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2019-2020年高三物理第二輪復(fù)習(xí) 電場中的直線運(yùn)動 新人教版 【核心要點(diǎn)突破】 知識鏈接 一、電場強(qiáng)度的幾個公式 1、定義式： 2、點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度： 3、勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度： 二、電場力做功 1、 W＝qU（適用于任何電場） 2、 （適用于勻強(qiáng)電場，其中d為帶電粒子沿電場線移動的距離） 三、電場力做功與電勢能變化的關(guān)系 深化整合 一、電場力做功特性及計(jì)算方法 【典例訓(xùn)練1】（xx全國Ⅰ理綜T16）關(guān)于靜電場，下列結(jié)論普遍成立的是 A．電場強(qiáng)度大的地方電勢高，電場強(qiáng)度小的地方電勢低 B．電場中任意兩點(diǎn)之間的電勢差只與這兩點(diǎn)的場強(qiáng)有關(guān) C．在正電荷或負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場中，場強(qiáng)方向都指向電勢降低最快的方向 D．將正點(diǎn)電荷從場強(qiáng)為零的一點(diǎn)移動到場強(qiáng)為零的另一點(diǎn)，電場力做功為零[ 【命題立意】本題以靜電場中電場強(qiáng)度和電勢比較容易混淆的性質(zhì)為選項(xiàng)內(nèi)容,體現(xiàn)對物理量基本概念和基本性質(zhì)的記憶、理解仍是高考命題的重點(diǎn)之一,本題主要考查靜電場中電場強(qiáng)度和電勢的特點(diǎn)，可根據(jù)所涉及的知識逐個分析。 【思路點(diǎn)撥】 解答本題時,可參照以下解題步驟: 關(guān) 鍵 點(diǎn) (1)明確電勢差在電場線方向上跟這兩點(diǎn)間的場強(qiáng)和距離都有關(guān), (2)清楚電勢的高低跟電場強(qiáng)度的強(qiáng)弱無關(guān),并且沿場強(qiáng)的方向是電勢降落得最快的方向. 【規(guī)范解答】選Ｃ，在正電荷的電場中，離正電荷近，電場強(qiáng)度大，電勢高，離正電荷遠(yuǎn)，電場強(qiáng)度小，電勢低；而在負(fù)電荷的電場中，離負(fù)電荷近，電場強(qiáng)度大，電勢低，離負(fù)電荷遠(yuǎn)，電場強(qiáng)度小，電勢高，Ａ錯誤；電勢差的大小決定于電場線方向上兩點(diǎn)間距和電場強(qiáng)度，所以Ｂ錯誤；沿電場方向電勢降低，而且速度最快，Ｃ正確；場強(qiáng)為零，電勢不一定為零，電場中肯定存在場強(qiáng)都為零、電勢又不相等的兩個點(diǎn)，在這樣的兩個點(diǎn)之間移動電荷，電場力將做功，所以Ｄ錯誤。 二、 帶電粒子在交變電場中運(yùn)動問題的求解主要方法 1．先進(jìn)行受力分析：受力分析是基礎(chǔ)，在受力分析時是否考慮重力必須注意題目條件。 2．運(yùn)動過程分析：在運(yùn)動過程分析中應(yīng)注意物體做直線運(yùn)動、曲線運(yùn)動及圓周運(yùn)動、類平拋運(yùn)動。 3．根據(jù)不同的運(yùn)動過程及物理模型選擇合適的物理規(guī)律列方程求解。 4．常用的物理規(guī)律有：共點(diǎn)力的平衡條件、牛頓運(yùn)動定律、運(yùn)動學(xué)公式、動能定理、勇能量守恒定律、功能關(guān)系、圓周運(yùn)動向心力公式等。 5．思維方法：常用到力的合成與分解、運(yùn)動的合成與分解、等效法、假設(shè)法、類比法等。 【典例訓(xùn)練2】（xx新課標(biāo)全國卷T17）靜電除塵器是目前普遍采用的一種高效除塵器。某除塵器模型的收塵板是很長的條形金屬板，圖中直線為該收塵板的橫截面。工作時收塵板帶正電，其左側(cè)的電場線分布如圖所示；粉塵帶負(fù)電，在電場力作用下向收塵板運(yùn)動，最后落在收塵板上。若用粗黑曲線表示原來靜止于點(diǎn)的帶電粉塵顆粒的運(yùn)動軌跡，下列4幅圖中可能正確的是（忽略重力和空氣阻力） 【命題立意】本題以實(shí)際應(yīng)用的靜電除塵器電場的電場線為基礎(chǔ)出題，分析帶電粒子電場中運(yùn)動軌跡，考查力與運(yùn)動的關(guān)系及曲線運(yùn)動的特點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】由電場線的方向和疏密分析電場力及加速度的變化，根據(jù)力與速度方向關(guān)系，即可確定帶電粒子的運(yùn)動軌跡。 【規(guī)范解答】選A，粉塵受力方向應(yīng)該是電場線的切線方向，從靜止開始在非勻強(qiáng)電場中運(yùn)動時，帶電粉塵顆粒一定做曲線運(yùn)動，且運(yùn)動曲線總是向電場力一側(cè)彎曲，由于慣性只能是A圖那樣運(yùn)動，故A正確；不可能偏向同一電場線內(nèi)側(cè)或沿電場線運(yùn)動或振動，故不可能出現(xiàn)BCD圖的情況。 【高考真題探究】 1.（xx浙江理綜T15） 請用學(xué)過的電學(xué)知識判斷下列說法正確的是 A. 電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全 B. 制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好 C. 小鳥停在單根高壓輸電線上會被電死 D. 打雷時，呆在汽車?yán)锉却粼谀疚堇镆ｋU 【命題立意】本題以生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題為載體,體現(xiàn)了物理知識與生活實(shí)際的聯(lián)系，主要考查導(dǎo)體、觸電、靜電屏蔽等靜電知識。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時可按以下思路分析：根據(jù)日常生活觀察的實(shí)際結(jié)合相關(guān)物理知識分析，從而作出判斷。 【規(guī)范解答】選B，因?yàn)榻饘僖潞推囃鈿ざ加徐o電屏蔽的作用，所以選項(xiàng)A、D錯誤；小鳥停在單根高壓輸電線上時，兩爪之間的電勢差很小，通過小鳥身體的電流也很小，小鳥不會被電死，C錯；金屬是良導(dǎo)體，可隨時將產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走，故B正確。 2.（xx全國Ⅱ理綜T17）在雷雨云下沿豎直方向的電場強(qiáng)度為V/m，已知一半徑為1mm的雨滴在此電場中不會下落，取重力加速度大小為10m/,水的密度為kg/。這雨滴攜帶的電荷量的最小值約為 A．2C B. 4C C. 6C D. 8C 【命題立意】本題以雨滴為背景，考查了電場力與平衡條件的綜合應(yīng)用。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時可按以下思路分析： 根據(jù)平衡條件列方程 代入數(shù)據(jù)即可求得 【規(guī)范解答】選B，雨滴在電場中不會下落而處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件有：，而，可得：,代入數(shù)值解得，故B正確。 3.（xx江蘇物理卷T5）空間有一沿軸對稱分布的電場，其電場強(qiáng)度E隨變化的圖像如圖所示。下列說法正確的是 （A）O點(diǎn)的電勢最低 （B）點(diǎn)的電勢最高 （C）和兩點(diǎn)的電勢相等 （D）和兩點(diǎn)的電勢相等 【命題立意】本題通過E—x圖象變分規(guī)律，考查電場強(qiáng)度與電勢的關(guān)系及圖象信息，題目設(shè)置較難。 【思路點(diǎn)撥】通過分析E—x圖象和對稱性，建立合適的物理簡單模型來解決問題。 【規(guī)范解答】選C 本題可輔助下列對稱的電場線來解決，如圖所示。沿電場線電勢降落（最快），所以O(shè)點(diǎn)電勢最高，A錯誤，B錯誤；根據(jù)，電場強(qiáng)度是變量，可用圖象面積表示，O點(diǎn)到與到點(diǎn)的電勢降落相等，所以C正確；和兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等，電勢不相等，D錯誤。 4.（xx山東理綜T20）某電場的電場線分布如圖所示，以下說法正確的是 A．點(diǎn)場強(qiáng)大于點(diǎn)場強(qiáng) B．點(diǎn)電勢高于點(diǎn)電勢 C．若將一試探電荷+由點(diǎn)釋放，它將沿電場線運(yùn)動b點(diǎn) D．若在點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷-Q，將一試探電荷+q由移至b的過程中，電勢能減小 【命題立意】本題以靜電場的電場線分布為情景,結(jié)合電場力做功，主要考查靜電場的基本概念、電場線的性質(zhì)、電場力做功與電勢能的關(guān)系等知識點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時可按以下思路分析： 電勢能的變化 電場力做功特點(diǎn) 電場線的性質(zhì) 【規(guī)范解答】選BD. 電場線越密的地方電場強(qiáng)度越大，故A錯；沿著電場線的方向，電勢是逐漸降低的，B對；電場線不是帶電粒子的運(yùn)動軌跡，故C錯；在原電場中，將一試探電荷+q由移至b的過程中，電場力做正功。在點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷-Q，將一試探電荷+q由移b的過程中，電場力也做正功，所以在合電場中，將一試探電荷+q由移至b的過程中，根據(jù)電場力做功和電勢能的關(guān)系可知：電勢能將減小，D正確。 5.（xx天津理綜T5）在靜電場中，將一正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場力做了負(fù)功，則 A．b點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定比a點(diǎn)大 B．電場線方向一定從b指向a C．b點(diǎn)的電勢一定比a點(diǎn)高 D．該電荷的動能一定減小 【命題立意】本題主要考查電場的性質(zhì)和動能定理。對電場的性質(zhì)綜合考查是高考中的熱點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】根據(jù)電場力做負(fù)功判出電勢能增大，正電荷在高電勢的地方電勢能大，判出電勢的高低。正確理解電場的強(qiáng)弱與電場力做功的正負(fù)無關(guān)。 【規(guī)范解答】選C. 正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場力做了負(fù)功，說明正電荷的電勢能增加，電勢升高，故b點(diǎn)的電勢一定比a點(diǎn)高，C正確；但是a.b兩點(diǎn)不一定在同一條電場線上，故B錯誤；從做功情況反映不出電場力的大小，也不能反映電場的強(qiáng)弱，故A錯誤；動能的變化取決于合外力做功，電場力做了負(fù)功不代表合外力也做負(fù)功，所以動能不一定減小，故D錯誤。 6.（xx北京理綜T18）用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素（如圖）。設(shè)兩極板正對面積為Ｓ，極板間的距離為ｄ，靜電計(jì)指針偏角為。實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若 保持S不變，增大d，則變大 保持S不變，增大d，則變小 保持d不變，減小S，則變小 保持d不變，減小S，則不變 【命題立意】本題以研究影響平行板電容器的因素為背景，既考查了考生的探究能力，又考查了控制變量法方法的運(yùn)用。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時可按以下思路分析： 偏角變化 電荷量不變 【規(guī)范解答】選A，由可得：，保持S不變，增大d，則增大，即變大，故A正確，B錯誤；保持d不變，減小S，則增大，即變大，故C、D錯誤。 【類題拓展】平行板電容器的動態(tài)分析 對平行板電容器的有關(guān)物理量Q、E、U、C進(jìn)行討論時，關(guān)鍵在于弄清哪些是變量，哪些是不變量，在變量中哪些是自變量，哪些是因變量，只有過程清晰，結(jié)果才會明朗準(zhǔn)確。我們可以把這類問題分為兩種情況來分析： 1. 電容器充電后與電源斷開 電容器充電后與電源斷開，則電容器所帶電量Q保持不變，當(dāng)極板距離d，正對面積S變化時，有 2. 電容器始終和電源相連 這類問題由于電容器始終連接在電源上，因此穩(wěn)定時兩板間的電壓保持不變，根據(jù)下列幾式討論C、Q、E的變化情況。 【專題模擬演練】 一、選擇題 1、 （xx徐州市三模）如圖甲所示,Q1、Q2為兩個被固定的點(diǎn)電荷,其中Q1帶負(fù)電,a、b兩點(diǎn)在它們連線的延長線上.現(xiàn)有一帶負(fù)電的粒子以一定的初速度沿直線從a點(diǎn)開始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(粒子只受電場力作用),粒子經(jīng)過a、b兩點(diǎn)時的速度分別為va、vb,其速度圖像如圖乙所示.以下說法中不正確的是 A.Q2一定帶正電 B.Q2的電量一定大于Q1的電量 C.b點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定為零 D.整個運(yùn)動過程中,粒子的電勢能先增大后減小 2、 （xx浙江六校聯(lián)考） 如圖所示，是某勻強(qiáng)電場中的四個點(diǎn)，它們正好是一個矩形的四個頂點(diǎn)，，電場線與矩形所在平面平行。已知點(diǎn)電勢為20V，b點(diǎn)電勢為24V，d點(diǎn)電勢為12V。一個質(zhì)子從b點(diǎn)以的速度射入此電場，入射方向與成450，一段時間后經(jīng)過c點(diǎn)（不計(jì)質(zhì)子的重力），下列判斷正確的是（ ） A．c點(diǎn)電勢低于點(diǎn)電勢 B．強(qiáng)場的大小為 C．質(zhì)子從b運(yùn)動到c所用的時間為 D．質(zhì)子從b運(yùn)動到c，電勢能增加8eV 3、 （xx崇文區(qū)二模）如圖所示，把一裝有Na2SO4導(dǎo)電溶液的圓形玻璃器皿放入磁場中，玻璃器皿的中心放一個圓柱形電極，沿器皿邊緣內(nèi)壁放一個圓環(huán)形電極，把兩電極分別與電池的正、負(fù)極相連、，對于導(dǎo)電溶液中正、負(fù)離子的運(yùn)動，下列說法中正確的是 （ ） A．正離子沿圓形玻璃器皿的半徑向邊緣內(nèi)壁移動 B．負(fù)離子做順時針方向的螺旋形運(yùn)動 C．正、負(fù)離子均做順時針方向的螺旋形運(yùn)動 D．正、負(fù)離子均做逆時針方向的螺旋形運(yùn)動 4、 （xx西城區(qū)二模）如圖所示，空間中有一靜電場，在軸上場強(qiáng)E隨位置的變化規(guī)律為其中為大于0的常數(shù)，單位為，的單位為。有一帶正電的試探電荷在處由靜止釋放。若不考慮其它力的作用。則試探電荷 （ ） A．釋放后將一直沿x軸正方向運(yùn)動 B．釋放后將一直沿x軸負(fù)方向運(yùn)動 C．在x==0．4m處的電勢能最大 D．在x==0．4m處的加速度最小 5、 （xx泰安市二模）如圖虛線為均強(qiáng)電場中與場強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線。兩粒子M、N質(zhì)量相等，所帶電荷的絕對值也相等?，F(xiàn)將粒子M、N從虛線上的O點(diǎn)以相同速率射出，兩粒子在電場中運(yùn)動的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示。點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn)，已知O點(diǎn)電勢低于c點(diǎn)。若不計(jì)重力，則（ ） A．M帶正電荷，N帶負(fù)電荷 B．N在a點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度大小相同 C．N在從O點(diǎn)運(yùn)動到a點(diǎn)的過程中克服電場力做功 D．M在從O點(diǎn)運(yùn)動至b點(diǎn)的過程中，電場力對它做的功等于零 6、 如圖3所示，疊放在一起的A、B兩絕緣小物塊放在水平向右的勻強(qiáng)電場中，其中B帶正電Q，A不帶電；它們一起沿絕緣水平面以某一速度勻速運(yùn)動.現(xiàn)突然使B帶電荷量消失，A帶上正Q的電荷量，則A、B的運(yùn)動狀態(tài)可能為（ ） A.一起勻速運(yùn)動 B.一起加速運(yùn)動 C.A加速，B減速 D.A加速，B勻速 7、 如圖6所示，A、B為平行金屬板，兩板相距為d,分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一小孔M和N，今有一帶電質(zhì)點(diǎn)，自A板上方相距為d的P點(diǎn)由靜止自由下落(P、M、N在同一豎直線上)，空氣阻力忽略不計(jì)，到達(dá)N孔時速度恰好為零，然后沿原路返回.若保持兩極板間的電壓不變，則( ) A.把A板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回 B.把A板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落 C.把B板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回 D.把B板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落 二、計(jì)算題 8、 如圖8所示，在絕緣的水平桌面上方存在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，方向水平向右.在桌面上放一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小物塊，小物塊在電場力的作用下從靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動，已知小物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.求： (1)小物塊在電場中受到的電場力的大小和方向； (2)小物塊的加速度大?。? (3)從靜止開始經(jīng)過時間t,電場力對小物塊所做的功. 9、如圖9所示，一根長L=1.5 m的光滑絕緣細(xì)直桿MN，豎直固定在場強(qiáng)為E=1.0105 N/C、與水平方向成θ=30角的傾斜向上的勻強(qiáng)電場中.桿的下端M固定一個帶電小球A，電荷量Q=+4.510-6 C;另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動，電荷量q=+1.010-6 C，質(zhì)量m= 1.010-2 kg.現(xiàn)將小球B從桿的上端N靜止釋放，小球B開始運(yùn)動.(靜電力常量k=9.0109 Nm2/C2,取g=10 m/s2) (1)小球B開始運(yùn)動時的加速度為多大？ (2)小球B的速度最大時，距M端的高度h1為多大？ (3)小球B從N端運(yùn)動到距M端的高度h2=0.61 m時，速度v=1.0 m/s,求此過程中小球B的電勢能改變了多少？ 10、 如圖10所示，長L=1.2 m、質(zhì)量M=3 kg的木板靜止放在傾角為37的光滑斜面上，質(zhì)量m=1 kg、帶電荷量q=+2.510-4 C的物塊放在木板的上端，木板和物塊間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，所在空間加有一個方向垂直斜面向下、場強(qiáng)E=4.0104 N/C 的勻強(qiáng)電場.現(xiàn)對木板施加一平行于斜面向上的拉力F=10.8 N.取g=10 m/s2,斜面足夠長.求： (1)物塊經(jīng)多長時間離開木板？ (2)如果拉力保持F=10.8 N恒定不變，物塊離開木板時木板獲得的動能. (3)物塊在木板上運(yùn)動的過程中，由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能. 答案： 一、 選擇題 B AC D D BD 6、 【解析】選A、C.B帶正電Q，受向右的電場力作用，因?yàn)锳、B一起勻速運(yùn)動，所以B與地面有摩擦作用.當(dāng)B帶電荷量消失，A帶上正Q的電荷量時，A受向右的電場力作用，若A與B之間有摩擦作用且動摩擦因數(shù)足夠大，則A、B一起勻速運(yùn)動；若A與B之間無摩擦作用或動摩擦因數(shù)太小，則A加速，B減速. 7、 【解析】選A、C、D.帶電質(zhì)點(diǎn)由P運(yùn)動到N的過程中，重力做功與電場力做功大小相等.即mgh=mg(d+d)=qU.若把A板向上平移一小段距離，h不變，U不變，仍然滿足mgh=qU,質(zhì)點(diǎn)到達(dá)N孔時的速度仍為零，且能返回；若把A板向下平移一小段距離，h不變，U不變，仍然滿足mgh=qU，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)N孔時的速度仍為零，且能返回；若把B板向上平移一小段距離，h變小，U不變，此時滿足mghqU,即質(zhì)點(diǎn)到達(dá)N孔速度還未減到零，即質(zhì)點(diǎn)到達(dá)N孔時將有一豎直向下的速度，質(zhì)點(diǎn)將穿過N孔繼續(xù)下落，故A、C、D正確. 二、計(jì)算題 8、 9、 【解析】(1)開始運(yùn)動時小球B受重力、庫侖力、桿的彈力和電場力，沿桿方向運(yùn)動，由牛頓第二定律得 (3)小球B從開始運(yùn)動到速度為v的過程中，設(shè)小球B的電勢能改變了ΔEp,根據(jù)能量守恒定律得： ΔEp=mg(L-h2)-mv2(3分) 代入數(shù)據(jù)得ΔEp=8.410-2 J.(2分) 答案：(1)3.2 m/s2(2)0.9 m(3)8.410-2 J 10、 【解析】(1)物塊向下做加速運(yùn)動，設(shè)其加速度為a1,木板的加速度為a2,則由牛頓第二定律 對物塊：mgsin37-μ(mgcos37+qE)=ma1(3分) 對木板：Mgsin37+μ(mgcos37+qE)-F=Ma2(3分) 【備課資源】 1.（xx安徽理綜T18）如圖所示，M、N是平行板電容器的兩個極板，為定值電阻，、為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部。閉合電鍵S，小球靜止時受到懸線的拉力為F。調(diào)節(jié)、，關(guān)于F的大小判斷正確的是 A．保持不變，緩慢增大時，F(xiàn)將變大 B．保持不變，緩慢增大時，F(xiàn)將變小 C．保持不變，緩慢增大時，F(xiàn)將變大 D．保持不變，緩慢增大時，F(xiàn)將變小 【命題立意】本題以電容器為背景,結(jié)合電路、帶電小球的平衡問題，主要考查電場、受力分析、共點(diǎn)力的平衡、閉合電路的歐姆定律、電路的動態(tài)分析等知識點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時可按以下思路分析： 部分電阻變化 電場變化、電場力變化 電壓變化 【規(guī)范解答】選B.分析電路可知R1的作用相當(dāng)于導(dǎo)線，R2增大時，R0兩端的電壓變小，所以兩板間的電壓變小，場強(qiáng)變小，電場力變小，繩子上的拉力F等于重力與電場力的合力，而重力不變，電場力變小，其合力變小，繩上的拉力F變小，B正確。 2.（xx福建理綜T18）物理學(xué)中有些問題的結(jié)論不一定必須通過計(jì)算才能驗(yàn)證，有時只需要通過一定的分析就可以判斷結(jié)論是否正確。如圖所示為兩個彼此平行且共軸的半徑分別為和的圓環(huán)，兩圓環(huán)上的電荷量均為q（q>0），而且電荷均勻分布。兩圓環(huán)的圓心和相距為2a，聯(lián)線的中點(diǎn)為O，軸線上的A點(diǎn)在O點(diǎn)右側(cè)與O點(diǎn)相距為r（rEb，a、b兩點(diǎn)的電場線的方向不同，故C選項(xiàng)錯誤D選項(xiàng)正確。 4.（xx安徽理綜T 16）如圖所示，在平面內(nèi)有一個以為圓心、半徑R=0.1m的圓，P為圓周上的一點(diǎn)，、兩點(diǎn)連線與軸正方向的夾角為。若空間存在沿軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小，則、兩點(diǎn)的電勢差可表示為 A. B. C. D. 【命題立意】本題以靜電場為背景,結(jié)合電場線，主要考查電勢、電勢差的概念、電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系等知識點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時可按以下思路分析： 電勢差的正負(fù) 電場線的方向 電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系 【規(guī)范解答】選A.由圖可知勻強(qiáng)電場的方向是沿Y軸負(fù)向的。沿著電場線的方向電勢是降低的，所以P電勢高于O點(diǎn)的電勢，、兩點(diǎn)的電勢差為負(fù)值。根據(jù)電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系，所以A正確。 5.（xx四川理綜T21）如圖所示，圓弧虛線表示正點(diǎn)電荷電場的等勢面，相鄰兩等勢面間的電勢差相等。光滑絕緣直桿沿電場方向水平放置并固定不動，桿上套有一帶正電的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，滑塊通過絕緣輕彈簧與固定點(diǎn)O相連，并以某一初速度從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)，OM＜ON。若滑塊在M、N時彈簧的彈力大小相等，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則 A、滑塊從M到N的過程中，速度可能一直增大 B、滑塊從位置1到2的過程中，電場力做的功比從位置3到4的小 C、在M、N之間的范圍內(nèi)，可能存在滑塊速度相同的兩個位置 D、在M、N之間可能存在只由電場力確定滑塊加速度大小的三個位置 【命題立意】在電場中結(jié)合彈力的分解，考查牛頓第二定律的靈活應(yīng)用 【思路點(diǎn)撥】。解答本題時可按以下思路分析： 沿桿與垂直桿分解彈簧的彈力 比較電場力與彈簧沿桿方向分力的大小 判斷加速度的情況 【規(guī)范解答】選AC，在N點(diǎn)如果電場力不小于彈簧彈力的分力，則滑塊一直加速，A正確。在N點(diǎn)如果電場力小于彈簧彈力的分力，則滑塊先加速后減速，就可能有兩個位置的速度相同，C正確。1、2與3、4間的電勢差相等，電場力做功相等，B錯誤。由于M點(diǎn)和N點(diǎn)彈簧的長度不同但彈力相等，說明N點(diǎn)時彈簧是壓縮的，在彈簧與水平桿垂直和彈簧恢復(fù)原長的兩個位置滑塊的加速度只由電場力決定，D錯誤。 6.（xx.重慶理綜T18）某電容式話筒的原理示意圖如圖所示，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為兩金屬基板。對著話筒說話時，P振動而Q可視為不動。在P、Q間距增大過程中， A．P、Q購車的電容器的電容增大 B．P上電荷量保持不變 C．M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的低 D．M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的高 【命題立意】考查電容器的電量變化 【思路點(diǎn)撥】對著話筒說話時，電容器的電容發(fā)生變化，使得極板電量變化，從而有電流流過電阻，電阻上產(chǎn)生電壓。 【規(guī)范解答】選D，電容式話筒與電源串聯(lián)，電壓保持不變。在P、Q間距增大過程中，根據(jù)電容決定式得電容減小，又根據(jù)電容定義式得電容器所帶電量減小，電容器的放電電流通過R的方向由M到N，所以M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的高。D正確。 7.（xx.上海物理卷T 9）. 三個點(diǎn)電荷電場的電場線分布如圖所示，圖中a、b兩點(diǎn)出的場強(qiáng)大小分別為、，電勢分別為，則 （A）＞，＞ （B）＜，＜ （C）＞，＜ （D）＜，＞ 【命題立意】本題考查電場線與場強(qiáng)與電勢的關(guān)系 【思路點(diǎn)撥】電場線的密、疏表示場強(qiáng)大、小，沿電場線電勢降低. 【規(guī)范解答】選C，a處電場線較b處密集，所以＞，因?yàn)檠刂妶鼍€方向電勢逐漸降低.所以＜。 8.（xx江蘇物理卷T15）（16分）制備納米薄膜裝置的工作電極可簡化為真空中間距為d的兩平行極板，如圖甲所示，加在極板A、B間的電壓作周期性變化，其正向電壓為，反向電壓為，電壓變化的周期為2τ，如圖乙所示。在t=0時，極板B附近的一個電子，質(zhì)量為m、電荷量為e，受電場作用由靜止開始運(yùn)動。若整個運(yùn)動過程中，電子未碰到極板A，且不考慮重力作用。 （1）若，電子在0—2τ時間內(nèi)不能到達(dá)極板A，求d應(yīng)滿足的條件； （2）若電子在0—200τ時間未碰到極板B，求此運(yùn)動過程中電子速度隨時間t變化的關(guān)系； （3）若電子在第N個周期內(nèi)的位移為零，求k的值。 【命題立意】本題以電子在交變電場中運(yùn)動，來考查牛頓運(yùn)動定律、運(yùn)動學(xué)公式應(yīng)用和歸納法思想。題目的設(shè)置難度偏難，強(qiáng)化對物理規(guī)律的歸納能力和數(shù)學(xué)技巧處理能力。 【思路點(diǎn)撥】（1）通過電子在交變電場中受力情況，分段求出勻加速段位移和勻減速段位移，利用題意條件d＞x1+x2可求解；（2）通過電子在第一周期內(nèi)運(yùn)動特點(diǎn)，討論在以后其它時間t內(nèi)，若電子處在其它時間勻加速時間段和勻減速時間段速度內(nèi)，應(yīng)用數(shù)學(xué)上歸納思想，求速度隨時間t變化的關(guān)系；（3）在應(yīng)用第（2）問題分析基礎(chǔ)上，討論電子在2(N-1)τ~ (2N-1)τ時間內(nèi)，求其位移和電子在(2N-1)τ~2Nτ時間內(nèi)的位移綜合題意求解。 【規(guī)范解答】（1）電子在0~τ時間內(nèi)做勻加速運(yùn)動，加速度的大小為 ① 位移 ② 在τ~2τ時間內(nèi)先做勻減速運(yùn)動，后反向做勻加速運(yùn)動 加速度的大小 ③ 初速度的大小 ④ 勻減速運(yùn)動階段的位移 ⑤ 依據(jù)題意d＞x1+x2 ⑥ 解得 （2）在2nτ~ (2n+1)τ,(n=0,1,2, ……,99)時間內(nèi)，速度增量 ⑦ 在（2n+1）τ~ 2(n+1)τ,(n=0,1,2, ……,99)時間內(nèi)， 加速度的大小 速度增量 ⑧ (a)當(dāng)0≤t-2nτ<τ時 電子的運(yùn)動速度 v=n△v1+n△v2+a1(t-2nτ) ⑨ 解得 v=[t-(k+1)nτ] ,(n=0,1,2, ……,99) ⑩ (b)當(dāng)0≤t-(2n+1)τ<τ時 電子的運(yùn)動速度 v=(n+1) △v1+n△v2-[t-(2n+1)τ] 解得v=[(n+1)(k+1)τ-kτ],(n=0,1,2, ……,99) （3）電子在2(N-1)τ~ (2N-1)τ時間內(nèi)的位移x2N-1=v2N-2τ+a1τ2 電子在(2N-1)τ~2Nτ時間內(nèi)的位移x2N=v2N-1τ-2 由式可知 v2N-2=(N-1)(1-k)τ 由式可知 依題意知 解得。 【答案】（1）。 （2）(a)當(dāng)0≤t-2nτ<τ時，v=[t-(k+1)nτ] ,(n=0,1,2, ……,99)； 當(dāng)0≤t-(2n+1)τ<τ時，v=[(n+1)(k+1)τ-kτ],(n=0,1,2, ……,99)。 （3）。 9.（xx.海南理綜T11）利用靜電除塵器可以消除空氣中的粉塵．靜電除塵器由金屬管A和懸在管中的金屬絲B組成，A和B分別接到高壓電源正極和負(fù)極，其裝置示意圖如右圖所示．A、B之間有很強(qiáng)的電場，距B越近，場強(qiáng)__________(填：“越大”或“越小”)。B附近的氣體分子被電離成為電子和正離子，粉塵吸附電子后被吸附到_______（填“A”或“B”）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中． 【命題立意】聯(lián)系靜電除塵器的實(shí)際，考查靜電場的基本概念。 【思路點(diǎn)撥】畫出電場線的形狀，就能看出場強(qiáng)強(qiáng)弱 【規(guī)范解答】 電極截面如圖所示，由電場線可判斷越靠近B場強(qiáng)越大；物質(zhì)的吸附能力與表面積有關(guān)，表面積越大，吸附能力越強(qiáng)，因此粉塵吸附表面積小的電子，帶上負(fù)電，帶負(fù)電的粉塵，向正極A運(yùn)動，被吸附到正極上。 【答案】越大 ；A 10.（xx.上海物理卷T33）．如圖，一質(zhì)量不計(jì)，可上下自由活動的活塞將圓筒分為上下兩室，兩室中分別封閉有理想氣體，筒的側(cè)壁為絕緣體，上底N，下底M及活塞D均為導(dǎo)體并按圖連接，活塞面積。在電鍵K斷開時，兩室中氣體壓強(qiáng)均為，ND間距，DM間距，將變阻器的滑片P滑到左端B，閉合電鍵后，活塞D與下底M分別帶有等量異種電荷，并各自產(chǎn)生勻強(qiáng)電場，在電場力作用下活塞D發(fā)生移動。穩(wěn)定后，ND間距，DM間距，活塞D所帶電量的絕對值(式中E為D與M所帶電荷產(chǎn)生的合場強(qiáng)，常量)求： 兩室中氣體的壓強(qiáng)（設(shè)活塞移動前后氣體溫度保持不變）； 活塞受到的電場力大小F； M所帶電荷產(chǎn)生的場強(qiáng)大小和電源電壓U; 使滑片P緩慢地由B向A滑動，活塞如何運(yùn)動，并說明理由。 【命題立意】本題考查電場、電場力，氣體等綜合知識和分析綜合能力 【思路點(diǎn)撥】根據(jù)氣體定律可求出兩室中氣體的壓強(qiáng)，根據(jù)活塞受力平衡可求出活塞受到的電場力大小。電容器內(nèi)部場強(qiáng)是上下極板上的電荷產(chǎn)生的場強(qiáng)疊加的結(jié)果。滑片運(yùn)動時，加在電容器上的電壓發(fā)生變化，使得場強(qiáng)發(fā)生變化，電場力發(fā)生變化。 【規(guī)范解答】 （1） 解得P1=80Pa ，解得P2=720Pa （2）根據(jù)活塞受力的平衡，N。 （3）因?yàn)镋為D與M所帶電荷產(chǎn)生的合場強(qiáng)，EM是M所帶電荷產(chǎn)生的場強(qiáng)大小，所以E=2EM，所以，所以，得。電源電壓 （4）因減小，減小，向下的力減小，增大，減小，向上的力增大，活塞向上移動。 11.（xx天津高考）如圖2-2-4所示，帶等量異號電荷的兩平行金屬板在真空中水平放置，M、N為板間同一電場線上的兩點(diǎn)，一帶電粒子(不計(jì)重力)以速度vM經(jīng)過M點(diǎn)在電場線上向下運(yùn)動，且未與下板接觸.一段時間后，粒子以速度vN折回N點(diǎn)，則( ) A.粒子受電場力的方向一定由M指向N B.粒子在M點(diǎn)的速度一定比在N點(diǎn)的大 C.粒子在M點(diǎn)的電勢能一定比在N點(diǎn)的大 D.電場中M點(diǎn)的電勢一定高于N點(diǎn)的電勢 【解析】選B.帶電粒子由M點(diǎn)以速度vM向下運(yùn)動，經(jīng)過一段時間經(jīng)過N點(diǎn)時的速度方向豎直向上，可知粒子受到的電場力的方向一定豎直向上，A錯誤；在粒子由M到N的過程中電場力對粒子做負(fù)功，粒子的電勢能增大，速度變小，故B正確，C錯誤；因不知粒子的電性，故無法判斷電場的具體方向，也就無法比較M、N兩點(diǎn)電勢的高低，因此D錯誤.