2020高考物理专题08静电场备考强化训练17电场强度电场线电场力新人教版.pdf

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1、【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】1/12 2020高考物理专题 08静电场备考强化训练17电场强度电场线电场力新人教版编 辑：_时 间：_教学资料范本【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】2/12 本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。电场的最基本性质是对放于其中的电荷有力的作用静电场力，电场强度和电场线便是应用来描述电场力性质的两个基本概念.本训练目的便是训练和考查对两基本概念的理解和掌握，并综合运用电场力、电场力的功等其他有关知识分析带电体在电场中运动的规律。进而，使我们熟悉利用等效场的思维方法去分析解决类似问题.一、破

2、解依据 同一电场内各点“场强的比较”：电场线“线密度大处场强大”；反之则小；“密度一致”，则场强“相等”。对带电体和直、交流电路，电荷面密度大处场强大；反之则小一些；也可根据定量求解。dUErkQEqFEAB、2“场强的合成与分解”：“共线”点电荷场强的合成与分解,类似沿同一直线的力的矢量运算；“不共线”时，则应用平行四边形定则。电场力及其功：做功规律：电场力做的正功等于电势能的减少，电场力做的负功等于电势能的增加。,dqUqEF2rkQqF,qUqEdFdW)11(BAABABrrkQqqUW电场力与其他力一样，具有加速效果，即能改变带电体的运动状态。电场力做功可引起电荷的动能、电势能等的变

3、化，遵守动能定理、电功-电势能关系。二、精选习题选择题（每小题5 分，共 40 分）【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】3/12（15 江苏）两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图-1 所示，c 时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(14 山东)如图-2 所示，半径为 R的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔A.已知壳内的场强处处为零；壳外空间的电场，与将球壳上的全部电荷集中于球心O 时在壳外产生的电场一样一带正电

4、的试探电荷(不计重力)从球心以初动能Ek0沿 OA方向射出下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r 的关系图线，可能正确的是()（14山西大学附中）一半径为R的半球面均匀带有正电荷Q，电荷 Q在球心 O处产生的场强大小EO=，方向如图-3 所示。把半球面分为表面积相等的上、下两部分，如图甲所示，上、下两部分电荷在球心 O处产生电场的场强大小分别为El、E2；把半球面分为表面积相等的左、右两部分，如图乙所示，左、右两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为E3、E4则（）22RkQAE1 BE2=CE3 DE4=24RkQ24RkQ24RkQ24RkQ（15 广东）.如图-4 所示的水平匀

5、强电场中，将两个带电小球M和 N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，M、N保持静止，不计重力，则A.M的带电量比 N大 B.M带负电荷，N带正电荷C.静止时 M受到的合力比 N大 D.移动过程中匀强电场对 M做负功（15 海南）如图-5，一充电后的平行板电容器的两极板相距l，在正极板附近有一质量为M、电荷量为 q（q0）的粒子，在负极板附近有另一质量为m、电荷量为-q 的粒子，在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动。已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距的平面。若两粒子间相互作用力可忽略，不计重【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】4/12 力，则 M：m为（）

6、l52A.3:2 B.2：1 C.5:2 D.3:1（14 杭州学军中学）如图-6 所示，图甲中MN为足够大的不带电薄金属板，在金属板的右侧，距离为d 的位置上放入一个电荷量为+q 的点电荷 O，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布。P是金属板上的一点，P点与点电荷 O之间的距离为r，几位同学想求出 P 点的电场强度大小，但发现问题很难。几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的。图乙中两异号点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，虚线是两点电荷连线的中垂线。由此他们分别对P 点的电场强度方向和大小

7、做出以下判断，其中正确的是（）A方向沿 P点和点电荷的连线向左，大小为32rkqdB方向沿 P点和点电荷的连线向左，大小为3222rdrkqC方向垂直于金属板向左，大小为32rkqdD方向垂直于金属板向左，大小为3222rdrkq（14 北京）如图-7 所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面下列判断正确的是()A1、2 两点的场强相等 B1、3 两点的场强相等C1、2 两点的电势相等 D2、3 两点的电势相等（15 山东）直角坐标系xOy中，M、N两点位于 x 轴上，G、H两点坐标如图-8，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

8、。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243akQ243akQC.，沿 y 轴正向 D.，沿 y 轴负向245akQ245akQ填空题（共 20 分）9.(15 安徽)(5 分)一根长为 L，横截面积为的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为，电子的质量为，电荷量【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】5/12 为。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为，则金属棒内的电场强度大小为_.Sn m ev10.（13 新课标）（5 分）如图-10，一半径为R的圆盘上均

9、匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a、b、d 三个点，a 和 b、b 和 c、c 和 d 间的距离均为 R，在 a 点处有一电荷量为q(q0)的固定点电荷已知b 点处的场强为零，则d点处场强的大小为 _(k 为静电力常量)()11.（高考模拟）（5 分）如图-11 所示，在绝缘的光滑水平面上固定着等质量的三个带电小球(可视为质点)，A、B、C 三小球排成一条直线，若只释放A球，则释放 A球的瞬间它的加速度为1 m/s2，方向向左.若只释放 C球，则 C的瞬间加速度为2 m/s2，方向向右.现同时释放三球，则释放瞬间B球的加速度大小为 _m/s2，方向_.12（14重

10、庆一中）(5 分)无限大接地金属板竖直放置，与金属板右侧面中心点O相距为 d 的位置处放有一电量为q 的正点电荷，它们之间的电场线分布如图-14 甲所示，与两个等量异种点电荷连线的中垂面正电荷一侧的电场线分布类似，如题图-12 乙。甲图电场中有 M（MO的连线与板垂直）、N（N点位于板右侧面上）两点，M到点电荷之间、N到 O点之间的距离均为d。则 M、N两点的电场强度 EM、EN的大小关系是 _。计算题（共 40 分）13.（14 海南）(5 分)如图-13，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d，在下极板上叠放一厚度为l 的金属板，其上部空间有一带电粒子P

11、静止在电容器中，当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P 开始运动，重力加速度为 g。粒子运动加速度为 _.14（14 湖南四校联考）（15 分）如图-14 所示，水平放置的平行板电容器，两板间距d8 cm，板长 L25 cm，接在直流电源上一个带电液滴以v00.5 m/s 的初速度从板间的正中央水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到P 处时迅速将下板向上提起cm，液滴刚好从金属板末端飞出，求：(1)将下板向上提起后，液滴的加速度大小；(2)液滴从射入电场开始计时，匀速运动到P 点所用的时间(g取 10 m/s2)15.（14 新课标）（20 分）如图-15，O、A、B 为同一竖直平面内的三个

12、点，OB沿竖直方向，=60，OB=OA。将一质量为m的小球以一定的初动能自O 点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通图-【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】6/12 过 A点。使此小球带电，电荷量为q（q0），同时加一匀强电场，场强方向与 OAB 所在平面平行。现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了A 点，到达 A 点时的动能是初动能的 3 倍；若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过 B点，且到达 B 点的动能为初动能的6 倍，重力加速度大小为g。求：BOA23（1）无电场时，小球到达A点时的动能与初动能的比值；（2）电场强度的大小和方向。(四)选

13、做题16（14 江苏）如图-16 所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x 轴垂直于环面且过圆心O.下列关于 x 轴上的电场强度和电势的说法中正确的是()AO点的电场强度为零，电势最低 BO点的电场强度为零，电势最高C从 O点沿 x 轴正方向，电场强度减小，电势升高D从 O点沿 x 轴正方向，电场强度增大，电势降低17.（13 江苏）下列选项中的各圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各圆环间彼此绝缘坐标原点O处电场强度最大的是()A B C D18.（14长沙模拟）在绝缘光滑的水平面上相距为6L 的 A、B两处分别固定正电荷QA、QB，两电荷的位置坐标如图-18 甲所示。图-18乙

14、是 AB连线之间的电势与位置x 之间的关系图像，图中x=L 点为图线的最低点，若在x=2L 的 C点由静止释放一个质量为m、电量为+q的带电小球（可视为质点），下列有关说法正确的是（）A小球在处的速度最大LxB小球一定可以到达点处Lx2C小球将以点为中心作往复运动LxD固定在 AB处的电荷的电量之比为QA QB 4119.（14 漳州八校联考）如图-19 所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中点以相同速度飞出a、b 两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示则（）AA一定带正电，b一定带负电BA的速度将减小，b的速度将增加CA的加速度将减小，b的加速度将增加D两个粒子的电势能一个增加一个减小【本

15、资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】7/12 20.（14 佛山一模）如图-20 所示，分别在M、N 两点固定放置两个点电荷 Q和q(Qq)，以 MN 连线的中点 O为圆心的圆周上有A、B、C、D四点下列说法中正确的是()AA点的场强大于 B点的场强BC点的场强与 D点的场强相同CA点的电势低于 B点的电势D将某正电荷从 C点移到 O点，静电力做负功21.（15 安徽）已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中为平面上单位面积所带的电荷量，0 为常量。如图-21 所示的平行板电容器，极板正对面积为S，其间为真空，带电量为Q。不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间

16、的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为（）02A和 B和SQ0SQ0202QSSQ02C和 D和02QS202QSSQ0202QS三、参考答案选择题【答案】ACD【解析】逐项判断A.根据电场线的疏密判断，a 点电场强度比 b大，A 正确；B.根据沿电场线电势降低，a 点的电势比 b 低，B 错误；C.根据电场的叠加原理，c、d 点的电场都是正电荷与两个相同的负电荷形成的电场的叠加，c 点两个相同的负电荷形成的电场互相抵消、d 点两个相同的负电荷形成的电场方向与正电荷形成的电场方向相反，而 c、d 点与正电荷距离相等，所以c 点电场强度比 d 大，C 正确；D.根据的原理，c、d 点与

17、正电荷距离相等，但正电荷到c间电场强度比到d 间电场强度大，所以电势降落大，所以c 点的电势比 d 低，D正确。EdU【答案】A【解析】由于在球壳内场强处处为零，因此从O向 A 运动的过程中电荷不受电场力，做匀速直线运动，动能不发生变化，图象为一条水平直线，C、D 错误；通过 A 点后，电荷做加速运动，但场强逐渐减小，通过相同的位移，电场力做功逐渐减小，根据动能定理，【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】8/12 试探电荷的动能的增量逐渐减小，即图象的斜率逐渐减小，A 正确，B错误。【答案】AC 【解析】根据点电荷电场强度公式，且电荷只分布球的表面，对于图甲，虽表面积相同，但由于间距（

18、位置）的不同，则上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小关系为ElE2；因电荷Q在球心 O处产生物的场强大小，则；对于图乙，半球面分为表面积相等的左、右两部分，是由于左右两个半个球壳在同一点产生的场强大小相等，则根据电场的叠加可知：左侧部分在O 点产生的场强与右侧电荷在 O点产生的场强大小相等，即E3=E4 由于方向不共线，由合成法则可知，；故 AC正确，BD错误；故选：AC 2rQkE202RKQE214RKQE234RKQE【答案】BD【解析】本题考查了静电场知识，由于电场中M、N都保持静止，以 M、N整体为研究对象，根据平衡条件和电场强度方向的规定，可判断出 M、N一定带等量的异种电

19、荷，选项A错误；若 M带正电，N带负电，则 M、N不能保持静止，要相互靠近，不符题意，故只能M带负电，N带正电，选项 B正确；静止时，M、N所受的合力均为 0，选项 C错误；根据电势能EP=q，由于 M带负电，沿电场线方向电势降低，在移动M过程中电势能增加，电场力对M做负功（或者由功 W=Eqscos,为电场力和位移的方向夹角为钝角，W E2 E3，但 E2和 E3电场强度方向不同，故A、B 错误沿着电场线方向，电势逐渐降低，同一等势面电势相等，故 123，C错误，D正确【答案】B填空题9.【答案】.nev【解略】10.【答案】k。【解析】考查真空中点电荷的场强公式及场强的叠加由题意，b点处的

20、场强为零说明点电荷q 和圆盘在 b 点产生的场强等大反向，即圆盘在距离为R的 b 点产生的场强为EQ，故圆盘在距离为R的d 点产生的场强也为EQ，点电荷 q 在 d 点产生的场强 Eq，方向与圆盘在 d 点产生的场强方向相同，d 点的合场强为二者之和，即E合11.【答案】1m/s2,向左.【解析】确定向右为坐标正方向。设各小球的质量m,任 意 两球之间均存在库仑力作用。由库仑定律、牛二定律等可得已知，联立以上三式可解得2321/2,/1smasma亦即释放瞬间 B球的加速度大小为1m/s2,方向向左。12.【答案】NMEE【解析】根据M点的电场线方向可以得M点的电场强度方向是垂直于金属板向右，

21、两个异号点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为 2d，乙图上+q 右侧 d 处的场强大小为：E=k 根据题意可知，M点的电场强度大小与乙图上+q 右侧 d 处的场强大小相等，即为。N 处 场 强 的 大 小 则 有：22298)3(dqkdqkdq298dqkEM222)2(dqkdqkENNMEE计算题13.【答案】。dgl【解析】电容器的两极板与电源相连，可知极板间电压恒定，有金属板存在时，板间电场强度为，此时带电粒子静止，可知，把金属板从电容器中抽出后，板间电场强度为，此时粒子加速度为，联 立 可 得。)(1ldUEdUE2MqEmga)(dgla14.【答案】(1)2 m/s2 (

22、2)0.3 s【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】10/12【解析】(1)带电液滴在板间受重力和竖直向上的静电力，因为液滴做匀速运动，所以有qEmg即 qmg得 qU mgd当下板向上提后，d 减小，E 增大，静电力增大，故液滴向上偏转，在电场中做类平抛运动此时液滴所受的静电力Fqmgddag2 m/s2.(2)因为液滴刚好从金属板的末端飞出，所以液滴在竖直方向上的位移是.液滴从 P点开始在匀强电场中飞行的时间为t1，则有 at，解得 t1 0.2 s而液滴从刚进入电场到出电场的时间t2 0.5 s所以液滴从射入开始计时，匀速运动到P点所用的时间t t2t10.3 s.15.【答案】

23、（1），（2）。37qmg63【解析】（1）设小球的初速度为，初动能为，从点运动到A点的时间为 t，令 OA=d，则 OB=d，根据平抛运动的规律有00kEO230sin60dv to21cos602dgto又有20012kEmv由式得038kEmgd设小球到达 A点时的动能为,则KAE012KAKEEmgd由式得KOKAEE=37（2）加电场后，小球从O点到 A 点和 B点，高度分别降低了和，设电势能分别减小和,由能量守恒及式得2d23dPAEpBE00012323pAKKKEEEmgdE000362pBKKKEEEmgdE【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】11/12 在匀强电场

24、中，沿任一直线，电势的降落是均匀的。设直线OB上的 M点与 A点等电势，M与 O点的距离为 x，如图，则有pBpAEEdx23解得 x=d，MA为等势线，电场必与其垂线OC方向平行。设电场方向与竖直向下的方向的夹角为，由几何关系可得=30 即电场方向与竖直向下的方向的夹角为30。设场强的大小为 E，有由式得 E=qmg63（四）选做题16.答案和解析如下；17.【答案】B【解析】设每个圆环产生的电场的场强大小为E，则图 A产生的电场的场强如图甲所示；图B 中两个圆环各自产生的电场如图乙所示，合场强的大小为E；图 C中第一、三象限产生的电场的场强大小相等，方向相反，合场强为0，整个圆环产生的电场

25、就相当于第二象限的圆环产生的电场，如图丙所示；图 D中产生的电场的合场强为零，故选项 B正确【答案】AD【解析】A、L 处电势最低，从 2L 处静止释放，电场力做正功，从高电势向低电势移动，所以L 处速度最大，A 正确。B、光滑的水平面，可以到达与 2L等势的店，但是没有明确那个点与2L处等势，B错误。C、因为电势左右不对称，所以L不是位移的中心，C错误。D、由图（乙）得，x=L 点为图线的最低点，切线斜率为零，即合场强 E 合=0 所以得解得QA=4Q；D 正确。故选AD22BBAArkQrkQ22)2()4(LkQLkQBA【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】12/12【答案】C

26、【解析】A、物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧，所以能判断 a、b 一定带异种电荷，但电荷性质不确定，故A错误；B、物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧，从图中轨道变化来看速度与力方向的夹角小于90，所以电场力都做正功，动能都增大，速度都增大，电势能均减小，故B 错误，D 错误C、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以a受力减小，加速度减小，b 受力增大，加速度增大，故C 正确故选：C【答案】AD【解析】由电场的叠加知，A点的场强大于 B点的场强，C点的场强与 D点的场强大小相等，方向不同，选项A正确，选项 B错误；电场线由 A指向 B，A点的电势高于 B点的电势，选项C错误；O点的电势高于 C 点的电势，将某正电荷从C 点移到 O点，静电力做负功，选项 D正确。21.【答案】D【解析】由题意，单块极板产生的电场强度为，根据电场的叠加原理，极板间的电场强度大小，选项B、C错误；由于一块极板在另一块极板处产生的电场强度处处相同，借用微元和累加的思想，所以另一块极板所受电场力为，故选项A错误答案为 D。002QES002QEES2002QFQES