【热点强化突破优化方案】2016届高三物理大一轮复习课件：热点强化突破(六)静电场

第六章静电场第六章静电场热点强化突破(六)第六章静电场热点1对电场性质的考查电场力的性质和能的性质，是高考考查的重点，其中电场强度与电势差的关系、电场力做功与电势能的变化、电势高低的判断、电场线与等势面的关系以及电场线与运动轨迹的关系，为命题热点，上述问题与φ－x或E－x图象结合的考查，也要引起重视．第六章静电场1．(多选)(2015·甘肃张掖诊断)如图所示，图中MN是由负点电荷产生的电场中的一条电场线．一带正电粒子q飞入电场后，只在电场力作用下沿图中虚线运动，a、b是该曲线上的两点，则下列说法中正确的是()A．a点的电场强度小于b点的电场强度B．a点的电势低于b点的电势C．粒子在a点的动能小于在b点的动能D．粒子在a点的电势能小于在b点的电势能AC第六章静电场解析：由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，故该带正电粒子所受电场力向左，因此电场线由N指向M，所以场源电荷在左侧，根据负点电荷周围电场分布特点可知：a点的电场强度小于b点的电场强度，a点的电势高于b点的电势，故A正确，B错误；粒子从a运动到b的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，故C正确，D错误．故选AC.第六章静电场2．(单选)(2015·江苏南京模拟)如图所示，虚线表示某电场的等势面．一带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点的径迹如图中实线所示．粒子在A点的速度为vA、电势能为EpA；在B点的速度为vB、电势能为EpB.则下列结论正确的是()A．粒子带正电，vAvB，EpAEpBB．粒子带负电，vAvB，EpAEpBC．粒子带正电，vAvB，EpAEpBD．粒子带负电，vAvB，EpAEpBB第六章静电场解析：根据电场力与等势面垂直，又要指向轨迹弯曲的凹侧，而电场线与等势面垂直且由高电势指向低电势，故可判断电场力与电场方向相反，即该粒子带负电，由图知UAB＝5V，粒子从A运动到B的过程中，电场力做负功W＝qUAB，故动能减小，电势能增大，所以vAvB，EpAEpB，故B正确，A、C、D错误．第六章静电场3．(多选)(2015·山东德州模拟)如图所示，分别在M、N两点固定放置两个点电荷＋Q和－q(Qq)，以MN连线的中点O为圆心的圆周上有A、B、C、D四点．下列说法正确的是()A．A点电势低于B点电势B．A点场强大于B点场强C．将某正电荷从C点移到O点，电场力做负功D．将某正电荷从O点移到D点，电势能增加BC第六章静电场解析：电场线是由正电荷发出，到负电荷终止，即从＋Q发出到－q终止，而沿着电场线的方向电势越来越低，因此A点电势高于B点电势，A错误；由于A、B两点关于O点对称，而Qq，因此A点的场强大于B点的场强，B正确，若将某正电荷从C点移到O点，＋Q对它做负功，而－q对它做正功，但由于Qq，因此电场力的合力做功为负，C正确，同样将某正电荷从O点移到D点，＋Q对它做正功，－q对它做负功，但由于Qq，因此电场力的合力做正功，电势能减小，D错误．第六章静电场4．(多选)有一电场强度方向沿x轴方向的电场，其电势φ随x的分布如图所示．一质量为m、带电荷量为－q的粒子(重力不计)以初速度v0从x＝0处的O点进入电场并沿x轴正方向运动，则下列关于该粒子运动的说法中正确的是()A．粒子从x＝0处运动到x＝x1处的过程中动能逐渐减小B．粒子从x＝x1处运动到x＝x3处的过程中电势能逐渐减小C．欲使粒子能够到达x＝x4处，则粒子从x＝0处出发时的最小速度应为2qφ0mD．若v0＝22qφ0m，则粒子在运动过程中的最小速度为6qφ0mABD第六章静电场解析：粒子从x＝0处运动到x＝x1处的过程中电场力做的功为W＝－qφ0，即电场力做负功，所以动能减小，选项A正确；粒子从x＝x1处运动到x＝x3处的过程中电场力做的功为W＝2qφ0，所以电场力做正功，动能增加，电势能减小，选项B正确；粒子从x＝0处运动到x＝x1处的过程中做减速运动，从x＝x1处到x＝x3处的过程中粒子做加速运动，从x＝x3到x＝x4处的过程中粒子做减速运动，所以欲使粒子能够到达x＝x4处，则粒子至少要能到达x＝x1处，则有12mv20＝qφ0，解得v0＝2qφ0m，选项C错误；由题意可知，当粒子到达x＝x1处时速度最小，设粒子到达x＝x1处时的速度大小为v，则由动能定理可得12mv2＝12mv20－qφ0，解得v＝6qφ0m，选项D正确．第六章静电场热点2带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动是高考的重点和热点．主要涉及粒子做单向直线运动、往复直线运动和类平抛运动．处理这类问题的策略就是电学问题力学化．第六章静电场5．(单选)(2015·山东淄博模拟)如图甲所示，在两距离足够大的平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，当两板间加上如图乙所示的交变电压后，若取电子初始运动方向为正方向，则下列图象中能正确反映电子的速度v、位移x、加速度a、动能Ek四个物理量随时间变化规律的是()A第六章静电场解析：分析电子一个周期内的运动情况：0～T4时间内，电子从静止开始向A板做匀加速直线运动，T4～T2沿原方向做匀减速直线运动，T2时刻速度为零.T2～3T4时间内向B板做匀加速直线运动，3T4～T继续向B板做匀减速直线运动．根据匀变速运动速度图象是倾斜的直线可知A符合电子的运动情况，故A正确．电子做匀变速直线运动时x－t图象是抛物线，故B错误．由于a＝qUmd，可知匀变速运动的加速度大小不变，a－t图象应平行于横轴，故C错误．匀变速运动速度图象是倾斜的直线，Ek－t图象是曲线，故D错误．第六章静电场6.(2014·高考安徽卷)如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔．质量为m，电荷量为＋q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)．求：(1)小球到达小孔处的速度；(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间．第六章静电场解析：(1)由自由落体规律可知，小球下落h时的末速度为v，有v2＝2gh，即v＝2gh.(2)设小球在极板间运动的加速度为a，由v2＝2ad，得a＝v22d＝ghd.由牛顿第二定律qE－mg＝ma，电容器的电荷量Q＝CU＝CEd，联立以上各式得：E＝mgh＋dqd，Q＝Cmgh＋dq..第六章静电场(3)小球做自由落体运动的时间t1＝2hg，小球在电场中运动的时间t2＝2da＝d2gh.则小球运动的总时间t＝t1＋t2＝2hg＋d2gh.答案：(1)2gh(2)mgh＋dqdCmgh＋dq(3)2hg＋d2gh第六章静电场7.如图所示，某空间有一竖直向下的匀强电场，电场强度E＝1.0×102V/m，一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度h＝0.80m的a处有一粒子源，盒内粒子以v0＝2.0×102m/s的初速度向水平面以下的各个方向均匀放出质量为m＝2.0×10－15kg，电荷量为q＝＋10－12C的带电粒子，粒子最终落在金属板b上．若不计粒子重力，求：(结果保留两位有效数字)第六章静电场(1)粒子源所在a点的电势；(2)带电粒子打在金属板上时的动能；(3)从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围(所形成的面积)；若使带电粒子打在金属板上的范围减小，可以通过改变哪些物理量来实现？解析：(1)题中匀强电场竖直向下，b板接地；因此φa＝Uab＝Eh＝1.0×102×0.80V＝80V.(2)不计重力，只有电场力做功，对粒子由动能定理得qUab＝Ek－12mv20可得带电粒子打在金属板上时的动能为Ek＝qUab＋12mv20＝1.2×10－10J.第六章静电场(3)粒子源射出的粒子打在金属板上的范围以粒子水平抛出落点为边界，设水平抛出后t时间落在板上：x＝v0t，h＝12at2，a＝qEm，S＝πx2联立以上各式得S＝2πmv20hqE≈4m2，若使带电粒子打在金属板上的范围减小可以通过减小h或增大E来实现．答案：(1)80V(2)1.2×10－10J(3)4m2可以通过减小h或增大E来实现