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第六章 高考热点探究(静电场)


高考热点探究

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第六章

高考热点探究

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一、用电场线描述电场力的性质和能的性质 1.(2011· 海南单科· 1)关于静电场,下列说法正确的是 ( D ) A.电势等于零的物体一定不带电 B.电场强度为零的点,电势一定为零 C.同一电场线上的各点,电势一定相等 D.负电荷沿电场线方向移动时,电势能一定增加 2.(2010· 广东理综· 21)图1是某一点电荷的电场线分布图, 下列表述正确的是 ( BD ) A.a点的电势高于b点的电势 B.该点电荷带负电 C.a点和b点电场强度的方向相同 D.a点的电场强度大于b点的电场强度
图1

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3.(2010· 上海单科· 9)三个点电荷电场的电场线分布如图2所 示,图中a、b两点处的场强大小分别为Ea、Eb,电势分别为 φa、φb,则 ( C) A.Ea>Eb,φa>φb B.Ea<Eb,φa<φb 本 课 C.Ea>Eb,φa<φb 栏 D.Ea<Eb,φa>φb 4.(2010· 山东· 20)某电场的电场线分布如图3所示,下列说法 正确的是 ( BD )
图2

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A.c点场强大于b点场强 图3 B.a点电势高于b点电势 C.若将一试探电荷+Q由a点释放,它将沿电场线运动到b 点 D.若在d点再固定一点电荷-Q,将一试探电荷+q由a移至 b的过程中,电势能减小

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二、对等量异种电荷的电场的认识

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5.(2011· 山东理综· 21)如图4所示,在两等量异种点 电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,a、b、 c三点所在直线平行于两电荷的 连线,且a和c关于 MN对称、b点位于MN上,d点位于两电荷的连线 上.以下判断正确的是 ( BC )

A.b点场强大于d点场强 图4 B.b点场强小于d点场强 C.a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差 D.试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势 能

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三、带电粒子在电场中的运动

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6.(2011· 广东理综· 21)如图5为静电除尘器除尘机理 的示意图.尘埃在电场中通过某种机制带电,在电 场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目 的.下列表述正确的是( BD )

A.到达集尘极的尘埃带正电荷 图5 B.电场方向由集尘极指向放电极 C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大

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四、电容器

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7.(2009· 天津理综· 5)如图6所示,带等量异号电荷 的两平行金属板在真空中水平放置,M、N为板间 同一电场线上的两点,一带电粒子(不计重力)以 速度vM经过M点在电场线上向下运动,且未与下 板接触,一段时间后,粒子以速度vN折回N点,则 ( B )
A.粒子受电场力的方向一定由M指向N B.粒子在M点的速度一定比在N点的大 C.粒子在M点的电势能一定比在N点的大 D.电场中M点的电势一定高于N点的电势

图6

审题答题
【审题示例】(2011· 北京· 24) (20分)静电场方向平行于x 轴,其电势φ随x的分布可简 化为如图所示的折线,图中 φ0和d为已知量.一个带负电 的粒子在电场中以x=0为中心, 沿x轴方向做周期性运动.已知 该粒子质量为m、电量为-q, 其动能与电势能之和为-A (0<A<q φ0 ),忽略重力.求 (1)粒子所受电场力的大小; (2)粒子的运动区间;
(3)粒子的运动周期.

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准确理解题意深挖 隐含条件:用假设 法进行突破 ①结合图象,可知在x轴上的电势从 x=0点向两侧均匀降低,电场为匀强 电场。在±d处,电势为零。且φ与d 有规律可循。 ②粒子带负电,做周期性运动,可知 粒子的运动在一定的区间 ③利用能量守恒求解是突破口,电势 能qφ中的φ与x有关,当动能最小时, qφ最大。 ④根据③中的分析,写出能量守恒的 表达式。根据图像可知x轴 上x处得
? ? ?0 ? ?0
? x ? ? x ? ?0 ? 1 ? ? d d ? ? ?

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⑤由上知,粒子做匀变速周期性运动, 可先明确四分之一周期的时间

审题答题
规范解答· 步步得分
解析

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(1)由题图可知,0 与 d(或-d)两点间的电势差为 φ0, φ0 电场强度的大小为 E= , (2 分) d qφ0 电场力的大小 F=qE= . (2 分) d (2)设粒子在[-x0,x0]区间内运动,速率为 v,由题意得 1 2 mv -qφ=-A ①(2 分) 2 |x| 由题图可知 φ=φ0(1- ) ②(1 分) d 1 |x| 由①②得 mv2=qφ0(1- )-A ③(2 分) 2 d |x| 因动能非负,有 qφ0(1- )-A≥0, (1 分) d A A 得|x|≤d(1- ),即 x0=d(1- ) ④(1 分) qφ0 qφ0 A A 粒子的运动区间满足-d(1- )≤x≤d(1- ). (2 分) qφ0 qφ0

审题答题

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(3)考虑粒子从-x0 处开始运动的四分之一周期,根据牛顿 第二定律,粒子的加速度 F qE qφ0 a= = = ⑤(2 分) m m md 2x0 由匀加速直线运动规律得 t= . (1 分) a

将④⑤代入,得 t=

2md2 A (1- ) qφ0 qφ0

(2 分)

4d 粒子的运动周期 T=4t= 2m(qφ0-A). qφ0

(2 分)

命题研究

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试题分析 本部分内容是高考必考内容之一.大部分省市、全 国试卷在这里以选择题的形式命题,难度以中、低 档为主;部分省市以计算题形式出题,难度中档偏 上,分值较多. 命题特征 大部分试题以静电场为背景,围绕电场线的分布及 特点、场强分布、电势变化、电场力F、电势能Ep、 电场力做功,结合动能定理、能量守恒定律、共点 力的平衡、牛顿第二定律、平抛运动等规律,要求 考生进行分析、推理、计算与判断.考生要具备坚 实、牢固的基础知识,较强的综合分析能力、计算 能力,才能得到理想的成绩.

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