高考物理二轮复习资料专题电场.docx
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高考物理二轮复习资料专题电场
高考二轮复习资料专题三3.1电场
例1长木板AB放在水平面上如图3-1所示，它的下表面光滑而上表面粗糙，一个质量为m、电量为q的小物块C从A端以某一初速度起动向右滑动．当存在向下的匀强电场时，C恰能滑到B端，当此电场方向改为向上时，C只能滑到AB的中点，求此电场的场强．
图3-1
例2 如图3-2所示静电喷漆示意图，同喷漆K喷出的油漆，形成带负电的雾状液滴（初速可忽略不计），经a与K间的电场加速后奔向阳极a（被漆零件）并附着在上面．若a与K间的电压为U，电路中的电流强度为I，在时间t内，喷嘴喷出的油漆质量为m，那么在喷漆过程中，油漆对零件表面的压力有多大？
图3-2
例3 如图3-3所示，ab是半径为R的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，场强大小为E，方向一定．在圆周平面内将一带正电q的小球从a点以相同的动能抛出，抛出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点．在这些点中，到达c点时小球的动能最大，已知ac和bc间的夹角θ=30°，若不计重力和空气阻力，求：
（1）电场方向与ac间的夹角α为多大？
（2）若小球在a点时初速度与电场方向垂直，则小球恰好能落在C点，则初动能为多大？
图3-3
L
B
m,q
d
v0
A
例4如图3-4所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长L=0.1m，两板间距离d=0.4cm，有一束相同微粒组成的带电粒子流从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，已知微粒质量为m=2×10-6kg，电量q=1×10-8C，电容器电容为C=10-6F．求
（1）为使第一粒子能落点范围在下板中点到紧靠边缘的B点之内，则微粒入射速度v0应为多少？
（2）以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上？
图3-4
3.1电场
1．如图3-1-1所示，两个带有同种电荷的小球，有绝缘细线悬挂于O点，若q1>q2，l1>l2，平衡时两球到过O点的竖直线的距离相等，则 （）
A．m1＞m2 B．m1＝m2 C．m1＜m2 D．无法确定
B
A
L
图3-1-1
2．如图3-1-2所示，A、B是一对中间开有小孔的平行金属板，两小孔连线与金属板面垂直，两极板的距离为L，两极板间加上低频交流电压，板A电势为零，板B电势u=U0cosωt，现有一电子在t=0时穿过A的影响均可忽略不计，则电子在
两板间的运动可能是 （）
A．以A、B间的某一点为平衡位置来回振动
B．时而向板B运动，时而向板A运动，但最后穿出板B
C．一直向板B运动，最后穿出板B，如果ω小于某个值ω0，L小于某个值L0
D．
图3-1-2
一直向板B运动，最后穿出板B，而不论ω、L为何值
3．如图3-1-3，P是静止在水平放置的平行板电容器内部的一个带电微粒，现用外力将P点和电容器与电源线的两个接点固定，使两板转过α角，再撤去外力，则P将 （）
A．保持静止B．水平向右作直线运动
图3-1-3
C．向右下方运动D．无法判断
4．关于场强和电势的下列说法中正确的是 （）
A．在电场中a、b两点间移动电荷的过程中，电场力始终不做功，则电荷经过的路径上各点的场强一定为零
B．电场强度的方向就是电势降落的方向
C．两个等量同种电荷的电场中，从两电荷连线的中点沿连线的中垂线向外，电势越来越低，场强越来越小
D．两个等量异种电荷的电场中，两电荷连线的中垂线有如下特征：
连线上各点的电势均相等，且连线的中点场强最大，沿中垂线向外，场强越来越小
b
a
5．如图3-1-4所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子只受电场力作用，根据此图可作出正判断的是 （）
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
C．
图3-1-4
带电粒子在a、b两点的速度何处较大
D．
带电粒子在a、b两点的电势能何处较大
6．如图3-1-5所示，a、b是竖直方向上的电场线的两点，一带电质点在a点由静止释放，沿电场线向上运动，到b点恰好速度为零，下列说法中正确的是 （）
A．带电粒子在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的
B．a点的电势比b点的电势高
C．
图3-1-5
带电质点在a点的电势能比b点的电势能小
D．a点的电场强度比b点的电场强度大
7．如图3-1-6，为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B，必须对该电荷施加一恒力F．若AB=0.4m，α=370，q=-3×10-7C，F=1.5×10-4N，A点的电势
=100V．（不计电荷所受的重力）
（1）在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A、B两点的等势线，并标明它们的电势．
（2）求点电荷q由A到B的过程中电势能的变化量是多少？
图3-1-6
O
v
θ
E
8．一个带电荷量为－q的油滴，从O点以速度v射入匀强电场中，v的方向与电场方向成θ角，
已知油滴的质量为m，测得油滴达到运动轨迹的最高点时，它的速度大小又为v，求：
（1）最高点的位置可能在O点的哪一方？
（2）电场强度E为多少？
（3）最高点处（设为N）与O点的电势差UNO为多少？
图3-1-7
t
E
O
9．带电荷量为q、质量为m的粒子（重力不计）置于宽广的匀强电场区域，场强随时间变化规律如图3-12所示，当t=0时，把带电粒子由静止释放，求经过时间t=nT（n为正整数）时，求：
（1）带电粒子的末动能；
（2）t=nT时间内前进的总位移．
图3-1-8
10．如图3-1-9所示，同一竖直平面内固定着两水平绝缘细杆AB、CD，长均为L，两杆间竖直距离为h，BD两端以光滑绝缘的半圆形细杆相连，半圆形细杆与AB、CD在同一竖直面内，且AB、CD恰为半圆形圆弧在B、D两处的切线，O为AD、BC连线的交点，在O点固定一电量为Q的正点电荷．质量为m的小球P带正电荷，电量为q，穿在细杆上，从A以一定初速度出发，沿杆滑动，最后可到达C点．已知小球与两水平杆之间动摩擦因数为μ，小球所受库仑力始终小于小球重力．求：
（1）P在水平细杆上滑动时受摩擦力的极大值和极小值；
（2）P从A点出发时初速度的最小值．
图3-1-9
L
B
O
m,q
d
v0
A
+
－
11．如图3-1-10所示，两平行金属板水平放置，距离d=2cm，极板长L=40cm，两板与电压U=182V的直流电源相接，质量m=0.91×10-30kg，电量q=1.6×10-19C的电子以速度v0=4×107m/s在非常靠近A板的O处垂直于场强方向射入电场．
（1）用计算说明电子是否飞出电场；
（2）要使电子飞出电场，A、B板应怎样上下平行移动？
（只就单独移动一块极板进行讨论）
图3-1-10
3.1电场（答案）
【例题】例1．第一次滑行μ（mg－qE）L=
mv02－
（m+M）v02，第二次滑行μ（mg+qE）L=
mv02－
（m+M）v02得
．例2．对时间t内喷出的油漆，q=It ①，qU=
mv2 ②，Ft=mv③解三式得
．例3．
（1）小球在c点时的动能最大，即c点的电势最低．作过c点与圆周相切的线，切线为等势线，Oc方向即为电场方向，其与直径ac夹角为：
θ＝∠acO＝30°
（2）小球做类平抛运动．有：
＝vot ①在沿着电场线方向有：
＝
② 由图几何关系可得：
＝2Rcosθ＝
③
＝
·sinθ＝
④
＝
·cosθ+R＝
⑤ 将③、④、⑤式代入①、②两式并解得vo＝
．所以Eko=
．例4．
（1）若第1个粒子落到O点，由
＝v01t1，
＝
gt12得v01＝2.5m/s．若落到B点，由L＝v02t1，
＝
gt22得v02＝5m/s．故2.5m/s≤v0≤5m/s．
（2）由L＝v01t，得t＝4×10-2s．
＝
at2得a＝2.5m/s2，有mg－qE=ma，E=
得Q＝6×10-6 C．所以
＝600个．
【练习】1．B 2．AC 3．B 4．D 5．BCD 6．AD
7．
（1）略
（2）ΔE=4.8×10-5J
（1）电荷所受电场力与F反向，匀强电场方向为即为力F方向．
（2）电荷克服电场力做功，电势能的变化量为△E=F·AB·sinα=4.8×10-5J
8．
（1）在O点的左方．
（2）UNO=
．
（1）由动能定理可得在O点的左方．
（2）在竖直方向mgt=mvsinθ，水平方向qEt=mv+mvcosθ．（3）油滴由O点N点，由qU－mgh=0，在竖直方向上，（v0sinθ）2=2gh．UNO=
．
9．
（1）EK=
mv2=
．
（2）n（1+2n）
．
（1）带电粒子在t时间内加速时间为t/2，加速度为a=
，在下半个T/2内加速，有v=a·
=
，故末动能为EK=
mv2=
．
（2）粒子在T/2的位移为s1=
a（
）2=
．第2个T/2的位移为s2=2s1，第3个T/2的位移为s3=3s1，…成等差数列．故在t=nT时间内前进的总位移为s=s1（1+2+…2n）=n（1+2n）
．
10．
（1）
，
．
（2）
（1）小球O点正一方所受的支持力最大，易得
，
（2）经O点作一直线，与AB、CD相交得两点，两点处小球所受的弹力之和为2mg，小球从A点到C点的过程中，运用动能定理得，－mgh－2mg·2L=0－
mv02，得v0=
．
11．
（1）不能飞出．
（2）y=0.02m，当B板下移距离大于y时，电子可能飞出．
（1）电子作平抛运动，由d＝
at2，x=v0t，得x=20cm（2）由L=v0t，d+y＝
at2其中a＝
，得y=0.02m．
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