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高考物理复习专题--电场
高考物理复习专题--电场
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高考物理复习专题——电场ABabP·m、q。。U+-1、如图所示,中央有正对小孔的水平放置的平行板电容器与电源连接,电源电压为U。将一带电小球从两小孔的正上方P点处由静止释放,小球恰好能够达到B板的小孔b点处,然后又按原路返回。那么,为了使小球能从B板的小孔b处出射,下列可行的办法是()A.将A板上移一段距离B.将A板下移一段距离C.将B板上移一段距离D.将B板下移一段距离ABCDEF2、如图所示,A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个正六边形的六个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为1V、6V和9V。则D、E、F三点的电势分别为()A、+7V、+2V和+1VB、+7V、+2V和1VC、-7V、-2V和+1VD、+7V、-2V和1V3、质量为m、带电量为-q的粒子(不计重力),在匀强电场中的A点以初速度υ0沿垂直与场强E的方向射入到电场中,已知粒子到达B点时的速度大小为2υ0,A、B间距为d,如图所示。E·Aυ0B·则(1)A、B两点间的电势差为()A、B、C、D、(2)匀强电场的场强大小和方向()A、方向水平向左B、方向水平向右C、方向水平向左D、方向水平向右4、一个点电荷从竟电场中的A点移到电场中的B点,其电势能变化为零,则()A、A、B两点处的场强一定相等B、该电荷一定能够沿着某一等势面移动C、A、B两点的电势一定相等D、作用于该电荷上的电场力始终与其运动方向垂直-7-/7\n5、在静电场中()A.电场强度处处为零的区域内,电势也一定处处为零B.电场强度处处相等的区域内,电势也一定处处相等C.电场强度的方向总是跟等势面垂直D.沿着电场线的方向电势是不断降低的6、一个初动能为EK的带电粒子,沿着与电场线垂直的方向射入两平行金属板间的匀强电场中,飞出时该粒子的动能为2EK,如果粒子射入时的初速度变为原来的2倍,那么当它飞出电场时动能为()A、4EKB、4.25EKC、5EKD、8EKφ1φ2φ3φ47、如图所示,实线为一簇电场线,虚线是间距相等的等势面,一带电粒子沿着电场线方向运动,当它位于等势面φ1上时,其动能为20eV,当它运动到等势面φ3上时,动能恰好等于零,设φ2=0,则,当粒子的动能为8eV时,其电势能为()A、12eVB、2eVC、10eVD、0+Q1-Q2。。。abc8、如图所示,在两电荷+Q1和-Q2连线的延长线上有a、b、c三点,测得b点的场强为零。现将一个检验电荷+q从a点沿此直线经过b点移到c点,在次过程中检验电荷+q的电势能变化情况为()A、不断增加B、不断减少C、先增加后减少D、先减少后增加P·——-+9、平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板之间有一个正电荷(电荷量很小)固定在P点,以E表示极板之间的电场强度,U表示电容器两极板间的电势差,W表示正电荷在P点的电势能。若保持负极板不动,将正极板移动到图中虚线位置,则()A、U变小,E不变B、E变大,W变大C、U变小,W变小D、U不变,W不变10、一个金属小球,原来不带电,现沿球的直径延长线放置一个均匀的带电细棒MN,如图所示。金属球上的感应电荷产生的电场在球内直径上MNabc···a、b、c三点场强大小分别为Ea、Eb、Ec,三者相比()A、Ea最大B、Eb最大C、Ec最大D、Ea=Eb=EC二、填空题AB)30°d↑↓··+++++++-------11、如图所示,是一个平行电容器,其电容为C,带电量为Q,上板带正电。现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点,如图所示,A、B两点之间的距离为S,连线AB与极板的夹角为30°。则电场力对试探电荷做的功为。-7-/7\n三、计算题θ╰om12、如图所示,在方向水平的匀强电场中,一不可伸长的不导电的细线的一端连接着一个质量为m的带电小球,另一端固定在O点,把小球拉起至细线与场强平行,然后无初速度释放,小球摆动到最低点的另一侧,线与竖直方向的最大夹角为θ,求小球经过最低点时细线对小球的拉力。13、在光滑水平面上有一个质量为m=1.0×10-3kg、电荷量q=1.0×10-10C的带正电小球。静止在O点,以O点为原点,在该平面内建立直角坐标系Oxy。现突然加一沿着x轴正方向、场强大小为E=2.0×106V/m的匀强电场,使小球开始运动,经过1.0s所加电场突然变为沿着y轴正方向、大小仍为E=2.0×106V/m的匀强电场,再经过经过1.0s所加电场突然变为另一个匀强电场,使小球在此电场作用下经过1.0s速度变为零,求此电场的方向及速度变为时小球的位置。15、如图1所示,A、B为水平放置的平行金属板,板间距为d,(d远小于板的长和宽),在两极板之间有一带负电的质点P,已知若在A、B间加上电压U0,则质点P可以静止平衡。现在A、B之间加上如图2的随时间t变化的电压U,在t=0时质点P在A、B间的中点且初速度为零,已知质点能在A、B之间以最大的幅度上下运动而又不与两板相碰,求图2中U改变的各个时刻t1、t2、t3及tn的表达式。(质点开始从中点上升到最高点,以及以后每次从最高点ABP.图1Uto2U0t1t2t3t4t5图2到最低点或从最低点到最高点的过程中,电压只改变一次)。-7-/7\n参考答案ABCDEFkR1、D.解题分析:小球进入极板之前作自由落体运动,进入极板后在电场力和重力的共同作用下做匀减速运动,从能的观点看,从P点到b过程重力做的功等于电场力做的功值,要使小球能通过b孔,则要求增加重力做的功才可,因为小球从a点到b点的过程中,电场力做的功跟两板间的电压成正比,跟板间距无关。故应该将B板向下移动。2、B.解题分析:在匀强电场中,沿着任何方向等间距等电势差,连接A、C,连接B、E,两直线相交于K点,见图所示,因为AK=KC,故K点的电势为+5V;连接F、D交BE直线于R,则由几何知识可知,故UKR=2·UBK=2·(6-5)V=2V,所以R点的电势为UR=+3V。因为KC与RD平行,故UKC=URD,所以UD=+7V,UFR=UAK故UF=-1VURE=UBK,故UE=+2V故,D、E、F三点的电势分别为+7V、+2V和-1V。3、(1)A。解题分析:由于不计重力,那么粒子从A点到B点的过程中只有电场力做功,由动能定理可得选项A正确。(2)C。解题分析:(2)因为不计粒子的重力,粒子在竖直方向上做匀速直线运动,水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动,其加速度大小为:,则粒子在B点时的水平分速度大小为:……④由运动学知识有:……⑤所以……⑥由运动学知识……⑦……⑧……⑨故:……⑩方向水平向左]4、C.解题分析:电场力做功等于电势能的变化,电荷在这一过程中的变化等于零表明电场力做功等于零,并不是电场力不做功,而是电场力做功为零,那么A、B两点的电势一定相等。5、CD.解题分析:电势和场强是两个不同的物理量,沿着电场强度的方向电势是逐渐降低的,场强的方向是电势降低最快的方向。6、B.解题分析:带电粒子从平行金属板一端射入,从另一端射出,若侧移量为Y,那么这一过程电场力做功为qEY。由于侧移量Y初速度的平方成反比,故,当带电粒子的初速度增大为原来的两倍时,其侧移量变为原来的四分之一,故这种情况下电场力做的功只有前一种情况的四分之一,又由于粒子的初动能是4EK,故粒子出射时的动能为4.25EK7、B.解题分析:带电粒子在电场力作用下运动,并且等势面间距相等,由此可知带电粒子到达等势面φ2时动能为10eV,又因为φ2=0,带电粒子在φ2等势面上电势能为零,那么粒子的总能量为10eV,所以,当粒子的动能为8eV,,其电势能为2eV。8、C.解题分析:回答本问题的关键之处是判明b点的左侧和右侧的电场强度的方向,才可以根据电场力做功情况判断出电荷电势能的变化情况。〖正确解答〗因为b点的场强为零,而b点的场强的大小是点电荷+Q1和-Q2-7-/7\n产生的电场的叠加,由点电荷的场强公式可知,Q1>|Q2|判断b点右侧的场强方向:方法一:设想考察点距离b点比较远,那么Q1、Q2相当于紧靠在一起(这与c点与两个点电荷之间的距离相比)又因为Eb=0,故可知Q1>Q2,因此c点的合场强方向必然向右,b点左侧的电场方向必然向左。方法二:设ab间的距离为L,b点距离Q1和Q2的距离分别为r1、r2,因为Eb=0则………①……②解①②得:>1可见EQ1a>EQ2a,即是说a点的场强方向向左。这样+q从a点移到b点电场力做负功,从b点移到c点电场力做正功,由于电场力做功等于电势能的减少,因此,点电荷从a点移到c点的过程中点电荷的电势能先增加后减少,选项C正确。9、A.解题分析:平行板电容器充电后与电源断开,电容器所带的电量不变。故极板之间的电场强度不变,由电容器的电容跟极板之间的距离有关,当距离减小时,电容增大,故极板间的电势差相应减小。由于P点到负极板的距离不变,则P点与负极板之间的电势差保持不变,又因为负极板接地,那么P点电势不变,则粒子的电势能也不变。10、C.解题分析:金属球处在带电棒产生的电场中,当金属球达到静电平衡时,其内部场强处处为零,即,金属球上感应电荷所激发的电场,在金属球内部任何一点均与带电棒所产生的电场大小相等方向相反,但由于C点距离近,带电棒MN在C点产生的电场大于a、b两点处的电场。故,感应电荷在C点的场强为最大11、。解题分析:试探电荷在电容器的匀强电场中,从A点移动到B点电场力做的功等于试探电荷的电量跟A、B两点电势差的乘积,即,而场强,联立可解得。12、解题分析:带电小球在运动过程中,只有重力和电场力做功,因此小球的电势能与机械能守恒,也可以用动能定理求得电场力做功和重力做功的数值关系,进而可以求出小球在最低点时的速度。正确解答:小球运动到最低点时,小球受到的重力和电场力的合力是小球的向心力,设细线长度为L,由牛顿第二定律有:……①小球从开始运动到左边最大位置,由动能定理有:……②从开始到最低点由动能定理有:……③-7-/7\n解得:……④13、解题分析:由牛顿第二定律可得,小球在电场力作用下的加速度大小当场强沿着X轴正方向时,经过1s小球的速度达到,速度方向沿X轴正方向,小球沿X方向移动的距离为;在第2秒内,电场方向沿Y轴正方向,故,小球在X方向上做速度为的匀速运动,在Y方向做初速度为零的匀加速运动,在这1s内,又沿X方向移动的距离为,沿Y方向上移动的距离为,故小球在第2秒末达到的位置坐标为,。在第2秒末,小球在X方向的分速度为,在Y方向的分速度为,由此可知,小球运动方向与X轴成45角,要使小球速度变为零,则在第3秒内所加电场的方向必须与此方向相反,即指向第三象限,与X轴成225角,在第3秒内小球做匀减速运动,则小球的发生的位移故:,,toυt1Δt1Δt2Δt3t3t4t2所以,小球在第3秒末的坐标为(14、解题分析:画出带电质点在电场中运动的速度图象如图所示,则,……①……②由平衡条件有……③,由牛顿第二定律有:……④……⑤解得:所以由式得=……⑥质点在时刻位于板附近,在重力作用下向下运动,质点必须在t2时刻到极板的中点位置,设历时为,则……⑦……⑧-7-/7\n故:……⑨由速度图象可知,,则……⑩同理有:,所以-7-/7
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高考 - 二轮专题
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