2013年高考物理专项冲击波讲练测系列专题12静电场【重点知识解读】一．电场能的性质（1）电场强度的定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。用E表示电场强度，则有E=F/q。（2）正负点电荷Q在真空中形成的电场是非匀强电场，场强的计算公式为E=k3.电场叠加：电场中某点的电场强度等于各个点电荷在该点产生的电场强度的矢量和。4.电场力：F=qE。二．电场能的性质1.电势差：电荷从电场中某点A移动到另一点B电场力所做功W与该电荷电量的比值。即：U=W/q。2.电势：试探电荷在电场中某点具有的电势能Ep与电荷量q的比值，叫做该点的电势。即φ=Ep/q。电势差UAB=φA-φB。3.电场中电势相等的点组成的面叫做等势面。等势面的性质：①等势面上任意两点之间的电势差为零；②等势面和电场线垂直，在等势面上移动电荷电场力不做功。③等势面的疏密表示电场的强弱。等差等势面越密，电场强度越大。④任意两个电势不等的等势面不会相交。4.匀强电场中电势差与电场强度的关系是E=U/d，公式中d是沿电场线方向两点之间的距离。匀强电场中电势高低变化特点：在匀强电场中，任意一组平行线上等距离的两点之间的电势差相等。5.电势随空间分布图象18\n所谓φ-x图象是指静电场中电势φ随x变化情况图象。φ-x图象斜率大小表示电场强度沿x轴方向分量的大小。根据φ-x图象斜率大小表示电场强度沿x轴方向分量的大小判断电场强度（或电场强度分量）的大小。若图象某段平行x轴，表明电势φ在该段不随x变化，电场强度沿x轴方向分量为零，空间各点场强与x轴垂直。【高考命题动态】静电场是高中物理研究的比较深的物质形态，静电场也是高考重点之一。高考对静电场的考查重点是：库仑定律、电场力的性质、电场能的性质、电容器和电容、带电粒子在电场中的运动等。【最新模拟题专项训练】。1.（2013安徽无为四校联考）如图所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图．当动极板和定极板之间的距离d变化时，电容C便发生变化，通过测量电容C的变化就可知道两极板之间距离d的变化的情况．在下列图中能正确反映C与d之间变化规律的图象是( )答案：A解析：由电容器的电容决定式，C=，C与d成反比，能正确反映C与d之间变化规律的图象是A。18\n能减小，故D对。3、（2013安徽淮北测试）如图所示，竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场，在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球（不计两带电小球之间的电场影响），P小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q小球从两极板正中央由静止开始释放，两小球沿直线运动都打到右极板上的同一点，则从开始释放到打到右极板的过程中：（）A．它们的运动时间的关系为tP>tQB．它们的电荷量之比为qP∶qQ=2∶1C．它们的动能增量之比为D．它们的电势能减少量之比为答案：B18\n根据电场叠加原理，a、d两点电场强度相同，同一点电荷在a、d两点所受电场力相同，选项C正确；将一负点电荷由a点移到b点，克服电场力做功，电势能增大，选项D错误。5.(2013年浙江五校联考)如图所示，圆O处在匀强电场中，场强方向与圆O所在平面平行，带正电的微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中，只在电场力作用下运动，从圆周上不同点离开圆形区域，其中从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大，图中O为圆心，AB、CD是圆的直径，∠AOD是锐角，则A．从弧DB射出的粒子动能都大于初动能ABCDOC第6题图B．从B点离开的粒子动能最小C．从D点离开的粒子动能小于初动能D．从弧ACB内射出的粒子速率都不相同【命题意图】此题考查电场、动能定理及其相关知识18\n选项AB错误C正确；从弧ACB内射出的粒子速率有些是相同的，选项D错误。rOφφ0r0r1r26．（2013江苏二校联考）真空中有一半径为r0的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离。下列说法中正确的是（）A．A点的电势低于B点的电势B．A点的电场强度方向由A指向BC．A点的电场强度大于B点的电场强度D．正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做负功答案：BC解析：A点的电势高于B点的电势，选项A错误；A点的电场强度方向由A指向B，A点的电场强度大于B点的电场强度，选项BC正确；正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做正功，选项D错误。7、（2013辽宁铁岭市期中检测）如图所示的同心圆是电场中的一簇等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A→C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则下列说法正确的是()A．电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越小B．电子沿AC方向运动时它具有的电势能越来越大C.电势差UAB=UBCD．电势φA<φB<φC答案：B解析：该电场为负点电荷电场，电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越大，选项A错误；根据电子只在电场力作用下沿着直线由A→C运动时的速度越来越小，它具有的电势能越来越大，选项B正确；由于电场为非匀强电场，电势差UAB<UBC,选项C错误；电势φA>φB>φC，选项D错误。18\n=-QEH/tan60°=-mgH/=-mgH，选项AB错误；由动能定理，mgH+QEH/tan60°=mv2，解得2，选项C正确D错误。缝被针塑料棒蚊香铁丝橡皮泥铝板-+9．（2012年4月上海虹口二模）处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，利用此原理可以进行静电除尘。如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，铝板与手摇起电机的正极相连，缝被针与手摇起电机的负极相连，在铝板和缝被针中间放置点燃的蚊香。转动手摇起电机，蚊香放出的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升。关于这个现象，下列说法中正确的是（A）烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上（B）同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小（C）同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大（D）同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电量不变，离铝板越近则加速度越大答案：C18\nABCD11．（2012年5月南京、盐城三模）两个等量正点电荷位于x轴上，关于原点O呈对称分布，下列能正确描述电场强度E随位置x变化规律的图是18\n子从A点由静止释放后将沿AB连线做简谐运动，其运动轨迹是直线，选项D错误。13.（2012年5月6日河南六市联考理综物理）如图所示，四个点电荷A、B、C、D分别位于正方形的四个顶点上，A、B所带电荷量均为+q，C、D所带电荷量均为-q。e、f、g、h分别位于正方形的四个边的中点。用Ee、Ef分别表示e、g这两点的电场强度，用φf、φh分别表示f、h这两点的电势，则以下关系正确的是A．Ee≠Ef，φh=φfB．Ee=Ef，φh≠φfC．Ee≠Ef，φh≠φfD．Ee=Ef，φh=φf13.答案：D18\n15（8分）.(2013年浙江五校联考)如图所示，倾斜角度为θ的粗糙程度均匀的绝缘斜面，下方O点处有一带电量为+Q的点电荷，质量为m、带电量为-q的小物体（可看成质点）与斜面间的动摩擦因数为μ。现使小物体以初速度v0从斜面上的A点沿斜面上滑，到达B点时速度为零，然后又下滑回到A点。小物体所带电荷量保持不变，静电力常数为k，重力加速度为g，OA=OB=l。求：（1）小物体沿斜面上滑经过AB中点时的加速度；ABOv0θ第17题图（2）小物体返回到斜面上的A点时的速度。15.解析：（1）FN=mgcosθ+k1分18\n16．（15分）（2013江苏二校联考）如图所示，A、B为两块平行金属板，A板带正电、B板带负电。两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为U，在B板上开有两个间距为L的小孔。C、D为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B板的O′处，C带正电、D带负电。两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着B板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向O’。半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计。现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微粒（微粒的重力不计），问：（1）微粒穿过B板小孔时的速度多大？（2）为了使微粒能在CD板间运动而不碰板，CD板间的电场强度大小应满足什么条件？（3）从释放微粒开始，经过多长时间微粒通过半圆形金属板间的最低点P点？OdBApdcyhCDO′PL解析：（1）设微粒穿过B板小孔时的速度为v，根据动能定理，有⑴（2分）18\n17．(15分)（2013江苏二校期中联考）如图所示，在A点固定一正电荷，电量为Q，在离A高度为H的C处由静止释放某带同种电荷的液珠，开始运动瞬间的加速度大小恰好为重力加速度g。已知静电常量为k，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力。求：(1)液珠的比荷(2)液珠速度最大时离A点的距离h。·BA·C(3)若已知在点电荷Q的电场中，某点的电势可表示成，其中r为该点到Q的距离（选无限远的电势为零）。求液珠能到达的最高点B离A点的高度rB。18\nADCB18、（2013辽宁沈阳四校联考）如图，半径为r的绝缘光滑环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m，带电量为+q的珠子，现欲加一个与圆环面平行的匀强电场，使珠子由最高点A从静止开始释放，沿圆弧经过B、C刚好能运动到D，（1）求所加电场的场强最小值及所对应的场强的方向；珠子由A到达D的过程中速度最大时对环的作用力大小。（2）在（1）问电场中，要使珠子能完成完整的圆运动在A点至少使它具有多大的初动能？18、解析：（1）设电场力与重力的合力为F，方向NM方18\n得（2分）【最新高考题专项检测】1．（2012·上海物理）如图，质量分别为mA和mB的两小球带有同种电荷，电荷量分别为qA和qB，用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2（θ1＞θ2）。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别vA和vB，最大动能分别为EkA和EkB。则（）（A）mA一定小于mB（B）qA一定大于qB（C）vA一定大于vB（D）EkA一定大于EkB【答案】：ACD【解析】：画出小球A受力图示，可知mA一定小于mB，选项A正确；不能判断电荷量关系，选项B错误；小球摆动，机械能守恒，vA一定大于vB，EkA一定大于EkB，选项CD正确。【考点定位】此题考查受力分析、平衡条件、机械能守恒定律、库仑定律及其相关知识。18\n2（2012·江苏物理）真空中，A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r，则A、B两点的电场强度大小之比为A．3∶1B．1∶3C．9∶1D．1∶9【解析】：根据点电荷电场强度公式，电场强度与距离r的二次方成反比，则A、B两点的电场强度大小之比为9∶1，选项C正确。【答案】：C【考点定位】此题考查点电荷电场强度公式。.答案：k沿OP指向P点【考点定位】此题考查电场叠加、点电荷电场强度公式及其相关知识。4.（2012·海南物理）如图，直线上有o、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等。在o点处有固定点电荷，已知b点电势高于c点电势。若一带负电电荷的粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则A．两过程中电场力做的功相等B．前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功C．前一过程中，粒子电势能不断减小D．后一过程中，粒子动能不断减小18\n【解析】由粒子仅在电场力作用下的运动轨迹可知，该粒子受到圆心处正点电荷的排斥，该粒子带正电，在a点受力最大，选项AB错误；该粒子在b点的电势能大于在c点的电势能，选项C正确；该电场等距等势面ab之间电势差大于bc之间的电势差，由动能定理可知，该粒子由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化，选项D正确。【考点定位】此题考查带电粒子在点电荷电场中的运动及其相关知识。6.(2012·天津理综)两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中A．做直线运动，电势能先变小后变大B．做直线运动，电势能先变大后变小C．做曲线运动，电势能先变小后变大D．做曲线运动，电势能先变大后变小18\n8、（2013江苏常州期中）如图所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC，其下端(C端)距地面高度h＝0.8m。有一质量为500g的带电小环套在直杆上，正以某一速度沿杆匀速下滑。小环离杆后正好通过C端的正下方P点处。(g取10m/s2)求：(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向.(2)小环从C运动到P过程中的动能增量.(3)小环在直杆上匀速运动速度的大小v0.18\n解得v0＝2m/s。9．（10分）（2013杭州七校联考）有一绝缘的、半径为R的光滑圆轨道固定在竖直平面内，在其圆心处固定一带正电的点电荷，现有一质量为m，带电量也为正电（其电量远小于圆心处的电荷，对圆心处电荷产生的电场影响很小，可忽略）的小球A，圆心处电荷对小球A的库仑力大小为F。开始小球A处在圆轨道内侧的最低处，如图所示。现给小球A一个足够大的水平初速度，小球A能在竖直圆轨道里做完整的圆周运动。（1）小球A运动到何处时其速度最小？为什么？（2）要使小球A在运动中始终不脱离圆轨道而做完整的圆周运动，小球A在圆轨道的最低处的初速度应满足什么条件？18\n18
