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1、- 1 -考点 7 电场 1.（2010安徽理综T18）如图所示， M、 N 是平行板电容器的两个极板， 0R为定值电阻， 1、 2R为可调电阻，用绝缘细线将质量为 m、带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键 S，小球静止时受到悬线的拉力为 F。调节 1R、 2，关于 F 的大小判断正确的是( )A保持 1R不变，缓慢增大 2R时， F 将变大B保持 不变，缓慢增大 时， F 将变小C保持 2不变，缓慢增大 1时， F 将变大D保持 R不变，缓慢增大 R时， F 将变小【命题立意】本题以电容器为背景,结合电路、带电小球的平衡问题，主要考查电场、受力分析、共点力的平衡、闭合电路的欧姆定律、电路的动
2、态分析等知识点。【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：【规范解答】选 B。分析电路可知 R1的作用相当于导线，R 2增大时，R 0两端的电压变小，所以两板间的电压变小，场强变小，电场力变小，绳子上的拉力 F 等于重力与电场力的合力，而 重力不变，电场力变小，其合力变小，绳上的拉力 F 变小，B 正确。2.（2010福建理综T18）物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需要通过一定的分析就可以判断结论是否正确。如图所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为 1R和 2的圆环，两圆环上的电荷量均为 q（q0） ，而且电荷均匀分布。两圆环的圆心 1O和 2相距为 2a，联线的中点为 O
3、，轴线上的 A 点在 O 点右侧与 O 点相距为 r（rEb，a、b 两点的电场线的方向不同，故 C 选项错误、D 选项正确。4.（2010新课标全国卷T17）静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器。某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线 ab为该收尘板的横截面。工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上。若用粗黑曲线表示原来静止于 P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列 4 幅图中可能正确的是（忽略重力和空气阻力）( )电场线的疏密及方向的规定 电场线与电势的关系- 3 -【命题立意】本题以实际应用的静电除尘器电场的电场线
4、为基础出题，分析带电粒子在电场中的运动轨迹，考查力与运动的关系及曲线运动的特点。【思路点拨】由电场线的方向和疏密分析电场力及加速度的变化，根据力与速度方向关系，即可 确定带电粒子的运动轨迹。【规范解答】选 A。粉尘受力方向应该是电场线的切线方向，从静止开始在非匀强电场中运动时，带电粉尘颗粒一定做曲线运动，且运动曲线总是向电场力一侧弯曲，由于惯性只能是 A 图那样运动，故 A 正确；不可能偏向同一电场线内侧或沿电场线运动或振动，故 不可能出现 B、C、D 图的情况。5.（2010浙江理综T15） 请用学过的电学知识判断下列说法正确的是( )A. 电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B. 制作汽油桶的材料用
5、金属比用塑料好C. 小鸟停在单根高压输电线上会被电死D. 打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险【命题立意】本题以生产生活中的实际问题为载体,体现了物理知识与生活实际的联系，主要考查导体、触电、静电屏蔽等静电知识。【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：根据日常生活观察的实际结合相关物理知识分析，从而作出判断。【规范解答】选B。因为金属衣和汽车外壳都有静电屏蔽的作用，所以选项A、D错误；小鸟停在单根高压输电线上时，两爪之间的电势差很小，通过小鸟身体的电流也很小，小鸟不会被电死，C错；金属是良导体，可随时将产生的静电导走，故B正确。6.（2010安徽理综T 16）如图所示，在 xOy平面内有一个以
6、 为圆心、半径 R=0.1m 的圆，P 为圆周上的一点， O、 P两点连线与 x轴正方向的夹角为 。若空间 存在沿 y轴负方向的匀强电场，场强大小E=100V/m，则 、 两点的电势差可表示为( )A. 10sinVOPU- 4 -B. 10sinVOPUC. coD. sOP【命题立意】本题以静电场为背景,结合电场线，主要考查电势、 电势差的概念、电势差与场强的关系等知识点。【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：【规范解答】选 A。由题图可知匀强电场的方向是沿 y 轴负方向的。沿着电场线的方向电势是降低的，所以 P 点电势高于 O点的电势， 、 P两点的电势差 OPU为负值。根据电势差与场
7、强的关系VREdUOsin10si，所以 A 正确。7.（2010江苏物理卷T5）空间有一沿 x 轴对称分布的电场，其电场强度 E 随 x 变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )A.O点的电势最低B.x2点的电势最高C. x1和-x 1两点的电势相等D. x1和 x3两点的电势相等【命题立意】本题通过 E-x 图像变化规律，考查电场强度与电势的关系及图像信息，题目设置较难。【思路点拨】通过分析 E-x 图像和对称性，建立合适的物理简单模型来解决问题。【规范解答】选 C。本题可辅助下列 对称的电场线来解决，如图所示。沿电场线电势降落（最快） ，所以 O 点电势最高，A、B 错误；根据 EdU
8、，电场强度是变量，可用 xE图像面积表示， 点到 x1与到-x 1点的电势降落相等，所以 C 正确；x 1和x3两点电场强度大小相等，电势不相等，D 错误。8.（2010山东理综T20）某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是( )A c点场强大于 b点场强B a点电势高于 点电势C若将一试探电荷+ q由 a点释放，它将沿电场线运动至 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，电势能减小电场线的方向 电势差的正负 电势差与场强的关系- 5 -【命题立意】本题以静电场的电场线分布为情景,结 合电场力做功，主要考查静电场的基本概念、电场线的性质、电场
9、力做功与电势能的关系等知识点。【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：【规范解答】选 B、D。 电场线越密的地方电场强度越大，故 A 错；沿着电场线的方向，电势是逐渐降低的，B 对；电场线不是带电粒子的运动轨迹，故 C 错；在原电场中，将一试探电荷+ q 由 a移至 b 的过程中，电场力做正功。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，电场力也做正功，所以在合电场中，将一试探电荷+ q 由 a移至 b 的过程中，根据电场力做功和电势能的关系可知：电势能将减小，D 正确。9.（2010天津理综T5）在静电场中，将一正电荷从 a 点移到 b 点，电场力做了负功，则
10、( )Ab 点的电场强度一定比 a 点大 B电场线方向一定从 b 指向 aCb 点的电势一定比 a 点高 D该电荷的动能一定减小【命题立意】本题主要考查电场的性质和动能定理。对电场的性质综合考查是高考中的热点。【思路点拨】根据电场力做负功判断出电势能增大，正电荷在高电势的地方电势能大，判出电势的高低。正确理解电场的强弱与电场力做功的正负无关。【规范解答】选 C。正电荷从 a 点移到 b 点，电场力做了负功，说明正电荷的电势能增加，电势升高，故b 点的电势一定比 a 点高，C 正确；但是 a、b 两点不一定在同一条电场线上，故 B 错误；从做功情况反映不出电场力的大小，也不能反映电场的强弱，故
11、A 错误；动能的变化取决于合外力做功，电场力做了负功不代表合外力也做负功，所以动能不一定减小，故 D 错误。10.（2010北京理综T18）用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因 素（如图） 。设两极板正对面积为，极板间的距离为，静电计指针偏角为 。实验中，极板所带电荷量不变，若( ) A.保持 S 不变，增大 d，则 变大B.保持 S 不变，增大 d，则 变小C.保持 d 不变，减小 S，则 变小D.保持 d 不变，减小 S，则 不变【命题立意】本题以研究影响平行板电容器的因素为背景，既考查了考生的探究能力，又考查了控制变量法的运用。【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：电场线的性质
12、电场力做功特点 电势能的变化电荷量不变 UQCkdSr、4偏角 变化- 6 -【规范解答】选 A。由 UQCkdSr、4可得： ，保持 S 不变，增大 d，则 U增大，即变大，故 A 正确，B 错误；保持 d 不变，减小 S，则 增大，即 变大，故 C、D 错误。【类题拓展】平行板电容器的动态分析对平行板电容器的有关物理量 Q、E、U、C 进行讨论时，关键在于弄清哪些是变量，哪些是不变量，在变量中哪些是自变量，哪些是因变量，只有过程清晰，结果才会明朗准确。我们可以把这类问题分为两种情况来分析：1. 电容器充电后与电源断开电容器充电后与电源断开，则电容器所带电量 Q 保持不变，当极板距离 d，正
13、对面积 S 变化时，有dkSCr4SQkCdUEr42. 电容器始终和电源相连这类问题由于电容器始终连接在电源上，因此稳定时两板间的电压保持不变，根据下列几式讨 论C、Q、E 的变化情况。 dkSr4dkSUCr4dUE11.（2010江苏物理卷T15） （16 分）制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为 d 的两平行极板，如图甲所示，加在极板 A、B 间的电压 AB作周期性变化，其正向电压为 0U，反向电压为-k(1)0U，电压变化的周期为 2，如图乙所示。在 t=0 时，极板 B 附近的一个电子，质量为 m、电荷量为 e，受电场作用由静止开始运动。若整个运动过程中，电子未碰到极板
14、A，且不考虑重力作用。- 7 -（1）若 54k，电子在 02 时间内不能到达极板 A， 求 d 应满足的条件；（2）若电子在 0200 时间未碰到极板 B，求此运动过程中电子速度 v随时间 t 变化的关系；（3）若电子在第 N 个周期内的位移为零，求 k 的值。【命题立意】本题以电子在交变电场中运动，来考查牛顿运动定律、运动学公式应用和归纳法思想。题目难度设置偏难，强化对物理规律的归纳能力和数学技巧处理能力。【思路点拨】 （1）通过电子在交变电场中受力情况，分段求出匀加速段位移和匀减速段位移，利用题意条件 dx 1+x2可求解；（2）通过电子在第一周期内运动特点，讨论在以后其他时间 t 内，
15、若电子处在其他时间匀加速时间段和匀减速时间段速度内，应用数学上归纳思想，求速度 v随时间 t 变化的关系；（3）在应用第（2）问题分析基础上，讨论电子在 2(N-1) (2N-1) 时间内，求其位移 x2N-1和电子在(2N-1)2N 时间内的位移 x2N综合题意根据 021Nx求解。【规范解答】 （1）电子在 0 时间内做匀加速运动，加速度的大小为 mdeUa01 位移 21ax 在 2 时间内先做匀减速运动，后反向做匀加速运动加速度的大小 mdeU4502 初速度的大小 1av 匀减速运动阶段的位移 21vx 依据题意 dx 1+x2 解得 meU09（2）在 2n (2n+1)(n=0,1,2, ,99)时间内，速度增加量 1av- 8 -在（2n+1）2(n+1) (n=0,1,2, ,99)时间内，加速度的大小 mdekUa02速度增加量 2v (a)当 0t-2n 时电子的运动速度 v=n v1+n v2+a1(t-2n) 解得 v=t-(k+1)n ,(n=0,1,2, ,99) 0eUmd(b)当 0t-(2n+1) 时电子
