1、章末总结提高【p138】电场【p138】本章是电学的基础知识，是历年高考的重点之一近几年高考中对本章知识的考查命题频率较高，且有相当难度的问题集中在电场力做功与电势能变化、带电粒子在电场中的运动这两个知识点上，尤其在与力学知识的结合中巧妙地把电场概念、牛顿定律和动能定理等联系起来，对考生能力有较好的测试作用另外平行板电容器也是一个命题频率较高的知识点，且常以小综合题形式出现高考中考查本章知识的试题题型全面，选择题、填空题、计算题都有，大部分试题都是中等以上难度本章以研究静电场的力的性质和能的性质为中心内容，因此很容易与力学的平衡问题、运动学、牛顿定律、功和能、恒定电流、磁场、交变电流、原子物理
2、等知识联系在一起，构成综合试题，考查考生分析问题能力、综合能力、运用数学知识解决物理问题的能力，要求考生对试题展示的实际情景进行分析、判断，弄清物理情景，抽象出物理模型，然后运用相应的物理知识及相关的规律进行解答这部分内容在今后的高考命题中仍是重点和热点1本章知识点多，概念性强，内容抽象，概念的关系又比较复杂能否正确理解相关概念间的相互联系和区别是学好本章的基础复习中重点应放在对电场有关概念的理解和灵活运用上，首先要把基础夯实2本章知识常与力的观点、能量的观点综合在一起考查在夯实基础的同时应注意加强空间想像能力、分析推理能力、综合运用能力的培养，提高解决综合性问题的能力3本章知识与其他各章知识
3、联系紧密，在复习时要注意加强横向联系4本章某些概念与重力场中的概念类似，复习时可用类比法记忆、理解5本章知识与生产技术、生活实际、科学研究等联系紧密，如尖端放电、电容式传感器、静电的防止和应用、示波管原理、静电分离等，这些都可成为新情景的综合命题的素材【p138】1(2019全国卷)如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则()AP和Q都带正电荷BP和Q都带负电荷CP带正电荷，Q带负电荷DP带负电荷，Q带正电荷解析 受力分析可知，P和Q两小球，不能带同种电荷，AB错误；若P球带负电，Q球带正电，如右图所示，恰能满足
4、题意，则C错误D正确，故本题选D.答案 D2(2019全国卷)如图，两金属板P、Q水平放置，间距为d.两金属板正中间有一水平放置的金属网G，P、Q、G的尺寸相同G接地，PQ的电势均为(0)质量为m、电荷量为q(q0)的粒子自G的左端上方距离G为h的位置，以速度v0平行于纸面水平射入电场，重力忽略不计(1)求粒子第一次穿过G时的动能，以及它从射入电场至此时在水平方向上的位移大小；(2)若粒子恰好从G的下方距离G也为h的位置离开电场，则金属板的长度最短应为多少？解析 (1)PG、QG间电场强度大小相等，均为E，粒子在PG间所受电场力F的方向竖直向下，设粒子的加速度大小为a，有EFqEma设粒子第一
5、次到达G时动能为Ek，由动能定理有qEhEkmv设粒子第一次到达G时所用时间为t，粒子在水平方向的位移为l，则有hat2lv0t联立式解得Ekmvqhlv0(2)设粒子穿过G一次就从电场的右侧飞出，则金属板的长度最短，由对称性知，此时金属板的长度L为L2l2v03(多选)(2019全国卷)如图，电荷量分别为q和q(q0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点则()Aa点和b点的电势相等Ba点和b点的电场强度大小相等Ca点和b点的电场强度方向相同D将负电荷从a点移到b点，电势能增加解析 由几何关系，可知b点的电势高于a点的电势，故A错误；把负电荷从a移到b，电势能减少，故
6、D错误；由对称性和电场的叠加原理，可得出a、b的合电场强度大小、方向都相同，故B、C正确答案 BC4(2018全国卷)如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab5 cm，bc3 cm，ca4 cm，小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线，设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则()Aa、b的电荷同号，k Ba、b的电荷异号，kCa、b的电荷同号，k Da、b的电荷异号，k解析 根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，且小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线，可知，a、b的电荷异号，对小球c受力分析，如下图所示：因ab5 cm，bc3 cm，ca4 cm，因此acbc
7、，那么两力的合成构成矩形，依据相似三角形之比，则有：；而根据库仑定律，Fak，而Fbk综上所得，故ABC错误，D正确答案 D5(多选)(2018全国卷)如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点一电荷量为q(q0)的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1：若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2，下列说法正确的是()A此匀强电场的电场强度方向一定与a、b两点连线平行B若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为C若c、d之间的距离为L，则该电场的电场强度大小一定为D若W1W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点
8、之间的电势差解析 根据题意无法判断电场强度的方向，A错误；不知道电场方向，所以电场的电场强度大小不一定是，C错误；W1qUab，W2qUcd，又M，N，故WMNq(MN)q，故B对；W1W2则有abcd，UaMaM，UbNbN，故UaMUbN，D对答案 BD6(多选)(2018全国卷)如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平，两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等现同时释放a、b，它们由静止开始运动，在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，a、b间的相互作用和重力可忽略下列说法正确的是()Aa的质量
9、比b的大B在t时刻，a的动能比b的大C在t时刻，a和b的电势能相等D在t时刻，a和b的动量大小相等解析 根据题述可知，微粒a向下加速运动，微粒b向上加速运动，根据a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，可知a的加速度大小大于b的加速度大小，即aaab.对微粒a，由牛顿第二定律，qEmaaa，对微粒b，由牛顿第二定律，qEmbab，联立解得：，由此式可以得出a的质量比b小，选项A错误；在a、b两微粒运动过程中，a微粒所受合外力大于b微粒，a微粒的位移大于b微粒，根据动能定理，在t时刻，a的动能比b大，选项B正确；由于在t时刻两微粒经过同一水平面，电势相等，电荷量大小相等，符号相反，所以在t
10、时刻，a和b的电势能不等，选项C错误；由于a微粒受到的电场力(合外力)等于b微粒受到的电场力(合外力)，根据动量定理，在t时刻，a微粒的动量等于b微粒，选项D正确答案 BD7(2017全国卷)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)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
11、已知不存在电场时，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，故匀强电场方向向上在t0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qE2mgma1油滴在时刻t1的速度为v1v0a1t1电场强度在时刻t1突然反向，油滴做匀变速直线运动，加速度方向向下，大小a2满足qE2mgma2油滴在时刻t22t1的速度为v2v1a2t1由式得v2v02gt1(2)由题意，在t0时刻前有qE1mg油滴从t0到时刻t1的位移为
12、s1v0t1a1t油滴在从时刻t1到时刻t22t1的时间间隔内的位移为s2v1t1a2t由题给条件有v2g(2h)式中h是B、A两点之间的距离若B点在A点之上，依题意有s1s2h由式得E2E1为使E2E1，应有221即当0t1才是可能的：条件式和式分别对应于v20和v2E1，应有221即t1另一解为负，不符合题意，已舍去8(2017全国卷)如图，两水平面(虚线)之间的距离为H，其间的区域存在方向水平向右的匀强电场自该区域上方的A点将质量为m、电荷量分别为q和q(q0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出小球在重力作用下进入电场区域，并从该区域的下边界离开已知N离开电场时的速
13、度方向竖直向下；M在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍不计空气阻力，重力加速度大小为g.求：(1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比；(2)A点距电场上边界的高度；(3)该电场的电场强度大小解析 (1)设小球M、N在A点水平射出的初速度大小为v0，则它们进入电场时的水平速度仍然为v0.M、N在电场中运动的时间t相等，电场力作用下产生的加速度沿水平方向，大小均为a，在电场中沿水平方向的位移分别为s1和s2.由题给条件和运动学公式得v0at0s1v0tat2s2v0tat2联立式得3(2)设A点距电场上边界的高度为h，小球下落h时在竖直方向的分速度为vy，由运动学
14、公式v2ghHvytgt2M进入电场后做直线运动，由几何关系知联立式可得hH(3)设电场强度的大小为E，小球M进入电场后做直线运动，则设M、N离开电场时的动能分别为Ek1、Ek2，由动能定理得Ek1m(vv)mgHqEs1Ek2m(vv)mgHqEs2由已知条件Ek11.5Ek2联立式得E9(2017北京)如图所示，长l1 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37.已知小球所带电荷量q1.0106 C，匀强电场的场强E3.0103 N/C，取重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求： (1)小球
15、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的大小解析 (1)根据电场强度定义式可知，小球所受电场力大小为FqE1.01063.0103 N3.0103 N(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tan 37，得m4.0104 kg(3)撤去电场后，小球将绕悬点摆动，根据动能定理有mgl(1cos 37)mv2，得v2.0 m/s.10(多选)(2017全国卷)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
16、/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 由题目可得：a10 V，b17 V，c26 V，ab与Oc中点电势相等，则，故Oabc(101726)V1 V，故B正确；从a到b移动电子，电场力做功：WUab7 eV.电场力做正功，电势能减小，故电子在a点电势比在b点高7 eV，故C错误；从b到c移动电子，电场力做功W(e)Ubc9 eV，故D正确；如图所示，过b点作bd垂直于Oc，则由几何关系：cd6 cm cm，故，则d点的电势为d17 V，故bd为等势面从而电场线沿cO方向，故E V/cm2.5 V/cm，故A正确
17、答案 ABD11(2017海南)如图，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是()AF逐渐减小，T逐渐减小BF逐渐增大，T逐渐减小CF逐渐减小，T逐渐增大DF逐渐增大，T逐渐增大解析 电容器两极板与电源相连则U不变，由E知，d增大E减小，又FqE，所以F逐渐减小，因为是缓慢移动左极板，所以小球受力平稳T，F减小，G不变，知T逐渐减小，选A.答案 A12(多选)(2017江苏)在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势在x轴上分布如图所示下列说法正确有()Aq1和q2带有异种电荷Bx1处的电场强度为零C负电荷从x1移到x2，电势能减小D负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大解析 由图知x1处的电势等于零，所以q1和q2带有异种电荷，A正确；图象的斜率描述该处的电场强度，故x1处场强不为零，B错误；负电荷从x1移到x2，由低电势向高电势移动，电场力做正功，电势能减小，故C正确；由图知，负电荷从x1移动到x2，电场强度越来越小，故电荷受到的电场力减小，所以D错误答案 AC