2015高考物理二輪復習精品資料專題06電場【2015考綱解讀】電場是電學的基礎，也是高考的重點，每年必考。一般以填空題或計算題的形式進行考查。庫侖定律、電場線的性質、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動等是考查的重點。特別是帶電粒子在電場中的運動結合交變電流、磁場知識巧妙地把電場性質與牛頓運動定律、功能關系、動量等力學知識有機地結合起來，更是命題幾率較高的熱點。在復習本部分時要牢牢抓住力和能這兩條主線，將知識系統(tǒng)化，找出它們的聯(lián)系，做到融會貫通，同時還應注意此部分知識與科技前沿、生活實際等的聯(lián)系，如靜電除塵、電容式傳感器、噴墨打印機、靜電分選器、示波器等。從近三年的高考分析來看，高考對靜電場專題的考查頻率很高，所占分值約為全卷的百分之5到10，試題主要集中在電場的力的性質、電場的能的性質以及與其他知識的綜合應用。涉及電場強度、電場線、電場力、電勢、電勢差、等勢面、電勢能、平行板電容器的電容、勻強電場、電場力做功電勢能的變化，還有帶電粒子在電場中的加速和偏轉等知識。重點考查了基本概念的建立、基本規(guī)律的內涵與外延、基本規(guī)律的適用條件，以及對電場知識跟其他相關知識的區(qū)別與聯(lián)系的理解、鑒別和綜合應用。預計2015年的高考中，本專題仍是命題的熱點之一，在上述考查角度的基礎上，重點加強以選擇題的形式考查靜電場的基本知識點，以綜合題的形式考查靜電場知識和其他相關知識在生產、生活中的應用。另外高考試題命題的一個新動向，靜電的防治和應用，靜電場與相關化學知識綜合、與相關生物知識綜合、與環(huán)保等熱點問題相聯(lián)系，在新穎、熱門的背景下考查靜電場基本知識的應用。【重點知識整合】一、庫倫定律與電荷守恒定律1．庫侖定律（1）真空中的兩個靜止的點電荷之間的相互作用力與它們電荷量的乘積成正比，與它們距離的二次方成反比，作用力的方向在他們的連線上。（2）電荷之間的相互作用力稱之為靜電力或庫倫力。（3）當帶電體的距離比他們的自身大小大得多以至于帶電體的形狀、大小、電荷的分布狀況對它們之間的相互作用力的影響可以忽略不計時，這樣的帶電體可以看做帶電的點，叫點電荷。類似于力學中的質點，也時一種理想化的模型。2．電荷守恒定律電荷既不能創(chuàng)生，也不能消失，只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到物體的另一部分，在轉移的過程中，電荷的總量保持不變，這個結論叫電荷守恒定律。電荷守恒定律也常常表述為：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變的。二、電場的力的性質1．電場強度（1）定義：放入電場中的某一點的檢驗電荷受到的靜電力跟它的電荷量的比值，叫該點的電場強度。該電場強度是由場源電荷產生的。（3）方向：電場強度是矢量，規(guī)定某點電場強度的方向跟正電荷在該點所受靜電力的方向相同。負電荷在電場中受的靜電力的方向跟該點的電場強度的方向相反。2．點電荷的電場（2）以點電荷為中心，r為半徑做一球面，則球面上的個點的電場強度大小相等，E的方向沿著半徑向里（負電荷）或向外（正電荷）3．電場強度的疊加如果場源電荷不只是一個點電荷，則電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產生的電場強度的矢量和。4．電場線（1）電場線是畫在電場中的一條條的由方向的曲線，曲線上每點的切線方向，表示該點的電場強度的方向，電場線不是實際存在的線，而是為了描述電場而假想的線。（2）電場線的特點電場線從正電荷或從無限遠處出發(fā)終止于無窮遠或負電荷；電場線在電場中不相交；在同一電場里，電場線越密的地方場強越大；勻強電場的電場線是均勻的平行且等距離的線。三、電場的能的性質1．電勢能電勢能：由于移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關，電荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫做電勢能。2．電勢（1）電勢是表征電場性質的重要物理量，通過研究電荷在電場中的電勢能與它的電荷量的比值得出。（3）電勢與電場線的關系：電勢順線降低。（4）零電勢位置的規(guī)定：電場中某一點的電勢的數(shù)值與零電勢點的選擇無關，大地或無窮遠處的電勢默認為零。3．等勢面（1）定義：電場中電勢相等的點構成的面。（2）特點：一是在同一等勢面上的各點電勢相等，所以在同一等勢面上移動電荷，電場力不做功二是電場線一定跟等勢面垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。4．電場力做功（1）電場力做功與電荷電勢能變化的關系：電場力對電荷做正功，電荷電勢能減少；電場力對電荷做負功，電荷電勢能增加。電勢能增加或減少的數(shù)值等于電場力做功的數(shù)值。（2）電場力做功的特點：電荷在電場中任意兩點間移動時，它的電勢能的變化量勢確定的，因而移動電荷做功的值也勢確定的，所以，電場力移動電荷所做的功與移動的路徑無關，僅與始末位置的電勢差由關，這與重力做功十分相似。四、電容器、電容1．電容器任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導體都可以看成是一個電容器。（最簡單的電容器是平行板電容器，金屬板稱為電容器的兩個極板，絕緣物質稱為電介質）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的比值五、帶電粒子在電場中的運動2．偏轉：當帶點粒子垂直進入勻強電場時，帶電粒子做類平拋運動【高頻考點突破】考點1、電場的力的性質圖A9383【例1】如圖9383所示，一電子沿等量異種電荷的中垂線由A→O→B勻速飛過，電子重力不計，則電子所受另一個力的大小和方向變化情況是圖A9383A．先變大后變小，方向水平向左B．先變大后變小，方向水平向右C．先變小后變大，方向水平向左D．先變小后變大，方向水平向右考點2、電場的能性質【例2】有一帶電量q=－3×10-6C的點電荷，從電場中的A點移到B點時，克服電場力做功6×104J．從B點移到C點時電場力做功9×104J⑴AB、BC、CA間電勢差各為多少?⑵如以B點電勢為零，則A、C兩點的電勢各為多少?電荷在A、C兩點的電勢能各為多少?考點3、靜電屏蔽電容器【例3】如圖A9405所示，兩塊水平放置的平行正對的金屬板a、b與兩電池相連，在距離兩板等遠的M點有一個帶電液滴處于靜止狀態(tài)。若將a板向下平移一小段距離，但仍在M點上方，穩(wěn)定后，下列說法中正確的是（）圖A9405圖A9405A．液滴將加速向下運動B．M點電勢升高，液滴在M點時電勢能將減小C．M點的電場強度變小了D．在a板移動前后兩種情況下，若將液滴從a板移到b板，電場力做功相同考點4、帶電粒子在電場中的運動【例4】圖A9419中，一個質量為m、電量為q的小物體，可在水平軌道x上運動，O端有一與軌道垂直的固定墻，軌道處的場強為E、方向沿ox軸正向的勻強電場中，小物體以初速度從點沿ox軌道運動，運動中受到大小不變的摩擦力F的作用，且F<qF，小物體與墻碰撞時不損失機械能．求它在停止前通過的總路程．圖圖A9419【難點探究】難點一電場的力的性質和能的性質1．電場力：電場對放入其中的電荷有力的作用，電場力的大小和方向由電場強度和電荷共同決定．電場力的大小與電場強度的大小及帶電體所帶的電荷量有關，大小為F＝qE；電場力的方向與電場強度的方向及電荷的電性有關，正電荷所受的電場力方向與電場方向相同．2．電勢能：放在電場中的電荷的電勢能由電勢和電荷共同決定．電勢能是標量，其大小與電勢的高低及帶電體所帶的電荷量、電性有關，大小為Ep＝qφ，注意電勢的正負及電荷的正負．3．比較電勢高低的方法技巧(1)沿電場線方向電勢降低，電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面；(2)先判斷出UAB的正負(如利用電場力做功WAB＝qUAB或其他方法)，再由UAB＝φA－φB比較φA、φB的高低；(3)取無窮遠為零電勢點，正電荷周圍電勢為正值，且離正電荷近處電勢高；負電荷周圍電勢為負值，且離負電荷近處電勢低．例1、某電場的電場線分布如圖3－9－1所示，以下說法正確的是()A．c點場強大于b點場強B．a點電勢高于點b電勢C．若將一試探電荷＋q由a點釋放，它將沿電場線運動b點D．若在d點再固定一點電荷－Q，將一試探電荷＋q由a移至b的過程中，電勢能減小【點評】本題考查了電場、電場線、電勢、電勢能等知識點，分析選項C時，應明確帶電粒子軌跡與電場線重合的條件，即必須同時滿足：①電場線是直線；②帶電粒子初速度為零或初速度方向與電場線在一直線上；③只受電場力作用．下面的變式題則主要考查帶電粒子在電場中的軌跡問題．【變式探究】一粒子從A點射入電場，從B點射出，電場的等勢面和粒子的運動軌跡如圖3－9－2所示，圖中左側前三個等勢面彼此平行，不計粒子的重力．下列說法正確的有()A．粒子帶負電荷B．粒子的加速度先不變，后變小C．粒子的速度不斷增大D．粒子的電勢能先減小，后增大難點二帶電粒子在電場中的加速與偏轉1．帶電粒子在電場中的加速(1)帶電粒子在勻強電場中的加速：可以應用牛頓運動定律結合勻變速直線運動的公式求解，也可應用動能定理qU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)求解，其中U為帶電粒子初末位置之間的電勢差．(2)帶電粒子在非勻強電場中的加速：只能應用動能定理求解．2．帶電粒子在電場中的偏轉(1)帶電粒子在一般電場中的偏轉：帶電粒子做變速曲線運動，其軌跡總位于電場力方向和速度方向的夾角之間，且向電場力的方向偏轉．(2)帶電粒子在勻強電場中的偏轉：帶電粒子(不計重力)以某一初速度垂直于勻強電場方向進入勻強電場區(qū)域，粒子做勻變速曲線運動，屬于類平拋運動，要應用運動的合成與分解的方法求解，同時要注意：①明確電場力方向，確定帶電粒子到底向哪個方向偏轉；②借助畫出的運動示意圖尋找?guī)缀侮P系或題目中的隱含關系．帶電粒子在電場中的運動可從動力學、能量等多個角度來分析和求解．例2、如圖3－9－3甲所示，兩平行正對的金屬板A、B間加有如圖乙所示的交變電壓，一重力可忽略不計的帶正電粒子被固定在兩板的正中間P處．若在t0時刻釋放該粒子，粒子會時而向A板運動，時而向B板運動，并最終打在A板上，則t0可能屬于的時間段是()A．0<t0<eq\f(T,4)B.eq\f(T,2)<t0<eq\f(3T,4)C.eq\f(3T,4)<t0<TD．T<t0<eq\f(9T,8)【點評】帶電粒子在板間做勻變速直線運動，因兩板間電勢差周期性變化，粒子加速度隨之周期性變化．帶電粒子的運動隨釋放粒子的時刻不同而變化．借助速度－時間圖象可通過分析幾個特殊時刻釋放的粒子的運動快速解題．【變式探究】飛行時間質譜儀可以對氣體分子進行分析．飛行時間質譜儀主要由脈沖閥、激光器、加速電場、偏轉電場和探測器組成，探測器可以在軌道上移動以捕獲和觀察帶電粒子．整個裝置處于真空狀態(tài)．加速電場和偏轉電場的電壓可以調節(jié)，只要測量出帶電粒子的飛行時間，即可以測量出其比荷．如圖3－9－4所示，脈沖閥P噴出微量氣體，經激光照射產生不同價態(tài)的離子，自a板小孔進入a、b間的加速電場，從b板小孔射出，沿中線方向進入M、N板間的偏轉控制區(qū)，到達探測器．已知加速電場a、b板間距為d，偏轉電場極板M、N的長度為L1，板間距離為L2.不計離子重力及進入a板時的初速度．(1)設離子比荷為k(k＝eq\f(q,m))，若a、b間的加速電壓為U1，試求離子進入偏轉電場時的初速度v0.(2)當a、b間的電壓為U1時，在M、N間加上適當?shù)碾妷篣2，離子從脈沖閥P噴出到到達探測器的全部飛行時間為t.請推導出離子比荷k的表達式．(3)在某次測量中探測器始終無法觀察到離子，分析原因是離子偏轉量過大，打到了極板上．請說明如何調節(jié)才能觀察到離子．難點三帶電體在重力場和電場中的運動帶電體在電場中運動時，如果重力遠小于電場力，則其重力可忽略不計，如電子、質子、正負離子等微觀粒子；但帶電液滴、帶電塵埃等帶電體的重力一般不能忽略．帶電體在重力場和電場構成的復合場中的運動形式多樣，可能做直線運動、一般曲線運動、圓周運動等；研究對象可能為單個物體，也可能是多個物體組成的系統(tǒng)；研究方法與力學綜合題的分析方法相近，因涉及電場力做功和電勢能的變化問題，其機械能不再守恒，但機械能和電勢能之和可能守恒，一般應用牛頓運動定律、運動學規(guī)律、動能定理和能量守恒定律求解．例3、如圖3－9－5所示，在界限MN左上方空間存在斜向左下與水平方向夾角為45°的勻強電場，場強大小E＝eq\r(2)×105V/m.一半徑為R＝0.8m的eq\f(1,4)光滑絕緣圓弧凹槽固定在水平地面上．一個可視為質點的質量m＝0.2kg、電荷量大小q＝1×10－5C的帶正電金屬塊P從槽頂端A由靜止釋放，從槽底端B沖上與槽底端平齊的絕緣長木板Q.長木板Q足夠長且置于光滑水平地面上，質量為M＝1kg.已知開始時長木板有一部分置于電場中，圖中C為界限MN與長木板Q的交點，B、C間的距離xBC＝0.6m，物塊P與木板Q間的動摩擦因數(shù)為μ＝eq\f(1,3)，取g＝10m/s2，求：(1)金屬塊P從A點滑到B點時速度的大??；(2)金屬塊P從B點滑上木板Q后到離開電場過程所經歷的時間；(3)金屬塊P在木板Q上滑動的過程中摩擦產生的熱量．【點評】分析帶電粒子(質點)在重力和電場力構成的復合場中的運動問題應注意：(1)根據題意，確定是否考慮重力，質子、α粒子、電子、離子等微觀粒子一般不考慮重力；而液滴、塵埃、小球等宏觀帶電質點一般要考慮重力，是否考慮重力最終是由題目給定的運動狀態(tài)決定的；(2)注意看清研究對象所處的空間方位；(3)注意電場的空間分布規(guī)律，特別注意電場力對研究對象是否做功以及做什么功?！咀兪教骄俊咳鐖D3－9－6甲所示，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個質量為m＝0.2kg、帶電荷量為q＝＋2.0×10－6C的小物塊處于靜止狀態(tài)，小物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1.從t＝0時刻開始，空間加上一個如圖乙所示的場強大小和方向呈周期性變化的電場(以水平向右為正方向，g取10m/s2(1)23s內小物塊的位移大?。?2)23s內電場力對小物塊所做的功．【歷屆高考真題】【2012高考】（2012?重慶）空間中P、Q兩點處各固定一個點電荷，其中P點處為正電荷，P、Q兩點附近電場的等勢面分布如圖所示，a、b、c、d為電場中的4個點，則()A．P、Q兩點處的電荷等量同種B．a點和b點的電場強度相同C．c點的電勢低于d點的電勢D．負電荷從a到c，電勢能減少（2012·上海）11．A、B、C三點在同一直線上，AB:BC=1:2，B點位于A、C之間，在B處固定一電荷量為Q的點電荷。當在A處放一電荷量為＋q的點電荷時，它所受到的電場力為F；移去A處電荷，在C處放電荷量為2q的點電荷，其所受電場力為（）（A）F/2 （B）F/2 （C）F （D）F（2012·上海）13．當電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時，通過該電阻的電荷量為0.3C，消耗的電能為0.9J。為在相同時間內使0.6C的電荷量通過該電阻，在其兩端需加的電壓和消耗的電能分別是（）（A）3V，1.8J （B）3V，3.6J （C）6V，l.8J （D）6V，3.6J（2012·廣東）19.圖5是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電礦粉經漏斗落入水平勻強電場后，分落在收集板中央的兩側，對礦粉分離的過程，下列表述正確的有()A.帶正電的礦粉落在右側B.電場力對礦粉做正功C.帶負電的礦粉電勢能變大D.帶正電的礦粉電勢能變小（2012·山東）19．圖中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點電荷。一帶電粒子以一定初速度射入電場，實線為粒子僅在電場力作用下的運動軌跡，a、b、c三點是實線與虛線的交點。則該粒子（）A．帶負電B．在c點受力最大C．在b點的電勢能大于在c點的電勢能D．由a點到b點的動能變化大于有b點到c點的動能變化C.2D.2（2012·安徽）18.如圖所示，在平面直角中，有方向平行于坐標平面的勻強電場，其中坐標原點處的電勢為0V，點處的電勢為6V,點處的電勢為3V,則電場強度的大小為（） A.200V/mB.200V/mC.100V/mD.100V/m（2012·大綱版全國卷）24.（16分）（注意：在試題卷上作答無效）如圖，一平行板電容器的兩個極板豎直放置，在兩極板間有一帶電小球，小球用一絕緣輕線懸掛于O點。先給電容器緩慢充電，使兩級板所帶電荷量分別為﹢Q和﹣Q，此時懸線與豎直方向的夾角為π/6。再給電容器緩慢充電，直到懸線和豎直方向的夾角增加到π/3，且小球與兩極板不接觸。求第二次充電使電容器正極板增加的電荷量。12.（2012·海南）N（N>1）個電荷量均為q(q>0)的小球，均勻分布在半徑為R的圓周上，示意如圖。若移去位于圓周上P點的一個小球，則圓心O點處的電場強度大小為，方向。（已知靜電力常量為k）3.（2012·海南）如圖，直線上有o、a、b、c四點，ab間的距離與bc間的距離相等。在o點處有固定點電荷，已知b點電勢高于c點電勢。若一帶負電電荷的粒子僅在電場力作用下先從c點運動到b點，再從b點運動到a點，則兩過程中電場力做的功相等前一過程中電場力做的功大于后一過程中電場力做的功前一過程中，粒子電勢能不斷減小后一過程中，粒子動能不斷減?。?012·福建）如圖，在點電荷Q產生的電場中，將兩個帶正電的試探電荷、分別置于A、B兩點，虛線為等勢線。取無窮遠處為零電勢點，若將、移動到無窮遠的過程中外力克服電場力做的功相等，則下列說法正確的是A．A點電勢大于B點電勢B．A、B兩點的電場強度相等C．的電荷量小于的電荷量D．在A點的電勢能小于在B點的電勢能（2012·江蘇）一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對面積、間距和電荷量不變,在兩極板間插入一電介質,其電容C和兩極板間的電勢差U的變化情況是(A)C和U均增大(B)C增大,U減小(C)C減小,U增大(D)C和U均減?。?012·江蘇）真空中,A、B兩點與點電荷Q的距離分別為r和3r,則A、B兩點的電場強度大小之比為（）(A)3:1(B)1:3(C)9:1(D)1:9（2012·天津）5．兩個固定的等量異號電荷所產生電場的等勢面如圖中虛線所示，一帶負電的粒子以某一速度從圖中A點沿圖示方向進入電場在紙面內飛行，最后離開電場，粒子只受到靜電力作用，則粒子在電場中A．做直線運動，電勢能先變小后變大B．做直線運動，電勢能先變大后變小C．做曲線運動，電勢能先變小后變大D．做曲線運動，電勢能先變大后變?。?012·浙江）19、用金屬箔做成一個不帶電的圓環(huán)，放在干燥的絕緣桌面上。小明同學用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后，將筆套自上而下慢慢靠近圓環(huán)，當距離約為0.5cm時圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖所示。對上述現(xiàn)象的判斷與分析，下列說法正確的是A.摩擦使筆套帶電B.筆套靠近圓環(huán)時，圓環(huán)上、下部感應出異號電荷C.圓環(huán)被吸引到筆套的過程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力D.筆套碰到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和（2012·江蘇）15.(16分)如圖所示,待測區(qū)域中存在勻強電場和勻強磁場,根據帶電粒子射入時的受力情況可推測其電場和磁場.圖中裝置由加速器和平移器組成,平移器由兩對水平放置、相距為l的相同平行金屬板構成,極板長度為l、間距為d,兩對極板間偏轉電壓大小相等、電場方向相反.質量為m、電荷量為+q的粒子經加速電壓U0加速后,水平射入偏轉電壓為U1的平移器,最終從A點水平射入待測區(qū)域.不考慮粒子受到的重力.(1)求粒子射出平移器時的速度大小v1;(2)當加速電壓變?yōu)?U0時,欲使粒子仍從A點射入待測區(qū)域,求此時的偏轉電壓U;(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待測區(qū)域,剛進入時的受力大小均為F.現(xiàn)取水平向右為x軸正方向,建立如圖所示的直角坐標系Oxyz.保持加速電壓為U0不變,移動裝置使粒子沿不同的坐標軸方向射入待測區(qū)域,粒子剛射入時的受力大小如下表所示.請推測該區(qū)域中電場強度和磁感應強度的大小及可能的方向.【2011高考】9（2011全國卷1第25）.（19分）如圖，與水平面成45°角的平面MN將空間分成I和II兩個區(qū)域。一質量為m、電荷量為q（q＞0）的粒子以速度從平面MN上的點水平右射入I區(qū)。粒子在I區(qū)運動時，只受到大小不變、方向豎直向下的電場作用，電場強度大小為E；在II區(qū)運動時，只受到勻強磁場的作用，磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向里。求粒子首次從II區(qū)離開時到出發(fā)點的距離。粒子的重力可以忽略。11（2011天津第12題）．（20分）回旋加速器在核科學、核技術、核醫(yī)學等高新技術領域得到了廣泛應用，有力地推動了現(xiàn)代科學技術的發(fā)展。（1）當今醫(yī)學成像診斷設備PET/CT堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學高科技之冠”，它在醫(yī)療診斷中，常利用能放射電子的同位素碳11為示蹤原子，碳11是由小型回旋加速器輸出的高速質子轟擊氮14獲得，同時還產生另一粒子，試寫出核反應方程。若碳11的半衰期τ為20min，經2.0h剩余碳11的質量占原來的百分之幾？（結果取2位有效數(shù)字）（2）回旋加速器的原理如圖，D1和D2是兩個中空的半徑為R的半圓金屬盒，它們接在電壓一定、頻率為f的交流電源上，位于D1圓心處的質子源A能不斷產生質子（初速度可以忽略，重力不計），它們在兩盒之間被電場加速，D1、D2置于與盒面垂直的磁感應強度為B的勻強磁場中。若質子束從回旋加速器輸出時的平均功率為P，求輸出時質子束的等效電流I與P、B、R、f的關系式（忽略質子在電場中運動的時間，其最大速度遠小于光速）（3）試推理說明：質子在回旋加速器中運動時，隨軌道半徑r的增大，同一盒中相鄰軌道的半徑之差是增大、減小還是不變？13（2011廣東第35題）、（18分）已知粒子從外圓上以速度射出，求粒子在A點的初速度的大小若撤去電場，如圖19（b）,已知粒子從OA延長線與外圓的交點C以速度射出，方向與OA延長線成45°角，求磁感應強度的大小及粒子在磁場中運動的時間在圖19（b）中，若粒子從A點進入磁場，速度大小為，方向不確定，要使粒子一定能夠從外圓射出，磁感應強度應小于多少？14（2011北京理綜第23題）．（18分）利用電場和磁場，可以將比荷不同的離子分開，這種方法在化學分析和原子核技術等領域有重要的應用。如圖所示的矩形區(qū)域ACDG(AC邊足夠長)中存在垂直于紙面的勻強磁場，A處有一狹縫。離子源產生的離子，經靜電場加速后穿過狹縫沿垂直于GA邊且垂直于磁場的方向射入磁場，運動到GA邊，被相應的收集器收集。整個裝置內部為真空。已知被加速的兩種正離子的質量分別是m1和m2(m1>m2)，電荷量均為q。加速電場的電勢差為U，離子進入電場時的初速度可以忽略。不計重力，也不考慮離子間的相互作用。(1)求質量為m1的離子進入磁場時的速率v1；(2)當磁感應強度的大小為B時，求兩種離子在GA邊落點的間距s；(3)在前面的討論中忽略了狹縫寬度的影響，實際裝置中狹縫具有一定寬度。若狹縫過寬，可能使兩束離子在GA邊上的落點區(qū)域交疊，導致兩種離子無法完全分離。設磁感應強度大小可調，GA邊長為定值L，狹縫寬度為d，狹縫右邊緣在A處。離子可以從狹縫各處射入磁場，入射方向仍垂直于GA邊且垂直于磁場。為保證上述兩種離子能落在GA邊上并被完全分離，求狹縫的最大寬度?！?010高考】1．2010·重慶·1７某電容式話筒的原理示意圖如題18圖所示，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為兩金屬基板。對著話筒說話時，P振動而Q可視為不動。在P、Q間距增大過程中，A．P、Q購車的電容器的電容增大B．P上電荷量保持不變C．M點的電勢比N點的低D．M點的電勢比N點的高2.2010·全國卷Ⅰ·16關于靜電場，下列結論普遍成立的是A．電場中任意兩點之間的電勢差只與這兩點的場強有關B．電場強度大的地方電勢高，電場強度小的地方電勢低C．將正點電荷從場強為零的一點移動到場強為零的另一點，電場力做功為零D．在正電荷或負電荷產生的靜電場中，場強方向都指向電勢降低最快的方向8．2010·北京·18用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素（如圖）。設兩極板正對面積為S，極板間的距離為d,靜電計指針偏角為θ。實驗中，極板所帶電荷量不變，若A.保持S不變，增大d,則θ變大B.保持S不變，增大d,則θ變小C.保持d不變，減小S,則θ變小D.保持d不變，減小S,則θ不變9.2010·上海物理·9三個點電荷電場的電場線分布如圖所示，圖中a、b兩點出的場強（A）＞，＞（B）＜，＜（C）＞，＜（D）＜，＞6060°PNOM12．2010·海南物理·11利用靜電除塵器可以消除空氣中的粉塵．靜電除塵器由金屬管A和懸在管中的金屬絲B組成，A和B分別接到高壓電源正極和負極，其裝置示意圖如右圖所示．A、B之間有很強的電場，距B越近，場強__________(填：“越大”或“越小”)。B附近的氣體分子被電離成為電子和正離子，粉塵吸附電子后被吸附到_______（填“A”或“B”）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中．ABAB+【2009高考】一、選擇題1.（09·年全國Ⅰ·18）如圖所示，一電場的電場線分布關于y軸（沿豎直方向）對稱，O、M、N是y軸上的三個點，且OM=MN，P點在y軸的右側，MP⊥ON，則（）A.M點的電勢比P點的電勢高B.將負電荷由O點移動到P點，電場力做正功C.M、N兩點間的電勢差大于O、M兩點間的電勢差D.在O點靜止釋放一帶正電粒子，該粒子將沿y軸做直線運動2.（09·全國卷Ⅱ·19）圖中虛線為勻強電場中與場強方向垂直的等間距平行直線。兩粒子M、N質量相等，所帶電荷的絕對值也相等?，F(xiàn)將M、N從虛線上的O點以相同速率射出，兩粒子在電場中運動的軌跡分別如圖中兩條實線所示。點a、b、c為實線與虛線的交點，已知O點電勢高于c點。若不計重力，則（BD）A.M帶負電荷，N帶正電荷B.N在a點的速度與M在c點的速度大小相同C.N在從O點運動至a點的過程中克服電場力做功D.M在從O點運動至b點的過程中，電場力對它做的功等于零3.（09·北京·16）某靜電場的電場線分布如圖所示，圖中P、Q兩點的電場強度的大小分別為EP和EQ，電勢分別為UP和UQ，則()A．EP＞EQ，UP＞UQB．EP＞EQ，UP＜UQC．EP＜EQ，UP＞UQD．EP＜EQ，UP＜UQ4.（09·北京·19）如圖所示的虛線區(qū)域內，充滿垂直于紙面向里的勻強磁場和豎直向下的勻強電場。一帶電粒子a（不計重力）以一定的初速度由左邊界的O點射入磁場、電場區(qū)域，恰好沿直線由區(qū)域右邊界的O′點（圖中未標出）穿出。若撤去該區(qū)域內的磁場而保留電場不變，另一個同樣的粒子b（不計重力）仍以相同初速度由O點射入，從區(qū)域右邊界穿出，則粒子b()A．穿出位置一定在O′點下方B．穿出位置一定在O′點上方C．運動時，在電場中的電勢能一定減小D．在電場中運動時，動能一定減小5.（09·北京·20）圖示為一個內、外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)狀均勻帶電平面，其單位面積帶電量為。取環(huán)面中心O為原點，以垂直于環(huán)面的軸線為x軸。設軸上任意點P到O點的的距離為x，P點電場強度的大小為E。下面給出E的四個表達式（式中k為靜電力常量），其中只有一個是合理的。你可能不會求解此處的場強E，但是你可以通過一定的物理分析，對下列表達式的合理性做出判斷。根據你的判斷，E的合理表達式應為（）6.（09·上海物理·3）兩帶電量分別為q和－q的點電荷放在x軸上，相距為L，能正確反映兩電荷連線上場強大小E與x關系的是圖（）7.（09·上海物理·7）位于A、B處的兩個帶有不等量負電的點電荷在平面內電勢分布如圖所示，圖中實線表示等勢線，則（）A．a點和b點的電場強度相同B．正電荷從c點移到d點，電場力做正功C．負電荷從a點移到c點，電場力做正功D．正電荷從e點沿圖中虛線移到f點，電勢能先減小后增大8.（09·廣東物理·6）如圖所示，在一個粗糙水平面上，彼此靠近地放置兩個帶同種電荷的小物塊。由靜止釋放后，兩個物塊向相反方向運動，并最終停止。在物塊的運動過程中，下列表述正確的是（）A．兩個物塊的電勢能逐漸減少B．物塊受到的庫侖力不做功C．兩個物塊的機械能守恒D.物塊受到的摩擦力始終小于其受到的庫侖力9.（09·天津·5）如圖所示，帶等量異號電荷的兩平行金屬板在真空中水平放置，M、N為板間同一電場線上的兩點，一帶電粒子（不計重力）以速度vM經過M點在電場線上向下運動，且未與下板接觸，一段時間后，粒子以速度vN折回N點。則（）A.粒子受電場力的方向一定由M指向NB.粒子在M點的速度一定比在N點的大C.粒子在M點的電勢能一定比在N點的大D.電場中M點的電勢一定高于N點的電勢10.（09·四川·20）如圖所示，粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點處有一正點電荷，帶負電的小物體以初速度V1從M點沿斜面上滑，到達N點時速度為零，然后下滑回到M點，此時速度為V2（V2＜V1）。若小物體電荷量保持不變，OM＝ON，則（）B．從N到M的過程中，小物體的電勢能逐漸減小C．從M到N的過程中，電場力對小物體先做負功后做正功 D．從N到M的過程中，小物體受到的摩擦力和電場力均是先增大后減小14.（09·江蘇物理·8）空間某一靜電場的電勢在軸上分布如圖所示，軸上兩點B、C點電場強度在方向上的分量分別是、，下列說法中正確的有（）A．的大小大于的大小B．的方向沿軸正方向C．電荷在點受到的電場力在方向上的分量最大D．負電荷沿軸從移到的過程中，電場力先做正功，后做負功15.（09·廣東理科基礎·12）關于同一電場的電場線，下列表述正確的是（）A．電場線是客觀存在的B．電場線越密，電場強度越小C．沿著電場線方向，電勢越來越低D．電荷在沿電場線方向移動時，電勢能減小16.（09·東理科基礎·16）如圖所示，一帶負電粒子以某速度進入水平向右的勻強電場中，在電場力作用下形成圖中所示的運動軌跡。M和N是軌跡上的兩點，其中M點在軌跡的最右點。不計重力，下列表述正確的是（C）A．粒子在M點的速率最大B．粒子所受電場力沿電場方向C．粒子在電場中的加速度不變D．粒子在電場中的電勢能始終在增加18.（09·山東·20）如圖所示，在x軸上關于原點O對稱的兩點固定放置等量異種點電荷+Q和Q，x軸上的P點位于的右側。下列判斷正確的是（）A．在x軸上還有一點與P點電場強度相同B．在x軸上還有兩點與P點電場強度相同C．若將一試探電荷+q從P點移至O點，電勢能增大D．若將一試探電荷+q從P點移至O點，電勢能減小19.（09·安徽·18.）在光滑的絕緣水平面上，有一個正方形的abcd，頂點a、c處分別固定一個正點電荷，電荷量相等，如圖所示。若將一個帶負電的粒子置于b點，自由釋放，粒子將沿著對角線bd往復運動。粒子從b點運動到d點的過程中（）A.先作勻加速運動，后作勻減速運動B.先從高電勢到低電勢，后從低電勢到高電勢C.電勢能與機械能之和先增大，后減小D.電勢能先減小，后增大20.（09·福建·15）如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源（內阻不計）連接，下極板接地。一帶電油滴位于容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離（）A.帶點油滴將沿豎直方向向上運動B.P點的電勢將降低C.帶點油滴的電勢將減少D.若電容器的電容減小，則極板帶電量將增大A．在、、三點中，點電勢最高B．在、、三點中，點電勢最高C．間的電勢差比間的電勢差大D．間的電勢差比間的電勢差小24.（09·江蘇物理·1）兩個分別帶有電荷量和+的相同金屬小球（均可視為點電荷），固定在相距為的兩處，它們間庫侖力的大小為。兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)椋瑒t兩球間庫侖力的大小為