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1、- 1 -专题练习 电磁场第 1 讲 电场及带电体在电场中的运动微网构建核心再现知识规律(1)电场力的性质电场强度的定义式：E .Fq真空中点电荷的场强公式：Ek.Qr2匀强电场场强与电势差的关系式：E .Ud(2)电场能的性质电势的定义式：.Epq电势差的定义式：UAB.WABq电势差与电势的关系式：UABAB.电场力做功与电势能：WABEp.思想方法(1)物理思想：等效思想、分解思想(2)物理方法：理想化模型法、比值定义法、控制变量法、对称法、合成法、分解法等.高频考点一 电场的特点和性质知能必备1.电场强度的三种表达形式及适用条件2.电场强度、电势、电势能大小的比较方法3.电场的叠加原理
2、及常见电荷电场线、等势线的分布特点.- 2 -例 1 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 点处场强的大小和方向分别为( )A.，沿 y 轴正向 B.，沿 y 轴负向3kQ4a23kQ4a2C.，沿 y 轴正向 D.，沿 y 轴负向5kQ4a25kQ4a2例 2 (2016全国大联考押题卷)(多选)如图所示，虚线为某电场中的三条电场线 1、2、3，实线表示某带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b 是轨迹上的
3、两点，则下列说法中正确的是( )A粒子在 a 点的加速度大小小于在 b 点的加速度大小B粒子在 a 点的电势能大于在 b 点的电势能C粒子在 a 点的速度大小大于在 b 点的速度大小Da 点的电势高于 b 点的电势电场性质的判断方法1电场强度的判断方法：(1)根据电场线的疏密程度进行判断(2)根据等差等势面的疏密程度进行判断(3)根据 E 进行判断Fq2电势高低的判断方法：(1)由沿电场线方向电势逐渐降低进行判断(2)若 q 和 WAB已知，由 UAB进行判断WABq- 3 -3电势能大小的判断根据电场力做功的正负判断电势能的变化或动能的变化1(多选)两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势线
4、如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中 f 点进入电场，其运动轨迹如图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列说法中正确的是( )Af、b、c、d、e 五点中，c 点电场强度最大B带电粒子的加速度逐渐变大C带电粒子的速度先增大后减小D粒子经过 b 点和 d 点时的速度大小相同2(多选)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示，c 是两负电荷连线的中点，d 点在正电荷的正上方，c、d 到正电荷的距离相等，则( )Aa 点的电场强度比 b 点的大Ba 点的电势比 b 点的高Cc 点的电场强度比 d 点的大Dc 点的电势比 d 点的低3(2016湖北武汉调研)在真空中某区域有一电场，
5、电场中有一点 O，经过 O 点的一条直线上有 P、M、N 三点，到 O 点的距离分别为 r0、r1、r2，直线上各点的电势 分布如图所示，r 表示该直线上某点到 O 点的距离，下列说法中正确的是( )AO、P 两点间电势不变，O、P 间场强一定为零BM 点的电势低于 N 点的电势- 4 -CM 点的电场强度大小小于 N 点的电场强度大小D在将正电荷沿该直线从 M 移到 N 的过程中，电场力做负功高频考点二 平行板电容器问题知能必备1.电容的定义式和决定式、板间电场强度的计算式2.引起电容器电容变化的因素及动态分析问题的两种结论及处理方法.例 3 已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大
6、小为，其中 为平面上单20位面积所带的电荷量，0为常量如图所示的平行板电容器，极板正对面积为 S，其间为真空，带电荷量为 Q.不计边缘效应时，极板可看做无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为( )A.和 B.和Q0SQ20SQ20SQ20SC.和 D.和Q20SQ220SQ0SQ220S例 4 (2016山西名校联盟)(多选)如图所示，平行板电容器与电动势为 E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略一带负电油滴被固定于电容器中的 P 点现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则下列说法中正确的是( )A平行板电容器的电容将
7、变小B静电计指针张角变小C带电油滴的电势能将减少D若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所- 5 -受电场力不变1如图所示，平行板电容器与一电动势为 E 的直流电源(内阻不计)连接，一带电油滴位于电容器中的 P 点且恰好处于平衡状态在其他条件不变的情况下，现将平行板电容器的两极板缓慢地错开一些，那么在错开的过程中( )A电容器的电容 C 增大B电容器所带电荷量 Q 增多C油滴将向下加速运动，电流计中的电流从 N 流向 MD油滴静止不动，电流计中的电流从 N 流向 M2(2016陕西宝鸡高三二模)如图所示，一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合电键 S，电容器
8、充电后，细线与竖直方向夹角为 ，则下列说法中正确的是( )A保持电键 S 闭合，使两极板靠近一些， 将减小B保持电键 S 闭合，将滑动变阻器滑片向右移动， 将减小C打开电键 S，使两极板靠近一些， 将不变D轻轻将细线剪断，小球将做斜抛运动3(创新题)如图所示，理想二极管(具有单向导电性)、平行板电容器、电源组成闭合电路，带电液滴 P 置于水平放置的平行板电容器的正中间而静止，则下列说法中正确的是( )A若将极板 A 向下移动少许，则液滴的电势能将减小B若将极板 A 向上移动少许，则液滴将向上运动C若将极板 B 向上移动少许，则液滴的电势能将增大D若将极板 A、B 错开少许，使两极板正对面积变小
9、，则液滴将向下运动- 6 -高频考点三 带电粒子在电场中的运动知能必备1.牛顿第二定律和运动学方程2.动能定理及功能关系3.类平抛运动的处理方法4.类平抛运动的两个推论.例 5 (名师原创)如图所示，金属丝发射出的电子(质量为 m、电荷量为 e，初速度与重力均忽略不计)被加速后从金属板的小孔穿出进入偏转电场(小孔与上、下极板间的距离相等)已知偏转电场两极板间距离为 d，当加速电压为 U1、偏转电压为 U2时，电子恰好打在下极板的右边缘 M 点，现将偏转电场的下极板向下平移 .d2(1)如何只改变加速电压 U1，使电子打在下极板的中点？(2)如何只改变偏转电压 U2，使电子仍打在下极板的 M 点
10、？例 6 如图甲所示，A、B 两板竖直放置，两板之间的电压 U1100 V，M、N 两板水平放置，两板之间的距离 d0.1 m，板长 L0.2 m一个质量 m21012kg、电荷量q1108C 的带电粒子(不计重力)从靠近 A 板处由静止释放，经加速电场加速后从 B 板的小孔穿出，沿着 M、N 两板的中轴线垂直进入偏转电场如果在 M、N 两板之间加上如图乙所示的偏转电压，当 t 时，带电粒子刚开始进入偏转电场，则：T4(1)带电粒子从 B 板的小孔穿出时的速度为多大？(2)要使带电粒子能够从 M、N 两板之间(不沿中轴线)穿出，并且穿出后的速度方向保持水平，则交流电 U2的周期 T 为多少？(
11、3)在满足(2)条件的情况下，它在偏转电场中的最大偏移量是多少？(结果保留一位有效数字)- 7 -解决带电粒子在电场中运动问题的基本思路及注意问题2(多选)如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场 E1，之后进入电场线竖直向下的匀强电场 E2发生偏转，最后打在屏上整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么( )A偏转电场 E2对三种粒子做功一样多B三种粒子打到屏上时的速度一样大C三种粒子运动到屏上所用时间相同D三种粒子一定打到屏上的同一位置3(2016陕西五校联考)如图甲所示，两平行金属板 MN、PQ 的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随
12、时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，在 t0 时刻，一不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，粒子射入电场时的速度为 v0，tT 时刻粒子刚好沿 MN 板右边缘射出电场则( )A该粒子射出电场时的速度方向一定是沿垂直电场方向的B在 t 时刻，该粒子的速度大小为 2v0T2- 8 -C若该粒子在 时刻以速度 v0进入电场，则粒子会打在板上T2D若该粒子的入射速度变为 2v0，则该粒子仍在 tT 时刻射出电场4 (2016高考全国乙卷)一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上若将云母介质移出，则电容器( )A极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B极板上的电荷量变小
13、，极板间电场强度变大C极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变D极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变5 (2016高考全国甲卷)如图，P 是固定的点电荷，虚线是以 P 为圆心的两个圆带电粒子Q 在 P 的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c 为轨迹上的三个点若 Q 仅受 P 的电场力作用，其在 a、b、c 点的加速度大小分别为 aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc.则( )Aaaabac，vavcvbBaaabac，vbvcvaCabacaa，vbvcvaDabacaa，vavcvb7 如图所示，两个带等量正电的点电荷分别固定于 P、Q 两点，它们连线的中点是O，A、
14、B 是 P、Q 连线的中垂线上的两点，OAOB.则下列说法正确的是( )AA 点场强大小一定大于 B 点的场强大小BA、B 所在直线是一条等势线，等势线左右对称点电势相等C将一正试探电荷分别置于 A 和 B 点，该试探电荷在 A 点的电势能等于在 B 点的电势能D将一负试探电荷分别置于 A 和 B 点，该试探电荷在 A 点的电势能小于在 B 点的电势能“等等势线势线(电场线电场线)运运动轨动轨迹迹”模型的模型的处处理思路理思路- 9 -1(多选)在光滑绝缘的水平桌面上，存在着方向水平向右的匀强电场，电场线如图中实线所示一初速度不为零的带电小球从桌面上的 A 点开始运动，到 C 点时，突然受到一
15、个外加的水平恒力 F 作用而继续运动到 B 点，其运动轨迹如图中虚线所示，v 表示小球经过 C 点时的速度则( )A小球带正电B恒力 F 的方向可能水平向左C恒力 F 的方向可能与 v 方向相反D在 A、B 两点处小球的速率不可能相等2(多选)如图所示，虚线为某电场中的三个等差等势面 1、2、3，实线表示某带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b 是轨迹上的两点，则下列说法中正确的是( )A等势面 1 的电势最高B粒子在 a 点的加速度大小小于在 b 点的加速度大小C粒子在 a 点的电势能大于在 b 点的电势能D粒子在 a 点的速度大小大于在 b 点的速度大小即时练习1(多选)如图所示，直线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，曲线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹，a、b 是轨迹上两点若带电粒子运动中只受电场力作用，根据此图可以作出的判断是( )A带电粒子所带电荷的符号B带电粒子在 a、b 两点的受力方向- 10 -C带电粒子在 a、b 两点的加速度何处大D带电粒子在 a、b 两点的加速度方向2 (多选)如图所示的虚线为电场中的三条等势线，三条虚线平行且等间距，电势分别为 10 V、19 V、28 V，实线是仅受电场力的带电粒子的运动轨迹，a、b、c 是轨迹上的三个点，
