PAGEPAGE29專題08靜電場第一部分名師綜述電場是電學(xué)的基礎(chǔ)，也是高考的重點(diǎn)，每年必考。一般以填空題或計(jì)算題的形式進(jìn)行考查。庫侖定律、電場線的性質(zhì)、帶電體在靜電場中的平衡、平行板電容器、帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)等是考查的重點(diǎn)。特殊是帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)結(jié)合交變電流、磁場學(xué)問奇妙地把電場性質(zhì)與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系、動(dòng)量等力學(xué)學(xué)問有機(jī)地結(jié)合起來，更是命題幾率較高的熱點(diǎn)。在復(fù)習(xí)本部分時(shí)要牢牢抓住力和能這兩條主線，將學(xué)問系統(tǒng)化，找出它們的聯(lián)系，做到融會(huì)貫穿，同時(shí)還應(yīng)留意此部分學(xué)問與科技前沿、生活實(shí)際等的聯(lián)系，如靜電除塵、電容式傳感器、噴墨打印機(jī)、靜電分選器、示波器等。預(yù)料今年對電場考查選擇題和計(jì)算均有：選擇題主要檢測考生對重要概念的理解和基本規(guī)律的運(yùn)用．重點(diǎn)考查庫侖定律、電場、電場強(qiáng)度、電場線、勻強(qiáng)電場、電場強(qiáng)度的疊加、勻強(qiáng)電場中電勢差根電場強(qiáng)度的關(guān)系、電容器的電容等基本概念、基本規(guī)律的綜合運(yùn)用；計(jì)算題仍是以高分值高難度形式出現(xiàn)，重點(diǎn)是考查電場力、電勢能、電勢差、電勢等概念與力學(xué)綜合。從近幾年的高考來看，隨著招生比例的增大，試題的難度相對而言有所下降，思維難度大，起點(diǎn)高的超難試題沒有了，但同時(shí)送分題也沒有了，在論述題，計(jì)算題的思維起點(diǎn)都不是很高，隨著對物理過程探討的深化，思維難度逐步增大，因此有效的考查了學(xué)生的物理思維實(shí)力。因此抓好基本物理學(xué)問的教學(xué)仍是中學(xué)物理教學(xué)的首要任務(wù)。把握好復(fù)習(xí)節(jié)奏，適當(dāng)降低起點(diǎn)和速度，著重學(xué)生思維實(shí)力的培育過程，以基礎(chǔ)題訓(xùn)練方法，努力培育學(xué)生正確，良好的解題習(xí)慣，加強(qiáng)對學(xué)生復(fù)習(xí)方法，應(yīng)試策略與技巧的訓(xùn)練和指導(dǎo)。其次部分學(xué)問背一背一、電荷守恒定律1．物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)：構(gòu)成物質(zhì)的原子本身包括：帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子構(gòu)成原子核，核外有帶負(fù)電的電子，整個(gè)原子對外較遠(yuǎn)位置表現(xiàn)為電中性．2．元電荷：最小的電荷量，其值為e＝1.60×10－19C.其他帶電體的電荷量皆為元電荷的整數(shù)倍．3．電荷守恒定律（1）內(nèi)容：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)殲滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變．（2）起電方式：摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電．（3）帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是得失電子．二、庫侖定律1．點(diǎn)電荷：是一種志向化的物理模型，當(dāng)帶電體本身的大小和形態(tài)對探討的問題影響很小時(shí)，可以將帶電體視為點(diǎn)電荷．2．庫侖定律（1）內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上．（2）公式：F＝keq\f(q1q2,r2)，其中比例系數(shù)k叫做靜電力常量，k＝9.0×109N·m2/C2.（3）適用條件：①真空中；②點(diǎn)電荷.3．庫侖定律的理解：庫侖定律的適用條件是真空中的靜止點(diǎn)電荷．點(diǎn)電荷是一種志向化的物理模型，當(dāng)帶電體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶電體的自身大小時(shí)，可以視其為點(diǎn)電荷而適用庫侖定律，否則不能適用．三、電場及電場強(qiáng)度1．靜電場（1）電場是存在于電荷四周的一種物質(zhì)，靜電荷產(chǎn)生的電場叫靜電場．（2）電荷間的相互作用是通過電場實(shí)現(xiàn)的．電場的基本性質(zhì)是對放入其中的電荷有力的作用．2．電場強(qiáng)度（1）物理意義：表示電場的強(qiáng)弱和方向．（2）定義：電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力F跟它的電荷量q的比值叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度．（3）定義式：E＝eq\f(F,q).（4）單位：N/C或V/m.（5）矢量性：電場強(qiáng)度是矢量，正電荷在電場中某點(diǎn)受力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場強(qiáng)度的方向，電場強(qiáng)度的疊加遵從平行四邊形定則．3．場強(qiáng)三個(gè)表達(dá)式的比較表達(dá)式比較E＝eq\f(F,q)E＝keq\f(Q,r2)E＝eq\f(U,d)意義電場強(qiáng)度定義式真空中點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度確定式勻強(qiáng)電場中E與U關(guān)系式適用條件一切電場①真空；②點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場確定因素由電場本身確定，與q無關(guān)由場源電荷Q和場源電荷到該點(diǎn)的距離r共同確定由電場本身確定四、電場線1．電場線的定義：為了直觀形象地描述電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的強(qiáng)弱及方向，在電場中畫出一系列的曲線，使曲線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向，曲線的疏密表示電場強(qiáng)度的大小．2．幾種典型電場的電場線分布（1）正點(diǎn)電荷的電場如圖甲所示：電場線由正電荷動(dòng)身，到無窮遠(yuǎn)終止．（2）負(fù)點(diǎn)電荷的電場如圖乙所示：電場線由無窮遠(yuǎn)動(dòng)身，到負(fù)電荷終止．（3）勻強(qiáng)電場的電場線分布如圖丙所示．特點(diǎn)：間隔相等的平行直線．（4）點(diǎn)電荷與帶電金屬板的電場線的分布如圖丁所示．（5）等量同種點(diǎn)電荷和等量異種點(diǎn)電荷的電場兩點(diǎn)電荷的連線及其中垂線上的電場分布及特點(diǎn)的比較如下：比較項(xiàng)目等量同種點(diǎn)電荷等量異種點(diǎn)電荷電場線圖示連線中點(diǎn)O處的場強(qiáng)為零中垂線上最大連線上最小由O沿中垂線向外場強(qiáng)的改變先變大后變小漸漸減小關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)A與A′，B與B′場強(qiáng)的關(guān)系等大、反向等大、同向五、電場力做功與電勢能1．電場力做功的特點(diǎn)（1）在電場中移動(dòng)電荷時(shí)，電場力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，可見電場力做功與重力做功相像．（2）在勻強(qiáng)電場中，電場力做的功W＝Eqd，其中d為沿電場線方向的位移．2．電勢能（1）定義：電荷在電場中具有的勢能．電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于把它從該點(diǎn)移到零勢能位置時(shí)電場力所做的功．（2）電場力做功與電勢能改變的關(guān)系電場力做的功等于電勢能的削減量，即WAB＝EpA－EpB。（3）電勢能的相對性：電勢能是相對的，通常把電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零．六、電勢和等勢面1．電勢（1）定義：電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值．（2）定義式：φ＝eq\f(Ep,q).（3）矢標(biāo)性：電勢是標(biāo)量，其大小有正負(fù)之分，其正（負(fù)）表示該點(diǎn)電勢比電勢零點(diǎn)高（低）．（4）相對性：電勢具有相對性，同一點(diǎn)的電勢因零勢點(diǎn)的選取的不同而不同．（5）沿著電場線方向電勢漸漸降低．2．等勢面（1）定義：電場中電勢相等的各點(diǎn)構(gòu)成的面．（2）特點(diǎn)①電場線跟等勢面垂直，即場強(qiáng)的方向跟等勢面垂直．②在等勢面上移動(dòng)電荷時(shí)電場力不做功．③電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面．④等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度越大；反之越小．七、電勢差1．電勢差：電荷q在電場中A、B兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)，電場力所做的功WAB跟它的電荷量q的比值，叫做A、B間的電勢差，也叫電壓．公式：UAB＝eq\f(WAB,q).單位：伏（V）．2．電勢差與電勢的關(guān)系：UAB＝φA－φB，電勢差是標(biāo)量，可以是正值，也可以是負(fù)值，而且有UAB＝－UBA.3．電勢差UAB由電場中A、B兩點(diǎn)的位置確定的，與移動(dòng)的電荷q、電場力做的功WAB無關(guān)，與零電勢點(diǎn)的選取也無關(guān)．4．電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系：勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場線方向的距離的乘積．即U＝Ed，也可以寫作E＝eq\f(U,d).八、電容器與電容1．電容器（1）組成：由兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體組成．（2）帶電量：每個(gè)極板所帶電荷量的肯定值．（3）電容器的充電和放電充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩極板帶上等量的異種電荷，電容器中儲(chǔ)存電場能．放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．2．電容（1）定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值．（2）定義式：C＝eq\f(Q,U)（3）物理意義：表示電容器容納電荷本事大小的物理量．3．平行板電容器（1）影響因素：平行板電容器的電容與正對面積成正比，與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比，與兩板間的距離成反比．（2）確定式：C＝eq\f(εrS,4πkd)，k為靜電力常量．九、帶電粒子在電場中的加速1.帶電粒子在電場中加速，若不計(jì)粒子的重力，則電場力對帶電粒子做的功等于帶電粒子__動(dòng)能__的增量．（1）在勻強(qiáng)電場中：W＝qEd＝qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)或F＝qE＝qeq\f(U,d)＝ma.（2）在非勻強(qiáng)電場中：W＝qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0).十、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)1．進(jìn)入電場的方式：一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，以初速度v0垂直于電場線方向進(jìn)入兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場，兩板間的電勢差為U.2．受力特點(diǎn)：粒子所受電場力大小不變，且電場力的方向與初速度v0的方向垂直．3．運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，與力學(xué)中的平拋運(yùn)動(dòng)類似．第三部分技能+方法一、對電荷守恒定律、庫侖定律的理解及應(yīng)用1．處理兩相同金屬球（視為點(diǎn)電荷）接觸后電量重分問題時(shí)，應(yīng)留意兩者帶電的異同，重放后其庫侖力可能有兩個(gè)解．2．在公式F＝keq\f(q1q2,r2)中當(dāng)r→0時(shí)，庫侖定律不再成立，兩電荷不能視為點(diǎn)電荷，此時(shí)可用微元法、割補(bǔ)法等對帶電體做等效處理．化非點(diǎn)電荷為點(diǎn)電荷，進(jìn)而應(yīng)用庫侖定律解決問題．二、對電場強(qiáng)度的理解及電場強(qiáng)度的疊加電場強(qiáng)度三個(gè)表達(dá)式的比較表達(dá)式比較E＝eq\f(F,q)E＝keq\f(Q,r2)E＝eq\f(U,d)公式意義電場強(qiáng)度定義式真空中點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度確定式勻強(qiáng)電場中E與U關(guān)系式適用條件一切電場①真空；②點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場確定因素由電場本身確定，與q無關(guān)由場源電荷Q和場源電荷到該點(diǎn)的距離r共同確定由電場本身確定相同點(diǎn)矢量，遵守平行四邊形定則，單位：1N/C＝1V/m三、對電場線的理解及應(yīng)用1.孤立點(diǎn)電荷的電場（1）正（負(fù)）點(diǎn)電荷的電場線呈空間球?qū)ΨQ分布指向外（內(nèi)）.（2）離點(diǎn)電荷越近，電場線越密（電場強(qiáng)度越大）2．等量同（異）電荷的電場等量同種電荷①兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處的電場強(qiáng)度為零，②從兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O沿中垂面（線）到無限遠(yuǎn)，電場強(qiáng)度先變大后變?、蹆牲c(diǎn)電荷連線中垂線上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向和中垂線平行④關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)A與A′，B與B′的電場強(qiáng)度等大、反向等量異種電荷①兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向從正電荷指向負(fù)電荷，沿兩點(diǎn)電荷連線方向電場強(qiáng)度先變小再變大②兩點(diǎn)電荷連線的中垂面（線）上，電場強(qiáng)度方向相同，且與中垂面（線）垂直③關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)A與A′，B與B′的電場強(qiáng)度等大、同向3.應(yīng)用電場線進(jìn)行以下推斷：（1）電場力的方向——正電荷的受力方向和電場線方向相同，負(fù)電荷的受力方向和電場線方向相反；（2）電場強(qiáng)度的大?。ǘㄐ裕妶鼍€的疏密可定性推斷電場強(qiáng)度的大??；（3）電勢的凹凸與電勢降低的快慢——沿電場線的方向電勢逐步降低，電場強(qiáng)度的方向是電勢降低最快的方向；（4）等勢面的疏密——電場越強(qiáng)的地方，等差等勢面越密集；電場越弱的地方，等差等勢面越稀疏．四、電場力做功及電場中的功能關(guān)系1.求電場力做功的幾種方法（1）由公式W=Flcosα計(jì)算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場中，可變形為W=Eqlcosα.（2）由WAB=qUAB計(jì)算，此公式適用于任何電場.（3）由電勢能的改變計(jì)算：WAB=EpA-EpB.（4）由動(dòng)能定理計(jì)算：W電場力+W其他力=ΔEk2.電場中的功能關(guān)系（1）若只有電場力做功，電勢能與動(dòng)能之和保持不變.（2）若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動(dòng)能之和保持不變.（3）除重力、彈簧彈力之外，其他各力對物體做的功等于物體機(jī)械能的改變.3.電勢能凹凸的比較方法（1）依據(jù)電場力做功比較：不論是正電荷還是負(fù)電荷，電場力做正功，電勢能就削減；電場力做負(fù)功，電勢能就增加.（2）依據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系式Ep=qφ推斷，式中的q是帶正負(fù)號的，對于正電荷，電勢高處，電勢能大；對于負(fù)電荷，電勢高處，電勢能反而小.五、電場線、電場強(qiáng)度、電勢、等勢面之間的關(guān)系1．電場線與電場強(qiáng)度的關(guān)系：電場線越密的地方表示電場強(qiáng)度越大，電場線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向．2．電場線與等勢面的關(guān)系：電場線與等勢面垂直，并從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面．3．電場強(qiáng)度數(shù)值與電勢數(shù)值無干脆關(guān)系：電場強(qiáng)度大（或小）的地方電勢不肯定大（或?。?，零電勢可人為選取，而電場強(qiáng)度是否為零則由電場本身確定．4.幾種常見的電場的等勢面分布5.電勢凹凸的四種推斷方法六、電勢凹凸及電勢能大小的比較電勢凹凸的三種推斷方法依據(jù)電場線方向沿電場線方向電勢漸漸降低依據(jù)電場力做功依據(jù)UAB＝eq\f(WAB,q)，將WAB、q的正負(fù)號代入，由UAB的正負(fù)推斷φA、φB的凹凸依據(jù)場源電荷的正負(fù)取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，正電荷四周電勢為正值，負(fù)電荷四周電勢為負(fù)值；靠近正電荷處電勢高，靠近負(fù)電荷處電勢低電勢能凹凸的四種推斷方法做功推斷法電場力做正功，電勢能減?。浑妶隽ψ鲐?fù)功，電勢能增加電荷電勢法正電荷在電勢高的地方電勢能大，負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大公式法由EP＝qφp，將q、φP的大小、正負(fù)號一起代入公式，EP的正值越大電勢能越大，EP的負(fù)值越小，電勢能越大七、平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析1.平行板電容器動(dòng)態(tài)問題分析的理論依據(jù)（1）平行板電容器的電容C與板距d、正對面積S、介質(zhì)介電常數(shù)εr間的關(guān)系（2）平行板電容器內(nèi)部是勻強(qiáng)電場，所以場強(qiáng)（3）電容器所帶電荷量Q=CU.（4）由以上三式得該式為平行板電容器極板間勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)的確定式,常通過來分析場強(qiáng)的改變.2.兩類動(dòng)態(tài)問題分析比較（1）第一類動(dòng)態(tài)改變：兩極板間電壓U恒定不變（2）其次類動(dòng)態(tài)改變：電容器所帶電荷量Q恒定不變八、帶電體在勻強(qiáng)電場中做直線運(yùn)動(dòng)問題的分析1.帶電粒子在電場中的重力問題（1）基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說明或有明確的示意以外，一般都不考慮重力（但并不忽視質(zhì)量）.（2）帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的示意以外，一般都不能忽視重力.九、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)1.粒子的偏轉(zhuǎn)角（1）以初速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場：如圖所示，設(shè)帶電粒子質(zhì)量為m，帶電荷量為q，以速度v0垂直于電場線方向射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電壓為U1，若粒子飛出電場時(shí)偏轉(zhuǎn)角為θ，則，其中，解得結(jié)論：動(dòng)能肯定時(shí)tanθ與q成正比，電荷量相同時(shí)tanθ與動(dòng)能成反比.（2）經(jīng)加速電場加速再進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場不同的帶電粒子是從靜止經(jīng)過同一加速電壓U0加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的，則由動(dòng)能定理有：②由①②式得：③結(jié)論：粒子的偏轉(zhuǎn)角與粒子的q、m無關(guān)，僅取決于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場.2.粒子在勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)時(shí)的兩個(gè)結(jié)論（1）以初速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場.作粒子速度的反向延長線，設(shè)交于O點(diǎn)，O點(diǎn)與電場邊緣的距離為x，則結(jié)論：粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時(shí)，就像是從極板間的處沿直線射出.（2）經(jīng)加速電場加速再進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場：若不同的帶電粒子是從靜止經(jīng)同一加速電壓U0加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的，可推得偏移量，偏轉(zhuǎn)角正切：結(jié)論：無論帶電粒子的m、q如何，只要經(jīng)過同一加速電場加速，再垂直進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場，它們飛出的偏移量y和偏轉(zhuǎn)角θ都是相同的，也就是軌跡完全重合.第四部分基礎(chǔ)練+測一、單選題1．如圖所示是高壓電場干燥中藥技術(shù)基本原理圖，在大導(dǎo)體板MN上鋪一薄層中藥材，針狀電極O和平板電極MN接高壓直流電源，其間產(chǎn)生較強(qiáng)的電場.水分子是極性分子，可以看成棒狀帶電體，一端帶正電，另一端帶等量負(fù)電；水分子在電場力的作用下會(huì)加速從中藥材中分別出去，在鼓風(fēng)機(jī)的作用下飛離電場區(qū)域從而加速干燥．圖中虛線ABCD是某一水分子從A處由靜止起先的運(yùn)動(dòng)軌跡.下列說法正確的是（）A．A處的電場強(qiáng)度大于D處 B．B處的電勢高于C處C．水分子由A運(yùn)動(dòng)到C的過程中電勢能削減 D．水分子做勻變速運(yùn)動(dòng)【答案】C【解析】【詳解】由于電場的分布不勻稱，由圖可知，上端的電場強(qiáng)度大于下端電場強(qiáng)度，即A處電場強(qiáng)度小于D處，依據(jù)F=qE可得，水分子受到電場力大小改變，加速度改變，做變加速運(yùn)動(dòng)，故AD錯(cuò)誤；順著電場線電勢降低，知B處的電勢低于C處，故B錯(cuò)誤；水分子由靜止起先由A運(yùn)動(dòng)C過程中，電場力做正功，故電勢能減小，故C正確.2．描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)往往須要選定合適的參考系，物理學(xué)中對某些物理量的推斷時(shí)，也具有相對性，下列物理量沒有相對性的是（）A．重力勢能 B．電勢 C．電場強(qiáng)度 D．電勢能【答案】C【解析】【詳解】重力勢能、電勢能、電勢的大小都是相對于零勢能點(diǎn)來說的，所以在說這些物理量時(shí)必需考慮零勢點(diǎn)，而電場強(qiáng)度是用來描述場強(qiáng)大小的物理量，且電場線密集的地方電場強(qiáng)度大，電場線稀疏的地方電場強(qiáng)度小，不是相對量，故C對；ABD錯(cuò)故選C3．下列陳述與事實(shí)相符的是A．牛頓測定了引力常量B．法拉第發(fā)覺了電流四周存在磁場C．安培發(fā)覺了靜電荷間的相互作用規(guī)律D．伽利略指出了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由【答案】D【解析】【詳解】A．卡文迪許測定了引力常量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．奧斯特發(fā)覺了電流四周存在磁場，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．庫倫發(fā)覺了靜電荷間的相互作用規(guī)律，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．伽利略指出了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由，選項(xiàng)D正確；4．下列式子屬于比值定義物理量的是A．t=Δxv B．a(chǎn)=F【答案】C【解析】【詳解】A．物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與位移成正比，與速度成反比，則A不是比值定義的物理量；B．加速度與合外力成正比，與質(zhì)量成反比，則B不是比值定義的物理量；C．電容器的電容是由本身結(jié)構(gòu)確定的，與兩端的電壓U與所帶的電量Q無關(guān)，但是可以用帶電量Q與電壓U的比值來量度，則C采納的是比值定義法；D．導(dǎo)體的電流與加在其兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比，則D不是比值定義的物理量；5．一邊長為r的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，固定有3個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量分別為+q、+q和-2q，如圖，靜電力常量為k，則三角形中心處O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小和方向?yàn)椋ǎ〢．12kqr2，指向電荷量為B．9kqr2，指向電荷量為C．12kqr2，背離電荷量為D．9kqr2，背離電荷量為【答案】B【解析】【詳解】O點(diǎn)是三角形的中心，到三個(gè)電荷的距離為l=23r×sin60°=33r，兩個(gè)+q電荷在O處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小均E1=E2=kql2;依據(jù)對稱性和幾何學(xué)問得知：兩個(gè)+q在O處產(chǎn)生的合場強(qiáng)為E12=E6．在物理學(xué)建立、發(fā)展的過程中，很多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)覺推動(dòng)了人類歷史的進(jìn)步，關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說法正確的是（）A．古希臘學(xué)者亞里士多德認(rèn)為物體下落的快慢由它們的重量確定，牛頓在他的《兩種新科學(xué)的對話》中利用邏輯推斷，使亞里士多德的理論陷入逆境B．德國天文學(xué)家開普勒對他導(dǎo)師第谷觀測的行星數(shù)據(jù)進(jìn)行了多年探討，得出了萬有引力定律C．伽利略開創(chuàng)了科學(xué)試驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的重要科學(xué)探討方法,比如他利用圖(a)對自由落體運(yùn)動(dòng)探討，先在傾角較小的斜面上進(jìn)行試驗(yàn)，其目的是使時(shí)間測量更簡單D．庫侖發(fā)覺的庫侖定律使電磁學(xué)的探討從定性進(jìn)入定量階段，是電磁學(xué)史上一塊重要的里程碑，并且?guī)靵鲞M(jìn)一步提出了“電場”的概念?！敬鸢浮緾【解析】【詳解】A．亞里士多德認(rèn)為物體下落的快慢是由它們的重量確定的，重物比輕物下落快，16世紀(jì)末，伽利略對落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)探討，將斜面試驗(yàn)的結(jié)論合理外推，間接證明白自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，而不是干脆由試驗(yàn)得出自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．開普勒在分析第谷的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上提出開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，但沒有得出萬有引力定律，故B錯(cuò)誤；C．伽利略開創(chuàng)了科學(xué)試驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的重要科學(xué)探討方法，比如他利用圖(a)對自由落體運(yùn)動(dòng)探討，先在傾角較小的斜面上進(jìn)行試驗(yàn)，其目的是“沖淡”重力，使時(shí)間測量更簡單，選項(xiàng)C正確；D．庫侖發(fā)覺的庫侖定律使電磁學(xué)的探討從定性進(jìn)入定量階段，是電磁學(xué)史上一塊重要的里程碑；法拉第提出了“電場”的概念，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；7．空間存在一沿x軸方向的靜電場，電勢φ隨x改變的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是（）A．沿x軸正方向，從0到無窮遠(yuǎn)電勢先降低后上升，場強(qiáng)先減小后增大B．將帶正電粒子由0～x1之間的位置靜止釋放(不包括點(diǎn)C．x1位置場強(qiáng)最小，大小為D．在圖示區(qū)域內(nèi)x2【答案】D【解析】【詳解】A．由圖可知，沿x軸正方向,從0到x2，電勢降低，從x2到無窮遠(yuǎn)電勢上升，圖象的斜率表示場強(qiáng)，所以場強(qiáng)先減小后增大再減小，故A錯(cuò)誤；BD．由沿電場線電勢降低可知，0～x2電場線沿x軸正方向，x2到無窮遠(yuǎn)電場線沿x軸負(fù)方向，將帶正電粒子由0~x1之間的位置靜止釋放(不包括點(diǎn)x1)僅受電場力作用,粒子先向右加速,后向右減速,由于粒子的初位置電勢不為零，無窮遠(yuǎn)電勢為零，所以粒子的速度不會(huì)減為零，故BC．圖象的斜率表示場強(qiáng)，所以x1位置的場強(qiáng)不為零，故C錯(cuò)誤。8．在某孤立點(diǎn)電荷的電場中，規(guī)定無限遠(yuǎn)處電勢為零，則電場中隨意點(diǎn)的電勢φ與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系圖像如圖所示。電場中a、c兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小之比為k1，b、d兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小之比為k2；帶電粒子從a點(diǎn)移到b點(diǎn)電場力做功為W1，從c點(diǎn)移到d點(diǎn)電場力做功為W2，下列說法正確的是（）A．k1:k2=1:1 B．k1:k2=1:4 C．W1:W2=1:1 D．W1:W2=1:4【答案】A【解析】【詳解】由點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E=kQr2可知，孤立點(diǎn)電荷的電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)大小與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷距離的平方成反比，因此k1=159．粗糙絕緣的水平桌面上，有兩塊豎直平行相對而立的金屬板A、B。板間桌面上靜止著帶正電的物塊，如圖甲所示，當(dāng)兩金屬板加圖乙所示的交變電壓時(shí)，設(shè)直到t1時(shí)刻物塊才起先運(yùn)動(dòng)，(最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力可認(rèn)為相等)，則()A．在0～t1時(shí)間內(nèi)，物塊受到漸漸增大的摩擦力，方向水平向右B．在t1～t3時(shí)間內(nèi)，物塊受到的摩擦力先漸漸增大，后漸漸減小C．t3時(shí)刻物塊的速度最大D．t4時(shí)刻物塊的速度最大【答案】C【解析】【詳解】在0-t1時(shí)間內(nèi)，物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，電場強(qiáng)度方向水平向右，物塊所受的電場力水平向右，依據(jù)平衡條件得：摩擦力大小f=qE，而E=UABd，得f=qUABd，UAB增大，f隨之增大，并且由平衡條件知，摩擦力的方向水平向左，故A錯(cuò)誤。在t1-t3時(shí)間內(nèi)，物體向右運(yùn)動(dòng)，受到的是滑動(dòng)摩擦力，物塊對地面的壓力不變，依據(jù)公式f=μN(yùn)知，摩擦力不變，故B錯(cuò)誤。據(jù)題意：最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力認(rèn)為相等，在t1時(shí)刻物塊所受的靜摩擦力達(dá)到最大，并恰好等于此時(shí)的電場力。在t1-t3時(shí)間內(nèi)，電場力始終大于摩擦力，物體始終向右加速運(yùn)動(dòng)；在t3-t4時(shí)間內(nèi)，電場力小于滑動(dòng)摩擦力，物塊向右做減速運(yùn)動(dòng)，所以t310．中學(xué)物理核心素養(yǎng)之一是培育科學(xué)的思維實(shí)力，在中學(xué)物理的學(xué)習(xí)中我們接觸了很多科學(xué)思維方法，如志向試驗(yàn)法、限制變量法、微元法、類比法等。以下有關(guān)物理學(xué)史和所用物理學(xué)方法的敘述正確的是A．牛頓奇妙地運(yùn)用扭秤試驗(yàn)，應(yīng)用了放大法勝利測出萬有引力常量的數(shù)值并得出了萬有引力定律；B．用比值法定義的物理概念在物理學(xué)中占有相當(dāng)大的比例，例如場強(qiáng)E=Fq，加速度a=Fm都是C．當(dāng)物體本身的形態(tài)和大小對所探討問題的影響忽視不計(jì)時(shí)，用質(zhì)點(diǎn)來代替物體的方法叫假設(shè)法；D．在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分成很多很多小段，每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后把各小段的位移相加代表物體的位移，這里采納了微元法?！敬鸢浮緿【解析】【詳解】A：牛頓得出了萬有引力定律；卡文迪許奇妙地運(yùn)用扭秤試驗(yàn)，應(yīng)用了放大法勝利測出萬有引力常量的數(shù)值。故A項(xiàng)錯(cuò)誤。B：場強(qiáng)E=Fq是采納比值定義法，加速度a=ΔvΔt是采納比值定義法；加速度a=FC：當(dāng)物體本身的形態(tài)和大小對所探討問題的影響忽視不計(jì)時(shí)，用質(zhì)點(diǎn)來代替物體的方法是志向模型方法。故C項(xiàng)錯(cuò)誤。D：在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分成很多很多小段，每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后把各小段的位移相加代表物體的位移，這里采納了微元法。故D項(xiàng)正確。二、多選題11．空間存在勻強(qiáng)電場，在電場中建立Oqyz空間坐標(biāo)系如圖所示，a、b、c三點(diǎn)分別在三個(gè)坐標(biāo)軸上，距離原點(diǎn)O的距離ra=rc=2cm，rb=23cm，d點(diǎn)在yOz平面上，且db⊥Ob.將帶電荷量為q=+2.5×10-16C的摸索電荷從d點(diǎn)移到b點(diǎn)電場力做功為零，從a點(diǎn)移動(dòng)到A．空間電場強(qiáng)度的方向沿x軸正方向B．空間電場強(qiáng)度的大小為8C．cO間電勢差UcO=24VD．電場中的等勢面垂直于【答案】BD【解析】【分析】摸索電荷從d點(diǎn)移到b點(diǎn)電場力做功為零，說明勻強(qiáng)電場線垂直于db，且db在等勢面上。依據(jù)bO間電勢差求出電場強(qiáng)度大小?！驹斀狻靠臻g電場強(qiáng)度的方向只要垂直于db即可，故A錯(cuò)誤；在xOy平面上的直角三角形aOb如圖所示，a、b間電勢差Uab=-48V，bO間電勢差UbO=24V，則原點(diǎn)O與ab中點(diǎn)電勢相等，故過原點(diǎn)O作ab中點(diǎn)的連線Oe為等勢線，三角形中a點(diǎn)電勢最低，因此作Oe的垂線指向a即為xOy平面上的一條電場線，所以場強(qiáng)方向與x軸正方向成30°cO平行于db，故cO間電勢差為0，故C錯(cuò)誤；摸索電荷從d點(diǎn)移到b點(diǎn)電場力做功為零，說明勻強(qiáng)電場線垂直于db，且db在等勢面上，故電場中的等勢面垂直于xOy平面，故D正確。所以BD正確，AC錯(cuò)誤?！军c(diǎn)睛】解答此題的關(guān)鍵是知道等勢面與電場線垂直，會(huì)運(yùn)用U=Ed求解電場強(qiáng)度。12．下面說法正確的是A．在直流電源的外電路上，電流的方向是從電源正極流向負(fù)極B．伽利略開創(chuàng)了運(yùn)用邏輯推理和試驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行科學(xué)探討的方法C．元電荷就是帶電量為1C的點(diǎn)電荷D．電流的速度就是自由電荷在電路中定向移動(dòng)的速度【答案】AB【解析】【分析】電流方向與正電荷的移動(dòng)方向一樣，與負(fù)電荷的方向相反，在外電路上電流由電源的正極流向負(fù)極；元電荷是電荷量的單位，是指自然界中已知的電荷的最小單元；伽利略開創(chuàng)了運(yùn)用邏輯推理和試驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行科學(xué)探討的方法；電流速度等于光速，而電子移動(dòng)的平均速率很?。驹斀狻空姾啥ㄏ蛞苿?dòng)的方向是電流的方向，與負(fù)電荷的方向相反，在外電路上電流由電源的正極流向負(fù)極，A正確；伽利略開創(chuàng)了運(yùn)用邏輯推理和試驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行科學(xué)探討的方法，B正確；元電荷是表示跟電子或質(zhì)子所帶電量數(shù)值相等的電量，是最小電荷量，為e=1.6×10-19C，C錯(cuò)誤；電流速度等于光速，而電子移動(dòng)的平均速率很小，所以電荷定向移動(dòng)的速度并不是電流的速度，D錯(cuò)誤．13．如下圖所示，在光滑絕緣水平面上，有兩個(gè)質(zhì)量相等、帶有同種電荷的小球A和B，它們所帶電荷量不相等，彼此相隔肯定距離?，F(xiàn)在給A球一個(gè)沿A、B球心連線水平向右的初速度v0，同時(shí)將B球由靜止釋放。若在此后的運(yùn)動(dòng)中兩小球始終未相碰，則兩小球在運(yùn)動(dòng)過程中（）A．任一時(shí)刻加速度的大小肯定不相等B．任一時(shí)刻加速度的大小肯定相等C．相距最近時(shí)，它們的速度相等D．相距最近時(shí)，它們的速度不相等【答案】BC【解析】【詳解】兩小球所受的合力均為兩者之間的庫侖力，因庫侖力是相互作用力，可知兩球之間的靜電斥力在隨意時(shí)刻都是大小相等，方向相反，則依據(jù)牛頓其次定律得小球AB的加速度大小相等，方向相反。故A錯(cuò)誤，B正確。因A做減速運(yùn)動(dòng)，B做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度相等時(shí)，距離最近，故D錯(cuò)誤，C正確。故選BC。14．如圖所示，A、B兩點(diǎn)固定兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷+Q和-Q，O點(diǎn)為AB連線的中點(diǎn)，OD是AB連線的中垂線，BC與OD平行，AO=BO=BC.下列說法正確的是()A．D點(diǎn)的場強(qiáng)方向由D指向CB．將一負(fù)電荷由O點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場力做負(fù)功C．將一正電荷由D點(diǎn)移到C點(diǎn)，正電荷的電勢能降低D．-Q在O點(diǎn)和C點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等，方向相互垂直【答案】CD【解析】【詳解】D點(diǎn)在AB連線的垂直平分線上，可知D點(diǎn)的場強(qiáng)方向平行AB水平向右，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；OD是電勢為零的等勢線，可知將一負(fù)電荷由O點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場力不做功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；D點(diǎn)電勢高于C點(diǎn)，則將一正電荷由D點(diǎn)移到C點(diǎn)，正電荷的電勢能降低，選項(xiàng)C正確；-Q距離O點(diǎn)和C點(diǎn)距離相等，且OB垂直BC，則在O點(diǎn)和C點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等，方向相互垂直，選項(xiàng)D正確；故選CD.【點(diǎn)睛】常見電場的電場線分布及等勢面的分布要能嫻熟駕馭，并要留意沿電場線的方向電勢是降低的，同時(shí)要抓住等量異號電荷形成電場的對稱性，知道等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線是等勢面，場強(qiáng)方向與等勢面垂直。15．將α、β、γ三種射線分別射入勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中，則射線偏轉(zhuǎn)狀況正確的是A．B．C．D．【答案】AD【解析】【詳解】A、B、因α射線是高速氦核流，一個(gè)α粒子帶兩個(gè)正電荷.依據(jù)左手定則，α射線受到的洛倫茲力向左，β射線是高速電子流，帶負(fù)電荷.依據(jù)左手定則，β射線受到的洛倫茲力向右，γ射線是γ光子，是中性的，故在磁場中不受磁場的作用力，軌跡不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn).故A正確，B錯(cuò)誤．C、D、因α射線實(shí)質(zhì)為氦核流，帶正電，β射線為電子流，帶負(fù)電，γ射線為高頻電磁波，依據(jù)電荷所受電場力特點(diǎn)可知：向左偏的為β射線，不偏的為γ射線，向右偏的為α射線，故C錯(cuò)誤，D正確；故選AD．【點(diǎn)睛】嫻熟駕馭α、β兩種衰變實(shí)質(zhì)以及衰變方程的書寫，同時(shí)明確α、β、γ三種射線性質(zhì)及應(yīng)用．本題綜合性較強(qiáng)，主要考查兩個(gè)方面的問題：①三種射線的成分主要是所帶電性．②洛倫茲力的方向的判定．只有基礎(chǔ)扎實(shí)，此類題目才能順當(dāng)解決，故要重視基礎(chǔ)學(xué)問的學(xué)習(xí)16．如圖所示，圖中虛線為某靜電場中的等差等勢線，實(shí)線為某帶電粒子在該靜電場中運(yùn)動(dòng)的軌跡，a、b、c為粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡與等勢線的交點(diǎn)，粒子只受電場力作用，則下列說法正確的是（）A．粒子肯定帶正電B．粒子在a點(diǎn)和在c點(diǎn)的加速度相同C．粒子在a、c之間運(yùn)動(dòng)過程中的動(dòng)能先增大后減小D．粒子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)時(shí)的電勢能大【答案】CD【解析】由粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知，粒子的電性與場源電荷的電性相反，但不能確定粒子的電性，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；粒子在a點(diǎn)和在c點(diǎn)所受的電場力大小相同，方向不同，則加速度大小相同，方向不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；粒子在a、c之間運(yùn)動(dòng)過程中，電場力先做正功，后做負(fù)功，則粒子的動(dòng)能先增大后減小，選項(xiàng)C正確；從b到a電場力做負(fù)功，電勢能變大，則粒子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)時(shí)的電勢能大，選項(xiàng)D正確；故選CD.點(diǎn)睛：本題中解題的關(guān)鍵在于曲線的彎曲方向的推斷，應(yīng)駕馭依據(jù)彎曲方向推斷受力方向的方法；本題中告知的是等勢面，很多同學(xué)由于思維定勢當(dāng)成了電場線從而出現(xiàn)錯(cuò)解。17．如圖所示，一帶電粒子在勻強(qiáng)電場中只受電場力運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一平面直角坐標(biāo)系中的a、O、b三點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為10eV、4eV、12eV，下列說法正確的是A．該電場方向肯定與xOy平面平行B．該電場場強(qiáng)大小為200C．O點(diǎn)是該粒子軌跡上電勢能最高的點(diǎn)D．該粒子軌跡為拋物線【答案】AD【解析】粒子在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，粒子的電勢能和動(dòng)能之和守恒，設(shè)粒子帶電量為q，總能量為E，則在a點(diǎn)時(shí)：10eV+φaq=E；在O點(diǎn)時(shí)：4eV+φOq=E；在b點(diǎn)時(shí)：12eV+φbq=E；則φaO=φa-φO=-6q；φOb=φO-φb點(diǎn)睛：此題關(guān)鍵是知道粒子在電場中只有電場力做功時(shí)，動(dòng)能和電勢能之和守恒；電勢能最大的位置，動(dòng)能是最小的；粒子在恒力作用下的曲線運(yùn)動(dòng)是拋物線.18．相距很近的一對帶等量異種電荷的平行金屬板，它們之間的電場除邊緣外，可看做是勻強(qiáng)電場，其電場線分布如圖所示．一個(gè)帶粒子只在電場力作用下沿圖中軌跡穿過該電場，則從a運(yùn)動(dòng)到d的過程中，下列說法正確的是()A．粒子的速度肯定在增大B．粒子帶負(fù)電C．粒子在a點(diǎn)的電勢能大于d點(diǎn)電勢能D．粒子的加速度先變大再不變后變小【答案】CD【解析】依據(jù)板間粒子軌跡的偏轉(zhuǎn)方向可知，粒子帶正電。由于電場力的方向與電場線的切線方向相同，從圖中可以看出粒子在a點(diǎn)時(shí)速度的方向與電場線的方向之間的夾角大于90度，所以在a點(diǎn)的旁邊，電場力做負(fù)功，所以粒子的動(dòng)能先減小。故AB錯(cuò)誤；依據(jù)順著電場線方向電勢降低，從圖中可得，a點(diǎn)的電勢肯定高于d點(diǎn)的電勢，正電荷在a點(diǎn)的電勢能大于在d點(diǎn)的電勢能。故C正確；電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱，從圖中可知，b點(diǎn)旁邊的電場線最密，且板間可認(rèn)為是勻強(qiáng)電場，所以b點(diǎn)的場強(qiáng)最大，大于a點(diǎn)和d點(diǎn)的場強(qiáng)，所以粒子在a到d的過程中，受到的電場力先增大，再不變，后減小，依據(jù)牛頓其次定律，粒子的加速度先增大，再不變，后減小。故D正確。故選CD。點(diǎn)睛：該題考查電場線的特點(diǎn)，以及電場力做功與動(dòng)能、電勢能之間的關(guān)系．圖中可以看出粒子在a點(diǎn)時(shí)速度的方向與電場線的方向之間的夾角大于90度是解題的關(guān)鍵．19．如圖所示，兩塊較大的金屬板A、B平行放置并與一個(gè)電源相連，S閉合后，兩板間有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。以下說法正確的是A．若將A板向上平移一小段位移，則油滴向下加速運(yùn)動(dòng)，G中有b→a的電流B．若將A板向左平移一小段位移，則油滴仍舊靜止，G中有b→a的電流C．若將S斷開，則油滴馬上做自由落體運(yùn)動(dòng)，G中無電流D．若將S斷開，再將A板向下平移一小段位移，則油滴向上運(yùn)動(dòng)【答案】AB【解析】試題分析：帶電油滴靜止，可知油滴帶正電，且滿意mg=qE=qUd，上極板上移，即d增大，電容器的電容C減小，依據(jù)Q=C?U，在U不變時(shí)，Q和電場力都減小，即油滴向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，電容器放電，此時(shí)電流方向?yàn)閎到a，即A選項(xiàng)正確；A板左移，電容器電容減小，電容器放電，此時(shí)電流方向?yàn)閎到a，由于d不變，所以油滴考點(diǎn)：本題考查常電容器電路的動(dòng)態(tài)分析。20．如圖所示，A、B為兩塊平行帶電金屬板，A帶負(fù)電，B帶正電且與大地相接，兩板間P點(diǎn)處固定一負(fù)電荷，設(shè)此時(shí)兩極板間的電勢差為U，P點(diǎn)場強(qiáng)大小為E，電勢為φP，負(fù)電荷的電勢能為Ep，現(xiàn)將A、B兩板水平錯(cuò)開一段距離(兩板間距不變)，下列說法正確的是()A．U變小，φP變小B．U變大，E變大C．φP變小，Ep變大D．φP變大，Ep變小【答案】BC【解析】【詳解】將兩板水平錯(cuò)開一段距離，兩板正對面積減小，依據(jù)電容的確定式C=εS4πkd可知，電容C減小，而電容器的電量Q不變，則由C=QU得知，板間電壓U增大，板間場強(qiáng)E=Ud增大，P點(diǎn)到下板距離不變，由公式U=Ed得知，P點(diǎn)與下板電勢差增大，由于上極板帶負(fù)電，下極板電勢為零，故P點(diǎn)的電勢變小，負(fù)電荷在低電勢處電勢能較大，可見EP三、解答題21．如圖，一質(zhì)量為m、電荷量為g（q＞0的粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)，A，B為其運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn)，A，B水平距離為L，運(yùn)動(dòng)軌跡在豎直平面內(nèi)，已知該粒子在A點(diǎn)的速度大小為v0，方向與豎直方向夾角為60°：它運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度v大小為12v0【答案】3m【解析】【詳解】由題意知初速度與豎直方向夾角為π3，初速度v0水平方向v豎直方向v由于豎直方向速度不變可以知道電場力方向水平向右，電場強(qiáng)度方向也是水平向右由A向B運(yùn)動(dòng)過程為水平方向勻減速運(yùn)動(dòng)。豎直方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，利用動(dòng)能定理有：-EqL=聯(lián)立上式解得：E=22．如圖所示，間距為L=0.45m的帶電金屬板M、N豎直固定在絕緣平面上，板間形成勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)E=1.5×104V/m。N板接地（電勢為零），其中心有一小孔，一根水平絕緣細(xì)桿通過小孔，其左端固定在極板M上．現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.05kg，帶電量q=+5.0×10﹣6C的帶正電小環(huán)套在細(xì)桿上，小環(huán)與細(xì)桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1。小環(huán)以肯定的初速度對準(zhǔn)小孔向左運(yùn)動(dòng)，若小環(huán)與金屬板M發(fā)生碰撞，碰撞中能量不損失（即碰后瞬間速度大小不變）。設(shè)帶電環(huán)大小不計(jì)且不影響金屬板間電場的分布（g取10m/s2）。求：（1）帶電小環(huán)以多大的初速度v0進(jìn)入電場，才能恰好到達(dá)金屬板M？（2）若帶電小環(huán)以初速度v1=1m/s進(jìn)入電場，當(dāng)其動(dòng)能等于電勢能時(shí)，距離N板多遠(yuǎn)？（3）小環(huán)至少以多大的初速度v2進(jìn)入電場，它在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)找不到動(dòng)能與電勢能相等的點(diǎn)？【答案】（1）1.5m/s（2）0.125m或0.05m（3）v【解析】【詳解】（1）小環(huán)進(jìn)入電場后，在電場力和摩擦力共同作用下減速直到M板，速度變?yōu)榱悖罁?jù)動(dòng)能定理有：-qEL-μmgL=0-12m（2）①帶電小環(huán)以初速度v1=1m/s進(jìn)入電場后先做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其動(dòng)能和電勢能相等時(shí)，設(shè)它距離N板為則依據(jù)能量守恒定律有：12mv1②當(dāng)帶電小環(huán)以初速度v1=1m/s進(jìn)入電場后先做減速運(yùn)動(dòng)到達(dá)左邊最遠(yuǎn)點(diǎn)后，向右返回到小孔的過程中，也可能會(huì)出現(xiàn)動(dòng)能等于電勢能，設(shè)它向左運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)距離為d，依據(jù)動(dòng)能定理有-qEd-μmgd=0-12m當(dāng)其動(dòng)能等于電勢能時(shí)，設(shè)它距離N板為y，則依據(jù)動(dòng)能定理得：qEd-y-μmgd-y=qEy（3）小環(huán)以初速度v2進(jìn)入電場后，若它運(yùn)動(dòng)到M則：1解得：v23．如圖所示，一重力不計(jì)的帶電粒子從平行板電容器的上極板左邊緣處以某一速度沿極板方向射入電容器。若平行板電容器所帶電荷量為Q1，該粒子經(jīng)時(shí)間t1恰好打在下極板正中間，若平行板電容器所帶電荷量為Q2，該粒子經(jīng)時(shí)間t2恰好沿下極板邊緣飛出。不考慮平行板電容器的邊緣效應(yīng)，求兩種狀況下：（1）粒子在電容器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1、t2之比；（2）電容器所帶電荷量Q1、Q2之比?！敬鸢浮浚?）12（2）【解析】【詳解】（1）設(shè)粒子在極板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，沿極板方向的位移為x，粒子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則t=xv0即t∝x由條件可知t1：t2=1：2…②（2）設(shè)電容器電容為C，極板間電壓為U，極板間距離為d，極板間電場強(qiáng)度為E，則有：U=QCE=Ud設(shè)粒子的質(zhì)量為m，帶電量為q，在電容器中的加速度為a，則有：a=Eqm…d=12a由①③④⑤⑥可得：Q∝1所以Q1：Q2=4：1【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵是知道粒子在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，得到運(yùn)動(dòng)時(shí)間和電容器電荷量的表達(dá)式，再求比值，要學(xué)會(huì)運(yùn)用比例法。24．如圖所示，兩塊相同的金屬板MN、PQ平行傾斜放置，與水平面的夾角為45°，兩金屬板間的電勢差為U，PQ板電勢高于MN板，且MN、PQ之間分布有方向與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場。一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球從PQ板的P端以速度v0豎直向上射入，恰好沿直線從MN板的N端射出，重力加速度為g，求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向；(2)小球在金屬板之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間?！敬鸢浮?1),方向垂直紙面對外(2)【解析】（1）小球在金屬板之間只能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受重力G，電場力F電和洛倫茲力f，F(xiàn)電的方向與金屬板垂直，由左手定則可知f的方向沿水平方向，受力如圖，三力合力為零，故小球帶正電，金屬板MN、PQ之間的磁場方向垂直紙面對外，得由于不做功，則由動(dòng)能定理可得，解得25．如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為e的粒子從A點(diǎn)以v0的速度垂直電場線沿直線AO方向射入勻強(qiáng)電場，由B點(diǎn)飛出電場時(shí)速度方向與AO方向成45°角，已知AO的水平距離為d，不計(jì)重力，求：(1)從A點(diǎn)到B點(diǎn)所用的時(shí)間；(2)粒子在B點(diǎn)的速度大??；(3)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大?。敬鸢浮?1)dv0(2)2v0【解析】試題分析：粒子從A點(diǎn)以v0的速度沿垂直電場線方向射入電場，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由水平距離d和初速度v0可求出時(shí)間；將粒子射出電場的速度進(jìn)行分解，求出豎直方向分速度vy，由牛頓其次定律和vy=at結(jié)合求出電場強(qiáng)度E；由動(dòng)能定理可求解AB兩點(diǎn)間電勢差。(1)粒子從A點(diǎn)以v0的速度沿垂直電場線方向射入電場，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有：d=解得：t=（2）由牛頓其次定律得：qE=ma將粒子射出電場的速度v進(jìn)行分解，則有vy=v0tan45°=v0依據(jù)速度時(shí)間關(guān)系：vy=at聯(lián)立解得：E=（3）由動(dòng)能定理得：e解得：U試題分析：本題主要考查了運(yùn)動(dòng)的分解法探討類平拋運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵將速度進(jìn)行分解，由牛頓其次定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式相結(jié)合進(jìn)行解題。26．虛線PQ、MN間存在如圖所示的水平勻強(qiáng)電場，一帶電粒子質(zhì)量為m=2.0×10-11kg、電荷量為q=+1.0×10-5C，從a點(diǎn)由靜止起先經(jīng)電壓為U=100V的電場加速后，垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場中，從虛線MN上的某點(diǎn)b（圖中未畫出）離開勻強(qiáng)電場時(shí)速度與電場方向成30°角。已知PQ、MN（1）帶電粒子剛進(jìn)入勻強(qiáng)電場時(shí)的速率v1（2）水平勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小?！敬鸢浮竣?04m/s②E=3×【解析】由動(dòng)能定理得Uq=解得v1＝104m/s②粒子進(jìn)入電場后做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，電場寬度為s＝0.2m，則沿初速方向s＝v1t沿電場方向Eq＝ma，v2＝at由幾何關(guān)系tan30o＝v聯(lián)立解得E=3×103N/C27．如圖所示，在正的點(diǎn)電荷Q的電場中有a、b兩點(diǎn)，它們到點(diǎn)電荷Q的距離r1、r2。（l）a、b兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢高？（2）若a、b兩點(diǎn)間的電勢差為100V，將二價(jià)負(fù)離子由a點(diǎn)移到b點(diǎn)是電場力對電荷做正功還是電荷克服電場力做功？做功多少？【答案】（1）a點(diǎn)的電勢較高；（2）克服電場力做功【解析】試題分析：（1）由正點(diǎn)電荷的等勢面特點(diǎn)可推斷a點(diǎn)的電勢較高，可知，,當(dāng)把負(fù)電荷從a點(diǎn)移往b點(diǎn)，，電場力做負(fù)功，電勢能增加，負(fù)電荷在b點(diǎn)電勢能較大（2）若，二價(jià)負(fù)離子電量，將該離子從a點(diǎn)移往b點(diǎn)，電場力做功：，即克服電場力做功3．2×10-17J?？键c(diǎn)：電場力、電勢差、電場力的功和電勢能的改變?！久麕燑c(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道沿著電場線的方向電勢漸漸降低．