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高考物理總復(fù)習(xí)《電場(chǎng)性質(zhì)的綜合應(yīng)用》專項(xiàng)測(cè)試卷含答案
學(xué)校:班級(jí):姓名:考號(hào):
題型一庫侖定律的應(yīng)用及庫侖力的合成及電場(chǎng)的疊加
【題型解碼】
1.電場(chǎng)疊加問題要注意矢量性與對(duì)稱性
2.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,電場(chǎng)中某點(diǎn)的幾個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度的合場(chǎng)強(qiáng)為各個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。
【典例分析1】(2023?全國(guó)?統(tǒng)考高考真題)如圖,等邊AABC位于豎直平面內(nèi),邊水平,頂點(diǎn)C在48
邊上方,3個(gè)點(diǎn)電荷分別固定在三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上。已知邊中點(diǎn)M處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向下,BC
邊中點(diǎn)N處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向上,A點(diǎn)處點(diǎn)電荷的電荷量的絕對(duì)值為q,求
(1)B點(diǎn)處點(diǎn)電荷的電荷量的絕對(duì)值并判斷3個(gè)點(diǎn)電荷的正負(fù);
(2)C點(diǎn)處點(diǎn)電荷的電荷量。
【典例分析2】(2023?四川雅安?統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))如圖所示,直角三角形ABC的NA=37。,ZC=90°,AB
的長(zhǎng)度為5L在A點(diǎn)固定一帶電量為16q的正點(diǎn)電荷,在8點(diǎn)固定一帶電量為9q的正點(diǎn)電荷,靜電引力
常量為女,皿37。=0.6、儂37。=0.8,則C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為()
5Z------------不
AB
八-Jikqn2kqkq5kq
1313L212£2
【典例分析3】(2023上?上海浦東新?高三??计谥校┤鐖D所示,真空中心6、c、d四點(diǎn)共線且等距。先在
a點(diǎn)固定一點(diǎn)電荷+。,測(cè)得6點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為瓦若再將另一等量異種點(diǎn)電荷-。放在d點(diǎn),則()
+g,
abed
3B.。點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為:E
A.6點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為
4
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c.b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向向左D.c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向向左
【提分秘籍】
1.電場(chǎng)強(qiáng)度的三個(gè)計(jì)算公式
電場(chǎng)強(qiáng)度疊加平行四邊
形定則
2.電場(chǎng)的疊加
①電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,電場(chǎng)中某點(diǎn)的幾個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度的合場(chǎng)強(qiáng)為各個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。
②電勢(shì)是標(biāo)量,電場(chǎng)中某點(diǎn)幾個(gè)電場(chǎng)的電勢(shì)的總電勢(shì)為各個(gè)電勢(shì)的代數(shù)和。
3.求解涉及庫侖力的平衡問題的解題思路
涉及庫侖力的平衡問題與純力學(xué)平衡問題分析方法一樣,受力分析是基礎(chǔ),應(yīng)用平衡條件是關(guān)鍵,都可以
通過解析法、圖示法或兩種方法相結(jié)合解決問題,但要注意庫侖力的大小隨著電荷間距變化的特點(diǎn).具體
步驟如下:
確定研究對(duì)象可根據(jù)問題需要選用“整體法”或“隔離法”
受力分析多了電場(chǎng)力(尸=隼"或F=qE)
[列平衡方程K尸合=0或K=o、F,=0]
4.對(duì)稱法求電場(chǎng)強(qiáng)度
研究對(duì)象:
給定電場(chǎng)
對(duì)
稱
模
型
【突破訓(xùn)練】
1.(2023上?江蘇南京?高三南京市第二十九中學(xué)??茧A段練習(xí))如圖所示,在絕緣水平面上固定著一光滑絕
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緣的圓形槽,在某一過直徑的直線上有。、4四點(diǎn),其中。為圓心,。在圓上,半徑0C垂直于
A點(diǎn)固定電荷量為。的正電荷,B點(diǎn)固定一個(gè)未知電荷,使得圓周上各點(diǎn)電勢(shì)相等.有一個(gè)質(zhì)量為機(jī),電荷
量為-4的帶電小球在滑槽中運(yùn)動(dòng),在C點(diǎn)受的電場(chǎng)力指向圓心,根據(jù)題干和圖示信息可知()
A.小球在滑槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),在C點(diǎn)速度最小
B.固定在8點(diǎn)的電荷帶正電
C.固定在8點(diǎn)的電荷電荷量為也。
D.C、。兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等
2.(2023上?廣西百色?高三校聯(lián)考階段練習(xí))如圖所示,三角形A8C是等腰直角三角形,在A點(diǎn)固定一個(gè)
電荷量大小為2的點(diǎn)電荷,在8點(diǎn)固定一個(gè)電荷量大小為2的點(diǎn)電荷,C點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向與C8垂直,
則畀的值為()
A.3石B.73C.2近D.72
3.(2023?黑龍江哈爾濱?高三哈爾濱七十三中??计谥校┤鐖D所示,是直角三角形,ZABC=3O。,
ABAC=90°,兩個(gè)點(diǎn)電荷分別固定在A點(diǎn)和C點(diǎn),A點(diǎn)處電荷的帶電量與C點(diǎn)處電荷的帶電量的絕對(duì)值之
比為〃"未知),測(cè)得8點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直于BC邊向下,貝|()
iE
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A.A點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,C點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,九=走
2
B.A點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,C點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電,?=1
C.A點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,C點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電,n力
2
D.A點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電,C點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,?=1
2
題型二根據(jù)電場(chǎng)中的“點(diǎn)、線、面、跡”判斷相關(guān)物理量的變化
【題型解碼】
(1)“運(yùn)動(dòng)與力兩線法”一畫出“速度線”(運(yùn)動(dòng)軌跡在初始位置的切線)與“力線”(在初始位置電場(chǎng)線的切線方
向),從二者的夾角情況來分析曲線運(yùn)動(dòng)的情況.
(2)“三不知時(shí)要假設(shè)”一電荷的正負(fù)、場(chǎng)強(qiáng)的方向(或等勢(shì)面電勢(shì)的高低)、電荷運(yùn)動(dòng)的方向,是題意中相互
制約的三個(gè)方面.若己知其中的任一個(gè),可順次向下分析判定各待求量;若三個(gè)都不知(三不知),則要用“假
設(shè)法”分別討論各種情況.
【典例分析1】(2023上?遼寧?高三鳳城市第一中學(xué)校聯(lián)考期中)有研究表明,當(dāng)興奮情緒傳播時(shí),在人的
體表可以測(cè)出與之對(duì)應(yīng)的電勢(shì)變化。某一瞬間人體表面的電勢(shì)分布圖如圖所示,圖中實(shí)線為等差等勢(shì)面,
標(biāo)在等勢(shì)面上的數(shù)值分別表示該等勢(shì)面的電勢(shì),。、6、c、1為等勢(shì)面上的點(diǎn),該電場(chǎng)可等效為兩等量異種
電荷產(chǎn)生的電場(chǎng),以6為兩電荷連線上對(duì)稱的兩點(diǎn),c、d為兩電荷連線中垂線上對(duì)稱的兩點(diǎn)。下列說法中
A.a、》兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相反
B.c點(diǎn)的電勢(shì)大于d點(diǎn)的電勢(shì)
C.將帶正電的試探電荷從。點(diǎn)移到d點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功
D.負(fù)電荷在。點(diǎn)的電勢(shì)能小于在a點(diǎn)的電勢(shì)能
【典例分析2】(2023上?廣東廣州?高三廣東廣雅中學(xué)??计谥校╈o電除塵利用靜電場(chǎng)凈化氣體或回收有用
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塵粒。某靜電除塵裝置由帶正電的金屬圓筒。和帶負(fù)電的線狀電極P組成,其橫截面上的電場(chǎng)線分布如圖
所示,A、B、M、N為同一等勢(shì)線(圖中虛線)上的四點(diǎn),A,B、C在圓筒的直徑上,BC=BP,若電極尸
的電勢(shì)為0,下列說法正確的是()
A.C點(diǎn)電勢(shì)高于A點(diǎn)電勢(shì)
B.A、2兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同
C.M,N兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
D.(pc=2%
【提分秘籍】
1.根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡判斷粒子的受力及運(yùn)動(dòng)情況
①確定受力方向的依據(jù)
a.曲線運(yùn)動(dòng)的受力特征:帶電粒子受力總指向曲線的凹側(cè);
b.電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向的關(guān)系:正電荷的受力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同,負(fù)電荷則相反;
c.場(chǎng)強(qiáng)方向與電場(chǎng)線或等勢(shì)面的關(guān)系:電場(chǎng)線的切線方向或等勢(shì)面的法線方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的方向。
②比較加速度大小的依據(jù):電場(chǎng)線或等差等勢(shì)面越密今£越大今越大茨=隼越大。
③判斷加速或減速的依據(jù):電場(chǎng)力與速度成銳角(鈍角),電場(chǎng)力做正功(負(fù)功),速度增加(減小)。
2.分析電場(chǎng)的特點(diǎn)和性質(zhì)問題的一般思路
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度
①根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度進(jìn)行判斷。
②根據(jù)等差等勢(shì)面的疏密程度進(jìn)行判斷。
③根據(jù)5=法結(jié)合矢量合成進(jìn)行判斷或計(jì)算。
(2)電勢(shì)
①根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低進(jìn)行判斷。
②根據(jù)0進(jìn)行判斷或計(jì)算。
③空間存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的電場(chǎng)時(shí),根據(jù)電勢(shì)的疊加求代數(shù)和進(jìn)行判斷或計(jì)算。
(3)電勢(shì)能
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①根據(jù)穌=回進(jìn)行判斷或計(jì)算。注意判斷或計(jì)算時(shí)優(yōu)、中、q均帶正、負(fù)號(hào),且穌、夕的正、負(fù)號(hào)表示大
小。
②根據(jù)電場(chǎng)力做功進(jìn)行判斷或計(jì)算。若電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功,電勢(shì)能減少,反之則增加,且WAB=一八與。
③根據(jù)能量守恒定律進(jìn)行判斷或計(jì)算。電場(chǎng)力做功的過程是電勢(shì)能和其他形式的能相互轉(zhuǎn)化的過程,若只
有電場(chǎng)力做功,電荷的電勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化,而總和應(yīng)保持不變,即當(dāng)動(dòng)能增加時(shí),電勢(shì)能減少,反之
則增加,且AEkU—AEp。
【突破訓(xùn)練】
1.(2024?遼寧沈陽?東北育才學(xué)校??级#╇妶?chǎng)線分布如圖所示,以下說法正確的是()
A.。點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)
B.c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)
C.若將一檢驗(yàn)電荷由1點(diǎn)移至a點(diǎn),它的電勢(shì)能增大
D.若在d點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷-。,將一檢驗(yàn)電荷+q由。移至6的過程中,電勢(shì)能增大
2.(2023上?黑龍江哈爾濱?高三哈九中??计谥校﹫D中虛線為勻強(qiáng)電場(chǎng)中與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線,
兩粒子M、N比荷相等,電性相反?,F(xiàn)將M、N從虛線上的。點(diǎn)以相同速率射出,兩粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的
軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示。點(diǎn)“從c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn),已知。點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)。若不計(jì)重力,
貝I()
A.M帶負(fù)電荷,N帶正電荷B.N在。點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度大小相同
C.N在。點(diǎn)的動(dòng)能與M在c點(diǎn)的動(dòng)能一定相同D.N從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至。點(diǎn)的過程中電勢(shì)能增加
3.(2023上?吉林白城?高三??计谥校┮粠щ娏W樱ㄖ亓Σ挥?jì))射入一正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所
示,粒子從A經(jīng)B運(yùn)動(dòng)到C,則()
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A
?
A.粒子可能帶正電B.粒子的動(dòng)能一直變大
C.粒子的加速度先變小后變大D.粒子運(yùn)動(dòng)所受正點(diǎn)電荷的庫侖力先變大后變小
4.(2023上?福建福州?高三校聯(lián)考期中)靜電紡紗利用了高壓靜電場(chǎng)的兩個(gè)電極使單纖維兩端帶上異種電荷,
如圖所示,貝U()
A.圖中虛線是電場(chǎng)線,電勢(shì)%=%
B.圖中虛線是等勢(shì)線,電場(chǎng)強(qiáng)度紇=EB
C.電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于其在。點(diǎn)的電勢(shì)能
D.將一電子從C移動(dòng)到。,電場(chǎng)力做功為零
5.(2023上?遼寧沈陽?高三遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)??计谥校┤鐖D所示,在。點(diǎn)固定一個(gè)點(diǎn)電荷Q,一個(gè)帶電粒子P
從很遠(yuǎn)處以初速度%射入電場(chǎng),為粒子P僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,圖中虛線分別是以。為中心,
以R/、&、以為半徑畫出的三個(gè)圓,且凡-凡,a、b、c分別為軌跡MN與三個(gè)圓的交點(diǎn),以下說
A.P、Q兩電荷可能同號(hào),也可能異號(hào)
B.。點(diǎn)電勢(shì)高于6點(diǎn)電勢(shì)
C.P在。點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能
D.P由c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能變化量大于由c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能變化量絕對(duì)值
6.(2023上?海南省直轄縣級(jí)單位?高三校考階段練習(xí))如圖所示,實(shí)線為某靜電場(chǎng)中的一簇電場(chǎng)線,其中過
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a、b,c三點(diǎn)的電場(chǎng)線為一條直線,且匕為這的中點(diǎn)。虛線為某一帶電粒子進(jìn)入該電場(chǎng)后僅在電場(chǎng)力作用下
的運(yùn)動(dòng)軌跡,粒子依次通過三條電場(chǎng)線上的4、仇e三處位置。下列說法中正確的是()
A.該粒子帶正電
B.帶電粒子在e點(diǎn)的加速度大于它在d點(diǎn)的加速度
C.必兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差小于6c兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差Ubc
D.帶電粒子從d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到e點(diǎn)的過程中電勢(shì)能一直在減小
題型三勻強(qiáng)電場(chǎng)電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系--電勢(shì)均勻分布問題
【典例分析1X2024?全國(guó)?高三專題練習(xí))如圖所示,A、B、C三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,已知ACLBC,ZABC=60°,
布=20cm。把一個(gè)電荷量4=1x10-5。的正電荷從A點(diǎn)移到8點(diǎn),靜電力做的功為零;從8點(diǎn)移到C點(diǎn),
靜電力做的功為-1.73x10-3J,則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向是()
A.865V/m,垂直AC向左
B.865V/m,垂直AC向右
C.500V/m,垂直AB斜向下
D.1000V/m,垂直AB斜向下
【典例分析2】(2023上?黑龍江哈爾濱?高三哈九中??计谥校┰谝蛔銐虼蟮膮^(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)
度的方向與三角形。6c在同一平面內(nèi),其中。、b、c三點(diǎn)電勢(shì)分別為2V、12V、6Vo已知浦的距離為5cm,
ac的距離為20cm,ac和"的夾角為45。。下列說法正確的是()
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a
A.將一質(zhì)子從6點(diǎn)自由釋放,該質(zhì)子可能經(jīng)過c點(diǎn)
B.將電子從。點(diǎn)以一定的初動(dòng)能拋出,在三角形區(qū)域內(nèi),經(jīng)過c點(diǎn)的電子動(dòng)能增量最大
C.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向從c點(diǎn)指向。點(diǎn)
D.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為200V/m
【提分秘籍】
1.£=,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的理解及應(yīng)用
①UAB=Ed,d為A、B兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離。
②沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向電勢(shì)降落得最快。
③在同一直線上或相互平行的兩條直線上距離相等的兩點(diǎn)間電勢(shì)差相等。
2.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中由公式U=Ed得出的“一式、二結(jié)論”
TTW由
(1)“一式":E=%常,其中d是沿電場(chǎng)線方向上兩點(diǎn)間的距離。
(2)“二結(jié)論”
結(jié)論1:勻強(qiáng)電場(chǎng)中的任一線段的中點(diǎn)C的電勢(shì)叱=絲受,如圖甲所示。
結(jié)論2:勻強(qiáng)電場(chǎng)中若兩線段AB〃CZ),且AB=CD,則〃B=UCD(或外一98=次—9?),如圖乙所示。
【突破訓(xùn)練】
1.(2023上?湖南長(zhǎng)沙?高三長(zhǎng)沙一中校考階段練習(xí))如圖所示,真空中有一勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫出),電場(chǎng)
方向與圓周在同一平面內(nèi),AABC是圓的內(nèi)接直角三角形,ABAC=63.5°,。為圓心,半徑R=5cm。位于
A處的粒子源向平面內(nèi)各個(gè)方向發(fā)射初動(dòng)能均為8eV、電荷量為+e的粒子。有些粒子會(huì)經(jīng)過圓周上不同的
點(diǎn)。其中到達(dá)8點(diǎn)的粒子動(dòng)能為12eV,達(dá)到C點(diǎn)的粒子電勢(shì)能為TeV(取。點(diǎn)電勢(shì)為零)、忽略粒子的
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重力和粒子間的相互作用,sin530=0.8o下列說法正確的是()
A.圓周上A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差為16V
B.圓周上2、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差為TV
C.勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為200V/m
D.當(dāng)某個(gè)粒子經(jīng)過圓周上某一位置時(shí),可以具有3eV的電勢(shì)能,且同時(shí)具有9eV的動(dòng)能
2.(2024?全國(guó)?高三專題練習(xí))如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于xOy平面,cd、仍分別垂直于x軸、y軸,
a.b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為4V、8V、10V。現(xiàn)使一電荷量為《=-2x10"、質(zhì)量相=2點(diǎn)*1。-3kg的帶電粒子
從。點(diǎn)垂直成斜向上運(yùn)動(dòng)恰好通過6點(diǎn)。己知該粒子僅受電場(chǎng)力作用,下列說法正確的是()
Ay/cm
b
-2-1012x/cm
A.坐標(biāo)原點(diǎn)。的電勢(shì)為8V
B.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為1000V/m
C.該粒子從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到6點(diǎn)過程中,電場(chǎng)力做功為4xl0-5j
D.該粒子在。點(diǎn)速度大小為Im/s
3.(2023上?江西鷹潭?高三統(tǒng)考期中)如圖,一勻強(qiáng)電場(chǎng)方向與直角三角形AC。平面平行,ZCDA=90°,
ZCAD=53°,AC邊長(zhǎng)度為15cm,過。點(diǎn)作AC的垂線垂足為E,A、C、。三點(diǎn)的電勢(shì)分別為27V、-10.5V
和13.5V。cos53°=0.6,由以上信息可以得出()
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A.E點(diǎn)的電勢(shì)為10.5V
B.勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向由A指向C
C.勻強(qiáng)電場(chǎng)的大小為250V/m
D.把一電子從C點(diǎn)移到E點(diǎn),電場(chǎng)力做的功為21eV
4.(2023上?遼寧?高三統(tǒng)考期中)如圖所示,xQy平面內(nèi)有一半徑為7?=5cm的圓,圓心位于。點(diǎn),A,B、
C為圓與坐標(biāo)軸的三個(gè)交點(diǎn),勻強(qiáng)電場(chǎng)平行于xQv平面,取。點(diǎn)的電勢(shì)為零。在彳。\平面內(nèi),若將一電子
從A點(diǎn)移動(dòng)到2點(diǎn),克服電場(chǎng)力做的功為8eV;若將一質(zhì)子從。點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn),電場(chǎng)力做的功為3eV。不
計(jì)各種粒子的重力和粒子間的相互作用,則下列說法正確的是()
A.A,2兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為0旗=-8丫
B.B,C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為=TV
C.勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為EulOOV/m
D.若在。點(diǎn)有個(gè)a粒子發(fā)射源,能夠向平面內(nèi)的各個(gè)方向發(fā)射動(dòng)能均為5eV的a粒子,則a粒子到達(dá)圓形
邊界的最大動(dòng)能為15eV
題型四靜電場(chǎng)的圖像問題
【題型解碼】在圖象問題中,一般從圖象的“點(diǎn)、線、面、斜''四個(gè)方向理解.夕一X圖象中斜率表示場(chǎng)強(qiáng);E
—x圖象中面積表示電勢(shì)差.
【典例分析1】(2024?全國(guó)?高三專題練習(xí))x軸上固定著兩個(gè)點(diǎn)電荷A、B,兩點(diǎn)電荷分別位于XA=O,xB=4d
處,兩者所在區(qū)域?yàn)檎婵?,在兩者連線上某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與該點(diǎn)位置的關(guān)系如圖所示。選取無軸正方向
為電場(chǎng)強(qiáng)度的正方向,無限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零。以下說法正確的是()
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A.點(diǎn)電荷A、B分別帶正電和負(fù)電
B.A、B所帶電荷量的絕對(duì)值之比為1:3
C.處電勢(shì)最高且為零
D.將電子從x=5d處無初速度釋放,其電勢(shì)能一直減小
【典例分析2】(2023上?重慶沙坪壩?高三重慶南開中學(xué)校考期中)如圖甲所示,真空中的x軸上48兩點(diǎn)
分別固定點(diǎn)電荷QA、QB,圖乙是42連線之間的電勢(shì)夕與位置尤之間的關(guān)系圖像,圖中a-乙點(diǎn)為圖線的最
高點(diǎn)。若在x=-2L處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電量為口的試探電荷(不計(jì)重力),下列說法正確的是()
圖甲圖乙
A.兩點(diǎn)電荷QA>QB是異種電荷
B.兩電荷電量QA<QB
C.釋放后的試探電荷沿x軸正向運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度先增大后減小
D.釋放后的試探電荷沿尤軸正向運(yùn)動(dòng)時(shí)電勢(shì)能先減小后增大
【典例分析3】(2023上?湖北?高三校聯(lián)考階段練習(xí))在某電場(chǎng)中建立x坐標(biāo)軸,一個(gè)質(zhì)子沿?zé)o軸正方向運(yùn)
動(dòng),經(jīng)過間距相等的A、B,C三點(diǎn),該質(zhì)子的電勢(shì)能E隨位置坐標(biāo)x變化的關(guān)系如圖所示,該質(zhì)子只受電
A.A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)
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B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于8點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
C.質(zhì)子經(jīng)過A點(diǎn)的速率小于經(jīng)過8點(diǎn)的速率
D.C、8兩點(diǎn)電勢(shì)差UCB大于2、A兩點(diǎn)電勢(shì)差UBA
【提分秘籍】
幾種常見圖象的特點(diǎn)及規(guī)律
根據(jù)V-f圖象中速度變化、斜率確定電荷所受合力的方向與合力大小變化,確定電場(chǎng)
v-t圖象
的方向、電勢(shì)高低及電勢(shì)能變化
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于9-無圖線的斜率大小,電場(chǎng)強(qiáng)度為零處,9-X圖線存在極值,
其切線的斜率為零;
(2)在夕-無圖象中可以直接判斷各點(diǎn)電勢(shì)的高低,并可根據(jù)電勢(shì)高低關(guān)系確定電場(chǎng)強(qiáng)度
(P-X圖象
的方向;
(3)在夕-X圖象中分析電荷移動(dòng)時(shí)電勢(shì)能的變化,可用叼B(yǎng)=4SB,進(jìn)而分析MB的正
負(fù),然后做出判斷
(1)反映了電場(chǎng)強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律;(2)E>0表示場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向,E<0表示場(chǎng)
強(qiáng)沿X軸負(fù)方向;
E-x圖象
(3)圖線與x軸圍成的“面積”表示電勢(shì)差,“面積”大小表示電勢(shì)差大小,兩點(diǎn)的電勢(shì)高
低根據(jù)電場(chǎng)方向判定
(1)反映了電勢(shì)能隨位移變化的規(guī)律;
Ep-x圖象(2)圖線的切線斜率大小等于電場(chǎng)力大?。?/p>
(3)進(jìn)一步判斷場(chǎng)強(qiáng)、動(dòng)能、加速度等隨位移的變化情況
【突破訓(xùn)練】
1(2023上?江蘇南通?高三統(tǒng)考期中)真空中有一靜止、半徑為外的均勻帶正電的球體,場(chǎng)強(qiáng)E沿半徑「方
向分布情況如圖所示,圖中線、為、公馬以及靜電力常量上都是已知量,下列說法中正確的是()
A.分處電勢(shì)最高B.小4兩處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反
C.小4兩處的電勢(shì)差等于弓-酎D.利用已知量可求出球體所帶的電荷量
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2.(2023?山東青島?統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))建立如圖所示的坐標(biāo)系,在x軸上的后=0、&=lm兩點(diǎn)分別固定電荷量
為如和家的點(diǎn)電荷,x軸上各點(diǎn)電勢(shì)變化曲線如圖所示,M,N兩點(diǎn)是曲線與無軸的交點(diǎn)。以下說法中正確
A.旗為負(fù)電荷、成為正電荷,電荷量織大于砂
B.M點(diǎn)和N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度有可能相同
C.x=lm位置到M點(diǎn)距離和到N點(diǎn)距離可能相等
D.在無軸上(去掉x/=0、X2=lm兩點(diǎn))最多可以找到四個(gè)位置其電勢(shì)相同
3.(2023?廣西北海?統(tǒng)考一模)如圖所示,龍軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷位于。、。位置,一負(fù)試探電荷沿x軸由。
向O'移動(dòng)的過程中,該電荷的電勢(shì)能隨位移的變化規(guī)律如圖所示,A、C兩點(diǎn)的連線以及8點(diǎn)的切線均與x
軸平行,B點(diǎn)的橫坐標(biāo)為%=2,O'點(diǎn)的橫坐標(biāo)為%=5。則下列說法正確的是()
A.B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零
B.0、。'兩點(diǎn)的電荷均為正電荷
C.。、O'兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷所帶電荷量的絕對(duì)值之比為9:4
D.(pA-(pB=(pc-cpB
參考答案
【典例分析1】(2023?全國(guó)?統(tǒng)考高考真題)如圖,等邊AABC位于豎直平面內(nèi),邊水平,頂點(diǎn)C在A8
邊上方,3個(gè)點(diǎn)電荷分別固定在三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上。已知邊中點(diǎn)/處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向下,BC
邊中點(diǎn)N處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向上,A點(diǎn)處點(diǎn)電荷的電荷量的絕對(duì)值為q,求
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U)B點(diǎn)處點(diǎn)電荷的電荷量的絕對(duì)值并判斷3個(gè)點(diǎn)電荷的正負(fù);
(2)C點(diǎn)處點(diǎn)電荷的電荷量。
【答案】(1)q,A、B、C均為正電荷;(2)土詆q
3
【詳解】(1)因?yàn)镸點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度豎直向下,則C為正電荷,根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理,可知4、8兩點(diǎn)的電荷
在/點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相反,則8點(diǎn)電荷帶電量為4,電性與A相同,又N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度豎直向
上,可得A處電荷在N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)垂直BC沿AN連線向右上,如圖所示
可知A處電荷為正電荷,所以A、B、C均為正電荷。
(2)如圖所示
E
E'A=EBC-tan30°
即
kqy/3(kqkqc)
AN2~3CN2)
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其中
AN=J3BN=6CN
解得
3-g
qc=3q
【典例分析2】(2023?四川雅安?統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))如圖所示,直角三角形A8C的NA=37。,ZC=90°,AB
的長(zhǎng)度為53在A點(diǎn)固定一帶電量為16q的正點(diǎn)電荷,在8點(diǎn)固定一帶電量為9q的正點(diǎn)電荷,靜電引力
常量為左,$泣37。=0.6、cos37o=0.8,則C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為()
八C
,一'\
\
\
16^6迨7二—5L------------4)9
AB
A.綽B.空C.4D.當(dāng)
L2C£212?
【答案】A
【詳解】根據(jù)幾何關(guān)系可得
AC=ABcos370=4L
BC=ABsin37°=3L
A點(diǎn)的點(diǎn)電荷在C點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小為
16kqkq
A=(AC7=^
5點(diǎn)的點(diǎn)電荷在C點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小為
_9kq_kq
B-(BC)2~7F
根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加可得C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
EC=y]EA+EC
故選Ao
【典例分析3】(2023上?上海浦東新?高三??计谥校┤鐖D所示,真空中。、b、c、d四點(diǎn)共線且等距。先在
a點(diǎn)固定一點(diǎn)電荷+。,測(cè)得6點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為及若再將另一等量異種點(diǎn)電荷-。放在d點(diǎn),則()
+g,、-2
abed
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A.b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為3:EB.c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為一5E
C.b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向向左D.c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向向左
【答案】B
【詳解】AC.設(shè)ab=be=cd=L,由題可知+。在。點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向水平向右;由點(diǎn)電
荷的場(chǎng)強(qiáng)公式得
E=段
-。在6點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為
“金上
3)-4
方向水平向右。
所以6點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為
E=E+-E=-E
hh44
方向水平向右,故A、C錯(cuò)誤;
BD.根據(jù)對(duì)稱性可知,c點(diǎn)與6點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,則
E=-E
c4
方向水平向右,故B正確,D錯(cuò)誤。
故選Bo
【提分秘籍】
1.電場(chǎng)強(qiáng)度的三個(gè)計(jì)算公式
2.電場(chǎng)的疊加
①電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,電場(chǎng)中某點(diǎn)的幾個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度的合場(chǎng)強(qiáng)為各個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。
②電勢(shì)是標(biāo)量,電場(chǎng)中某點(diǎn)幾個(gè)電場(chǎng)的電勢(shì)的總電勢(shì)為各個(gè)電勢(shì)的代數(shù)和。
3.求解涉及庫侖力的平衡問題的解題思路
涉及庫侖力的平衡問題與純力學(xué)平衡問題分析方法一樣,受力分析是基礎(chǔ),應(yīng)用平衡條件是關(guān)鍵,都可以
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通過解析法、圖示法或兩種方法相結(jié)合解決問題,但要注意庫侖力的大小隨著電荷間距變化的特點(diǎn).具體
步驟如下:
確定研究對(duì)象可根據(jù)問題需要選用“整體法”或“隔離法:
受力分析多了電場(chǎng)力(尸=隼"或F=qE)
[列平衡方程K%=0或兄=0、3=0
4.對(duì)稱法求電場(chǎng)強(qiáng)度
研究對(duì)象:
給定電場(chǎng)
對(duì)
稱
模
型
【突破訓(xùn)練】
1.(2023上?江蘇南京?高三南京市第二十九中學(xué)校考階段練習(xí))如圖所示,在絕緣水平面上固定著一光滑絕
緣的圓形槽,在某一過直徑的直線上有。、A、D、8四點(diǎn),其中。為圓心,。在圓上,半徑OC垂直于08,
A點(diǎn)固定電荷量為。的正電荷,B點(diǎn)固定一個(gè)未知電荷,使得圓周上各點(diǎn)電勢(shì)相等.有一個(gè)質(zhì)量為加,電荷
量為-4的帶電小球在滑槽中運(yùn)動(dòng),在C點(diǎn)受的電場(chǎng)力指向圓心,根據(jù)題干和圖示信息可知()
A.小球在滑槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),在C點(diǎn)速度最小
B.固定在8點(diǎn)的電荷帶正電
C.固定在8點(diǎn)的電荷電荷量為石。
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D.C、。兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等
【答案】C
【詳解】A.圓周上各點(diǎn)電勢(shì)相等,小球在運(yùn)動(dòng)過程中電勢(shì)能不變,根據(jù)能量守恒得知,小球的動(dòng)能不變,
小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
BC.由小球在C點(diǎn)受的電場(chǎng)力指向圓心,如圖所示
A點(diǎn)的點(diǎn)電荷對(duì)小球吸引,8點(diǎn)的點(diǎn)電荷對(duì)小球排斥,因此固定在8點(diǎn)的電荷帶負(fù)電,由ZABC=ZACB=30°
可知
ZACO=30°
設(shè)AB=AC=L,則有
BC=2ABcos30°=V3L
由力的合成可得
6=6區(qū)
即
kQq_^kQBq
E一(島產(chǎn)
解得
QB=6Q
故B錯(cuò)誤,C正確;
D.由庫侖定律及場(chǎng)強(qiáng)的疊加知,。點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于C點(diǎn),故D錯(cuò)誤。
故選Co
2.(2023上?廣西百色?高三校聯(lián)考階段練習(xí))如圖所示,三角形A8C是等腰直角三角形,在A點(diǎn)固定一個(gè)
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電荷量大小為01的點(diǎn)電荷,在B點(diǎn)固定一個(gè)電荷量大小為a的點(diǎn)電荷,c點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向與CB垂直,
則多的值為()
A.3亞B.73C.2亞D.V2
【答案】C
【詳解】設(shè)BC邊長(zhǎng)度為廠,則AC邊長(zhǎng)度為點(diǎn)廠,根據(jù)庫侖定律
(⑸
E-蛇2
用、區(qū)的豎直分量相等,由幾何關(guān)系知
耳sin45°=E2
解得
2=20
Q
故選C。
3.(2023?黑龍江哈爾濱?高三哈爾濱七十三中??计谥校┤鐖D所示,"LBC是直角三角形,ZABC=3O°,
ABAC^90°,兩個(gè)點(diǎn)電荷分別固定在A點(diǎn)和C點(diǎn),A點(diǎn)處電荷的帶電量與C點(diǎn)處電荷的帶電量的絕對(duì)值之
比為"("未知),測(cè)得8點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直于BC邊向下,則()
A.A點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,C點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,〃=也
2
B.A點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,C點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電,?=1
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C.A點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,C點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電,n=g~
2
D.A點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電,C點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,n=1
【答案】C
【詳解】ABC.若A點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,則A點(diǎn)的點(diǎn)電荷在8點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向?yàn)橛葾到8方向,合場(chǎng)強(qiáng)
方向豎直向下,由平行四邊形定則可知C點(diǎn)的點(diǎn)電荷在8點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向應(yīng)沿由8到C方向,即C點(diǎn)的
點(diǎn)電荷帶負(fù)電。電場(chǎng)疊加如下圖
A
EBC=EABCOS30
又因?yàn)?/p>
Qc
EBC=k⑵f
EAB=k-^~
(后產(chǎn)
Q
n=^-A
Qc
聯(lián)立解得
n正
2
故AB錯(cuò)誤,C正確;
D.若A點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電,在3點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度沿由5到A方向,C點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,則在3點(diǎn)的電場(chǎng)
強(qiáng)度方向沿由。到3方向,由平行四邊形定則可知,3點(diǎn)此時(shí)的合場(chǎng)強(qiáng)方向不可能豎直向下,故D錯(cuò)誤。
故選Co
題型二根據(jù)電場(chǎng)中的“點(diǎn)、線、面、跡”判斷相關(guān)物理量的變化
【題型解碼】
第21頁共45頁
(1)“運(yùn)動(dòng)與力兩線法”一畫出“速度線”(運(yùn)動(dòng)軌跡在初始位置的切線)與“力線”(在初始位置電場(chǎng)線的切線方
向),從二者的夾角情況來分析曲線運(yùn)動(dòng)的情況.
(2)“三不知時(shí)要假設(shè)”一電荷的正負(fù)、場(chǎng)強(qiáng)的方向(或等勢(shì)面電勢(shì)的高低)、電荷運(yùn)動(dòng)的方向,是題意中相互
制約的三個(gè)方面.若已知其中的任一個(gè),可順次向下分析判定各待求量;若三個(gè)都不知(三不知),則要用“假
設(shè)法”分別討論各種情況.
【典例分析1】(2023上?遼寧?高三鳳城市第一中學(xué)校聯(lián)考期中)有研究表明,當(dāng)興奮情緒傳播時(shí),在人的
體表可以測(cè)出與之對(duì)應(yīng)的電勢(shì)變化。某一瞬間人體表面的電勢(shì)分布圖如圖所示,圖中實(shí)線為等差等勢(shì)面,
標(biāo)在等勢(shì)面上的數(shù)值分別表示該等勢(shì)面的電勢(shì),。、6、c、d為等勢(shì)面上的點(diǎn),該電場(chǎng)可等效為兩等量異種
電荷產(chǎn)生的電場(chǎng),。、。為兩電荷連線上對(duì)稱的兩點(diǎn),c、d為兩電荷連線中垂線上對(duì)稱的兩點(diǎn)。下列說法中
正確的是()
-l.OmV
1+1.5mV;
-0.5mV
0
A.a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相反
B.c點(diǎn)的電勢(shì)大于d點(diǎn)的電勢(shì)
C.將帶正電的試探電荷從6點(diǎn)移到d點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功
D.負(fù)電荷在c點(diǎn)的電勢(shì)能小于在a點(diǎn)的電勢(shì)能
【答案】C
【詳解】A.該電勢(shì)分布圖可等效為等量異種電荷產(chǎn)生的,a、6為兩電荷連線上對(duì)稱的兩點(diǎn),根據(jù)等量異
種電荷的電場(chǎng)的特點(diǎn),可以判斷、這兩個(gè)對(duì)稱點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相同,故A錯(cuò)誤;
B.c、d兩點(diǎn)位于同一條等勢(shì)線上,則c點(diǎn)的電勢(shì)等于d點(diǎn)的電勢(shì),故B錯(cuò)誤;
C.正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大,所以將帶正電的試探電荷從電勢(shì)低b點(diǎn)移到電勢(shì)高d點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)
功,電勢(shì)能增加,故C正確;
D.負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大,所以負(fù)電荷在電勢(shì)低的c點(diǎn)的電勢(shì)能大于在電勢(shì)高的a點(diǎn)的電勢(shì)能,
故D錯(cuò)誤。
第22頁共45頁
故選c。
【典例分析2](2023上?廣東廣州?高三廣東廣雅中學(xué)??计谥校╈o電除塵利用靜電場(chǎng)凈化氣體或回收有用
塵粒。某靜電除塵裝置由帶正電的金屬圓筒0和帶負(fù)電的線狀電極尸組成,其橫截面上的電場(chǎng)線分布如圖
所示,A、B、M、N為同一等勢(shì)線(圖中虛線)上的四點(diǎn),A、B、C在圓筒的直徑上,BC=BP,若電極尸
的電勢(shì)為0,下列說法正確的是()
A.C點(diǎn)電勢(shì)高于A點(diǎn)電勢(shì)
B.8兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同
C.M、N兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
D.(pc=2%
【答案】A
【詳解】A.沿電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低,可知C點(diǎn)電勢(shì)高于8點(diǎn),48兩點(diǎn)電勢(shì)相等,則C點(diǎn)電勢(shì)高于A點(diǎn)
電勢(shì),選項(xiàng)A正確;
B.因A點(diǎn)所在位置電場(chǎng)線較密集,可知A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小大于2點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.由對(duì)稱性可知,M,N兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同,但是方向不同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.因CB間場(chǎng)強(qiáng)小于8P間場(chǎng)強(qiáng),則根據(jù)
U=Ed
可知
即
(PC-(PB<(PB-(PP
因%>=。,則
(Pc<2%
選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
第23頁共45頁
故選A。
【提分秘籍】
1.根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡判斷粒子的受力及運(yùn)動(dòng)情況
①確定受力方向的依據(jù)
a.曲線運(yùn)動(dòng)的受力特征:帶電粒子受力總指向曲線的凹側(cè);
b.電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向的關(guān)系:正電荷的受力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同,負(fù)電荷則相反;
c.場(chǎng)強(qiáng)方向與電場(chǎng)線或等勢(shì)面的關(guān)系:電場(chǎng)線的切線方向或等勢(shì)面的法線方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的方向。
②比較加速度大小的依據(jù):電場(chǎng)線或等差等勢(shì)面越密今E越大AF=qE越大=。=膂越大。
③判斷加速或減速的依據(jù):電場(chǎng)力與速度成銳角(鈍角),電場(chǎng)力做正功(負(fù)功),速度增加(減?。?/p>
2.分析電場(chǎng)的特點(diǎn)和性質(zhì)問題的一般思路
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度
①根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度進(jìn)行判斷。
②根據(jù)等差等勢(shì)面的疏密程度進(jìn)行判斷。
③根據(jù)E=崖結(jié)合矢量合成進(jìn)行判斷或計(jì)算。
(2)電勢(shì)
①根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低進(jìn)行判斷。
②根據(jù)夕=§進(jìn)行判斷或計(jì)算。
③空間存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的電場(chǎng)時(shí),根據(jù)電勢(shì)的疊加求代數(shù)和進(jìn)行判斷或計(jì)算。
(3)電勢(shì)能
①根據(jù)穌=回進(jìn)行判斷或計(jì)算。注意判斷或計(jì)算時(shí)統(tǒng)、中、q均帶正、負(fù)號(hào),且穌、夕的正、負(fù)號(hào)表示大
小。
②根據(jù)電場(chǎng)力做功進(jìn)行判斷或計(jì)算。若電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功,電勢(shì)能減少,反之則增加,且MB=一八與。
③根據(jù)能量守恒定律進(jìn)行判斷或計(jì)算。電場(chǎng)力做功的過程是電勢(shì)能和其他形式的能相互轉(zhuǎn)化的過程,若只
有電場(chǎng)力做功,電荷的電勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化,而總和應(yīng)保持不變,即當(dāng)動(dòng)能增加時(shí),電勢(shì)能減少,反之
則增加,且AEk=—AEp。
【突破訓(xùn)練】
1.(2024?遼寧沈陽?東北育才學(xué)校??级#╇妶?chǎng)線分布如圖所示,以下說法正確的是()
A.〃點(diǎn)電勢(shì)低于匕點(diǎn)電勢(shì)
第24頁共45頁
B.c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)
C.若將一檢驗(yàn)電荷+q由d點(diǎn)移至a點(diǎn),它的電勢(shì)能增大
D.若在d點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷-。,將一檢驗(yàn)電荷+q由。移至6的過程中,電勢(shì)能增大
【答案】C
【詳解】A.根據(jù)沿電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低,可知。點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì),故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度,可知c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng),故B錯(cuò)誤;
C.若將一檢驗(yàn)電荷+q由1點(diǎn)移至a點(diǎn),由于1點(diǎn)電勢(shì)低于。點(diǎn)電勢(shì),根據(jù)
Ev=q(p
可知檢驗(yàn)電荷的電勢(shì)能增大,故C正確;
D.若在d點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷-。,將一檢驗(yàn)電荷+q由a移至b的過程中,原電場(chǎng)對(duì)+q做正功,對(duì)+q
的庫侖引力也做正功,可知合電場(chǎng)對(duì)+q做正功,它的電勢(shì)能減小,故D錯(cuò)誤。
故選C。
2.(2023上?黑龍江哈爾濱?高三哈九中??计谥校﹫D中虛線為勻強(qiáng)電場(chǎng)中與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線,
兩粒子M、N比荷相等,電性相反?,F(xiàn)將M、N從虛線上的。點(diǎn)以相同速率射出,兩粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的
軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示。點(diǎn)“Ac為實(shí)線與虛線的交點(diǎn),已知。點(diǎn)電勢(shì)高于。點(diǎn)。若不計(jì)重力,
貝U()
A.M帶負(fù)電荷,N帶正電荷B.N在。點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度大小相同
C.N在。點(diǎn)的動(dòng)能與M在c點(diǎn)的動(dòng)能一定相同D.N從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)的過程中電勢(shì)能增加
【答案】B
【詳解】A.虛線為勻強(qiáng)電場(chǎng)中與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線,即虛線為等差等勢(shì)線,。點(diǎn)電勢(shì)高于c
點(diǎn),沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,可知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的方向如下圖所示
第25頁共45頁
結(jié)合曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡可知,M粒子所受電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)線方向相同,M粒子帶正電,N粒子所受電場(chǎng)力
方向與電場(chǎng)線方向相反,N粒子帶負(fù)電,A錯(cuò)誤;
B.%c三點(diǎn)分別在連續(xù)的等差等勢(shì)線上,且兩粒子M、N比荷相等,M粒子帶正電,N粒子帶負(fù)電,
結(jié)合曲線可知,N從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至。點(diǎn)和M在從0點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至c點(diǎn)過程中根據(jù)動(dòng)能定理
qU=mv2-mVg
變形為
汕=/一說
m
可知N在。點(diǎn)的速度大小與M在c點(diǎn)速度大小相等,B正確;
C.由于M,N粒子的電量未知,電場(chǎng)力做功大小不一定相等,N在a點(diǎn)的動(dòng)能與M在c點(diǎn)的動(dòng)能不一定
相同,C錯(cuò)誤;
D.N從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)的過程中,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,D錯(cuò)誤。
故選B。
3.(2023上?吉林白城?高三??计谥校┮粠щ娏W樱ㄖ亓Σ挥?jì))射入一正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所
示,粒子從A經(jīng)8運(yùn)動(dòng)到C,則()
A.粒子可能帶正電B.粒子的動(dòng)能一直變大
C.粒子的加速度先變小后變大D.粒子運(yùn)動(dòng)所受正點(diǎn)電荷的庫侖力先變大后變小
【答案】D
【詳解】A.根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡可知,粒子帶負(fù)電。故A錯(cuò)誤;
B.從A到8,庫侖力對(duì)粒子做正功,從2到C,庫侖力對(duì)粒子做負(fù)功,所以粒子從A
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