2021屆高考物理專題十五靜電場精準(zhǔn)培優(yōu)專練

下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。甲 下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。甲 乙培優(yōu)點十五靜電場一一、考點分析.近幾年對本知識點的的考察，主要集中在三個角度：通過點電荷形成的電場考察電場力的性質(zhì)與能的性質(zhì)；結(jié)合帶電粒子的運動軌跡、電場線、等勢面的關(guān)系考察電場的性質(zhì)；通過圖象考察公式U=Ed的應(yīng)用。.幾點注意：⑴電場疊加問題要注意矢量性與對稱性；⑵在勻強電場中，在平行線上，距離相等的兩點間電勢差相等；⑶在圖象問題中，一般從圖象的“點、線、面、斜〃四個方向理解，“一x圖象中斜率表示場強，E—x圖象中面積表示電勢差。二二、考題再現(xiàn)典例1.（2021?全國I卷?16）如圖，三個固定的帶電小球a、b和c,相互間的距離分別為ab=5mc,bc=3cm,ca=4cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k,那么（）A.a、b的電荷同號，k=16B.a、b的電荷異號，k=16，一 64 ，一 64C.a、b的電荷同號，k=-- D.a、b的電荷異號，k=--27 27【解析】根據(jù)同種電荷相斥、異種電荷相吸，且小球c所受庫侖力的合力方向平行于a、b的連線，可知a、b的電荷為異號，A、C錯誤；對小球c受力分析，如下圖，ab=5mc,bc=3cm,ca=4cm,因此ac，bc,兩力的合力構(gòu)成矩形，依據(jù)相似三角形之比，那么有F=竺=4,根據(jù)庫侖Fbc3b定律，F(xiàn)二厘,F=*,所以亍=-*42=2-,選項D正確。b

【答案】D典例2.（2021?全國H卷?21）如圖，同一平面內(nèi)的a、b、c、d四點處于勻強電場中，電場方向與此平面平行，M為a、c連線的中點，N為b、d連線的中點。一電荷量為q（q>0）的粒子從a點移動到b點，其電勢能減小”；假設(shè)該粒子從c點移動到d點，其電勢能減小可，以下說法正確的選項是（）A.此勻強電場的場強方向一定與a、b兩點連線平行W+WB.假設(shè)該粒子從M點移動到N點，那么電場力做功一定為C.假設(shè)c、d之間的距離為L,那么該電場的場強大小一定為紇qLD.假設(shè)W1=W2,那么a、M兩點之間的電勢差一定等于b、N兩點之間的電勢差【解析】A選項由題意無法判斷，故A項錯誤；勻強電場中，沿著一樣方向每前進一樣距離9+9 Q+QTOC\o"1-5"\h\z電勢的變化一樣，故9-9=9-9，即9=二c，同理9=號d，假設(shè)該粒子從MaMMcM2 N2qU+qU W+W 一一點移動到n點，那么電場力做功一定為W=qU=q（9-9）=一cd-r一ab=1 2，故b正MN2 2確；因為不知道勻強電場方向，所以場強大小不一定是L，故C錯誤；假設(shè)W=W,由U=WqL 12 q知U=U,所以9-9=9-9,那么9-9=9-9,所以U=U，而U=2U,cdab accd acbd acbd acaMUh=叫"，所以U“二U"，故D正確。abbN aMbN【答案】BD三三、對點速練1.（多項選擇）如圖甲所示，A、B、C三點是在等量同種正電荷連線中垂線上的點；一個帶電荷量為q，質(zhì)量為m的點電荷從C點靜止釋放，只在電場力作用下運動的v—t圖象如圖■A乙所示，運動到B點處對應(yīng)的圖線的切線斜率最大（圖中標(biāo)出了該切線），其切線斜率為k,那么（）■AA.B點為中垂線上電場強度最大的點，大小為片M.B.由C點到A點電勢逐漸降低C.該點電荷由C到A的過程中物塊的電勢能先減小后變大D.B、A兩點間的電勢差mvA^vB22q【答案】AB.如下圖，等量異種電荷A、B固定在同一水平線上，豎直固定的光滑絕緣桿與AB連線的中垂線重合，C、D是絕緣桿上的兩點，ACBD構(gòu)成一個正方形。一帶負電的小球（可視為點電荷）套在絕緣桿上自C點無初速釋放，那么小球由C運動到D的過程TOC\o"1-5"\h\z中，以下說法正確的選項是（） 口+Q笠 .&-QA?桿對小球的作用力先增大后減小 \/hB?桿對小球的作用力先減小后增大C.小球的速度先增大后減小D.小球的速度先減小后增大【解析】從C到D,電場強度先增大后減小，那么電場力先增大后減小，那么桿對小球的作用力先增大后減小，故A正確，B錯誤。因直桿處于AB連線的中垂線上，所以此線上的所有點的電場方向都是水平向右的，對帶電小球進展受力分析，受豎直向下的重力，水平向左的電場力和水平向右的彈力，水平方向上受力平衡，豎直方向上的合力大小等于重力，重力大小不變，加速度大小始終等于重力加速度，所以帶電小球一直做勻加速直線運動，故C、D錯誤?！敬鸢浮緼.（多項選擇）真空中兩點電荷q1、q2分別位于直角三角形的頂點C和頂點B上，D為斜邊AB的中點，ZABC=30°,如下圖。A點電場強度的方向垂直AB向下，那么以下說法正確的選項是（）TOC\o"1-5"\h\zq1帶正電，q2帶負電 「中D點電勢高于A點電勢 ,?q1電荷量的絕對值等于q2電荷量的絕對值的一半 I京……方 方q1電荷量的絕對值等于q2電荷量的絕對值的二倍【解析】根據(jù)題述，A點的電場強度垂直AB向下，可知因帶正電、q2帶負電，選項A正確;下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。q1在A、D兩點產(chǎn)生的電勢相等，q2在A點產(chǎn)生的電勢高于在D點產(chǎn)生的電勢，那么A點的電勢高于D點，選項B錯誤；根據(jù)題述，A點的電場強度垂直AB向下，可得sin30°=E,iE1=krq^,E2=k2，聯(lián)立解得q2=2q1,選項C正確，D錯誤。1 2【答案】AC4.套有三個帶電小球的圓環(huán)放在水平桌面上（不計一切摩擦），小球的電荷量保持不變，整個裝置平衡后，三個小球的一種可能位置如下圖。三個小球構(gòu)成一個銳角三角形，三角形的邊長大小關(guān)系是AB〉A(chǔ)C〉BC,可以判斷圖中（）A.三個小球電荷量的代數(shù)和可能為0B.三個小球一定帶同種電荷c.三個小球所受環(huán)的彈力大小為fna〉fnb〉fncD.三個小球帶電荷量的大小為Qa〉Qc〉Qb【解析】對小球A分析，彈力過圓心，根據(jù)平衡條件，要么小球B與C對小球A同時為引力，要么對小球A同時為斥力，小球A才能處于平衡狀態(tài)，因此小球A不可能受到一個斥力一個引力，所以小球B、C帶同種電荷，分析小球B,由平衡條件可得小球A、C帶同種電荷，可得三個小球帶同種電荷，所以三個小球電荷量的代數(shù)和不可能為0,A錯誤，B正確；小球A受到兩個斥力，設(shè)圓心為0,AB〉A(chǔ)C,同時NOAB<NOAC,可得小球A受小球B的力更大，且小球A離小球B更遠，可得小球B所帶電荷量大于小球C所帶電荷量，同理小球A的帶電荷量大于小球B帶的電荷量，Qa〉Qb〉Qc,D錯誤；根據(jù)相似三角形可/FF _LL，…得進=竟=逾，故可得%〉心〉％，0錯誤?！敬鸢浮緽.均勻帶電的無窮大平面在真空中激發(fā)電場的場強大小為市，其中。為平面上單位面積所帶的電荷量，￡°為常量，如下圖的平行板電容器，極板正對面積為S,其間為真空，帶電量為Q,不計邊緣效應(yīng)時，極板可看作無窮大導(dǎo)體板，那么極板間的電場強度大小和兩極板間相互的靜電引力大小分別為（）

QTQ2 QtQ2TOC\o"1-5"\h\zA、和邛 氏可和4 1Q▼Q2 Q▼Q2 LC2￡0s和2￡0s D-三和2/0s :-【解析】兩極板均看作無窮大導(dǎo)體板，極板上單位面積上的電荷量。=Q；那么單個極板形SL。Q—, -L… 。Q_,,一、，，，一成的場強E°=2￡=2VS，兩極板間的電場強度為:ZX^MMS；兩極板間的相互引力F0 0 0 0=EQ=EQ=

02￡0S?！敬鸢浮緿.（多項選擇）如下圖，a、b、c、d是某勻強電場中的四個點，它們是一個四邊形的四個頂點，ab〃cd,ab±bc,2ab=cd=bc=2l,電場方向與四邊形所在平面平行。a點電勢為24V,b點電勢為28V，d點電勢為12V。一個質(zhì)子（不計重力）經(jīng)過b點的速度大小為vo,方向與bc成45°,一段時間后經(jīng)過c點，那么以下說法正確的選項是（）A.c點電勢為20VB.質(zhì)子從b運動到c所用的時間為產(chǎn)0C.場強的方向由a指向cD.質(zhì)子從b運動到c電場力做功為8eV【解析】三角形bcd是等腰直角三角形，具有對稱性，如下圖，bM=jbN 一1=1bd,a點電勢為24V,b點電勢為28V,d點電勢為12V,且ab〃cd,ab±bc,2ab=cd=bc=2l,因此根據(jù)幾何關(guān)系，可得M點的電勢\為24V,與a點電勢相等，從而連接aM,即為等勢面；三角形bcd是等腰直角三角形，具有對稱性，bd連線中點N的電勢與c相等，為20V,A項正確；質(zhì)子從b運動到c做類平拋運動，沿初速度方向分位移為、51,此方向做勻速直線運動，那么t=?l,B項正確；0Nc為等勢線，其垂線bd為場強方向，場強方向由b指向d,C項錯誤；電勢差Ubc=8V,那么質(zhì)子從b運動到c電場力做功為8eV,D項正確。【答案】ABD7.（多項選擇）如下圖，粗糙絕緣的水平面附近存在一個平行于水平面的電k7(xIO'V)場，其中某一區(qū)域的電場線與x軸平行，在x軸上的電勢”與坐標(biāo)x,3）

k7(xIO'V)的切線?，F(xiàn)有一個質(zhì)量為0.20kg、電荷量為+2.0X10-8C的滑塊P（可看做質(zhì)點），從x=0.10m。取重力加速度g=10m/s2。那么以下說法正確的選項是（ ）A.x=0.15m處的場強大小為2.0X106N/CB.滑塊運動的加速度逐漸減小C.滑塊運動的最大速度為0.1m/sD.滑塊最終在0.3m處停下【解析】在“一x圖象中，某一點切線斜率表示該點的場強，所以x=0.15m處的場強大小等于題圖中切線的斜率絕對值，即E=2.0X106N/C,A項正確；由題圖圖象可知，x軸上場強E隨x增大不斷減小。由牛頓第二定律有：Eq—Ff=ma,加速度逐漸減小，滑塊做加速度逐漸減小的加速運動，當(dāng)qE=Ff時，加速度為0,然后加速度反向，由Ff—qE=ma知加速度反向增加，滑塊做加速度逐漸增大的減速運動，直至停頓，所以滑塊向右滑動的過程中，加速度先減小后增大，B項錯誤；由動能定理可知，合外力做正功最多時，滑塊動能最大，此時電場力減小到與摩擦力恰好相等，即Eq=Umg,解得E=2.0X106N/C,即x=0.15m?；瑝K由靜止釋放至運動到x=0.15m處過程中，q（巾一巾）一口mg（0.15m-0.10m）=|mvm2,代入條件解得:vm=0.1m/s,C項正確；假設(shè)滑塊可以運動到0.3m處，那么電場力做功6X10-3J,而克制摩擦力需做功Wf=8X10-3J,所以滑塊不可能運動到0.3m處，D項錯誤?！敬鸢浮緼C8.一帶負電的粒子只在電場力作用下沿x軸正方向運動，其電勢能Ep隨位移x變化的關(guān)系如下圖，其中0?x2段是關(guān)于直線x=x1對稱的曲線，x2?x3段是直線，那么以下說法正確的選項是（）A.x1處電場強度最小，但不為零B.粒子在0?x2段做勻變速運動，x2?x3段做勻速直線運動C.在0、x1、x2、x3處電勢@0、@1、@2、e3的關(guān)系為e3>@2="0>“1D.x2?x3段的電場強度大小和方向均不變【解析】根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系：E=q@,場強與電勢的關(guān)系：E=4@,得：E=1?=E,p ax qax由數(shù)學(xué)知識可知E-x圖像切線的斜率等于釜，x處切線斜率為零，那么x處電場強度為p ax1 1零，故A錯誤；由題圖看出在0?x1段圖像切線的斜率不斷減小，由上式知場強減小，粒子

所受的電場力減小，加速度減小，做非勻變速運動，X1?X2段圖像切線的斜率不斷增大，場強增大，粒子所受的電場力增大，做非勻變速運動，X2?X3段斜率不變，場強不變，即電場強度大小和方向均不變，是勻強電場，粒子所受的電場力不變，做勻變速直線運動，故B錯誤，D正確；根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系：Ep=q”，粒子帶負電，q<0,那么知：電勢能越大，粒子所在處的電勢越低，所以有：“產(chǎn)“廠巾。>外,故C錯誤?！敬鸢浮緿9.（多項選擇）如下圖，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是。，最低點是P,直徑MN水平。a、b是兩個完全一樣的帶正電小球（視為點電荷），b固定在M點，a從N點由靜止釋放，沿半圓槽運動經(jīng)過P點到達某點Q（圖中未畫出）時速度為零。那么小球a（）A.從N到Q的過程中，重力與庫侖力的合力先增大后減小B.從N到P的過程中，速率先增大后減小C.從N到Q的過程中，電勢能一直增加D.從P