专题八电场挖命题【考情探究】考点考向5年考情预测热度考题示例学业水平关联考点素养要素解法电场力的性质库仑定律的应用2018课标Ⅰ,16,6分 3 力的合成相互作用观念叠加法★★☆电场强度的计算2017课标Ⅲ,21,6分 3 电场力做功能量观念等分法电场能的性质电场强度、电势、电势差、电势能的关系2018课标Ⅱ,21,6分 3 电场力做功能量观念比例法★★★2016课标Ⅲ,15,6分 4 电场力做功能量观念类比法2014课标Ⅱ,19,6分 3 能量观念带电粒子运动轨迹类问题的处理2016课标Ⅰ,20,6分 3 动能定理运动与相互作用观念2016课标Ⅱ,15,6分 3 动能定理能量观念2018天津理综,3,6分 3 牛顿第二定律运动与相互作用观念电场力的功2018课标Ⅰ,21,6分 4 能量观念2015课标Ⅰ,15,6分 4 等势面能量观念电容器、平行板电2016天津理综,4,6分 3 相互作用观念★★★带电粒子在电场中的运动容器的动态分析带电粒子在电场中的运动2018课标Ⅲ,21,6分 4 动能定理运动与相互作用观念2017课标Ⅱ,25,20分 5 动能定理科学推理2017课标Ⅰ,25,20分 5 牛顿运动定律科学推理2015课标Ⅱ,24,12分 5 动能定理能量观念分析解读本专题主要研究静电场的基本性质及带电粒子在静电场中的运动问题。
场强和电势是分别描述电场的力的性质和能的性质的两个物理量。
正确理解场强和电势的物理意义,是掌握好本专题知识的关键。
电势能、电场力做功、电势能的变化等是电场能的性质讨论的延伸,带电粒子在电场中的运动问题则是电场上述两性质的综合运用。
在复习中应重视对基本概念及规律的理解;注重知识的实际应用,如带电粒子在电场中的加速、偏转以及电容器的有关知识在实际生产、生活中的应用。
加强本专题知识与其他物理知识的综合应用,如带电粒子在复合场中的运动。
掌握处理较为复杂的物理问题的方法,如类比、等效、建立模型等思维方法。
【真题典例】破考点【考点集训】考点一电场力的性质1.(2014浙江理综,19,6分)(多选)如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ。
一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行。
小球A的质量为m、电荷量为q。
小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B,两球心的高度相同、间距为d。
静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷。
小球A静止在斜面上,则()A.小球A 与B 之间库仑力的大小为kq 2d2B.当q d =√mgsinθk时,细线上的拉力为0C.当q d =√mgtanθk时,细线上的拉力为0D.当q d =√mgktanθ时,斜面对小球A 的支持力为0答案 AC2.(2018内蒙古包头模拟,5)在点电荷-Q 的电场中,一金属圆盘处于静电平衡状态,若圆盘平面与点电荷在同一平面内,则圆盘上感应电荷在圆盘中A 点所激发的附加场强E'的方向在下列选项中正确的是( )答案 A3.(2017山西太原三模)如图所示,MN 为很大的薄金属板(可理解为无限大),金属板接地。
在金属板的左侧距离为2d 的位置固定一电荷量为Q 的正点电荷,由于静电感应产生了如图所示的电场。
过正点电荷Q 所在的点作MN 的垂线段,P 为垂线段的中点,已知P 点电场强度的大小为E 0,则金属板上感应电荷在P 点激发的电场强度E 的大小为( )A.E 0-kQ d2 B.kQ d2C.E 02D.0答案 A4.(2019届陕西渭南教学质量检测,6,4分)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 点的距离分别为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.0B.EC.2ED.E+k Q1r 12+k Q2r 22答案 C考点二 电场能的性质1.(2019届福建泉州质检,8,4分)(多选)如图所示,MN是边长为L的等边三角形abc的中位线,在M、N两点分别固定着电荷量均为+Q的点电荷。
下列说法正确的是()A.a点的电场强度大小为k QL2B.a点的电势高于c点的电势C.a、b两点间的电势差大于b、c两点间的电势差D.负点电荷从b点移到c点的过程中电势能先增大后减小答案BC2.(2017东北三校联考,8,4分)如图所示,空间分布着竖直向上的匀强电场E,现在电场区域内某点O处放置一负点电荷Q,并在以O点为球心的球面上选取a、b、c、d四点,其中a、c连线为球的水平大圆直径,b、d 连线与电场方向平行。
不计空气阻力,则下列说法中正确的是()A.b、d两点的电场强度相同,电势相同B.a、c两点的电场强度不同,电势不同C.若从a点抛出一带正电小球,小球可能沿a、c所在圆周做匀速圆周运动D.若从a点抛出一带负电小球,小球可能沿b、d所在圆周做匀速圆周运动答案C3.(2018广东四校联考)(多选)如图所示,在两等量异种点电荷连线上有c、O、f三点,虚线所在的曲线M、L、K分别表示过c、O、f三点的等势面,一不计重力的带负电粒子,从a点射入电场,只在电场力作用下沿abcde运动,其轨迹关于两点电荷连线对称,如图中实线所示:a、b、c、d、e为轨迹与各等势面的交点,则下列说法中正确的有()A.各等势线的电势大小关系为φK>φL>φMB.a点与b点的电场强度相同C.粒子在a点与e点的加速度大小相等D.粒子在c点的电势能大于在e点的电势能答案ACD4.(2018河北石家庄二中期中,14,4分)如图甲所示,一绝缘的竖直圆环上均匀分布着正电荷。
一光滑细杆从圆心垂直圆环平面穿过圆环,杆上套有带正电的小球,现使小球从a点由静止释放,并开始计时,后经过b、c 两点,运动过程中的v-t图像如图乙所示。
下列说法正确的是()A.带电圆环在圆心处产生的场强不为零B.a点场强大于b点场强C.电势差U ab小于U bcD.小球由b到c的过程中平均速度小于0.55 m/s答案C考点三电容器、带电粒子在电场中的运动1.(2015课标Ⅱ,14,6分)如图,两平行的带电金属板水平放置。
若在两板中间a点从静止释放一带电微粒,微粒恰好保持静止状态。
现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°,再由a点从静止释放一同样的微粒,该微粒将()A.保持静止状态B.向左上方做匀加速运动C.向正下方做匀加速运动D.向左下方做匀加速运动答案D2.(2018河南开封模拟,2,4分)如图所示,带等量异种电荷的两块等大的平行金属板M、N水平正对放置。
两板间有一带电微粒以速度v0沿直线运动,当微粒运动到P点时,将M板迅速向上平移一小段距离,则此后微粒的可能运动情况是()A.沿轨迹①运动B.沿轨迹②运动C.沿轨迹③运动D.沿轨迹④运动答案C3.(2019届河北保定第一次摸底,5,4分)如图所示,一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连,极板水平放置,极板间距为d;在下极板上叠放一厚度为l的金属板,其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中。
当把金属板从电容器中快速抽出后,粒子P开始运动。
重力加速度为g。
粒子运动的加速度为()A.ld g B.d-ldg C.ld-lg D.dd-lg答案A4.(2019届河南信阳质检,12,10分)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)。
小孔正上方d2处的P点有一带电粒子,该粒子由静止开始下落,经过小孔进入电容器,并在下极板处(未与极板接触)返回。
若将下极板向上平移d2,求仍从P点由静止开始下落的相同粒子下落的最大高度。
答案34d5.(2015课标Ⅱ,24,12分)如图,一质量为m 、电荷量为q(q>0)的粒子在匀强电场中运动,A 、B 为其运动轨迹上的两点。
已知该粒子在A 点的速度大小为v 0,方向与电场方向的夹角为60°;它运动到B 点时速度方向与电场方向的夹角为30°。
不计重力。
求A 、B 两点间的电势差。
答案mv 02q【方法集训】方法1 “等分法”确定匀强电场中电势及场强1.(多选)如图所示,已知某匀强电场方向平行于正六边形ABCDEF 所在平面。
若规定D 点电势为零,则A 、B 、C 处的电势分别为8 V 、6 V 、2 V 。
初动能为12 eV 、电荷量大小为2e(e 为元电荷)的带电粒子从A 沿着AC 方向射入电场,恰好经过BC 的中点G 。
不计粒子的重力,下列说法正确的是( )A.该粒子一定带负电B.该粒子到达点G时的动能为20 eVC.只改变粒子在A点初速度的方向,该粒子不可能经过CD.若该粒子以不同速率从D点沿DF方向入射,该粒子可能垂直经过CE答案AC2.(2017河南南阳联考,6,4分)如图所示,真空中有一匀强电场(图中未画出),电场方向与圆周在同一平面内,△ABC是圆的内接直角三角形,∠BAC=63.5°,O为圆心,半径R=5 cm。
位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为8 eV、电荷量为+e的粒子,有些粒子会经过圆周上不同的点,其中到达B点的粒子动能为12 eV,到达C点的粒子电势能为-4 eV(取O点电势为零)。
忽略粒子的重力和粒子间的相互作用,sin 53°=0.8。
下列说法正确的是()A.圆周上A、C两点的电势差为16 VB.圆周上B、C两点的电势差为-4 VC.匀强电场的场强大小为100 V/mD.当某个粒子经过圆周上某一位置时,可以具有6 eV的电势能,且同时具有6 eV的动能答案C3.(2019届江西南昌调研,5,4分)如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为0 V,点A处的电势为6 V,点B处的电势为3 V,则电场强度的大小为()A.200 V/mB.200√3 V/mC.100 V/mD.100√3 V/m答案A方法2 对带电粒子在匀强电场与重力场的复合场中运动的处理方法1.(2016课标Ⅰ,20,6分)(多选)如图,一带负电荷的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直面(纸面)内,且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。
忽略空气阻力。
由此可知()A.Q点的电势比P点高B.油滴在Q点的动能比它在P点的大C.油滴在Q点的电势能比它在P点的大D.油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小答案AB2.(2019届山西大同质检,9,4分)(多选)在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场,质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水平,A、B、C 三点在同一直线上,且AB=2BC,如图所示。