（名师导学）2020版高考物理总复习 第七章 章末总结 提高课件 新人教版

章末总结提高电场产生电荷变化的磁场性质力电场强度E＝Fq电场力F＝qE点电荷电场中的场强E＝kQr2库仑力F＝kQ1Q2r2＝Q1E2＝Q2E1电场线点电荷电场等量同种点电荷电场等量异种点电荷电场匀强电场能电势电势差电势能等势面应用电容器、电容带电粒子在电场中的运动本章是电学的基础知识，是历年高考的重点之一．近几年高考中对本章知识的考查命题频率较高，且有相当难度的问题集中在电场力做功与电势能变化、带电粒子在电场中的运动这两个知识点上，尤其在与力学知识的结合中巧妙地把电场概念、牛顿定律和动能定理等联系起来，对考生能力有较好的测试作用．另外平行板电容器也是一个命题频率较高的知识点，且常以小综合题形式出现．高考中考查本章知识的试题题型全面，选择题、填空题、计算题都有，大部分试题都是中等以上难度．本章以研究静电场的力的性质和能的性质为中心内容，因此很容易与力学的平衡问题、运动学、牛顿定律、功和能、恒定电流、磁场、交变电流、原子物理等知识联系在一起，构成综合试题，考查考生分析问题能力、综合能力、运用数学知识解决物理问题的能力，要求考生对试题展示的实际情景进行分析、判断，弄清物理情景，抽象出物理模型，然后运用相应的物理知识及相关的规律进行解答．这部分内容在今后的高考命题中仍是重点和热点．1．本章知识点多，概念性强，内容抽象，概念的关系又比较复杂．能否正确理解相关概念间的相互联系和区别是学好本章的基础．复习中重点应放在对电场有关概念的理解和灵活运用上，首先要把基础夯实．2．本章知识常与力的观点、能量的观点综合在一起考查．在夯实基础的同时应注意加强空间想像能力、分析推理能力、综合运用能力的培养，提高解决综合性问题的能力．3．本章知识与其他各章知识联系紧密，在复习时要注意加强横向联系．4．本章某些概念与重力场中的概念类似，复习时可用类比法记忆、理解．5．本章知识与生产技术、生活实际、科学研究等联系紧密，如尖端放电、电容式传感器、静电的防止和应用、示波管原理、静电分离等，这些都可成为新情景的综合命题的素材．1．(2018·全国卷Ⅰ)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()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【解析】根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，且小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线，可知，a、b的电荷异号，对小球c受力分析，如如图所示：因ab＝5cm，bc＝3cm，ca＝4cm，因此ac⊥bc，那么两力的合成构成矩形，依据相似三角形之比，则有：FaFb＝acbc＝43；而根据库仑定律，Fa＝kQcqaac2，而Fb＝kQcqbbc2综上所得，qaqb＝43×4232＝6427，故ABC错误，D正确．【答案】D2．(多选)(2017·全国卷Ⅰ)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示．电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed.点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标(ra，φa)标出，其余类推．现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd.下列选项正确的是()A．Ea∶Eb＝4∶1B．Ec∶Ed＝2∶1C．Wab∶Wbc＝3∶1D．Wbc∶Wcd＝1∶3【解析】由题图可知，a、b、c、d到点电荷的距离分别为1m、2m、3m、6m，根据点电荷的场强公式E＝kQr2可知，EaEb＝r2br2a＝41，EcEd＝r2dr2c＝41，故A正确，B错误；电场力做功W＝qU，a与b、b与c、c与d之间的电势差分别为3V、1V、1V，所以WabWbc＝31，WbcWcd＝11，故C正确，D错误．【答案】AC3．(多选)(2018·全国卷Ⅰ)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V．一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV.下列说法正确的是()A．平面c上的电势为零B．该电子可能到达不了平面fC．该电子经过平面d时，其电势能为4eVD．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍【解析】设相邻两条等势线之间的电势差为U0，根据从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV，W＝e·3U0＝6eV，所以U0＝2V并且电势从a向f逐渐降低．已知平面b上的电势为2V，所以平面c上的电势为零，A正确；因为从a到f，电势降低4U0＝8V，所以电势能增大8eV，动能减少8eV，可能到达f；但如果在a时速度方向在a平面内，加速度方向向左，就可能到达不了平面f，所以B正确．从右图可以看出，该电子经过平面d时，其电势能为2eV，C错误；该电子经过平面b时的动能是经过d时的2倍，所以速率是2倍．【答案】AB4．(多选)(2017·全国卷Ⅲ)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V、26V．下列说法正确的是()A．电场强度的大小为2.5V/cmB．坐标原点处的电势为1VC．电子在a点的电势能比在b点的低7eVD．电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV【解析】由题目可得：φa＝10V，φb＝17V，φc＝26V，ab与Oc中点电势相等，则φa＋φb2＝φO＋φc2，故φO＝φa＋φb－φc＝(10＋17－26)V＝1V，故B正确；从a到b移动电子，电场力做功：W＝Uab－e＝－7×－e＝7eV.电场力做正功，电势能减小，故电子在a点电势比在b点高7eV，故C错误；从b到c移动电子，电场力做功W′＝(－e)Ubc＝9eV，故D正确；如图所示，过b点作bd垂直于Oc，则由几何关系：cd＝6×35cm＝185cm，故φc－φOxcO＝φc－φdxcd，则d点的电势为φd＝17V，故bd为等势面．从而电场线沿cO方向，故E＝φcOxcO＝2510V/cm＝2.5V/cm，故A正确．【答案】ABD5．(多选)(2018·全国卷Ⅱ)如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点．一电荷量为q(q0)的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1：若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2，下列说法正确的是()A．此匀强电场强度的电场强度方向一定与a、b两点连线平行B．若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为W1＋W22C．若c、d之间的距离为L，则该电场的电场强度大小一定为W2qLD．若W1＝W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差【解析】根据题意无法判断电场强度的方向，A错误；不知道电场方向，所以电场的电场强度大小不一定是W2qL，C错误；W1＝qUab，W2＝qUcd，又φM＝φa＋φc2，φN＝φb＋φd2，故WMN＝q(φM－φN)＝qφa＋φc2－φb＋φd2＝q（φa－φb）＋q（φc－φd）2＝W1＋W22，故B对；W1＝W2则有φa－φb＝φc－φd，UaM＝φa－φM＝φc－φa2，UbN＝φb－φN＝φd－φb2，故UaM＝UbN，D对．【答案】BD6．(多选)(2018·全国卷Ⅲ)如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平，两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等．现同时释放a、b，它们由静止开始运动，在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，a、b间的相互作用和重力可忽略．下列说法正确的是()A．a的质量比b的大B．在t时刻，a的动能比b的大C．在t时刻，a和b的电势能相等D．在t时刻，a和b的动量大小相等【解析】根据题述可知，微粒a向下加速运动，微粒b向上加速运动，根据a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，可知a的加速度大小等于b的加速度大小，即aaab.对微粒a，由牛顿第二定律，qE＝maaa，对微粒b，由牛顿第二定律，qE＝mbab，联立解得：qEmaqEmb，由此式可以得出a的质量比b小，选项A错误；在a、b两微粒运动过程中，a微粒所受合外力大于b微粒，a微粒的位移大于b微粒，根据动能定理，在t时刻，a的动能比b大，选项B正确；由于在t时刻两微粒经过同一水平面，电势相等，电荷量大小相等，符号相反，所以在t时刻，a和b的电势能不等，选项C错误；由于a微粒受到的电场力(合外力)等于b微粒受到的电场力(合外力)，根据动量定理，在t时刻，a微粒的动量等于b微粒，选项D正确．【答案】BD7．(2017·全国卷Ⅰ)真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为v0，在油滴处于位置A时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变．持续一段时间t1后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到B点．重力加速度大小为g.(1)油滴运动到B点时的速度；(2)求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的t1和v0应满足的条件．已知不存在电场时，油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍．【解析】(1)设油滴质量和电荷量分别为m和q，油滴速度方向向上为正．油滴在电场强度大小为E1的匀强电场中做匀速直线运动，故匀强电场方向向上．在t＝0时，电场强度突然从E1增加至E2时，油滴做竖直向上的匀加速运动，加速度方向向上，大小a1满足qE2－mg＝ma1①油滴在时刻t1的速度为v1＝v0＋a1t1②电场强度在时刻t1突然反向，油滴做匀变速直线运动，加速度方向向下，大小a2满足qE2＋mg＝ma2③油滴在时刻t2＝2t1的速度为v2＝v1－a2t1④由①②③④式得v2＝v0－2gt1⑤(2)由题意，在t＝0时刻前有qE1＝mg⑥油滴从t＝0到时刻t1的位移为s1＝v0t1＋12a1t21⑦油滴在从时刻t1到时刻t2＝2t1的时间间隔内的位移为s2＝v1t1－12a2t21⑧由题给条件有v20＝2g(2h)⑨式中h是B、A两点之间的距离．若B点在A点之上，依题意有s1＋s2＝h⑩由①②③⑥⑦⑧⑨⑩式得E2＝2－2v0gt1＋14v0gt12E1○11为使E2E1，应有2－2v0gt1＋14v0gt121○12即当0t11－32v0g○13或t11＋32v0g○14才是可能的：条件○13式和○14式分别对应于v20和v20两种情形．若B在A点之下，依题意有x2＋x1＝－h○15由①②③⑥⑦⑧⑨○15式得E2＝2－2v0gt1－14v0gt12E1○16为使E2E1，应有2－2v0gt1－14v0gt121○17即t1(52＋1)v0g○18另一解为负，不符合题意，已舍去．8．(2017·全国卷Ⅱ)如图，两水平面(虚线)之间的距离为H，其间的区域存在方向水平向右的匀强电场．自该区域上方的A点将质量为m、电荷量分别为q和－q(q0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出．小球在重力作用下进入电场区域，并从该区域的下边界离开．已知N离开电场时的速度方向竖直向下；M在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍．不计空气阻力，重力加速度大小为g.求(1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比；(2)A点距电场上边界的高度；(3)该电场的电场强度大小．【解析】(1)设小球M、N在A点水平射出的初速度大小为v0，则它们进入电场时的水平速