2017高考物理最新模拟题精选训练静电场专题08静电场知识的运用含解析
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专题09 静电场一、单选题1.如图所示,在电场有M、N两点,则()A. M点的电势比N点的电势高B. M点的电场强度比N点的电场强度大C. 正电荷在M点的电势能比在N点的电势能大D. 负电荷从M点运动到N点,电场力不做功【答案】 B综上所述本题答案是:B2.如图所示,在水平放置两平行金属板M、N之间的P点,固定有一个带电荷量为-q的点电荷,两金属板通过电阻R接到直流电源上,其中N板接地.( )A. 当保持其它条件不变,而将M板向上移动的过程中,金属板带电荷量将增加B. 当保持其它条件不变,而将M板向上移动的过程中,通过R的电流方向是b指向aC. 当保持其它条件不变,而将M板向上移动到某处稳定后与移动前相比,p处点电荷的电势变小D. 当保持其它条件不变,而将M板向上移动到某处稳定后与移动前相比,p处点电荷的电势能变小【答案】 C【解析】试题分析:当保持其它条件不变,而将M 板向上移动的过程中,d 增大,根据4S C k d επ=可知,电容C 减小,因U 不变,根据Q C U=可知,电荷量减小,通过R 的电流向右,即a 指向b ,故AB 错误;由于电容器两端的电势差不变,将M 板向上移动,d 增大,根据U E d=可知,电场强度减小,根据PN U Ed =,可知pN 间的电势差减小,又pN p N U ϕϕ=-,且N 点电势为零,则p 点的电势减小,根据p E q ϕ=,电荷为负电荷,则在p 点的电势能变大.故C 正确,D 错误.故选C .【点睛】电容器和电源相连,两端的电势差不变,通过电容的变化,结合Q=CU 得出电荷量的变化,通过电容器带电量的变化确定通过R 的电流流向.结合电场强度的变化,得出pN 间电势差的变化,从而确定p 点电势的变化,得出p 点电势能的变化.3.带有等量异种电荷的一对平行金属板,上极板带正电荷.如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大,即使在两极板之间,它们的电场线也不是彼此平行的直线,而是如图所示的曲线(电场方向未画出).虚线MN 是穿过两极板正中央的一条直线.关于这种电场,以下说法正确的是( )A. 平行金属板间的电场,可以看做匀强电场B. b 点的电势高于a 点的电势C. d 点的电势低于c 点的电势D. 若将一正电荷从电场中的任一点由静止释放,它必将沿着电场线运动到负极板【答案】 C点睛:解决本题关键掌握电场线的两个物理意义:疏密表示场强的大小,方向表示电势的高低,要明确只有电场线是直线时,电荷才能沿电场线运动.4.关于电场的性质正确的是:()A. 电场强度大的地方,电势一定高B. 正点电荷产生的电场中电势都为正C. 匀强电场中,两点间的电势差只与两点间距离成正比D. 电场强度大的地方,沿场强方向电势变化快【答案】 D【解析】A项,场强和电势没有直接关系,电场强度大的地方电势不一定高,故A项错误。
高考试题精编版分项解析专题08 静电场1.如图所示,水平金属板A、B分别与电源两极相连,带电油滴处于静止状态.现将B板右端向下移动一小段距离,两金属板表面仍均为等势面,则该油滴()A. 仍然保持静止B. 竖直向下运动C. 向左下方运动D. 向右下方运动【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(江苏卷)【答案】 D点睛:本题以带电粒子在平行板电容器电场中的平衡问题为背景考查平行板电容器的电场及电荷受力运动的问题,解答本题的关键是根据电场线与导体表面相垂直的特点,B板右端向下,所以电场线发生弯曲,电场力方向改变。
2.研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示,下列说法正确的是A. 实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电B. 实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小C. 实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大D. 实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(北京卷)【答案】 AD电量Q增大,则电压U也会增大,则电容C不变,故选项D错误。
点睛:本题是电容器动态变化分析问题,关键抓住两点:一是电容器的电量不变;二是电容与哪些因素有什么关系。
3.如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M点和N M和N【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题(天津卷)【答案】 D若粒子从N运动到M,则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧,可知在某点的电场力方向和速度方综上所述,D正确;【点睛】考查了带电粒子在非匀强电场中的运动;本题的突破口是根据粒子做曲线运动时受到的合力指向轨迹的内侧,从而判断出电场力方向与速度方向的夹角关系,进而判断出电场力做功情况.4.如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。
2021高考物理最新模拟题精选训练静电场专题08静电场知识的运用含解析202102223551.(黑龙江省大庆市第一中学2021届高三第三次模拟考试理科综合试题)阴极射线示波管的聚焦电场是由电极A1、A2形成,实线为电场线,虚线为等势线,Z轴为该电场的中心轴线,P、Q、R为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点,则()A.电极A1的电势低于电极A2的电势B.电场中Q点的电场强度小于R点的电场强度C.电子在P点处的动能大于在Q点处的动能D.电子从P至R的运动过程中,电场力对它一直做正功【参考答案】AD考点:电场强度;电场线;电势及电势能【名师点睛】要能正确依照电场线、等势线的分布情形,判定电势、电势能、电场强度、电场力做功等物理量变化情形;沿电场线电势降低,电场强度的大小与电场线的疏密有关;电场力做正功电势能减小,动能增加.2.(2021四川名校联考)离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定范畴内的装置。
如图为最常见的“四极离子陷阱”的俯视示意图,a、b、c、d是四根平行杆,他们与带有直流电压和叠加的射频电压相连,相当于四个电极,相对的电极带等量同种电荷,相邻的电极带等量异种电荷。
在纸面内四根杆的连线是一个正方形,A、C是ac上的任意两点,B、D是bd上的任意两点,A、C、B、D到正方形中心O的距离相等。
则点的电场强度为零,电势最低、B、C、D四点电场强度大小相等点电势比B点电势高D.正点电荷沿直线从A经O运动到C,电势能先减小后增大【参考答案】BCD3.静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动,并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法,其工作原理如图2所示。
忽略运动中涂料微粒间的相互作用和微粒的重力。
下列说法中正确的是A.当静电喷涂机与被喷涂工件之间的距离增大时,在运动中的涂料微粒所受电场力增大B.涂料微粒的运动轨迹仅由被喷涂工件与静电喷涂机之间所接的高压电源决定C.在静电喷涂机水平向左移动的过程中,有两个带有相同电荷量的微粒先后通过被固定的工件右侧P点(相对工件的距离不变)处,先通过微粒的电势能较大D.涂料微粒在向被涂工件运动的轨迹中,在直线轨迹上电势升高最快【参考答案】D【名师解析】由于静电喷涂机与被喷涂工件之间的电压一定,当静电喷涂机与被喷涂工件之间的距离增大时,它们之间的电场强度减小,在运动中的涂料微粒所受电场力减小,选项A错误。
专题01 库仑定律1.(2017云贵川百校大联考)已知两个点电荷间的距离为L时,两点电荷间的库仑力为F.现把两点电荷间的距离变为2L,则要保持它们之间的库仑力不变,两点电荷的电荷量的乘积应是原来的()A.4倍B.2倍C.0.5倍D.0.25倍【参考答案】A.2.(2016·广州毕业班质检)如图所示,MON是固定的光滑绝缘直角杆,MO沿水平方向,NO沿竖直方向,A、B为两个套在此杆上的带有同种电荷的小球,用一指向竖直杆的水平力F作用在A球上,使两球均处于静止状态。
现将A球向竖直杆方向缓慢拉动一小段距离后,A、B两小球可以重新平衡。
则后一种平衡状态与前一种平衡状态相比较,下列说法正确的是( )A.A、B两小球间的库仑力变大B.A、B两小球间的库仑力变小C.A球对MO杆的压力变大D.A球对MO杆的压力变小【参考答案】B【名师解析】A、B间的连线与竖直方向的夹角减小,对B研究,库仑力在竖直方向的分力与重力等大反向,因此A、B两小球间的库仑力减小;由整体法可知,A对杆的压力等于A、B的重力之和,A、C、D错误,B 正确。
3.三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径.球2所带电荷量的大小是球1所带电荷量大小的n倍,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间的引力大小为F.现使球3与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时球1、2之间表现为斥力,大小仍为F.由此可知()A. n=3 B.n=6C.n=7 D.n=10【参考答案】D4.(2016·浙江联考)如图所示,粗糙程度均匀的绝缘空心斜面ABC放置在水平面上,∠CAB=30°,斜面内部O点(与斜面无任何连接)固定有一正点电荷,一带负电的小物体(可视为质点)可以分别静止在M、N 点和MN的中点P上,OM=ON,OM∥AB,则下列判断正确的是()A.小物体分别在三处静止时所受力的个数一定都是4个B.小物体静止在P点时受到的支持力最大,静止在M、N点时受到的支持力相等C.小物体静止在P点时受到的摩擦力最大D.当小物体静止在N点时,地面给斜面的摩擦力为零【参考答案】B【名师解析】从小物体所受重力、支持力和库仑力的方向关系看,小物体在M点时可能受三个力作用,故A错;小物体静止时受到的支持力大小等于重力和库仑力在垂直斜面方向的分力之和的大小,由于P点离O点最近,且此时库仑力垂直于斜面,故小物体静止在P点时受到的支持力最大,由M、N点相对P点的对称关系可确定库仑力垂直斜面的分力相同,故小物体静止在M、N点时受到的支持力相等,B正确;在P点时,小物体所受静摩擦力大小等于重力沿斜面方向的分力大小,而在N点时静摩擦力大小等于重力和库仑力沿斜面方向的分力大小之和,故C错;小物体静止在N点时,对斜面和小物体整体受力分析可知,由于受到沿左下方的库仑力,由平衡条件知地面给斜面的摩擦力方向向右.故D错.5.(多选)放在水平地面上的光滑绝缘圆筒内有两个带正电小球A、B,A位于筒底靠在左侧壁处,B在右侧筒壁上受到A的斥力作用处于静止,如图所示.若A的电荷量保持不变,B由于漏电而下降少许重新平衡,下列说法正确的是()A.A对筒底的压力不变。
第十二单元静电场(电容带电粒子在电场中的运动)测试时间:90分钟满分:110分第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(本题共12小题,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~8小题只有一个选项正确,第9~12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.[2016·全国卷Ⅰ]一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上。
若将云母介质移出,则电容器()A.极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大B.极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大C.极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变D.极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变答案 D解析平行板电容器接在电压恒定的直流电源上,电容器两极板之间的电压U不变。
若将云母介质移出,电容C减小,由C=Q/U 可知,电容器所带电荷量Q减小,即电容器极板上的电荷量减小。
由于U不变,d不变,由E=U/d可知,极板间电场强度E不变,选项D正确,A、B、C错误。
2.[2016·武威模拟]如图所示,是一个示波管工作原理图,电子经加速以后以速度v0垂直进入偏转电场,离开电场时偏转量是h,两平行板间的距离为d,电势差为U,板长为L。
每单位电压引起的偏移量(h/U)叫做示波管的灵敏度,为了提高灵敏度,可采用下列哪些办法?()A.增大两板间的电势差UB.尽可能使板长L做得短些C.尽可能使两板间距离d减小些D .使电子入射速度v 0大些答案 C解析 设电子的电量为q ,质量为m ,加速度为a ,运动的时间为t ,则加速度:a =qE m =qU md ,时间t =L v ,偏转量h =12at 2=qUL 22md v 20。
所以示波管的灵敏度:h U =qL 22md v 20,通过公式可以看到,提高灵敏度可以采用的方法是:加长板长L ,减小两板间距离d 和减小入射速度v 0,故正确的选项是C 。
3.[2016·广东七校联考]如图所示,水平放置的平行板电容器两极板间距为d ,带负电的微粒质量为m 、带电荷量为q ,它从上极板的边缘以初速度v 0射入,沿直线从下极板N 的边缘射出,则( )A .微粒的加速度不为零B .微粒的电势能减少了mgdC .两极板的电势差为mgd qD .M 板的电势低于N 板的电势答案 C解析 带负电的微粒在两极板间受竖直向下的重力,竖直方向的电场力,而微粒沿直线运动,由直线运动条件可知,重力与电场力合力必为零,即电场力方向竖直向上,大小等于重力,即mg=Ud q,所,A项错误,C项正确;而微粒带负电,以两极板之间电势差U=mgdq所以电场方向竖直向下,而电场方向是由高电势指向低电势的,所以M板电势高于N板电势,D项错误;微粒由上板边缘运动到下板边缘,电场力方向与位移方向夹角为钝角,所以电场力对微粒做负功,微粒电势能增加,B项错误。
专题03 电场线与等势面1.(2016·江西赣州高三入学考试)如图所示,两个带电荷量分别为2q 和-q 的点电荷固定在x 轴上,相距为2L 。
下列图象中,两个点电荷连线上场强大小E 与x 关系的图象可能是( )【参考答案】.C2.(2016·江苏泰州高三期中)一带正电粒子在正点电荷的电场中仅受静电力作用,做初速度为零的直线运动。
取该直线为x 轴,起始点O 为坐标原点,则下列关于电场强度E 、粒子动能E k 、粒子电势能E p 、粒子加速度a 与位移x 的关系图象可能的是( )【参考答案】.CD 【名师解析】点电荷的场强公式E =k Q r2,可知电场强度随x 的变化不是均匀减小,A 项错误;由于电场强度不是匀强电场,电场力做功W ≠qEx ,则动能不是随x 均匀增大,B 项错误;E p -x 图线的切线斜率表示电场力,随着x 的增大,电场力逐渐减小,C 项正确;加速度a =F m =qE m =kQqmr 2,可知a 随x 的变化图线是曲线,且减小,D 项正确。
3.(2016·皖南八校第二次联考)如图所示x 轴上各点的电场强度如图所示,场强方向与x 轴平行,规定沿x 轴正方向为正,一负点电荷从坐标原点O 以一定的初速度沿x 轴正方向运动,点电荷到达x 2位置速度第一次为零,在x 3位置第二次速度为零,不计粒子的重力。
下列说法正确的是( )A .O 点与x 2和O 点与x 3电势差U Ox 2=U Ox 3B .点电荷从O 点运动到x 2,再运动到x 3的过程中,加速度先减小再增大,然后保持不变C .点电荷从O 点运动到x 2,再运动到x 3的过程中,速度先均匀减小再均匀增大,然后减小再增大D .点电荷在x 2、x 3位置的电势能最小 【参考答案】.A 【名师解析】根据动能定理,电荷由O 点到x 2和由O 点到x 3都有-qU =0-12mv 20,可知U O x 2=U O x 3,A 项正确;由图可知,x 轴正方向上各点场强沿着x 轴正方向,场强大小是非线性变化,x 轴负方向各点场强方向沿着x 轴负方向,为匀强电场,点电荷从坐标原点出发,其加速度先增大后减小,再增大后减小,而后再增大后减小,又再增大后减小,然后保持不变,在x 轴左侧做匀变速直线运动,B 、C 项错误;电荷运动过程中动能和电势能之和保持不变,动能最小则电势能就最大,即点电荷在x 2、x 3位置电势能最大,D 项错误。
动量定理运用的八种情境最新模拟题精选训练八.多过程情境一.选择题1. 如图所示,质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放,落到地面上后又陷入泥潭中,由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点时速度减为零.不计空气阻力,重力加速度为g.关于小球下落的整个过程,下列说法中正确的有( )A.小球的机械能减少了mg(H+h)B.小球克服阻力做的功为mghC.小球所受阻力的冲量大于m2gHD.小球动量的改变量等于所受阻力的冲量【参考答案】AC二.计算题1.(20分)(2008北京理综)有两个完全相同的小滑块A和B,A沿光滑水平面以速度v0与静止在平面边缘O点的B发生正碰,碰撞中无机械能损失。
碰后B运动的轨迹为OD曲线,如图所示。
(1)已知滑块质量为m,碰撞时间为,求碰撞过程中A对B平均冲力的大小。
(2)为了研究物体从光滑抛物线轨道顶端无初速下滑的运动,特制做一个与B平抛轨道完全相同的光滑轨道,并将该轨道固定在与OD曲线重合的位置,让A沿该轨道无初速下滑(经分析,A下滑过程中不会脱离轨道)。
a.分析A沿轨道下滑到任意一点的动量p A与B平抛经过该点的动量p B的大小关系;b.在OD曲线上有一M点,O和M两点连线与竖直方向的夹角为45°。
求A通过M点时的水平分速度和竖直分速度。
(20分)(2)a.设任意点到O点竖直高度差为d.A、B由O点分别运动至该点过程中,只有重力做功,所以机械能守恒。
选该任意点为势能零点,有E A=mgd,E B= mgd+由于p=,有即p A<p BA下滑到任意一点的动量总和是小于B平抛经过该点的动量。
b.以O为原点,建立直角坐标系xOy,x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向下,则对B有x=v0t·y=gt2B的轨迹方程y=在M点x=y,所以 y=③因为A、B的运动轨迹均为OD曲线,故在任意一点,两者速度方向相同。
设B水平和竖直分速度大小分别为和,速率为v B;A水平和竖直分速度大小分别为和,速率为v A,则④B做平抛运动,故⑤对A由机械能守恒得v A= ⑥由④⑤⑥得将③代入得2. (16分)如图所示,三个质量均为m的弹性小球用两根长均为L的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上.现给中间的小球B一个水平初速度v0,方向与绳垂直.小球相互碰撞时无机械能损失,轻绳不可伸长.求:(1)当小球A、C第一次相碰时,小球B的速度.(2)当三个小球再次处在同一直线上时,小球B的速度.(3)运动过程中小球A的最大动能E KA和此时两根绳的夹角θ.(4)当三个小球处在同一直线上时,绳中的拉力F的大小.(2)当三个小球再次处在同一直线上时,则由动量守恒定律和机械能守恒定律,得解得(三球再次处于同一直线),(初始状态,舍去)所以,三个小球再次处在同一直线上时,小球B的速度为(负号表明与初速度反向)(3)当小球A的动能最大时,小球B的速度为零。
精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!高考物理二轮复习讲练测专题03 静电场1.【2017·新课标Ⅰ卷】(多选)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=4:1 B.E c:E d=2:1C.W ab:W bc=3:1 D.W bc:W cd=1:3【答案】AC【名师点睛】本题主要考查学生的识图能力,点电荷场强及电场力做功的计算。
2.【2016·全国新课标Ⅲ卷】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【答案】B【解析】等势面相交,则电场线一定相交,故在同一点存在两个不同的电场强度方向,与事实不符,A错误;电场线与等势面垂直,B正确;同一等势面上的电势相同,但是电场强度不一定相同,C错误;将一负电荷从高电势处移动到低电势处,受到的电场力的方向是从低电势指向高电势,所以电场力的方向与运动的方向相反,电场力做负功,D错误。
【方法技巧】电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面;等势面与电场线垂直,沿着等势面移动点电荷,电场力不做功,等势面越密,电场强度越大,等势面越疏,电场强度越小。
3.【2016·全国新课标Ⅱ卷】如图,P为固定的点电荷,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。
专题06 静电感应1.(2016·山东潍坊高三期末)一带电荷量为+q 、质量为m 的带电粒子从O 点以速率v 0射入电场,运动到A 点时速率为2v 0。
现有另一电荷量为-2q 、质量为m 的粒子仍以速率v 0从O 点射入该电场,运动到B 点时速率为2v 0。
若忽略重力的影响,带电粒子从O 到A 和从O 到B 的运动过程中( )A .在O 、A 、B 三点中,B 点电势最高B .在O 、A 、B 三点中,A 点电势最高C .带电荷量为+q 的粒子电势能的变化量大D .两粒子的电势能变化量相等【参考答案】.AD2.(2016·江苏启东中学高三月考)如图所示,在一点电荷的电场中有三个等势面,与电场线的交点依次为a 、b 、c ,它们的电势分别为12φ、8φ和3φ,一带电粒子从一等势面上的a 点由静止释放,粒子仅在电场力作用下沿直线由a 点运动到c 点,已知粒子经过b 点时速度为v ,则( )A .粒子一定带负电B .长度ab ∶bc =4∶5C .粒子经过c 点时速度为32v D .粒子经过c 点时速度为54v【参考答案】.C3.(2016·湖北荆州高三质检)三个质量相等的带电微粒(重力不计)以相同的水平速度沿两极板的中心线方向从O 点射入,已知上极板带正电,下极板接地,三微粒的运动轨迹如图所示,其中微粒2恰好沿下极板边缘飞出电场,则( )A .三微粒在电场中的运动时间有t 3>t 2>t 1B .三微粒所带电荷量有q 1>q 2>q 3C .三微粒所受电场力有F 1=F 2>F 3D .微粒2和3出电场时动能相等【参考答案】.B【名师解析】因三微粒均只受竖直向下的恒定电场力作用而做类平抛运动,水平方向做速度大小相同的匀速直线运动,由图中水平射程知三微粒在电场中运动时间有t 3=t 2>t 1,A 错误;竖直方向由h =12at 2知三微粒的加速度大小有a 1>a 2>a 3,又只受电场力,所以三微粒所受电场力有F 1>F 2>F 3,C 错误;而F =qE ,即三微粒所带电荷量有q 1>q 2>q 3,B 正确;电场力对微粒2做的功比对微粒3做的功多,即微粒2的动能增加多,所以出电场时微粒2的动能大于微粒3的动能,D 错误。
2020年高考物理三轮冲刺与命题大猜想专题08 静电场目录猜想一:结合“电偶极子”考查电场的性质 (1)猜想二:结合“三线”考查电场的性质 (3)猜想三:匀强电场中电势均匀分布特性的考查 (4)猜想四:通过图像考查带电粒子的运动问题 (6)猜想五:以计算题的形式考查带电粒子在电场中的运动 (9)最新模拟冲刺练习 (12)猜想一:结合“电偶极子”考查电场的性质【猜想依据】静电场的描述涉及的概念较多利用双电荷电偶极子系统可以全面的考查场强、电势的分布特点和对称性有利于考查学生分析问题的能力。
【要点概述】两种等量点电荷电场线的比较最小,指向负电荷一方为零【例1】(2020·海南海口模拟)两点电荷Q 1、Q 2产生的电场线如图所示,根据电场线的分布情况,下列判断正确的是( )A .Q 1的电荷量小于Q 2的电荷量B .Q 1的电荷量大于Q 2的电荷量C .Q 1、Q 2一定均为正电荷D .Q 1、Q 2一定均为负电荷【答案】A.【解析】:由电场线的特点可知电场线越密,电场强度越大,可知Q 2周围的电场强度大于Q 1周围的电场强度,结合点电荷的电场强度的公式E =kQ r2可知,Q 1的电荷量小于Q 2的电荷量,故A 正确,B 错误;电场线从正电荷或无限远出发到无限远或负电荷终止,由于图中没有标出电场线的方向,所以不能判断出电荷的正负,结合电荷的特点可知,Q 1、Q 2可能均为正电荷,也有可能Q 1、Q 2均为负电荷,故C 、D 错误.【例2】(2020·陕西渭南教学质量检测)如图所示,在x 轴上放置两正点电荷Q 1、Q 2,当空间存在沿y 轴负向的匀强电场时,y 轴上A 点的电场强度等于零,已知匀强电场的电场强度大小为E ,两点电荷到A 的距离分别为r 1、r 2,则在y 轴上与A 点对称的B 点的电场强度大小为( )A .EB.12E C .2E D .4E【答案】C.【解析】:A 点电场强度为零,说明两点电荷在A 点的电场强度与匀强电场的电场强度等大反向,即竖直向上,大小为E ,根据对称性,两点电荷在B 处产生的电场强度竖直向下,大小为E ,所以B 点的电场强度大小为2E,方向竖直向下,C正确.猜想二:结合“三线”考查电场的性质【猜想依据】电场的性质是力与能在电学中的延续,结合带电粒子运动过程中的“三线”(电场线、等势线、轨迹线)综合考查牛顿运动定律、功能关系、受力分析、运动的合成与分解等是常用的命题思路.这部分内容综合性强,仍是命题的热点.复习时应引起足够的重视。
1 专题08 静电场知识的运用 1.(黑龙江省大庆市第一中学2016届高三第三次模拟考试理科综合试题)阴极射线示波管的聚焦电场是由电极A1、A2形成,实线为电场线,虚线为等势线,Z轴为该电场的中心轴线,P、Q、R为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点,则( )
A.电极A1的电势低于电极A2的电势
B.电场中Q点的电场强度小于R点的电场强度 C.电子在P点处的动能大于在Q点处的动能 D.电子从P至R的运动过程中,电场力对它一直做正功 【参考答案】AD
考点:电场强度;电场线;电势及电势能 【名师点睛】要能正确根据电场线、等势线的分布情况,判断电势、电势能、电场强度、电场力做功等物理量变化情况;沿电场线电势降低,电场强度的大小与电场线的疏密有关;电场力做正功电势能减小,动能增加. 2.(2016四川名校联考)离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定范围内的装置。如图为最常见的“四极离子陷阱”的俯视示意图,a、b、c、d是四根平行杆,他们与带有直流电压和叠加的射频电压相连,相当于四个电极,相对的电极带等量同种电荷,相邻的电极带等量异种电荷。在纸面内四根杆的连线是一个正方形,A、C是ac上的任意两点,B、D是bd上的任意两点,A、C、B、D到正方形中心O的距 离相等。则 2
A.D点的电场强度为零,电势最低 B.A、B、C、D四点电场强度大小相等 C.A点电势比B点电势高 D.正点电荷沿直线从A经O运动到C,电势能先减小后增大 【参考答案】BCD
3.静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动,并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法,其工作原理如图2所示。忽略运动中涂料微粒间的相 互作用和微粒的重力。下列说法中正确的是
A.当静电喷涂机与被喷涂工件之间的距离增大时,在运动中的涂料微粒所受电场力增大 B.涂料微粒的运动轨迹仅由被喷涂工件与静电喷涂机之间所接的高压电源决定 C.在静电喷涂机水平向左移动的过程中,有两个带有相同电荷量的微粒先后经过被固定的工件右 侧P点(相对工件的距离不变)处,先经过微粒的电势能较大 D.涂料微粒在向被涂工件运动的轨迹中,在直线轨迹上电势升高最快 【参考答案】D 【名师解析】由于静电喷涂机与被喷涂工件之间的电压一定,当静电喷涂机与被喷涂工件之间的距离增大 3
时,它们之间的电场强度减小,在运动中的涂料微粒所受电场力减小,选项A错误。涂料微粒的运动轨迹与初速度和受力有关,不是仅由被喷涂工件与静电喷涂机之间所接的高压电源决定,选项B错误。先经过P点的微粒可能是运动的路程小,速度大,动能大。不考虑重力作用时,电势能与动能之和保持不变,所以先经过微粒的电势能较小,选项C错误。涂料微粒在向被涂工件运动的轨迹中,直线的距离最小,结合U=Ed可知,在直线轨迹上电势升高最快,选项D正确。 4.小强在加油站加油时,看到加油机上有如题19-18图所示的图标,关于图标涉及的物理知识及其理解,下列说法正确的:
A.制作这些图标的依据是静电屏蔽原理 B.工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装 C.化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患 D.用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系 【参考答案】C 【名师解析】 制作这些图标的依据是防止摩擦产生的静电引起火花放电,选项A错误。工作人员工作时间须穿导电性能良好的棉料服装,选项B错误。化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患,选项C正确。用绝缘的塑料梳子梳头可产生静电,存在安全隐患,选项D错误。 5.如图所示,电力工作人员在几百万伏的高压线上进行带电作业,电工全身穿戴带电作业用屏蔽服,屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后再做成的服装,下列说法正确的是( ) A.采用金属材料编织的衣服目的是使衣服不易拉破 B.采用金属材料编织的衣服目的利用静电屏蔽 C.电工穿上屏蔽服后,使体内场强为零 D.电工穿上屏蔽服后,使体内电势为零 4
【参考答案】BC 6.(2011·广东)题16-2图为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电,在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的。下列表述正确的是( )
A.到达集尘极的尘埃带正电荷 B.电场方向由集尘极指向放电极 C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 【参考答案】BD 【名师解析】由于集尘机与电源正极相连,到达集尘极的尘埃带负电荷,电场方向由集尘极指向放电极,带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反,由F=qE可知,同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大,选项BD正确AC错误。 7. (2013·广东)喷墨打印机的简化模型如题19-4图所示,重力可忽略的墨汁微滴,经带电室带负电后 ,以速度v垂直匀强电场飞入极板间,最终打在纸上,则微滴在极板间电场中( ) A.向负极板偏转 5
B..电势能逐渐增大 C..运动轨迹是抛物线 D..运动轨迹与带电量无关 【参考答案】.C
8.(2010·重庆)某电容式话筒的原理示意图如题19-5图所示,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两金属基板。对着话筒说话时,P振动而Q可视为不动。在P、Q间距增大过程中,( )
A.P、Q构成的电容器的电容增大 B.P上电荷量保持不变 C.M点的电势比N点的低 D.M点的电势比N点的高 【参考答案】.D 【名师解析】电容式话筒与电源串联,电压U保持不变。在P、Q间距增大过程中,根据平行板电容决定式
4SCkd可知,d增大,电容C减小,选项A错误;又根据电容量定义式C=Q/U得电容器所带电荷量Q
减小,选项B错误;电容器的放电电流通过R的方向由M到N,所以M点的电势比N点的高。选项C错误D 6
正确。 9 (2012·广东)题19-7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.电场力对矿粉做正功 C.带负电的矿粉电势能变大 D.带正电的矿粉电势能变小 【参考答案】.BD
10. (2012·浙江)用金属做成一个不带电的圆环,放在干燥的绝缘桌面上。小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后,将笔套自上向下慢慢靠近圆环,当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上,如题19-8图所示。对上述现象的判断与分析,下列说法正确的是( )
A.摩擦使笔套带电 B.笔套靠近圆环时,圆环上、下都感应出异号电荷 C.圆环被吸引到笔套的过程中,圆环所受静电力的合力大于圆环的重力 D.笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷立刻被全部中和 【参考答案】.ABC 7
11. (2010·浙江)请用学过的电学知识判断下列说法正确的是( ) A. 电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B. 制作汽油桶的材料用金属比用塑料好 C. 小鸟停在单根高压输电线上会被电死 D. 打雷时,呆在汽车里比呆在木屋里要危险 【参考答案】. B 【名师解析】电力工人高压带电作业,全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋,可以对人体起到静电屏蔽作用作业,使人安全作业,电工穿绝缘衣没有穿金属衣安全,选项A错误。因为塑料和油摩擦容易起电,产生的静电荷不易泄漏,形成静电积累,造成爆炸和火灾事故,所以制作汽油桶的材料用金属比用塑料好,选项B正确。小鸟停在单根高压输电线上,由于两脚之间距离很小,两脚之间的导线电阻几乎为零,两脚之间的电压几乎为零,所以不会被电死,选项C错误。一辆金属车身的汽车也是最好的“避雷所”,一旦汽车被雷击中,它的金属构架会将闪电电流导入地下,所以打雷时,呆在汽车里比呆在木屋里要安全,选项D错误。 12.(2011·安徽)题19-14图(a)为示波管的原理图。如果在电极YY’之间所加的电压按图(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 8
【参考答案】. B 【名师解析】此题考查示波管。带电粒子在电场中的运动等知识点。由电极YY’之间所加的电压按图(b)所示的规律变化可知,在y方向图形从y=0开始且向+y方向运动;由在电极XX’之间所加的电压按图(c)所示的规律变化可知,在x方向图形从-x半个周期开始,所以在荧光屏上会看到的图形是B。 13.(2016山东青岛一模)如图所示是高压电场干燥中药技术基本原理图,在大导体板MN上铺一薄层中药材,针状电极O和平板电极MN之间加上高压直流电源,其间产生强非匀强电场E;水分子是极性分子,可以看成棒状带电体,一端带正电,另一端带等量负电;水分子在电场力的作用下会加速从中药材中分离出去,在鼓风机的作用下飞离电场区域从而加速干燥.如图所示虚线ABCD是某一水分子从A处由静止开始的运动轨迹,则下列说法正确的是
A.水分子在B点时,水分子带正电一端受到的电场力与带负电荷一端受到电场力大小不相等 B.水分子沿轨迹ABCD运动过程中电场力始终做正功 C.水分子沿轨迹ABCD运动过程中电势能先减少后增加 D.如果把高压直流电源的正负极反接,水分子从A处开始将向下运动 【参考答案】.AC