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：①在电场线上运动，②在等势面上做匀速圆周运动。
该电场可能由A ．一个带正电的点电荷形成B ．一个带负电的点电荷形成C ．两个分立的带等量负电的点电荷形成D ．一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成’ 答案：A【解析】在仅受电场力的作用在电场线上运动，只要电场线是直线的就可能实现，但是在等势面上做匀速圆周运动，就需要带负电的粒子在电场中所受的电场力提供向心力，根据题目中给出的4个电场，同时符合两个条件的是A 答案（江苏卷）6．如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC ，电场中的A 、B 、C 三点的场强分别为E A 、E B 、E C ，电势分别为A ϕ、B ϕ、C ϕ，AB 、BC 间的电势差分别为U AB 、U BC ，则下列关系中正确的有A. A ϕ＞B ϕ＞C ϕB. E C ＞E B ＞E AC. U AB ＜U BCD. U AB ＝U BC 答案：ABC解析：考查静电场中的电场线、等势面的分布知识和规律。
A 、B 、C 三点处在一根电场线上，沿着电场线的方向电势降落，故φA ＞φB ＞φC ，A 正确；由电场线的密集程度可看出电场强度大小关系为E C ＞E B ＞E A ，B 对；电场线密集的地方电势降落较快，故U BC ＞U AB ，C 对D 错。
此类问题要在平时注重对电场线与场强、等势面与场强和电场线的关系的掌握，熟练理解常见电场线和等势面的分布规律。
（重庆卷）21.题21图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q 将随待测物体的上下运动而变化，若Q 随时间t 的变化关系为Q=bt a+（a 、b 为大于零的常数），其图象如题21图2所示，那么题21图3、图4中反映极板间场强大小E 和物体速率v 随t 变化的图线可能是A.①和③B.①和④C.②和③D.②和④答案：C解析：本题考查速度传感器的有关知识，本题为较难题目。
由题意可知：πεπε4k sQd d 4k s Q CdQ d ====U E 所以E 的变化规律与Q 的变化规律相似，所以E 的图象为②，由at bU d k s CU Q +===πε4k, 所以d=t+a=vt+a,所以是匀速移动，所以速度图象为③，综上所述C 正确。
（宁夏卷）21.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a 。
在以下方法中，能使悬线的偏角a 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】本题考查电容器的两个公式。
a 板与Q 板电势恒定为零，b 板和P 板电势总相同，故两个电容器的电压相等，且两板电荷量q 视为不变。
要使悬线的偏角增大，即电压U 增大，即减小电容器的电容C 。
对电容器C ，由公式C = q U = εS4πkd ，可以通过增大板间距d 、减小介电常数ε、减小板的针对面积S 。
（山东卷）21、如图所示，在y 轴上关于O 点对称的A 、B 两点有等量同种点电荷＋Q ，在x 轴上C 点有点电荷-Q ，且CO=OD ,∠ADO 二60°。
下列判断正确的是A ．O 点电场强度为零B ．D 点电场强度为零C ．若将点电荷＋q 从O 移向C ，电势能增大D ．若将点电荷一q 从O 移向C ．电势能增大 答案：BD解析：电场是矢量，叠加遵循平行四边行定则，由2kQE r =和几何关系可以得出，A 错B 对。
在O C →之间，合场强的方向向左，把负电荷从Ｏ移动到C ，电场力做负功，电势能增加，C 错D 对。
【高考考点】电场强度的叠加【易错提醒】混淆正电荷和负电荷在电场中的受力情况和电场力做功情况。
【备考提示】电场是每年高考的必考内容，考纲要求也很高。
本题涉及到了矢量运算，在教学中强化矢量的运算也很重要。
（上海卷）2A ．如图所示，把电量为－5×10－9C 的电荷，从电场中的A 点移到B 点，其电势能＿＿＿（选填“增大”、“减小”或“不变”）；若A 点的电势U A ＝15V ，B 点的电势U B ＝10V ，则此过程中电场力做的功为＿＿＿＿J 。
【答案】：增大，－2.5×10－8【解析】：将电荷从从电场中的A 点移到B 点，电场力做负功，其电势能增加；由电势差公式U AB = Wq，W= qU AB = －5×10―9×(15－10)J=－2.5×10－8J 。
（上海卷）14．如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷M 、N ，分别固定在A 、B 两点，O 为AB 连线的中点，CD 为AB 的垂直平分线。
在CO 之间的F 点由静止释放一个带负电的小球P （设不改变原来的电场分布），在以后的一段时间内，P 在CD 连线上做往复运动。
若（A ）小球P 的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中振幅不断减小 （B ）小球P 的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中每次经过O 点时的速率不断减小（C ）点电荷M 、N 的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P 往复运动过程中周期不断减小（D ）点电荷M 、N 的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P 往复运动过程中振幅不断减小答案：BCD【解析】：设F 与F ′绕O 点对称，在F 与F ′处之间，小球始终受到指向O 点的回复力作用下做往复运动，若小球P 带电量缓慢减小，则此后小球能运动到F ′点下方，即振幅会加大，A 错；每次经过O 点因电场力做功减少而速度不断减小，B 对；若点电荷M 、N 电荷量缓慢增大，则中垂线CD 上的场强相对增大，振幅减小，加速度相对原来每个位置增大，故一个周期的时间必定减小，C 、D 正确。
（上海卷）23．（12分）如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。
在Oxy 平面的ABCD 区域内，存在两个场强大小均为E 的匀强电场I 和II ，两电场的边界均是边长为L 的正方形（不计电子所受重力）。
（1）在该区域AB 边的中点处由静止释放电子，求电子离开ABCD 区域的位置。
（2）在电场I 区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从ABCD 区域左下角D 处离开，求所有释放点的位置。
（3）若将左侧电场II 整体水平向右移动L/n （n ≥1），仍使电子从ABCD 区域左下角D 处离开（D 不随电场移动），求在电场I 区域内由静止释放电子的所有位置。
23．（12分）解：（1）设电子的质量为m ，电量为e ，电子在电场I 中做匀加速直线运动，出区域I 时的为v 0，此后电场II 做类平抛运动，假设电子从CD 边射出，出射点纵坐标为y ，有2012eEL mv =22011()222L eE L y at m v ⎛⎫-== ⎪⎝⎭解得 y ＝14L ，所以原假设成立，即电子离开ABCD 区域的位置坐标为（－2L ，14L ） （2）设释放点在电场区域I 中，其坐标为（x ，y ），在电场I 中电子被加速到v 1，然后进入电场II 做类平抛运动，并从D 点离开，有2112eEx mv =2211122eE L y at m v ⎛⎫== ⎪⎝⎭解得 xy ＝24L ，即在电场I 区域内满足议程的点即为所求位置。
（3）设电子从（x ，y ）点释放，在电场I 中加速到v 2，进入电场II 后做类平抛运动，在高度为y ′处离开电场II 时的情景与（2）中类似，然后电子做匀速直线运动，经过D 点，则有2212eEx mv =2221122eE L y y at m v ⎛⎫'-== ⎪⎝⎭2y eEL v at mv ==，2y Ly v nv '= 解得 21124xy L n ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，即在电场I 区域内满足议程的点即为所求位置（海南卷）4、静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为φa 的a 点运动至电势为φb 的b 点．若带电粒子在a 、b 两点的速率分别为v a 、v b ，不计重力，则带电粒子的比荷q/m ，为A ．22a b b a ϕϕ--v vB ．22b ab aϕϕ--v v C ．222()a b b a ϕϕ--v v D ．222()b a b a ϕϕ--v v【答案】：C【解析】：由电势差公式以及动能定理：W=qU ab =q(φa －φb )= 12m (v b 2－v a 2)，可得比荷为q m = v b 2－v a 22(φa －φb )。
（海南卷）5、质子和中于是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的．两个强作用电荷相反（类似于正负电荷）的夸克在距离很近时几乎没有相互作用（称为“渐近自由”）；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力（导致所谓“夸克禁闭”）．作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力F 与它们之间的距离r 的关系为：101220, 0, 0, r r F F r r r r r ⎧⎪=-⎨⎪⎩＜＜≤≤＞式中F 0为大于零的常量，负号表示引力．用U 表示夸克间的势能，令U 0＝F 0(r 2—r 1)，取无穷远为势能零点．下列U －r 图示中正确的是【答案】：B【解析】：从无穷远处电势为零开始到r = r 2位置，势能恒定为零，在r = r 2到r = r 1过程中，恒定引力做正功，势能逐渐均匀减小，即势能为负值且越来越小，此部分图像为A 、B 选项中所示；r ＜ r 1之后势能不变，恒定为－U 0，由引力做功等于势能将少量，故U 0=F 0(r 2－r 1)。
2020年高考理综物理 7 电场
专题7 电场1.（15江苏卷）静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载《春秋纬考异邮》中有玳瑁吸衣若只说，但下列不属于静电现象的是A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引C．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流D．从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉答案：C解析：C是电磁感应现象，其余是静电现象.2.（15江苏卷）一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左，不计空气阻力，则小球A．做直线运动 B．做曲线运动 C．速率先减小后增大，D．速率先增大后减小答案：BC解析：小球受重力和电场力，合力方向左下，初速度与合力不在同一直线，所以小球做曲线运动.初阶段，合力与速度夹角为钝角，速率减小，后来，合力与速度夹角为锐角，速率增大，所以速率先减小后增大.3，（15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时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：ACD解析：逐项判断A.根据电场线的疏密判断，a点电场强度比b大，A正确；B.根据沿电场线电势降低，a 点的电势比b 低，B 错误；C.根据电场的叠加原理，c 、d 点的电场都是正电荷与两个相同的负电荷形成的电场的叠加，c 点两个相同的负电荷形成的电场互相抵消、d 点两个相同的负电荷形成的电场方向与正电荷形成的电场方向相反，而c 、d 点与正电荷距离相等，所以c 点电场强度比d 大，C 正确；D.根据Ed U =的原理，c 、d 点与正电荷距离相等，但正电荷到c 间电场强度比到d 间电场强度大，所以电势降落大，所以c 点的电势比d 低，D 正确.4.（15江苏卷）（16分）一台质谱仪的工作原理如图所示，电荷量均为+q 、质量不同的离子飘入电压为0U 的加速电场，其初速度几乎为零，这些离子经过加速后通过狭缝O 沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场，最后打在底片上，已知放置底片区域已知放置底片的区域MN =L ，且OM =L .某次测量发现MN 中左侧23区域MQ 损坏，检测不到离子，但右侧13区域QN 仍能正常检测到离子. 在适当调节加速电压后，原本打在MQ 的离子即可在QN 检测到.（1）求原本打在MN 中点P 的离子质量m ；（2）为使原本打在P 的离子能打在QN 区域，求加速电压U 的调节范围；（3）为了在QN 区域将原本打在MQ 区域的所有离子检测完整，求需要调节U 的最少次数.（取20. 301lg =；lg30. 477,lg50. 699==)解析：（1）离子在电场中加速2021mv qU = 在磁场中做匀速圆周运动r v m qvB 2=，解得qmU B r 021= ① 代入L r 430=，解得022329U L qB m = ② （2）由（1）得，=U 220916L r U ，离子打在Q 点L r 65=，解得811000U U =;离子打在N 点L r =，解得9160U U =，则电压的范围9168110000U U U ≤≤ （3）由（1）可知，r ∝U第一次调节电压到1U ，使原本打到Q 点的离子打到N 点，0165U U L L =，此时，设原本半径为1r 的打在1Q 的离子打在Q 上，则01165U U r L =，解得L L r 3625)65(21==第二次调节电压到2U ，使原本打到1Q 点的离子打到N 点，022)65(U U L L=，此时，设原本半径为2r 的打在2Q 的离子打在Q 上，则02265U U r L =，解得L L r 216125)65(32== 同理，第n 次调节电压，有L r n n 1)65(+=,检测完整，有L r n 21≤，解得8.21)56lg(2lg ≈-≥n ，最少次数为3次.第三次调节电压到3U ，使原本打到2Q 点的离子打到N 点，033)65(U U L L=，此时，设原本半径为3r 的打在3Q 的离子打在Q 上，则03365U U r L =，解得L L L r 211296625)65(43<==,调节电压的次数最少为3次.5.（15海南卷）如图，一充电后的平行板电容器的两极板相距l ，在正极板附近有一质量为M 、电荷量为q （q ＞0）的粒子，在负极板附近有另一质量为m 、电荷量为-q 的粒子，在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动.已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距的平面.若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则M ：m 为（ ）A. 3:2B. 2：1C. 5:2D. 3:1答案：A解析：设电场强度为E ，两粒子的运动时间相同，对M 有，，；对m 有，，联立解得，A 正确；6.（15海南卷）如图，两电荷量分别为Q （Q ＞0）和-Q 的点电荷对称地放置在x 轴上原点O 的两侧，a 点位于x 轴上O 点与点电荷Q 之间，b 位于y 轴O 点上方.取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是A.b点的电势为零，电场强度也为零B.正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右C.将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功D.将同一正的试探电荷先后从O、b点移到a点，后者电势能的变化较大答案：BC解析：因为等量异种电荷在其连线的中垂线上的电场方向为水平指向负电荷，所以电场方向与中垂线方向垂直，故中垂线为等势线，因为中垂线延伸到无穷远处，所以中垂线的电势为零，故b点的电势为零，但是电场强度不为零，A错误；等量异种电荷连线上，电场方向由正电荷指向负电荷，方向水平向右，在中点O处电势为零，O点左侧电势为正，右侧电势为负，又知道正电荷在正电势处电势能为正，故B正确；O点的电势低于a点的电势，电场力做负功，所以必须克服电场力做功，C正确；O点和b点的电势相等，所以先后从O、b点移到a点，电场力做功相等，电势能变化相同，D错误；7.（15四川卷）如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q（图中未画出）时速度为零.则小球aA．从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B．从N到P的过程中，速率先增大后减小C．从N到Q的过程中，电势能一直增加D．从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量答案：BC解析：a球从N点静止释放后，受重力mg、b球的库仑斥力F C和槽的弹力N作用，a球在从N到Q的过程中，mg与F C的夹角θ逐渐减小，不妨先假设F C的大小不变，随着θ的减小mg 与F C的合力F将逐渐增大，况且，由库仑定律和图中几何关系可知，随着θ的减小F C逐渐增大，因此F一直增加，故选项A错误；在a球在从N到Q的过程中，a、b两小球距离逐渐变小，电场力一直做负功，电势能一直增加，故选项C 正确；显然在从P 到Q 的过程中，根据能的转化与守恒可知，其电势能增加量等于其机械能的减少量，b 球在Q 点时的重力势能大于其在P 点时的重力势能，因此该过程中动能一定在减少，且其减少量一定等于其电势能与重力势能增加量之和，故选项D 错误；既然在从P 到Q 的过程中，b 球的动能在减少，因此其速率也在减小，而开始在N 点时速率为0，开始向下运动段中，其速率必先增大，故选项B 正确.8.（15安徽卷）由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q 1和q 2，其间距离为r 时，它们之间相互作用力的大小为221rq q k F =，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 ·A 2·m 2B ．kg ·A -2·m 3·s -4C ．kg ·m 2·C -2D ．N ·m 2·A -2答案：B解析：根据单位制，k 的单位为N ·m 2·C -2，而1N= 1kg ·m ·s -2，1C=1 A ·s ，代入得k 的单位为kg ·A -2·m 3·s -4，故答案为B ．9.（15 安徽卷）已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为02σε，其中σ为平面上单位面积所带的电荷量，ε0为常量.如图所示的平行板电容器，极板正对面积为S ，其间为真空，带电量为Q .不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为A ．S εQ 0和S εQ 02B ．02Q S ε和SεQ 02 C ．02Q S ε和202Q S ε D ．S εQ 0和202Q S ε 答案：D 解析：由题意，单块极板产生的电场强度为002QE S ε=，根据电场的叠加原理，极板间的电场强度大小002Q E E Sε==，选项B 、C 错误；由于一块极板在另一块极板处产生的电场强度处处相同，借用微元和累加的思想，所以另一块极板所受电场力为2002Q F QE S ε==，+ + ++ - - - - S故选项A 错误．答案为D ．10.（15海南卷）在xOy 平面内，有沿y 轴负方向的匀强电场，场强大小为E （图中未画出），由A 点斜射出一质量为m ，带电量为+q 的粒子，B 和C 是粒子运动轨迹上的两点，如图所示，其中l 0为常数.粒子所受重力忽略不计，求：（1）粒子从A 到C 过程中电场力对它做的功；（2）粒子从A 到C 过程所经历的时间；（3）粒子经过C 点时的速率.解析：（1）电场力做功与路径无关，A 、C 间沿电场线方向的距离03y l ∆=，所以电场力做功03W qE y qEl =∆=；（2）由对称性知，轨迹最高点在y 轴上，设为P 点，带电粒子在水平方向做匀速直线运动，又A 、P 、B 、C 的水平间距相等，均为l 0，所以三段轨迹经历时间也相等，设为t 0，由P 到C 竖直方向做初速为零的匀加速直线运动，有:1:3PB BC y y ∆∆=，0PB y l ∆=，由P 到B ，有20012qE l t m=，解得0t =所以粒子从A 到C 过程所经历的时间03AC t t ==； （3）由P 到C ，水平速度0022x v t l=，所以00x l v t ==，竖直方向00242y v t l =，所以0044y x l v v t==，即粒子经过C点时的速率C x v === 11.（15广东卷）（多选题）如图所示的水平匀强电场中，将两个带电小球M 和N 分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，MN 保持静止，不计重力，则A ．M 的带电量比N 大B ．M 带负电荷，N 带正电荷C ．静止时M 受到的合力比N 大D ．移动过程中匀强电场对M 做负功 答案：BDl 0解析：释放后，MN保持静止，它们均受到水平匀强电场的电场力qE和相互之间的库仑力F 作用，因此有qE＝F，两者方向相反，其合力为0，故选项C错误；由牛顿第三定律可知，MN间相互作用的库仑力F，一定大小相等、方向相反，所以它们受到的水平匀强电场的电场力qE也一定大小相等、方向相反，所以两带电小球必带异种电荷，电量相等，故选项A错误；两小球带异种电荷，相互间的库仑力为引力，由图中位置关系可知，小球M受到的水平匀强电场的电场力方向向左，与电场方向相反，所以带负电，小球N受到的水平匀强电场的电场力方向向右，与电场方向相同，所以带正电，故选项B正确；由图示可知，小球M移动方向与水平匀强电场的电场力方向成钝角，所以匀强电场对M做负功，故选项D正确.。
2020版高考物理课标Ⅱ专用专题八 静电场
由动能定理有Wab=qQUab=
1 2
mvb2
-
1 2
mva2
Wbc=qQUbc=
1 2
m vc2
-
1 2
mvb2
因为Wab<0,所以va>vb
因为Wbc>0,所以vc>vb
因为|Uab|>|Ubc|,所以va>vc
故有va>vc>vb,D项正确。
考查点 电场力的性质
解题关键 ①了解点电荷周围场强的分布。
W2 2
,即B项正确。若W1
=W2,则φa-φb=φc-φd,结合④⑤两式可推出φa-φM=φb-φN,即D项正确。由题意无法判定电场强度的
方向,故A、C项均错误。
易错点拨 注意E=U 成立的条件
d
在匀强电场中,E=U 中的d为始、末两点沿电场线方向上的距离,本题中如果未注意这一条件,
d
易错选C。
甲
乙
思路分析 假设P带正电,分析P与Q能否同时达到平衡状态;再假设P带负电,分析P与Q能否同
时达到平衡状态。
栏目索引
2.(2016课标Ⅱ,15,6分)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。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aa、ab、ac,速度大小分别为va、vb、vc。则 ( )
产生的场强与-q在a点产生的场强也完全相同,故a点与b点的总场强也完全相同,B、C均正确。
知识储备 ①点电荷产生的电势:离正场源电荷越近越高,离负场源电荷越近越低。②点电荷
产生的场强大小E=
kQ r2
,方向沿连线背离正场源电荷或指向负场源电荷。③掌握电场的叠加
赏析2020年高考电场考题
赏析２０２０年高考电场考题陶汉斌(浙江省金华第一中学㊀３２１０１５)摘㊀要:２０２０年高考物理试题对电场部分的考查比较突出ꎬ既有对基本概念的考查ꎬ又有综合考查ꎬ既在选择题中出现ꎬ也在综合题中出现.其中ꎬ带电粒子在电场中运动问题的考查基调是 电场搭台ꎬ力学唱戏 .电场中力与运动ꎬ力与能量的关系是高考的热点ꎬ常考常新ꎬ精彩纷呈.文章分别对以选择题出现的基本概念考题和以综合题出现的考题进行分析探讨.关键词:电场考题ꎻ基本概念ꎻ综合运用中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２１)０４－００８０－０３收稿日期:２０２０－１１－０５作者简介:陶汉斌(１９６８.１２－)ꎬ男ꎬ本科ꎬ中学高级教师ꎬ从事高中物理教学研究.㊀㊀电场知识是高中物理的重要组成部分ꎬ是每年高考的热点内容ꎬ２０２０年高考对电场知识的考查体现在两个方面ꎬ一是考查考生对电场知识理解掌握程度的基本概念题ꎬ常以选择题的形式出现ꎻ二是考查考生对电场知识综合运用能力的分析计算题ꎬ这类题的分值较高.解答好相关考题是夺取高考高分的重要保障.下面结合高考题进行分析解答.㊀㊀一㊁电场基本概念考题分析１.电场的描述 场强与电势电场的知识确实非常抽象ꎬ我们曾借助于检验电荷ꎬ从力与能量的两个角度研究电场.当检验电荷静止在电场中某个点时ꎬ该电荷体验到了电场力的感觉和电势能的体验ꎬ当电荷在电场中从一个位置移动到另一位置时ꎬ体现了做功的过程与能量的变化.从力的角度引入了电场强度Ｅ的概念来描述电场ꎻ利用电势φ与电势差Ｕꎬ从做功与能量的角度来描述电场.例１㊀(２０２０全国卷Ⅱ)如图１ꎬ竖直面内一绝缘细圆环的上㊁下半圆分别均匀分布着等量异种电荷.ａ㊁ｂ为圆环水平直径上的两个点ꎬｃ㊁ｄ为竖直直径上的两个点ꎬ它图１们与圆心的距离均相等.则(㊀㊀).Ａ.ａ㊁ｂ两点的场强相等Ｂ.ａ㊁ｂ两点的电势相等Ｃ.ｃ㊁ｄ两点的场强相等Ｄ.ｃ㊁ｄ两点的电势相等解析㊀如图２所示ꎬ同学们都知道等量异种电荷周围空间的电场线图２分布情况.该题情景中的带电圆环ꎬ可等效拆解成这样无数对等量异种电荷的电场ꎬ它们在竖直方向上平行放置.中轴线为ＰＰᶄꎬ它所在的水平面与每一条电场线都是垂直的ꎬ也就是等势面ꎬ将这些等势面延伸到无穷远外ꎬ无穷远处电势为零.根据对称性的特点ꎬ中轴线ＰＰᶄ上所有点的电势均为零ꎬ即φａ＝φｂ＝０ꎻ沿着Ｍ走到点Ｎꎬ从正电荷走到负电荷ꎬ电势一直在降低ꎬ即φｃ>φｄꎬ故Ｂ正确ꎬＤ错误ꎻ而对于ＡＣ两个选项ꎬ在图中观察可知上下两侧电场线分布对称ꎬ左右两侧电场线分布也对称ꎬ由电场的叠加原理可知ＡＣ正确.本题的正确选项为ＡＢＣ.点评㊀场强的叠加是矢量的运算ꎬ而电势的叠加是标量的相加ꎬ正电荷周围电势大于零而负电荷周围电势小于零ꎬ注意电场的对称之美.２.两条图线 电场线与等势线电场是客观存在的物质ꎬ但又是看不见摸不着的.不象力学中弹簧㊁小车㊁小球等具体形象的物理模型ꎬ因此在研究电场问题时为了更加形象直观的描述电场ꎬ从电场强度的角度引入了电场线ꎬ去描述场强Ｅꎻ从电势的高低引入了等势线与等势面ꎬ以达到由形象思维上升到抽象思维的境界.例２㊀(２０２０全国卷Ⅲ)如图３ꎬøＭ是锐角三角形ＰＭＮ最大的内角ꎬ电荷量为ｑ(ｑ>０)的点电荷固定在Ｐ０８图３点.下列说法正确的是(㊀㊀).Ａ.沿ＭＮ边ꎬ从Ｍ点到Ｎ点ꎬ电场强度的大小逐渐增大Ｂ.沿ＭＮ边ꎬ从Ｍ点到Ｎ点ꎬ电势先增大后减小Ｃ.正电荷在Ｍ点的电势能比其在Ｎ点的电势能大Ｄ.将正电荷从Ｍ点移动到Ｎ点ꎬ电场力所做的总功为负图４解析㊀Ａ.点电荷的电场以点电荷为中心ꎬ向四周呈放射状ꎬ如图４øＭ是最大内角ꎬ所以ＰＮ>ＰＭꎬ根据点电荷的场强公式Ｅ＝ｋＱｒ２(或者根据电场线的疏密程度)可知从ＭңＮ电场强度先增大后减小ꎬＡ错误ꎻＢ.电场线与等势面(图４中虚线)处处垂直ꎬ沿电场线方向电势降低ꎬ所以从ＭңＮ电势先增大后减小ꎬＢ正确ꎻＣ.Ｍ㊁Ｎ两点的电势大小关系为φＭ>φＮꎬ根据电势能的公式Ｅｐ＝ｑφ可知正电荷在Ｍ点的电势能大于在Ｎ点的电势能ꎬＣ正确ꎻＤ.正电荷从ＭңＮꎬ电势能减小ꎬ电场力所做的总功为正功ꎬＤ错误.本题的正确选项为ＢＣ.点评㊀电场线与等势线是用来直观描述电场的图线ꎬ我们在解题时要善于借助图线进行解题.㊀㊀二㊁电场知识综合运用考题分析在学习物理的过程中学生要建立三大物理观念ꎬ也就是力㊁运动以及能量的观念.重点考查力与运动的关系ꎬ力与能量的关系ꎬ考查学生综合分析的能力.图５例３㊀(２０２０全国卷Ⅰ)在一柱形区域内有匀强电场ꎬ柱的横截面积是以Ｏ为圆心ꎬ半径为Ｒ的圆ꎬＡＢ为圆的直径ꎬ如图５所示.质量为ｍꎬ电荷量为ｑ(ｑ>０)的带电粒子在纸面内自Ａ点先后以不同的速度进入电场ꎬ速度方向与电场的方向垂直.已知刚进入电场时速度为零的粒子ꎬ自圆周上的Ｃ点以速率ｖ０穿出电场ꎬＡＣ与ＡＢ的夹角θ＝６０ʎ.运动中粒子仅受电场力作用.(１)求电场强度的大小ꎻ(２)为使粒子穿过电场后的动能增量最大ꎬ该粒子进入电场时的速度应为多大?(３)为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为ｍｖ０ꎬ该粒子进入电场时的速度应为多大?解析㊀(１)粒子初速度为零ꎬ由Ｃ点射出电场ꎬ故电场方向与ＡＣ平行ꎬ由Ａ指向Ｃ.由几何关系和电场强度的定义知ＡＣ＝Ｒ㊀Ｆ＝ｑＥ由动能定理有Ｆ ＡＣ＝１２ｍｖ２０ꎬ解得Ｅ＝ｍｖ２０２ｑＲ图６(２)如图６ꎬ由几何关系知ＡＣʅＢＣꎬ故电场中的等势线与ＢＣ平行.作与ＢＣ平行的直线与圆相切于Ｄ点ꎬ与ＡＣ的延长线交于Ｐ点ꎬ则自Ｄ点从圆周上穿出的粒子的动能增量最大.由几何关系知øＰＡＤ＝３０ʎꎬＡＰ＝３２ＲꎬＤＰ＝３２Ｒ设粒子以速度ｖ１进入电场时动能增量最大ꎬ在电场中运动的时间为ｔ１.粒子在ＡＣ方向做加速度为ａ的匀加速运动ꎬ运动的距离等于ＡＰꎻ在垂直于ＡＣ的方向上做匀速运动ꎬ运动的距离等于ＤＰ.由牛顿第二定律和运动学公式有Ｆ＝ｍａ㊀ＡＰ＝１２ａｔ２１㊀ＤＰ＝ｖ１ｔ１ꎬ解得ｖ１＝２４ｖ０(３)设粒子以速度ｖ进入电场时ꎬ在电场中运动的时间为ｔ.以Ａ为原点ꎬ粒子进入电场的方向为ｘ轴正方向ꎬ电场方向为ｙ轴正方向建立直角坐标系.由运动学公式有ｙ＝１２ａｔ２㊀ｘ＝ｖｔ粒子离开电场的位置在圆周上ꎬ有ｘ－３２Ｒæèçöø÷２＋ｙ－１２Ｒæèçöø÷２＝Ｒ２粒子在电场中运动时ꎬ其ｘ方向的动量不变ꎬｙ方向的初始动量为零.设穿过电场前后动量变化量的大小为ｍｖ０的粒子ꎬ离开电场时其ｙ方向的速度分量为ｖ２ꎬ由题给条件及运动学公式有ｍｖ２＝ｍｖ０＝ｍａｔ解得ｖ＝０和ｖ＝３２ｖ０此题中的第三个问题还有另外一种解法:由题意知ꎬ初速为０时ꎬ动量增量的大小为ｍｖ０ꎬ此即问题的一个解.自Ａ点以不同的速率垂直于电场方向射入电场的粒子ꎬ沿ｙ方向位移相等时ꎬ所用时间都相同.因此ꎬ不同粒子运动到线段ＣＢ上时ꎬ动量变化都相同ꎬ自Ｂ点射出电场的粒子ꎬ其动量变化也为ｍｖ０ꎬ由几何关系及运动学规律可得ꎬ此时入射速率ｖ＝３２ｖ０.点评㊀此题考查了带电粒子在电场中的运动问题ꎬ我们可运用运动的独立作用和力的独立作用原理进行分析ꎬ第三问的另解中运用了等效的思维方法.例４㊀(２０２０新课标全国卷)某型号质谱仪的工作原理如图７甲所示.Ｍ㊁Ｎ为竖直放置的两金属板ꎬ两板间电１８压为ＵꎬＱ板为记录板ꎬ分界面Ｐ将Ｎ㊁Ｑ间区域分为宽度均为ｄ的Ⅰ㊁Ⅱ两部分ꎬＭ㊁Ｎ㊁Ｐ㊁Ｑ所在平面相互平行ꎬａ㊁ｂ为Ｍ㊁Ｎ上两正对的小孔.以ａ㊁ｂ所在直线为ｚ轴ꎬ向右为正方向ꎬ取ｚ轴与Ｑ板的交点Ｏ为坐标原点ꎬ以平行于Ｑ板水平向里为ｘ轴正方向ꎬ竖直向上为ｙ轴正方向ꎬ建立空间直角坐标系Ｏｘｙｚ.区域Ⅰ㊁Ⅱ内分别充满沿ｘ轴正方向的匀强磁场和匀强电场ꎬ磁感应强度大小㊁电场强度大小分别为Ｂ和Ｅ.一质量为ｍꎬ电荷量为＋ｑ的粒子ꎬ从ａ孔飘入电场(初速度视为零)ꎬ经ｂ孔进入磁场ꎬ过Ｐ面上的ｃ点(图中未画出)进入电场ꎬ最终打到记录板Ｑ上.不计粒子重力.(１)求粒子在磁场中做圆周运动的半径Ｒ以及ｃ点到ｚ轴的距离Ｌꎻ(２)求粒子打到记录板上位置的ｘ坐标ꎻ(３)求粒子打到记录板上位置的ｙ坐标(用Ｒ㊁ｄ表示)ꎻ(４)如图７乙所示ꎬ在记录板上得到三个点ｓ１㊁ｓ２㊁ｓ３ꎬ若这三个点是质子１１Ｈ㊁氚核３１Ｈ㊁氦核４２Ｈｅ的位置ꎬ请写出这三个点分别对应哪个粒子(不考虑粒子间的相互作用ꎬ不要求写出推导过程).图７解析㊀(１)设粒子经加速电场到ｂ孔的速度大小为ｖꎬ粒子在区域Ｉ中ꎬ做匀速圆周运动对应圆心角为αꎬ在Ｍ㊁Ｎ两金属板间ꎬ由动能定理得ｑＵ＝１２ｍｖ２在区域Ⅰ中ꎬ粒子做匀速圆周运动ꎬ磁场力提供向心力ꎬ由牛顿第二定律得ｑｖＢ＝ｍｖ２Ｒ解得Ｒ＝２ｍｑＵｑＢ由几何关系得ｄ２＋(Ｒ－Ｌ)２＝Ｒ２㊀ｃｏｓα＝Ｒ２－ｄ２Ｒ㊀ｓｉｎα＝ｄＲ解得Ｌ＝２ｍｑＵｑＢ－２ｍＵｑＢ２－ｄ２(２)设区域Ⅱ中粒子沿ｚ轴方向的分速度为ｖｚꎬ沿ｘ轴正方向加速度大小为ａꎬ位移大小为ｘꎬ运动时间为ｔꎬ由牛顿第二定律得ｑＥ＝ｍａ粒子在ｚ轴方向做匀速直线运动ꎬ由运动合成与分解的规律得ｖｚ＝ｖｃｏｓα㊀ｄ＝ｖｚｔ粒子在ｘ方向做初速度为零的匀加速直线运动ꎬ由运动学公式得ｘ＝１２ａｔ２ꎬ解得ｘ＝ｍｄ２Ｅ４ｍＵ－２ｑｄ２Ｂ２(３)设粒子沿ｙ方向偏离ｚ轴的距离为ｙꎬ其中在区域Ⅱ中沿ｙ方向偏离的距离为ｙᶄꎬ由运动学公式得ｙᶄ＝ｖｔｓｉｎα㊀ｙ＝Ｌ＋ｙᶄ解得ｙ＝Ｒ－Ｒ２－ｄ２＋ｄ２Ｒ２－ｄ２(４)根据已求得的竖直位移可知ꎬ荷质比越大ꎬ竖直位移越大ꎬ所以ｓ１㊁ｓ２㊁ｓ３分别对应氚核３１Ｈ㊁氦核４２Ｈｅ㊁质子１１Ｈ的位置.点评㊀本题考查带电粒子在电场和磁场中的运动ꎬ在电场中带电粒子喜欢玩转直线运动与类平抛运动ꎬ运用动能定理和运动的独立性原理进行求解ꎬ在解题时要注意运动的立体三维空间.㊀㊀三㊁科学的思维方法前面我们对高考电场知识的考查进行了剖析ꎬ我们在掌握物理知识的同时ꎬ也应该归纳重要的科学研究方法ꎬ旨在培养自己的科学研究能力ꎬ这是学生终身受用的本领.只有这样才能提高学生的物理学科素养.在电场这一章的教学过程中ꎬ我们发现蕴藏着许多科学研究的方法.具体表现在如下的框图８中:图８如在电场这一章的学习过程中ꎬ我们就可利用类比研究的方法ꎬ将必修一与必修二所学过的方法迁移到抽象的电场中.如电场这一章中有引力定律与库仑定律的类比ꎬ重力场与电场中的力㊁做功以及能量的类比ꎬ电场的类平抛与重力场中的平抛运动进行类比.类比是一种逻辑推理形式ꎬ是一种极具启发性㊁创造性㊁灵活性的推理方法.应用两种物理现象和两种物理规律之间的相似或相同ꎬ而推出其它方面也相似或相同的方法就是类比法.在物理学研究陷入困境时ꎬ往往通过类比方法打开一个新的天地.每当理智缺乏可靠论证的思路时ꎬ类比这个方法往往能指引我们前进.㊀㊀参考文献:[１]陶汉斌.鉴赏２０１６年１０月浙江选考物理压轴题[Ｊ].数理化解题研究ꎬ２０１７(１３):６３.[责任编辑:李㊀璟]２８。
2020高考物理电场复习题含答案
,电场一、考点介绍本考点内容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．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．其是在力、电综合试题中，多把电场与牛顿定律，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．二、高考真题1．（山东卷.理综.21）如图1所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q，在x轴上C点有点电荷-Q,且CO=OD∠ADO＝60.下列判断正确的是（）A.O点电场强度为零B.O点电场强度为零C.若将点电荷+q从O移向C,电势能增大D.若将点电荷-q从O移向C，电势能增大⎧ 0, 0 ＜r ＜ r F = ⎨-F , r ≤r ≤ r ⎪ 距离较远时，它们 之间就会出现很强的引力（导 0, r ＞r ⎩ －U 0－U 0图12．（海南卷 .物理 .5）质子和中于是由更基本的粒子即所谓“夸克” 组成的．两个强作用电荷相反（类似于正负电荷）的夸克在距离很近时几乎没有相互1作用（称为“渐近自由”）；在 ⎪ 0 1 2 2致所谓“夸克禁闭”）．作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力 F 与它们之间的距离 r 的关系为：式中 F 0 为大于零的常量，负号表示引力．用 U 表示夸克间的势能，令 U 0＝F 0(r 2—r 1)，取无穷远为势能零点．下列图 2 中 U －r 图示中正确的是（）UOr 1 r 2r UOr 1 r 2r UOr 1 r 2rU U 0－U 0OABCr 1 Dr 2 r图23．（上海卷.物理.2A ）如图 3 所示，把电量为－5×10－9C 的电荷，从电场中的 A 点移到 B 点，其电势能＿＿＿（选填“增大”、“减 小”或“不变”）；若 A 点的电势 U A ＝15V ，B 点的电势 U B ＝10V ，则图3此过程中电场力做的功为＿＿＿＿J 。
2020高考物理 电场及带电粒子在电场中的运动 Word版含答案
专题三 电场与磁场第8讲 电场及带电粒子在电场中的运动一、明晰一个网络 ,掌握电场的力、能性质U ＝Ed ,沿场强方向相同距离电势差相等． U ＝El cos θ ,沿任意θ方向 ,相同距离电势差相等二、活学活用 - -电场性质的判断方法判断场强强弱 根据电场线的疏密判断根据公式E ＝k Qr 2和场强叠加原理判断判断电势的上下根据电场线的方向判断由U AB ＝W ABq判断根据电场力做功(或电势能)判断判断电势能大小根据E p ＝qφ判断根据ΔE p ＝－W 电 ,由电场力做功判断三、根据粒子运动的轨迹判断粒子的受力及运动情况的三个依据 1．确定受力方向的依据(1)曲线运动的受力特征：带电粒子受力总指向曲线的凹侧；(2)电场力方向与场强方向的关系：正电荷的受力方向与场强方向同向 ,负电荷那么相反；(3)场强方向与电场线或等势面的关系：电场线的切线方向或等势面的法线方向为电场强度的方向．2．比拟加速度大小的依据：电场线或等差等势面越密⇒E 越大⇒F ＝qE 越大⇒a ＝qEm 越大．3．判断加速或减速的依据：电场力与速度成锐角(钝角) ,电场力做正功(负功) ,速度增加(减小)．四、明辨 "场强、电势、电场线〞 ,谨防解题误入歧途1．场强是矢量 ,其合成法那么为平行四边形定那么 ,电势是标量 ,其合成法那么为算术加减法．2．在匀强电场中 ,沿同一方向 ,相等距离上电势变化量相同． 3．沿电场线方向电势降低 ,但是电势降低的方向不一定是电场方向．高频考点1 对电场性质的理解1．电场强度是矢量 ,叠加时应遵循平行四边形定那么 ,分析电场叠加问题的一般步骤： (1)确定分析计算的空间位置；(2)分析该点有几个分电场 ,分析各个分电场在该点的电场强度的大小和方向； (3)利用平行四边形定那么求出矢量和．特别提醒：分析求解电场叠加问题时 ,要充分利用补偿法、对称法、等效法等思维方法 2．熟练掌握电场线的应用(1)判断电场强度的方向 - -电场线上任意一点处的切线方向即该点电场强度的方向．(2)判断电场力的方向- -正点电荷的受力方向和电场线在该点的切线方向相同,负点电荷的受力方向和电场线在该点的切线方向相反．(3)定性判断电场强度的大小- -电场线密处电场强度大,电场线疏处电场强度小,进而可分析电荷受力情况．(4)判断电势的上下与电势降低的快慢- -沿电场线的方向电势逐渐降低,电场强度的方向是电势降低最|||快的方向．特别提醒：熟悉几种典型的电场线分布情况有利于我们对电场强度和电势迅速作出判断,进一步可了解点电荷在电场中的受力和运动情况、电场力做功及伴随的能量转化情况.3．分析电场的性质问题的一般思路(1)场强大小、电势上下的判断明确电场线或等势面的分布情况,场强大小看电场线的疏密程度,电势上下看电场线的方向；空间同时存在两个或两个以上的电场时,利用平行四边形定那么求其合场强．(2)电势能大小及其变化的分析①做功角度：根据电场力做功与电势能变化的关系分析带电粒子电势能及其变化情况．电场力做正功,粒子的电势能减小；电场力做负功,粒子的电势能增加．②转化角度：只有电场力做功时,电势能与动能可以相互转化,动能减少,电势能增加；动能增加,电势能减少．1－1.(多项选择)(2021·苏锡常镇四市调研)某电场在直角坐标系中的电场线分布情况如以下图,O、M、N为电场中的三个点,那么由图可得()A．M点的场强小于N点的场强B．M点的电势低于N点的电势C．将一负电荷由O点移到M点电势能增加D．将一正电荷从O点分别移到M点和N点,电场力做功相同解析：M点的电场线较N点密集,故M点的场强大于N点的场强,选项A错误；顺着电场线电势降低,故M点的电势低于N点的电势,选项B正确；O点电势高于M点,故将一负电荷由O点移到M点电势能增加,选项C正确；M点的电势低于N点的电势,故OM与ON之间的电势差不等,故将一正电荷从O点分别移到M点和N点,电场力做功不相同,选项D错误；应选BC．答案：BC1－2.(多项选择) (2021·全国卷Ⅰ)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的关系如以下图．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 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.以下选项正确的选项是()A．E a∶E b＝4∶1B．E c∶E d＝2∶1C．W ab∶W bc＝3∶1 D．W bc∶W cd＝1∶3解析：此题考查场强与电势．由图可知：r a＝1 m、φa＝6 V；r b＝2 m、φb＝3 V；r c＝3 m、φc＝2 V；r d＝6 m、φd＝1 V．由点电荷的场强公式E＝kQr2得E a∶E b∶E c∶E d＝1r2a∶1r2b∶1r2c∶1r2d＝36∶9∶4∶1 ,A正确、B错误．由W AB＝qU AB＝q(φA－φB)得W ab∶W bc∶W cd＝(φa－φb)∶(φb －φc)∶(φc－φd)＝3∶1∶1 ,故C正确、D错误．答案：AC1－3.(多项选择) (2021·马鞍山二中高三测试)如以下图,在x,y坐标系中有以O点为中|心,边长为0.20 m的正方形,顶点A、B、C、D分别在坐标轴上,在该平面内有一匀强电场(图中未画出) ,A、B、C三点的电势分别为3V、－3V、－3V ,那么以下说法正确的选项是()A．D点的电势为3VB．该匀强电场的场强大小E＝10 2 V/mC．该匀强电场的场强大小E＝10 6 V/mD．电场场强方向与x轴正方向成θ＝30°角解析：因A、C两点的电势分别为3V、－3V ,可知O点的电势为零,由对称性可知D点的电势为3V ,选项A 正确；设过O 点的零等势线与x 轴夹角为α ,那么E ·22×0.2sin α＝3；E ·22×0.2cos α＝3；解得α＝60°；E ＝106V/m ,因电场线与等势面正交 ,故电场场强方向与x 轴正方向成θ＝30°角 ,选项CD 正确．答案：ACD1－4． (多项选择)(2021·全国卷Ⅲ)一匀强电场的方向平行于xOy 平面 ,平面内a 、b 、c 三点的位置如以下图 ,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 ．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解析：此题考查电场强度、电势、电势差．设a 、c 连线上d 点电势为17 V ,如以下图 ,那么l dc 8 cm ＝9 V 16 V ,得l dc ＝4.5 cm ,tan θ＝4.56＝34 ,θ＝37°.过c 作bd 垂线交bd 于e 点 ,那么l ce ＝l dc cos θ＝4.5×45 cm ＝3.6 cm.ce 方向就是匀强电场方向 ,场强大小为E ,El ce ＝U cb ,E ＝2.5 V/cm ,A 项正确．U oe ＝El ob sin 53°＝16 V ,故O 点电势φ0＝17 V －16 V ＝1 V ,B 项正确．电子在a 点的电势能比在b 点的高7 eV ,C 项错误．电子从b 点到c 点电场力做功W ＝9 eV ,D 项正确．答案：ABD高频考点2 平行板电容器的问题分析(多项选择)如以下图 ,两块水平放置的平行正对的金属板a 、b 与电源相连 ,在与两板距离相等的M 点处有一个带电液滴处于静止状态．假设上极板a 向下平移一小段距离 ,但仍在M 点上方 ,稳定后 ,以下说法正确的选项是( )A ．液滴将加速向下运动B ．M 点电势升高C ．M 点的电场强度变小了D ．在a 板移动前后两种情况下 ,假设将液滴从a 板移到b 板 ,电场力做的功相同 [思路点拨] 分析求解平行板电容器问题时 ,必须明确是电压不变还是带电荷量不变 ,此题由于极板与电源连接 ,所以应是电压不变；另外判断液滴的运动情况 ,就要对液滴进行受力分析 ,判断其合力的方向．【解析】 两极板始终与电源相连 ,所以a 下移过程中极板间电压U 不变．由E ＝Ud 可知 ,d 减小 ,E 增大 ,故C 错误；开始时带电液滴静止 ,即mg ＝qE ,a 下移 ,那么qE >mg ,带电液滴向上加速运动 ,故A 错误；由φM ＝U Mb ＝E ·d Mb 可知 ,a 下移 ,那么M 点电势升高 ,故B 正确；a 板移动前后 ,a 、b 间电势差U 不变 ,所以电场力做的功相同 ,故D 正确．【答案】 BD1．平行板电容器动态变化问题的两类题型(1)电容器始终与电源相连 ,U 恒定不变 ,那么有Q ＝CU ∝C ,C ＝εr S 4πkd ∝εr Sd ,两板间场强E ＝U d ∝1d；(2)电容器稳定后与电源断开 ,Q 恒定不变 ,那么有U ＝Q C ,C ∝εr S d ,场强E ＝U d ＝QCd ∝1εr S． 2．在分析平行板电容器的动态变化问题时 ,必须抓住两个关键点(1)确定不变量：首|||先要明确动态变化过程中的哪些量不变 ,一般情况下是电荷量不变或板间电压不变．(2)恰中选择公式：要灵活选取电容的两个公式分析电容的变化 ,应用E ∝Ud 分析板间电场强度的变化情况．即抓住公式C ＝εr S 4πkd 和C ＝Q U ,U 不变时 ,选用E ＝Ud ；Q 不变时 ,选用E＝4πkQεr S．特别提醒：由于平行板电容器两极板间的电场可视为匀强电场 ,高|考命题往往涉及带电粒子在平行板中的运动问题 ,需要综合运用牛顿运动定律、功能关系等分析求解．2－1.(2021·全国乙卷)一平行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 ,那么电容器( )A ．极板上的电荷量变大 ,极板间的电场强度变大B ．极板上的电荷量变小 ,极板间的电场强度变大C ．极板上的电荷量变大 ,极板间的电场强度不变D ．极板上的电荷量变小 ,极板间的电场强度不变解析：电容器接在恒压直流电源上 ,两极板的电压不变 ,假设将云母介质移出 ,相对介电常数减小 ,电容器的电容减小 ,所以极板上的电荷量变小 ,极板间的距离不变 ,所以极板间的电场强度不变 ,应选项A 、B 、C 错误 ,选项D 正确．答案：D 2－2．(2021·石家庄市高三质检)如以下图电路中 ,A 、B 是构成平行板电容器的两金属极板 ,P 为其中的一个定点．将开关S 闭合 ,电路稳定后将A 板向上平移一小段距离 ,那么以下说法正确的选项是( )A ．电容器的电容增加B ．在A 板上移过程中 ,电阻R 中有向上的电流C ．A 、B 两板间的电场强度增大D ．P 点电势升高解析：根据C ＝εS 4πkd ,当A 板向上平移一小段距离 ,间距d 增大 ,其他条件不变 ,那么导致电容变小 ,故A 错误；在A 板上移过程中 ,导致电容减小 ,由于极板电压不变 ,那么电量减小 ,因此电容器处于放电状态 ,电阻R 中有向上的电流 ,故B 正确；根据E ＝U d 与C ＝εS4πkd 相结合可得E ＝4πkQεS ,由于电量减小 ,场强大小变小 ,故C 错误；因场强变小 ,导致P 点与B 板的电势差减小 ,因B 板接地 ,电势为零 ,即P 点电势降低 ,故D 错误．答案：B带电粒子在电场中的运动模型带电粒子在电场中的运动问题是每年高|考中的热点问题,是电学知识和力学知识的结合点．具体来讲有带电粒子在电场中的加速(减速)、偏转,涉及内容有力、能、电等知识,主要考查学生的分析综合能力．该模型通常的考查思路有：(1)根据带电粒子受到的力,用牛顿第二定律找出加速度,结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等物理量．这条思路通常适用于恒力作用下的匀变速运动．(2)根据力对带电粒子所做的功及动能定理,从带电粒子运动的全过程中能的转化角度,研究带电粒子的速度变化、经历的位移等．匀强电场中的 "直线运动模型〞(2021·全国卷Ⅰ)真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0.在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变．持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变；再持续同样一段时间后,油滴运动到B点．重力加速度大小为g．(1)求油滴运动到B点时的速度．(2)求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1和v0应满足的条件．不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最|||大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍．【解析】(1)设油滴质量和电荷量分别为m和q ,油滴速度方向向上为正．油滴在电场强度大小为E1的匀强电场中做匀速直线运动,故电场力方向向上．在t＝0时,电场强度突然从E1增加至|||E2时,油滴做竖直向上的匀加速运动,加速度方向向上,大小a1满足qE2－mg＝ma1①油滴在时刻t1的速度为v1＝v0＋a1t1②电场强度在时刻t1突然反向,油滴做匀减速运动,加速度方向向下,大小a2满足qE2＋mg＝ma2③油滴在时刻t2＝2t1的速度为v2＝v1－a2t1④由①②③④式得v2＝v0－2gt1⑤(2)由题意,在t＝0时刻前有qE1＝mg⑥油滴从t ＝0到时刻t 1的位移为 s 1＝v 0t 1＋12a 1t 21⑦油滴在从时刻t 1到时刻t 2＝2t 1的时间间隔内的位移为 s 2＝v 1t 1－12a 2t 21⑧由题给条件有 v 20＝2g (2h )⑨式中h 是B 、A 两点之间的距离． 假设B 点在A 点之上 ,依题意有 s 1＋s 2＝h⑩由①②③⑥⑦⑧⑨⑩式得 E 2＝⎣⎡⎦⎤2－2v 0gt 1＋14⎝⎛⎭⎫v 0gt 12E 1⑪为使E 2>E 1 ,应有 2－2v 0gt 1＋14⎝⎛⎭⎫v 0gt 12>1⑫即当 0<t 1<⎝⎛⎭⎫1－32v 0g⑬或 t 1>⎝⎛⎭⎫1＋32v 0g⑭才是可能的；条件⑬式和⑭式分别对应于v 2>0和v 2<0两种情形． 假设B 点在A 点之下 ,依题意有 s 1＋s 2＝－h⑮由①②③⑥⑦⑧⑨⑮式得 E 2＝⎣⎡⎦⎤2－2v 0gt 1－14⎝⎛⎭⎫v 0gt 12E 1⑯为使E 2>E 1 ,应有 2－2v 0gt 1－14⎝⎛⎭⎫v 0gt 12>1⑰即t 1>⎝⎛⎭⎫52＋1v 0g⑱另一解为负 ,不合题意 ,已舍去． 【答案】 见解析解决直线运动问题时要注意分析带电粒子是做匀速运动还是做匀变速运动 ,匀速运动问题常以平衡条件F 合＝0作为突破口进行求解；对于匀变速直线运动问题 ,根据力和运动的关系可知 ,合力一定和速度在一条直线上 ,然后运用动力学观点或能量观点求解．(1)运用动力学观点求解电加速问题运用动力学观点处理带电质点在匀强电场中的运动问题 ,要重视对带电质点的受力分析和运动过程分析 ,解题时先分析带电质点的受力情况 ,求出带电质点受到的合外力 ,根据F 合＝ma 得出加速度 ,再运用运动学方程可得出所求物理量．(2)运用能量观点求解电加速问题在匀强电场中 ,假设不计重力 ,电场力对带电质点做的功等于质点动能的变化量 ,W ＝Eqd ＝qU ＝12m v 2－12m v 20；假设考虑重力 ,那么W 合＝12m v 2－12m v 20． 匀强电场中的 "偏转模型〞如以下图的装置放置在真空中 ,炽热的金属丝可以发射电子 ,金属丝和竖直金属板之间加一电压U 1 ,发射出的电子被加速后 ,从金属板上的小孔S 射出．装置右侧有两个相同的平行金属极板水平正对放置 ,板长为l ,板间距离为d ,两极板间加一电压为U 2的偏转电场．从小孔S 射出的电子恰能沿平行于板面的方向由极板左端中间位置射入偏转电场．电子的电荷量为e ,电子的质量为m ,设电子刚离开金属丝时的速度为0 ,忽略金属极板边缘对电场的影响 ,不计电子受到的重力．求：(1)电子射入偏转电场时的速度大小v 1；(2)电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y ；(3)电子在偏转电场中运动的过程中电场力对它所做的功W ．[思路点拨] 电子在运动的过程中只受电场力作用 ,可通过动能定理直接求解速度v 1；进入偏转电场后 ,由于所受电场力跟速度不在一条直线上 ,所以电子做曲线运动 ,根据牛顿第二定律和平抛运动的规律即可求解．【解析】 (1)电子在加速电场中 ,根据动能定理有eU 1＝12m v 21解得v 1＝2eU 1m． (2)设电子在偏转电场中运动的时间为t电子在水平方向做匀速运动 ,由l ＝v 1t ,解得t ＝lv 1电子在竖直方向受电场力F ＝U 2d e 电子在竖直方向做匀加速直线运动 ,设其加速度大小为a 依据牛顿第二定律有U 2d e ＝ma ,解得a ＝eU 2md电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y ＝12at 2＝U 2l 24dU 1． (3)电子射出偏转电场的位置与射入偏转电场的位置的电势差U ＝U 2dy 电场力所做的功W ＝eU ＝eU 22l 24U 1d 2． 【答案】 (1) 2eU 1m (2)U 2l 24dU 1 (3)eU 22l 24U 1d 2"两个分运动、三个一〞求解粒子偏转问题带电粒子在匀强电场中偏转的根本模型如以下图．(1)分解为两个独立的分运动 - -平行极板的匀速直线运动 ,L ＝v 0t ；垂直极板的匀加速直线运动 ,两平行极板间距为d ,y ＝12at 2 ,v y ＝at ,a ＝qU md． (2)一个偏转角：tan θ＝v y v 0； 一个几何关系：y ＝L 2tan θ；偏转角：tan θ＝v y v 0＝U 2l 2U 1d ＝2y 0l侧移距离：y 0＝U 2l 24dU 1y ＝y 0＋L tan θ＝⎝⎛⎭⎫12l ＋L tan θ带电粒子在周期性变化的电场中的运动模型(多项选择)如图甲所示 ,平行金属板中|央有一个静止的电子(不计电子重力 ,开始时A 板带正电) ,两板间距离足够大 ,当两板间加上如图乙所示的电压后 ,图丙中反映电子速度v 、位移x 和加速度a 三个物理量随时间t 的变化规律可能正确的选项是( )【解析】 分析电子一个周期内的运动情况：0～T 4时间内 ,电子从静止开始向A 板做匀加速直线运动 ,T 4～T 2沿原方向做匀减速直线运动 ,T 2时刻速度为零.T 2～34T 时间内向B 板做匀加速直线运动 ,34T ～T 时间内做匀减速直线运动．电子在两板间做周期性往返运动．根据匀变速直线运动速度图像是倾斜的直线可知 ,A 图符合电子的运动情况 ,故A 正确、C 错误；电子做匀变速直线运动时x -t 图象应是抛物线 ,故B 错误；根据电子的运动情况：匀加速运动和匀减速运动交替进行 ,而匀变速运动的加速度大小不变 ,故D 正确．【答案】 AD在两个相互平行的金属板间加图乙所示的交变电压时 ,在两板中间便可获得交变电场．对于带电粒子在交变电场中的运动 ,我们可以分段处理 ,此类电场在一段时间内为匀强电场 ,即这段时间内电场中各个位置处电场强度的大小、方向都相同．但从整个运动过程看电场又是变化的 ,即电场强度的大小和方向随时间变化．(1)当粒子平行于电场方向射入时：粒子做直线运动 ,其初速度和受力情况决定了粒子的运动情况 ,粒子可能做周期性运动．(2)当粒子垂直于电场方向射入时：沿初速度方向上的分运动为匀速直线运动 ,沿电场力方向上的分运动可能具有周期性．带电粒子在非匀强电场中运动的模型如以下图 ,在绝|||缘水平面上 ,相距为L 的A 、B 两点分别固定着等量正点电荷．图中AC ＝CO ＝OD ＝DB ＝14L .一质量为m 、电荷量为＋q 的小滑块(可视为质点)以初动能E 0从C 点出发 ,沿直线AB 向D 运动 ,滑块第|一次经过O 点时的动能为nE 0(n >1) ,到达D 点时动能恰好为零 ,小滑块最|||终停在O 点 ,求：(1)小滑块与水平面之间的动摩擦因数μ；(2)O 、D 两点之间的电势差U OD ；(3)小滑块运动的总路程s ．【解析】 (1)由AC ＝CO ＝OD ＝DB ＝14L .可知C 、D 关于O 点对称 ,那么U CD ＝0设滑块与水平面间的摩擦力大小为f ,对滑块从C 到D 的过程 ,由动能定理得：qU CD －f L 2＝0－E 0 ,且f ＝μmg ,可得μ＝2E 0mgL． (2)滑块从O 到D 的运动过程中 ,由动能定理得：qU OD －f L 4＝0－nE 0 可得U OD ＝(1－2n )E 02q． (3)滑块从开始运动到最|||终停下的整个过程 ,根据动能定理得：qU CO －fs ＝0－E 0而U CO ＝－U OD ＝(2n －1)E 02q ,可得：s ＝(2n ＋1)L 4． 【答案】 (1)2E 0mgL (2)(1－2n )E 02q (3)(2n ＋1)L 4先对滑块进行受力分析 ,由于电场力为变力 ,在涉及变力做功问题的求解时牛顿运动定律不再适用 ,这时就需要选择适宜的过程 ,弄清楚过程的初末状态 ,利用动能定理求解．第9讲 磁场及带电粒子在磁场中的运动一、明晰一个网络 ,理清根本知识二、 "三定四写〞求解粒子在磁场中的圆周运动问题1．一定圆心O ：(1)入射点、出射点、入射方向和出射方向时 ,可过入射点和出射点分别作入射方向和出射方向的垂线 ,两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图甲所示 ,图中P 为入射点 ,M 为出射点)；(2)入射点和出射点的位置及入射方向时 ,可以通过入射点作入射方向的垂线 ,连接入射点和出射点 ,作其中垂线 ,即两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图乙所示 ,P 为入射点 ,M 为出射点)．2．二定半径R ：(1)物理方法 - -R ＝m v qB ； (2)几何方法 - -一般由三角关系及圆的知识来计算确定．3．三定圆心角φ：圆心角φ等于粒子的速度偏向角α ,也等于弦与切线的夹角(弦切角)θ的2倍 ,即φ＝α＝2θ＝ωt ＝2πT t ,或φ＝l R(l 为φ对应的圆弧弧长)． 4．四写方程：根本方程q v B ＝m v 2R ,半径公式R ＝m v qB ,周期公式T ＝2πR v ＝2πm qB,运动时间t ＝s v ＝α2πT ．高频考点1 磁场对电流的作用1－1.(多项选择) (2021·全国卷Ⅰ)如图,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反．以下说法正确的选项是()A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶ 3D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶1解析：此题考查安培力．因三根导线中电流相等、两两等距,那么由对称性可知两两之间的作用力大小均相等．因平行电流间同向吸引、反向排斥,各导线受力如以下图,由图中几何关系可知,L1所受磁场作用力F1的方向与L2、L3所在平面平行、L3所受磁场作用力F3的方向与L1、L2所在平面垂直,A错误、B正确．设单位长度的导线两两之间作用力的大小为F ,那么由几何关系可得L1、L2单位长度所受的磁场作用力大小为2F cos 60°＝F ,L3单位长度所受的磁场作用力大小为2F cos 30°＝3F ,故C正确、D错误．答案：BC1－2．(2021·全国卷Ⅲ)如图,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．如果让P中的电流反向、其他条件不变,那么a点处磁感应强度的大小为()A ．0B ．33B 0C ．233B 0D ．2B 0解析：此题考查磁感应强度的矢量性和安培定那么．两导线中通电流I 时 ,两电流在a 点处的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度的矢量合为0 ,那么两电流磁感应强度的矢量和为－B 0 ,如图甲得B ＝33B 0.P 中电流反向后 ,如图乙 ,B 合＝B ＝33B 0 ,B 合与B 0的矢量和为B 0＝233B 0,故C 项正确．答案：C1－3.(多项选择)(2021·全国卷Ⅱ)某同学自制的简易电动机示意图如以下图．矩形线圈由一根漆包线绕制而成 ,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出 ,并作为线圈的转轴．将线圈架在两个金属支架之间 ,线圈平面位于竖直面内 ,永磁铁置于线圈下方．为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来 ,该同学应将( )A ．左、右转轴下侧的绝|||缘漆都刮掉B ．左、右转轴上下两侧的绝|||缘漆都刮掉C ．左转轴上侧的绝|||缘漆刮掉 ,右转轴下侧的绝|||缘漆刮掉D ．左转轴上下两侧的绝|||缘漆都刮掉 ,右转轴下侧的绝|||缘漆刮掉解析：要使线圈在磁场中开始转动 ,那么线圈中必有电流通过 ,电路必须接通 ,故左右转轴下侧的绝|||缘漆都必须刮掉；但如果上侧的绝|||缘漆也都刮掉 ,当线圈转过180°时 ,靠近磁极的导线与开始时靠近磁极的导线中的电流方向相反 ,受到的安培力相反 ,线圈向原来的反方向转动 ,线圈最|||终做往返运动 ,要使线圈连续转动 ,当线圈转过180°时 ,线圈中不能有电流通过 ,依靠惯性转动到初始位置再接通电路即可实现连续转动 ,故左、右转轴的上侧不能都刮掉 ,应选项A 、D 正确．答案：AD安培力作用下的平衡与运动问题的求解思路高频考点2 带电粒子在有界磁场中运动的临界问题如以下图 ,在0≤x ≤a 、0≤y ≤a 2范围内有垂直于xOy 平面向外的匀强磁场 ,磁感应强度大小为B ．坐标原点O 处有一个粒子源 ,在某时刻发射大量质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子 ,它们的速度大小相同 ,速度方向均在xOy 平面内 ,与y 轴正方向的夹角分布在0°～90°范围内．粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a /2到a 之间 ,从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一．求最|||后离开磁场的粒子从粒子源射出时的(1)速度的大小；(2)速度方向与y 轴正方向夹角的正弦值．[审题流程]【解析】 (1)设粒子的发射速度为v ,粒子做圆周运动的轨道半径为R ,由牛顿第二定律和洛伦兹力公式 ,得q v B ＝m v 2R ① ,由①式得R ＝m v qB ②当a /2<R <a 时 ,在磁场中运动时间最|||长的粒子 ,其轨迹是圆心为C 的圆弧 ,圆弧与磁场的上边界相切 ,如以下图 ,设该粒子在磁场中运动的时间为t ,依题意t ＝T /4 ,得∠OCA ＝π2③ ,设最|||后离开磁场的粒子的发射方向与y 轴正方向的夹角为α ,由几何关系可得R sin α＝R －a 2④ ,R sin α＝a －R cos α ⑤ ,又sin 2α＋cos 2α＝1 ⑥ 由④⑤⑥式得R ＝⎝⎛⎭⎫2－62a ⑦ ,由②⑦式得v ＝⎝⎛⎭⎫2－62aqB m ⑧． (2)由④⑦式得sin α＝6－610⑨． 【答案】 (1)⎝⎛⎭⎫2－62aqB m(2)6－610求解临界、极值问题的 "两思路、两方法〞。
2020年电场测试(含答案)(1)
2020年普通高等学校招生全国统一考试电场能力测试二、选择题：本题共8小题，每小题6分。
在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
14．关于点电荷、元电荷、检验电荷，下列说法正确的是( )A．元电荷实际上是指电子和质子本身B．点电荷所带电荷量一定很小C．点电荷、元电荷、检验电荷是同一种物理模型D．点电荷所带电荷量一定是元电荷电荷量的整数倍15．如图所示，B为线段AC的中点，如果在A处放一个＋Q的点电荷，测得B处的场强E B＝48 N/C，则( )A．E C＝24 N/CB．E C＝12 N/CC．若要使E B＝0，可在C处放一个－Q的点电荷D．把q＝10－9 C的点电荷放在C点，则其所受电场力的大小为6×10－9 N16．用6 V干电池对一个电容器充电时( )A．只要电路不断开，电容器的带电量就会不断增加B．电容器接电源正极的极板带正电，接电源负极的极板带负电C．电容器两极板所带电量之和叫作电容器的带电量D．充电后电容器两极板之间不存在电场17．如图所示，图中两组曲线中实线代表电场线(方向未画出)、虚线a、b、c代表等势面，已知a与b、b与c之间的电势差相等，b等势面的电势为零，虚线AB是一个电荷量为q＝＋4.8×10－10 C的粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，若带电粒子过a、c等势面时的动能分别为4.8×10－9 J和9.6×10－9 J，则下列说法正确的是( )A．相邻等势面间的电势差为10 VB．a等势面的电势为5 V，c等势面的电势为－10 VC．带电粒子一定是从A点运动到B点D．带电粒子运动到b等势面时电场力的方向一定是沿电场线的切线方向斜向下18．如图所示，在电场强度E＝2 000 V/m的匀强电场中，有三点A、M和B，AM＝4 cm，MB＝3 cm，AB ＝5 cm，且AM边平行于电场线，把一电荷量q＝2×10－9C的正电荷从B移到M点，再从M点移到A点，电场力做功为( )A ．0.16×10－6J B ．0.12×10－6J C ．－0.16×10－6 JD ．－0.12×10－6J19．如图是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧．对矿粉分离的过程，下列表述正确的有( )A ．带正电的矿粉落在右侧B ．静电力对矿粉做正功C ．带负电的矿粉电势能变大D ．带正电的矿粉电势能变小20．如图所示，在场强大小为E 的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m 、电荷量为q 的带负电的小球，另一端固定在O 点；把小球拉到使细线水平的位置A ，然后将小球由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平成θ＝60°的位置B 时速度为零．以下说法正确的是( )A ．小球重力与电场力的关系是Eq ＝mgB ．小球重力与电场力的关系是Eq ＝3mgC ．球在B 点时，细线拉力为T ＝3mgD ．球在B 点时，细线拉力为T ＝233mg21．如图，实线为一正点电荷的电场线，虚线为其等势面．A 、B 是同一等势面上的两点，C 为另一等势面上的一点，下列判断正确的是( )A ．A 点场强等于B 点场强 B ．C 点电势低于B 点电势C ．将电子从A 点移到B 点，电场力不做功D ．将质子从A 点移到C 点，其电势能增加三、非选择题：共174分，第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。
2020年高考物理电场专题测试卷(含答案)
2020年高考物理电场专题测试卷一、单选题（本大题共17小题）1.如图甲所示，Q1、Q2为两个固定点电荷，其中Q1带正电，它们连线的延长线上有a、b两点。
一带正电的试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动，其速度图象如图乙所示。
则()A. 在Q1、Q2之间放置一个点电荷，该点电荷可能处于平衡状态B. 从b到a场强逐渐减小，且a点场强为零C. b点右侧电势逐渐升高D. 在Q1左侧的连线延长线上存在场强为零的点2.真空中一半径为r0的带电金属球，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图所示，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离，根据电势图象(φ−r图象)，判断下列说法中正确的是()A. 该金属球可能带负电B. A点的电场强度方向由A指向球心C. A点的电场强度小于B点的电场强度D. 电荷量为q的正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做功W=q(φ1−φ2)3.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似，已知静电场的方向平行于x轴，其电势q随x的分布如图所示，一质量m=1.0×10−20kg，带电荷量大小为q=1.0×10−9C的带负电的粒子从(1,0)点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。
忽略粒子的重力等因素，则()A. x轴左侧的电场强度方向与x轴正方向同向B. x轴左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比E1：E2=2：1C. 该粒子运动的周期T=1.5×10−8sD. 该粒子运动的最大动能E k m=2×10−8J4.如图所示，带电小球A用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，小球A、B的带电量分别为q、Q，将带电小球B固定在匀强电场中，A、B间的距离为r，连线与水平方向的夹角为37°，悬挂小球A的悬线刚好竖直，不计小球的大小，静电力常量为k，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是()A. 小球A一定带正电B. 若匀强电场的场强增加，细线可能向左偏C. 匀强电场的场强为4kq5r2D. 细线拉力一定为mg −3kQq5r 25.如图，在真空中，−Q1、+Q2为固定在x轴上A、B两点的电荷且Q1=4Q2，AB−=BP−=L.a、b、c为P点两侧的三点，且aP=Pb=bc，取无限远电势为零，下说法正确的是()A. 将+q沿X轴从a移至b点，其电势能先增大后减小B. b、c两点电势关系φb>φcC. P点电场强度为零，电势也为零D. a、c两点电场关系E a>E c6.如图所示，水平面MN的上方和下方存在电场强度大小相等、方向分别竖直向下和竖直向上的匀强电场。
2020年高考物理试题分类汇编 静电场 精品
2020普通高考试题汇编：静电场1 (2020江苏经8题)．一粒子从A 点射入电场，从B 点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。
下列说法正确的有 A ．粒子带负电B ．粒子的加速度先不变，后变小C ．粒子的速度不断增大D ．粒子的电势能先减小，后增大 2（2020安徽第18题）．图（a ）为示管的原理图。
如果在电极YY’之间所加的电压图按图（b ）所示的规律变化，在电极XX’ 之间所加的电压按图（c ）所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是答案：B解析：由于电极XX’加的是扫描电压，电极YY’之间所加的电压信号电压，所以荧光屏上会看到的图形是B ，答案B 正确。
3（2020安徽第20题）．如图（a ）所示，两平行正对的金属板A 、B 间加有如图（b ）所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P 处。
若在t 0时刻释放该粒子，粒子会时而向A 板运动，时而向B 板运动，并最终打在A 板上。
则t 0可能属于的时间段是 A ．004T t <<B ．0324T T t << C ．034T t T << D ．098T T t << 答案：B 解析：若004Tt <<，带正电粒子先加速向B 板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向右运动的距离大于向左运动的距离，最终打在B 板上，所以A 错误。
若0324T Tt <<，带正电粒子先加速向A 板运动、再减速运动至零；然后亮荧 光 屏YYXX XY Y 偏转电电子Xtt t 1223t 1 UU OO图图(b )图A PtU AB U O -U OOT/2 TA B图(a )图(b )再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动的距离大于向右运动的距离，最终打在A 板上，所以B 正确。
(2010-2020)高考全国1卷物理试题分类解析——专题08 电场(解析版)
11年高考（2010-2020年）全国1卷物理试题分类解析（解析版）第8章电场一、选择题1.（2010年）17．静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器。
某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面。
工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上。
若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列4幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)【答案】A【解析】粉尘的受力方向应该沿P点所在的电场线的切线方向，所以，从静止开始运动，应沿P点所在的电场线的切线方向，所以只有A正确。
本题考查电场和运动综合知识。
2.（2012年）20.一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。
关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）【解析】带点质点在电场力作用下做曲线运动，电场力方向沿电场强度的反方向，又要指向指向曲线的凹测（相当于圆的圆心），又由于速率递减，合力方向与速度方向（轨道切线）的夹角要大于90o。
只有D选项所示符合条件。
选项D对。
【答案】D。
3.（2013年）15．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）A． B．C． D．【解析】由于b点场强为零，因此，圆盘在b点的场强方向向左，圆盘带正电，其场强大小等于点电荷q在b点的场强。
由对称性可知，圆盘在d点的场强大小为，方向向右，而点电荷q在d点的场强大小为，方向向右。
因此，d点的场强为。
选项ACD错误B正确。
【答案】B【点评】本题考查点电荷电场场强公式、电场强度的叠加。
较容易。
4.（2013年）16．一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔（小孔对电场的影响可忽略不计）。
考点九 电场--2020年高考物理分类题库
考点九电场1.(2020·全国Ⅱ卷)如图,竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。
a、b为圆环水平直径上的两个点,c、d为竖直直径上的两个点,它们与圆心的距离均相等。
则()A.a、b两点的场强相等B.a、b两点的电势相等C.c、d两点的场强相等D.c、d两点的电势相等【直击题眼】“上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷”可以把两个半圆等效看成等量异种电荷。
【解析】选A、B、C。
把带等量异种电荷的绝缘细圆环的上、下半圆视为等量异种电荷,由等量异种电荷形成的电场的规律,可得a、b两点的场强大小相等,方向相同,均向下,A正确;由于具有对称性,a、b两点电势一定相等,B正确;c、d两点的场强大小相等,方向相同,C正确;c点的电势比d点电势高,D错误。
【易错警示】电场中某两点场强相等,说明这两点场强大小相等,方向相同。
2.(2020·全国Ⅲ卷)如图,∠M是锐角三角形PMN最大的内角,电荷量为q(q>0)的点电荷固定在P点。
下列说法正确的是()A.沿MN边,从M点到N点,电场强度的大小逐渐增大B.沿MN边,从M点到N点,电势先增大后减小C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大D.将正电荷从M点移动到N点,电场力所做的总功为负【解析】选B、C。
∠M是锐角三角形PMN最大的内角,所以PN>PM。
距离点电荷越远,电场强度越小,沿MN边,从M点到N点,到P点的距离先减小后增大,所以电场强度的大小先增大后减小,A错误;点电荷带正电,沿着电场线的方向电势降低,沿MN边,从M点到N点,到P点的距离先减小后增大,电势先增大后减小,B正确;M点的电势高于N点的电势,从M点到N点,电场对正电荷做正功,电势能减小,所以正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大,所以C正确,D错误。
3.(2020·浙江7月选考)国际单位制中电荷量的单位符号是C,如果用国际单位制基本单位的符号来表示,正确的是()A.F·VB.A·sC.J/VD.N·m/V【解析】选B。