2020届高考物理一轮复习 专题八 静电场课件

专题八静电场年份题号·考点·情景图方法·技巧201017.带电粒子在电场中的运动曲线运动性质的理解201120.带电粒子在电场中的运动曲线运动性质的理解201218.带电粒子在重力和电场力作用下的运动平衡条件的应用2010~2019年高考全国卷考情一览表年份题号·考点·情景图方法·技巧20131卷第15题图15.电场强度的矢量合成16.电容器的动态分析电场的对称性2卷18.电场力作用下的平衡问题24.带电体在电场中运动的动力学和能量问题18.平衡条件的应用24.动能定理的应用年份题号·考点·情景图方法·技巧20141卷21.点电荷电场的特点和等势面25.带电体在电场中的运动25.动能定理的应用2卷19.对电场强度和电势的理解年份题号·考点·情景图方法·技巧20151卷15.等势面和电场力做功2卷14.带电粒子在板间的运动19.电场强度和电势的理解24.带电粒子在电场中的运动年份题号·考点·情景图方法·技巧20161卷14.电容器问题的动态分析20.带电体在电场中运动的动力学和能量分析20.功能关系的理解和应用2卷15.带电粒子在电场中的运动分析注意应用运动轨迹线、力的作用线和速度方向线之间的关系3卷15.关于等势面概念的理解年份题号·考点·情景图方法·技巧20171卷20.电场性质的理解(图象信息题)25.带电体在电场和重力场中运动的多过程直线运动问题20.挖掘图象隐含条件25.分过程进行动力学分析,数学不等式方法的应用2卷25.带电体在电场和重力场中运动综合问题运动学公式和动能定理的应用年份题号·考点·情景图方法·技巧20173卷21.匀强电场中电场强度和电势差关系应用20181卷16.电荷间的作用21.电场性质的理解16.矢量合成法21.由等势线画出电场线分析年份题号·考点·情景图方法·技巧20182卷21.电场性质的理解25.带电粒子在复合场中的运动20191卷15.电场性质的理解2卷20.电场性质的理解24.带电粒子在电场中运动3卷21.电场性质的理解年份题号·考点·情景图方法·技巧命题研究本专题的特点是概念和规律较多,且比较抽象。本专题的内容包括:一、描述电场力的性质;二、描述电场的能的性质;三、带电粒子在电场中的运动。近几年命题的题型有以下几种:一、电场强度和电势概念的理解;二、电场强度的矢量合成;三、带电粒子运动的轨迹问题;四、电容器两类动态问题的分析;五、带电体的平衡问题;六、带电体在电场和重力场中运动的综合问题。考查的主要方法有:运用电场的对称性;运用受力平衡条件;运用运动学公式和牛顿第二定律;运用动能定理等。考点37考点38考点39考点40考点41考点37库仑定律电场力的性质答案P2431.(2019·全国1,15,6分,难度★★)如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则(D)A.P和Q都带正电荷B.P和Q都带负电荷C.P带正电荷,Q带负电荷D.P带负电荷,Q带正电荷解析两个带电小球在匀强电场中均处于平衡状态,只有两小球带异种电荷、相互间为吸引力,才可能平衡。小球P带负电荷时,匀强电场提供的力与小球Q对小球P的吸引力抵消,合力为零,此时小球Q带正电荷,匀强电场提供的力与小球P对小球Q的吸引力抵消,合力为零,故A、B、C错误,D正确。考点37考点38考点39考点40考点412.(2019·全国2,20,6分,难度★★)静电场中,一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动,N为粒子运动轨迹上的另外一点,则(AC)A.运动过程中,粒子的速度大小可能先增大后减小B.在M、N两点间,粒子的轨迹一定与某条电场线重合C.粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能D.粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行解析本题考查静电场的分布特点及电场力与运动的关系,电场力做功与电势能的关系。带电粒子仅在电场力作用下,粒子的速度大小可能先增大后减小,如:在等量同种电荷形成的电场中带电粒子沿着两电荷连线的中垂线运动时,A正确。因为粒子只在电场力作用下从M点运动到N点,根据动能定理,W电=-ΔEp=EkN-0=EpM-EpN,而EkN≥0,所以EpM≥EpN,C正确。粒子的轨迹与电场线不一定重合,在N点,电场力的方向不一定与粒子轨迹在该点的切线平行,B、D错误。考点37考点38考点39考点40考点413.(2019·全国3,21,6分,难度★★)如图,电荷量分别为q和-q(q0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上,a、b是正方体的另外两个顶点。则(BC)A.a点和b点的电势相等B.a点和b点的电场强度大小相等C.a点和b点的电场强度方向相同D.将负电荷从a点移到b点,电势能增加考点37考点38考点39考点40考点41解析取无穷远处电势为0,a点距-q近,距q远,电势为负数;b点距q近,距-q远,电势为正数,b点电势大于a点电势,A错误。电势能EP=qφ,负电荷在电势小处电势能大,即负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能,将负电荷从a点移到b点,电势能减小,D错误。正电荷的电场强度沿半径向外,负电荷的电场强度沿半径向内,,点电荷q在a点的电场强度与点电荷-q在b点的电场强度相同,大小和方向都一样;点电荷q在b点的电场强度与点电荷-q在a点的电场强度相同,大小和方向都一样,则a点的合电场强度与b点的合电场强度相同,B、C正确。点拨:分电场强度相同,合电场强度必相同,不需要求出合电场强度。E=𝑘𝑄𝑟2考点37考点38考点39考点40考点414.(2018·全国1,16,6分,难度★★)如图,三个固定的带电小球a,b和c,相互间的距离分别为ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm,小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则(D)A.a、b的电荷同号,k=169B.a、b的电荷异号,k=169C.a、b的电荷同号,k=6427D.a、b的电荷异号,k=6427考点37考点38考点39考点40考点41解析由题意知,小球c处在直角三角形的直角上,如果a、b为同种电荷,对小球c的库仑力,要么是吸引力,要么是排斥力,合力不可能平行于a和b连线,故a、b的电荷应异号;由三角关系tanθ=𝑞𝑐𝑞𝑏32𝑞𝑐𝑘𝑞𝑏42=34,解得k=6427,故C正确。考点37考点38考点39考点40考点415.(2018·浙江,6,3分,难度★)真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B(可视为点电荷),分别固定在两处,它们之间的静电力为F。用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触,然后移开球C,此时A、B球间的静电力为(C)A.𝐹8B.𝐹4C.3𝐹8D.𝐹2解析设A、B两小球开始所带电荷量为Q,距离为r,F=k𝑄2𝑟2,用一个不带电的小球C先后与A、B接触,与A接触完后,A、C所带电荷量均为𝑄2,当C球再与B接触后,B、C所带电荷量均为34Q,F'=k𝑄2·34𝑄𝑟2=38F,选C。考点37考点38考点39考点40考点416.(2016·上海,11,2分,难度★)国际单位制中,不是电场强度的单位是(C)A.N/CB.V/mC.J/CD.T·m/s解析N/C和V/m是电场强度从不同角度得到的两个单位,选项A、B都是电场强度的单位;根据电势差的定义式U=𝑊𝑞,所以电势差的单位可以表示为J/C,选项C不是电场强度的单位;根据磁感应强度的定义式B=𝐹𝐼𝐿,磁感应强度的单位可以表示为NA·m,所以T·m/s可以换算成NA·mms=N/C,D选项为电场强度的单位。考点37考点38考点39考点40考点417.(2016·浙江,15,6分,难度★)如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开,(C)A.此时A带正电,B带负电B.此时A电势低,B电势高C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合D.先把A和B分开,然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合解析靠近带正电的物体C的A端的带电性质与C带电性质相反,A选项错误;A、B分开前为处于静电平衡状态的导体,是等势体,B选项错误;移去C后,带等量异种电荷的A、B两导体所带电荷量重新中和,都不带电,C选项正确;先把A、B移开,A、B分别带负电和正电,金属箔都张开,D选项错误。考点37考点38考点39考点40考点418.(2016·浙江,19,6分,难度★)(多选)如图所示,把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触,棒移开后将悬点OB移到OA点固定。两球接触后分开,平衡时距离为0.12m。已测得每个小球质量是8.0×10-4kg,带电小球可视为点电荷,重力加速度g取10m/s2,静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,则(ACD)A.两球所带电荷量相等B.A球所受的静电力为1.0×10-2NC.B球所带的电荷量为4×10-8CD.A、B两球连线中点处的电场强度为06考点37考点38考点39考点40考点41解析根据电荷量均分原理知,两小球电荷量相同,A选项正确;两小球接触后再分开后的位置如图所示,已知𝑂𝐴𝐴=0.10m,𝐴𝐵=0.12m,根据几何知识可知θ=37°。对A进行受力分析如图所示,得Fq=mgtanθ=6×10-3N,B选项错误;根据库仑定律Fq=𝑘𝑞2𝑙2,可得q=𝐹𝑞·𝑙2𝑘,其中l=0.12m,代入数据得q=46×10-8C,C选项正确;A、B带的电荷量相等且同种性质,所以连线中点处电场强度为零,D选项正确。考点37考点38考点39考点40考点419.(2015·浙江,16,6分,难度★)如图所示为静电力演示仪,两金属极板分别固定于绝缘支架上,且正对平行放置。工作时两板分别接高压直流电源的正负极,表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属极板中间,则(D)A.乒乓球的左侧感应出负电荷B.乒乓球受到扰动后,会被吸在左极板上C.乒乓球共受到电场力、重力和库仑力三个力的作用D.用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触,放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞科学思维考点37考点38考点39考点40考点41解析乒乓球的左侧感应出正电荷,A项错误;因乒乓球整体不带电,故受重力和绳拉力两个力的作用,C项错误;若乒乓球与右极板接触,会带上正电荷,乒乓球和右极板因带同种电荷而相互排斥,带正电的乒乓球在电场力作用下向左运动而撞到左极板上,从而带上负电荷,再被弹开向右运动撞到右极板,乒乓球再带上正电荷,如此在两极板间来回碰撞,故D项正确,B项错误。考点37考点38考点39考点40考点4110.(2015·山东,18,6分,难度★★)直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图。M、N两点各固定一负点电荷,一电荷量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点,则H点处电场强度的大小和方向分别为(B)科学思维A.3𝑘𝑄4𝑎2,沿y轴正向B.3𝑘𝑄4𝑎2,沿y轴负向C.5𝑘𝑄4𝑎2,沿y轴正向D.5𝑘𝑄4𝑎2,沿y轴负向考点37考点38考点39考点40考点41解析+Q置于O点时在G点处产生的电场强度为E1=k𝑄𝑎2,因G点处电场强度EG=0,故M、N两点处的负点电荷在G处产生的电场强度大小E2=E1=k𝑄𝑎2,由对称性可知,两负点电荷在H点处产生的电场强度大小为E2'=k𝑄𝑎2,方向沿y轴负向;将+Q移到G点,其在H点处产生的电场强度E1'=k𝑄(2𝑎)2,方向沿y轴正向,故H点的电场强度EH=E2'-E1'=3𝑘𝑄4𝑎2,方向沿y轴负向,B项正确。考点37考点38考点39考点40考点4111.(2015·浙江,20,6分,难度★★)(多选)如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点,A上带有Q=3.0×10-6C的正电荷