2018年高考物理考试大纲解读专题03电学20171226138

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1 专题七 电场

考纲原文再现

内容 要求

物质的电结构、电荷守恒

静电现象的解释

点电荷

库仑定律

静电场

电场强度、点电荷的场强

电场线

电势能、电势

电势差

匀强电场中电势差与电场强度的关系

带电粒子在匀强电场中的运动

示波管 Ⅰ

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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Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标(ra,a)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Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是

A.Ea:Eb=4:1 B.Ec:Ed=2:1

C.Wab:Wbc=3:1 D.Wbc:Wcd=1:3 2 【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aA、aB,电势能分别为EpA、EpB。下列说法正确的是

A.电子一定从A向B运动

B.若aA>aB,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EpA

D.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aA>aB,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BA,电子电势能pEe,电势能是标量,所以一定有EpA

EF 3 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/cm

B.坐标原点处的电势为1 V

C.电子在a点的电势能比在b点的低7 eV

D.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1017717269addc,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/cm2.5 V/cm3.6UEd,

考向4 类比分析带电粒子在电场中的运动

【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 4

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=1.0×10–6 C,匀强电场的场强E=3.0×103 N/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 5 (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tan37Fmg,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)2mglmv

得2(1cos37)2.0 m/svgl

【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92910Nm/Ck)

(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? 6

【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,120.018NqQFkx==

因此261110CFxqkQ-==?。

(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800VWUq合==

(4)由图可知小球从x=0.16 m到x=0.2 m处,电场力做功J106J204.003.041W

小球从0.2mx到0.4mx处,电场力做功2W=122mv=31.610J

由图可知小球从0.4mx到0.8mx处,电场力做功3W=-0.004×0.4 J=31.610J

由动能定理1W+2W+3W+Fs外=0

解得s=123=0.065mWWWF外

专题八 电路

考纲原文再现

内容 要求

欧姆定律

电阻定律

电阻的串联、并联 Ⅱ

Ⅰ 7 电源的电动势和内阻

闭合电路的欧姆定律

电功率、焦耳定律 Ⅱ

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123VVV、、示数变化量的绝对值分别为123VVV、、,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r

D.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1VIR,2VIr,所以12ΔV>ΔV,选项D对。电压表3V的变化量3V()IrR,所以3()VrRrI,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PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr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 8

A.图线b表示输出功率PR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PA=PB+PC

D.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PE=EI、Pr=I2r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2EERrr,功率的大小为24Er,a、b线的交点N表示电源的总功率PE和电源内部的发热功率Pr相等,此时只有电源的内电阻,所以此时的电流的大小为Er,功率的大小为2Er,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

内容 要求 说明

磁场、磁感应强度、磁感线

通电直导线和通电线圈周围磁场的方向

安培力、安培力的方向

匀强磁场中的安培力 Ⅰ

Ⅱ 1.安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形

2.洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形