山東專用高考物理一輪復習專題九電場_基礎集訓含解析

?專題九　電場
備考篇
【考情探究】
課標解讀
考情分析
備考指導
考點
內(nèi)容
電場力的性質(zhì)
1.知道點電荷模型。知道兩個點電荷間相互作用的規(guī)律。體會探究庫侖定律過程中的科學思想和方法
2.知道電場是一種物質(zhì)。了解電場強度,體會用物理量之比定義新物理量的方法。會用電場線描述電場
本專題主要研究電場的基本性質(zhì)以及帶電粒子在靜電場中的運動問題。場強和電勢是分別描述電場的力的性質(zhì)和能的性質(zhì)的兩個物理量。電勢能、電場力做功、電勢能的變化等是電場能的性質(zhì)討論的延伸,帶電粒子在電場中的運動問題則是電場上述兩性質(zhì)的綜合應用。
考查內(nèi)容:
(1)基本概念的深刻理解及各物理量之間的關(guān)系
(2)以點電荷模型為載體綜合考查電場力的性質(zhì)和電場能的性質(zhì)
(3)帶電粒子運動的軌跡問題
(4)電容器的兩類動態(tài)平衡問題
(5)帶電粒子在電場中運動的問題
在復習中應重視對基本概念及基本規(guī)律的理解,注重知識的實際應用,如帶電粒子在電場中的加速、偏轉(zhuǎn)以及電容器的有關(guān)知識在生產(chǎn)、生活中的應用。加強本專題知識與其他物理知識的綜合應用,如帶電粒子在復合場中的運動。掌握處理較為復雜的物理問題的方法,如類比法、等效法、建立模型等思維方法
電場能的性質(zhì)
1.知道靜電場中的電荷具有電勢能
2.了解電勢能、電勢和電勢差的含義
3.知道勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系
4.能分析帶電粒子在電場中的運動情況,能解釋相關(guān)的物理現(xiàn)象
電容器、帶電粒子在電場中的運動
1.觀察常見電容器,了解電容器的電容,觀察電容器的充、放電現(xiàn)象。能舉例說明電容器的應用
2.帶電粒子(帶電體)在電場中運動時動力學和能量觀點的綜合運用

【真題探秘】

命題立意
山東卷考查電場中的內(nèi)容時多以多選題的形式出現(xiàn),以電場中理想化模型點電荷為載體,涉及多個知識點的應用(共點力的平衡、電場線、電勢、電勢能與電場力做功),體現(xiàn)山東卷多綜合的特點。本題考查考生的推理能力和知識遷移能力。
解題指導
依據(jù)試探電荷僅在電場力的作用下恰好保持靜止狀態(tài),可判定O點的電場強度為零,從而確定兩正點電荷的電荷量大小,再根據(jù)沿著電場線方向電勢降低,進而確定電勢高低,最后依據(jù)負電荷從高電勢到低電勢,其電勢能增加,從低電勢到高電勢,其電勢能降低,即可求解。
拓展延伸
由課本上要求考生掌握的等量同種點電荷的電場線的分布情況,拓展到非等量同種點電荷的電場線分布,考查不等量同種正點電荷的電場強弱與電勢高低的應用,掌握點電荷在某點的電場強度方向確定,及理解矢量的合成法則,注意電荷的電勢能大小與電勢、電荷量,及電性均有關(guān)。
[教師專用題組]
1.真題多維細目表
真題
涉分
考點
題型
設題情境
學科素養(yǎng)
電場力的性質(zhì)
電場能的性質(zhì)
電容器、帶電粒子
在電場中的運動
2020山東,10
4

電勢、電勢能

多選
兩不等量正電荷
模型建構(gòu)、科學推理
2020課標Ⅰ,25
20


帶電粒子在電場中的運動
計算
柱形區(qū)域勻強電場
運動觀念,科學推理
2019課標Ⅰ,15
6
庫侖力


單選
繩懸掛兩帶電球
模型建構(gòu)、科學推理
2019課標Ⅱ,20
6

電勢能

多選
帶電粒子運動
能量觀念、科學推理
2019課標Ⅱ,24
12


帶電粒子在電場中的運動
計算

運動觀念、科學推理
2019課標Ⅲ,24
12


帶電粒子在電場中的運動
計算
豎直向下勻強電場
運動觀念、科學論證
2018課標Ⅰ,16
6
庫侖定律


單選
三個固定帶電小球
模型建構(gòu)、科學推理
2018課標Ⅱ,21
6
場強
電場力做功

多選
勻強電場
能量觀念、科學推理
2018課標Ⅲ,21
6


帶電粒子在電容器中運動
多選

運動觀念、科學推理
2017課標Ⅰ,20
6
場強
電場力做功

多選
電勢與距離的關(guān)系圖像
能量觀念、科學推理
2017課標Ⅰ,25
20


帶電粒子電場中的運動
計算
帶電油滴在電場中運動
運動觀念、科學論證
2017課標Ⅱ,25
20


帶電小球在電場中的運動
計算

運動觀念、科學論證
2017課標Ⅲ,21
6
場強
電勢、電勢能

多選
勻強電場三點電勢
能量觀念、科學論證
2016課標Ⅱ,15
6


帶電粒子在電場中的運動
單選

科學推理、科學論證
2016課標Ⅲ,15
6

等勢面

單選
靜電場的等勢面
物質(zhì)觀念、模型建構(gòu)
2015山東理綜,18
6
場強疊加


單選
三個點電荷
模型建構(gòu)、科學推理
2.命題規(guī)律與趨勢
本專題內(nèi)容通常以粒子運動情景或相關(guān)圖像為考查依托,雖然多以選擇題的形式出現(xiàn),但綜合性強,選項覆蓋知識點多且雜,因此要求考生做到“面面俱到”。另外,以電磁學綜合計算為背景的計算題也經(jīng)常涉及此專題。
從趨勢上看,(1)會繼續(xù)通過電場力的性質(zhì)和電場能的性質(zhì)這兩條主線來考查物理量間的聯(lián)系;(2)會繼續(xù)以電場線、等勢面為工具考查各物理量的大小和方向;(3)與動力學、能量相結(jié)合考查帶電粒子的平衡、運動問題。3.備考方法與策略
本專題涉及知識點多且抽象難懂,包含思想方法多,綜合性強,且為考查的熱點內(nèi)容。因此,一定要下大力氣扎扎實實地學好本專題的知識與方法,形成解決物理問題的基本思路,能夠從力與運動的觀念和能量的觀念分析解決問題。在本專題復習過程中多消耗一些時間和精力是很有必要的。
基礎篇
【基礎集訓】
考點一　電場力的性質(zhì)
1.(2020山東濟寧實驗中學月考,7)如圖所示,四個點電荷所帶電荷量的絕對值均為Q,分別固定在正方形的四個頂點上,正方形邊長為a,則正方形兩條對角線交點處的電場強度 (　　)

A.大小為42kQa2,方向豎直向上
B.大小為22kQa2,方向豎直向上
C.大小為42kQa2,方向豎直向下
D.大小為22kQa2,方向豎直向下
答案　C　

2.在勻強電場中,有一質(zhì)量為m,帶電荷量為+q的帶電小球靜止在O點,然后從O點自由釋放,其運動軌跡為一直線,直線與豎直方向的夾角為θ,如圖所示,那么下列關(guān)于勻強電場的場強大小的說法中正確的是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.唯一值是mgtanθq　　
B.最大值是mgtanθq
C.最小值是mgsinθq　　
D.不可能是mgq
答案　C　
考點二　電場能的性質(zhì)
　(2020山東濟寧兗州模擬,12)(多選)兩個等量同種點電荷固定于光滑絕緣水平面上,其連線中垂線上有A、B、C三點,如圖甲所示。一個電荷量為+2×10-3C、質(zhì)量為0.1kg的小物塊(可視為質(zhì)點)從C點靜止釋放,其在水平面內(nèi)運動的v-t圖像如圖乙所示,其中B點處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標出了該切線)。則下列說法正確的是 (　　)

A.由C到A的過程中物塊的電勢能逐漸減小
B.B、A兩點間的電勢差UBA=5V
C.由C點到A點電勢逐漸降低
D.B點為中垂線上電場強度最大的點,場強E=100V/m
　答案　ACD　
考點三　電容器、帶電粒子在電場中的運動
1.如圖,帶電粒子P所帶的電荷量是帶電粒子Q的5倍,它們以相等的速度v0從同一點出發(fā),沿著跟電場強度垂直的方向射入勻強電場,分別打在M、N點,若OM=MN,則P和Q的質(zhì)量之比為(不計重力) (　　)

A.2∶5　　B.5∶2　　C.4∶5　　D.5∶4
答案　D　
2.如圖所示,三塊平行放置的帶電金屬薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分別位于O、M、P點。由O點靜止釋放的電子恰好能運動到P點?，F(xiàn)將C板向右平移到P'點,則由O點靜止釋放的電子 (　　)

A.運動到P點返回　　
B.運動到P和P'點之間返回
C.運動到P'點返回　　
D.穿過P'點
答案　A　

綜合篇
【綜合集訓】
拓展一　計算特殊帶電體產(chǎn)生的電場強度
1.如圖所示,一均勻帶電荷量為+Q的細棒。在過中點c垂直于細棒的直線上有a、b、d三點,a和b,b和c,c和d之間的距離均為L,在a處有一電荷量為+Q2的固定點電荷,已知b點處的電場強度為零,則d點處的電場強度大小為(k為靜電力常量) (　　)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.k9Q2L2　　B.k3QL2
C.k3Q2L2　　D.k5Q9L2
答案　D　
2.如圖甲所示,半徑為R的均勻帶電圓形平板,單位面積帶電荷量為σ,其軸線上任意一點P(坐標為x)的電場強度可以由庫侖定律和電場強度的疊加原理求出:E=2πkσ·1-xR2+x212,方向沿x軸?，F(xiàn)考慮單位面積帶電荷量為σ0的無限大均勻帶電平板,從其中間挖去一半徑為r的圓板,如圖乙所示。則圓孔軸線上任意一點Q(坐標為x)的電場強度為 (　　)

A.2πkσ0r(r2+x2)12　　B.2πkσ0x(r2+x2)12
C.2πkσ0xr　　D.2πkσ0rx
答案　B　
拓展二　帶電粒子運動軌跡類問題的處理
　(多選)如圖所示,一帶電小球固定在光滑水平面上的O點,虛線a、b、c、d是帶電小球激發(fā)電場的四條等距離的等勢線,一個帶電小滑塊從等勢線d上的1處以水平初速度運動,結(jié)果形成了實線所示的運動軌跡。1、2、3、4、5是等勢線與小滑塊運動軌跡的一些交點。下列判定正確的是 (　　)

A.固定小球與小滑塊帶異種電荷
B.在整個運動過程中小滑塊具有的動能與電勢能之和保持不變
C.在整個過程中小滑塊的加速度先變大后變小
D.小滑塊從位置3到4和從位置4到5的過程中,電場力做功的大小關(guān)系是W34=W45
　答案　BC　
拓展三　平行板電容器的動態(tài)分析
1.(多選)如圖所示,兩塊水平放置的平行正對的金屬板a、b與電池相連,b板接地(規(guī)定大地電勢為零),在距離兩板一樣遠的P點有一個帶電液滴處于靜止狀態(tài)。若將b板向下平移一小段距離,則穩(wěn)定后,下列說法正確的是 (　　)

A.液滴將加速向下運動
B.P點電勢升高,液滴在P點時的電勢能減小
C.P點的電場強度變大
D.在b板移動前后兩種情況下,若將液滴從a板移到b板,電場力做功不變
答案　ABD　
2.(2021屆河北保定榮大中學專題練,1)(多選)如圖所示,一電荷量為q的帶電粒子以一定的初速度v0沿平行板電容器的中線射入,恰好沿下板的邊緣飛出,已知兩板長為L,板間的距離為d,板間電壓為U,粒子通過兩板間的時間為t,不計粒子的重力,則 (　　)

A.在粒子下落前d4和后d4的過程中,電場力做功之比為1∶2
B.在粒子通過平行金屬板的前t2和后t2時間內(nèi),電場力做功之比為1∶3
C.若僅將板間電壓變?yōu)?U,粒子將打在下板中點處
D.若僅將板間電壓變?yōu)閁2,粒子仍能飛出兩板之間且通過時間仍為t
答案　BD　
拓展四　“等分法”確定勻強電場中電勢及電場強度
1.(多選)如圖所示,已知某勻強電場方向平行于正六邊形ABCDEF所在平面。若規(guī)定D點電勢為零,則A、B、C處的電勢分別為8V、6V、2V。初動能為12eV、電荷量大小為2e(e為元電荷)的帶電粒子從A沿著AC方向射入電場,恰好經(jīng)過BC的中點G。不計粒子的重力,下列說法正確的是 (　　)

A.該粒子一定帶負電
B.該粒子到達點G時的動能為20eV
C.只改變粒子在A點初速度的方向,該粒子不可能經(jīng)過C
D.若該粒子以不同速率從D點沿DF方向入射,該粒子可能垂直經(jīng)過CE
答案　AC　
2.如圖所示,真空中有一勻強電場(圖中未畫出),電場方向與圓周在同一平面內(nèi),△ABC是圓的內(nèi)接直角三角形,∠BAC=63.5°,O為圓心,半徑R=5cm。位于A處的粒子源向平面內(nèi)各個方向發(fā)射初動能均為8eV、電荷量為+e的粒子,有些粒子會經(jīng)過圓周上不同的點,其中到達B點的粒子動能為12eV,到達C點的粒子電勢能為-4eV(取O點電勢為零)。忽略粒子的重力和粒子間的相互作用,sin53°=0.8。下列說法正確的是 (　　)

A.圓周上A、C兩點的電勢差為16V
B.圓周上B、C兩點的電勢差為-4V
C.勻強電場的場強大小為100V/m
D.當某個粒子經(jīng)過圓周上某一位置時,可以具有6eV的電勢能,且同時具有6eV的動能
答案　C　
拓展五　電場中的圖像問題
1.(2020山東棗莊滕州一中模擬,9)某電場在x軸上各點的場強方向沿x軸方向,規(guī)定場強沿x軸正方向為正,若場強E隨坐標x變化規(guī)律如圖,x1點與x3點的縱坐標相同,圖線關(guān)于O點對稱,則 (　　)

A.O點的電勢最高
B.-x2點的電勢最高
C.若電子從-x2點運動到x2點,則此過程中電場力對電子做的總功為零
D.若電子從x1點運動到x3點,則此過程中電場力對電子做的總功為零
答案　C　
2.(2020山東濰坊第一中學一模,10)(多選)通常把電荷在離場源電荷無限遠處的電勢能規(guī)定為零,已知試探電荷q在場源電荷Q的電場中具所有電勢能表達式為Er=kqQr(式中k為靜電力常量,r為試探電荷與場源電荷間的距離)。真空中有兩個點電荷Q1、Q2分別固定在x坐標軸的x=0和x=6cm的位置上。x軸上各點的電勢φ隨x的變化關(guān)系如圖所示。A、B是圖線與x的交點,A點的x坐標是4.8cm,圖線上C點的切線水平。下列說法正確的是 (　　)

A.電荷Q1、Q2的電性相同
B.電荷Q1、Q2的電荷量之比為1∶4
C.B點的x坐標是8cm
D.C點的x坐標是12cm
答案　CD　
[教師專用題組]
【綜合集訓】
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.(2020百校聯(lián)盟模擬)均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場。如圖所示,在半球面AB上均勻分布正電荷,總電荷量為q,球面半徑為R,CD為通過半球面頂點與球心O的軸線,在軸線上有M、N兩點,OM=ON=2R。已知M點的場強大小為E,則N點的場強大小為 (　　)

A.kq2R2-E　　B.kq4R2
C.kq4R2-E　　D.kq2R2+E
答案　A　左半球面AB上的正電荷產(chǎn)生的電場等效為帶正電荷為2q的整個球面的電場和帶電荷量為-q的右半球面的電場的合電場,則E=k·2q4R2-E',E'為帶電荷量為-q的右半球面在M點產(chǎn)生的場強大小。由對稱性知,帶電荷量為-q的右半球面在M點的場強大小與帶電荷量為q的左半球面AB在N點的場強大小相等,則EN=E'=k·2q4R2-E=kq2R2-E,則A正確。
方法概述　補償法
當所給帶電體不是一個完整的規(guī)則物體時,將該帶電體割去或增加一部分,組成一個規(guī)則的整體,從而求出規(guī)則物體的電場強度,再通過電場強度的疊加求出待求不規(guī)則物體的電場強度。應用此法的關(guān)鍵是“割”“補”后的帶電體應當是我們熟悉的某一物理模型。
2.(2020河北邯鄲期末)如圖所示,一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個點,a和b、b和c、c和d間的距離均為R,在a點處有一電荷量為q(q>0)的固定點電荷。已知b點處的場強為零,則d點處場強的大小為(k為靜電力常量) (　　)

A.k3qR2　　B.k10q9R2
C.kQ+qR2　　D.k9Q+q9R2
答案　B　由b點處場強為零知,圓盤在b點處產(chǎn)生的場強E1與點電荷q在b點處產(chǎn)生的場強E2大小相等,即E1=E2=kqR2,由對稱性可知,圓盤在d點產(chǎn)生的場強E3=kqR2,點電荷q在d點產(chǎn)生的場強E4=kq9R2,方向與E3相同,故d點的合場強Ed=E3+E4=k10q9R2,B正確,A、C、D錯誤。
方法概述　對稱法
利用空間上對稱分布的電荷形成的電場具有對稱性的特點,使復雜電場的疊加計算問題大為簡化。形狀規(guī)則的帶電體形成的電場具有對稱性,位置對稱的兩點處的電場強度大小相等。如果能夠求出其中一點處的電場強度,根據(jù)對稱性特點,另一點處的電場強度即可求出。
3.(2020陜西寶雞模擬)(多選)如圖所示,在真空中某豎直平面內(nèi)固定一足夠大的接地金屬板MN,在MN右側(cè)與其相距2d處的P點放置一電荷量為Q的正點電荷,如果從P點作MN的垂線,則O為垂足,A為O、P連線的中點,B為OP延長線上的一點,PB=d。靜電力常量為k,關(guān)于各點的電場強度,下列說法正確的是 (　　)

A.O點場強大小為kQ2d2
B.A點場強大小為kQd2
C.B點場強大小為k24Q25d2
D.A、B兩點場強大小相等,方向相反
答案　AC　系統(tǒng)達到靜電平衡后,因為金屬板接地電勢為零,所以電場線分布如圖甲所示,所以金屬板右側(cè)的電場的電場線分布與等量異號點電荷連線的中垂線右側(cè)的電場線分布相同,所以O點場強大小為EO=kQ(2d)2+kQ(2d)2=kQ2d2,A正確;A點場強大小為EA=kQd2+kQ(3d)2=k10Q9d2,B錯誤;B點場強大小為EB=kQd2-kQ(5d)2=k24Q25d2,C正確;由上述分析可知D錯誤。

方法概述　等效法
等效法的實質(zhì)是在效果相同的情況下,利用與問題中相似或效果相同的知識進行知識遷移的解題方法,往往是用較簡單的因素代替較復雜的因素。
4.(2020江蘇南通模擬)如圖所示,半徑為r的圓環(huán),在A、B之間留有寬度為d的間隙,且d?r。將電荷量為Q的正電荷均勻分布在圓環(huán)上,求圓心O處的電場強度。

答案　kQd2πr3-r2d,方向背離圓心指向間隙
解析　假設將這個圓環(huán)的間隙補上,并且所補部分的電荷密度與原圓環(huán)上的電荷密度一樣,這樣就形成一個電荷均勻分布的完整的帶電圓環(huán),圓環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的電場疊加后合場強為0。設原帶有間隙的環(huán)所帶電荷的線密度為σ,則σ=Q2πr-d
補上的那一小段間隙的電荷量Q'=σ·d=Qd2πr-d
由題中條件可知那段間隙可看成點電荷,在圓心O處的場強為E1=kQ'r2=kQd2πr3-r2d,方向由間隙指向圓心,則帶有間隙的圓環(huán)在圓心O處的場強為E=0-E1=-kQd2πr3-r2d
負號表示與E1方向相反,即方向背離圓心指向間隙。
5.(2020云南曲靖一模)兩個固定的等量異種點電荷所形成電場的等勢面如圖中虛線所示,一帶電粒子以某一速度從圖中a點進入電場,其運動軌跡為圖中實線所示,若粒子只受靜電力作用,則下列關(guān)于帶電粒子的判斷正確的是 (　　)

A.帶正電
B.速度先增大后減小
C.經(jīng)過a點的加速度大于經(jīng)過c點時的加速度
D.經(jīng)過b點和d點時的速度大小相同
答案　D　根據(jù)題意可知,c處的電場線方向向下,與等勢面垂直且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面,而根據(jù)軌跡可知,粒子在c處受力指向曲線的凹側(cè),所以粒子受力向上,所以粒子帶負電,A錯誤;粒子帶負電,所以在電勢高的地方電勢能小,在電勢低的地方電勢能大,整個過程,電勢能先增大再減小,動能先減小再增大,速度先減小再增大,B錯誤;等差等勢面密集的地方場強大,所以c點場強大,受電場力大,加速度大,C錯誤;因為b點和d點在一個等勢面上,所以粒子在這兩點電勢能相同,動能相同,速度大小相同,D正確。
6.(2020北京順義一模)如圖所示,實線為方向未知的三條電場線,虛線1、2、3分別為三條等勢線,三條等勢線與其中一條電場線的交點依次為M、N、Q點,已知MN=NQ,電荷量相等的a、b兩帶電粒子從等勢線2上的O點以相同的初速度飛出,僅在電場力作用下,兩粒子的運動軌跡如圖中虛線a'、b'所示,則　 (　　)

A.a粒子一定帶正電,b粒子一定帶負電
B.M、N兩點電勢差|UMN|等于N、Q兩點電勢差|UNQ|
C.a粒子的加速度逐漸增大,b粒子的加速度逐漸減小
D.a粒子從出發(fā)到等勢線3過程的動能變化量比b粒子從出發(fā)到等勢線1過程的動能變化量小
答案　D　由圖可知,a粒子的軌跡方向向右彎曲,a粒子所受電場力方向向右,b粒子的軌跡向左彎曲,b粒子所受電場力方向向左,由于電場線方向未知,無法判斷粒子的電性,故A錯誤;由電場線疏密可知,a所受電場力逐漸減小,加速度減小,b所受電場力增大,加速度增大,故C錯誤;已知MN=NQ,由于MN段場強大于NQ段場強,所以M、N兩點電勢差|UMN|大于N、Q兩點電勢差|UNQ|,故B錯誤;根據(jù)電場力做功公式W=Uq,|UMN|>|UNQ|,a粒子從等勢線2到3電場力做功小于b粒子從等勢線2到1電場力做功,所以a粒子到達等勢線3的動能變化量比b粒子到達等勢線1的動能變化量小,故D正確。
7.(2021河北衡水模擬)如圖所示,虛線a、b、c表示O處點電荷的電場中的三個不同的等勢面,相鄰等勢面的間距相等,一電子射入電場后(只受電場力作用)的運動軌跡如圖中實線所示,其中1、2、3、4表示運動軌跡與等勢面的交點,由此可以判定 (　　)

A.O處的點電荷一定帶正電
B.電子運動過程中,動能先增大后減小
C.三個等勢面的電勢高低關(guān)系是φc>φb>φa
D.電子從位置2到位置3與從位置3到位置4過程中電場力所做的功相等
答案　C　從電子的運動軌跡可以看出兩個電荷相互排斥,故點O處電荷帶負電,A錯誤;兩個電荷相互排斥,故電子運動過程中電場力先做負功,后做正功,根據(jù)動能定理,動能先變小后變大,B錯誤;點O處電荷帶負電,離負電荷越近,電勢越低,可以知道a、b、c三個等勢面的電勢高低關(guān)系是φc>φb>φa,C正確;點電荷產(chǎn)生的電場中,距離點電荷越遠,電場強度越小,由于兩相鄰等勢面的間距相等,所以U32>U43,由W=qU可知,電子從位置2到位置3與從位置3到位置4過程中電場力做的功不相等,D錯誤。
審題引導　(1)如何判斷場源電荷是正電荷還是負電荷?
提示:根據(jù)電子軌跡彎曲方向判斷受到的是引力還是斥力,從而判斷場源電荷的正負。
(2)如何判斷電勢的高低?
提示:判斷出場源電荷電性就知道電場線方向,沿電場線電勢降低。
8.(2020甘肅天水模擬)如圖所示的實線為某靜電場的電場線,虛線是僅在電場力作用下某帶負電粒子的運動軌跡,A、B、C、D是電場線上的點,其中A、D兩點在粒子的軌跡上,下列說法正確的是 (　　)

A.該電場可能是正點電荷產(chǎn)生的
B.由圖可知,同一電場的電場線在空間是可以相交的
C.將該粒子在C點由靜止釋放,它可能一直沿電場線運動
D.該粒子在A點的速度一定大于在D點的速度
答案　D　正點電荷周圍的電場線是從正點電荷出發(fā),呈輻射狀分布的,A錯誤;同一電場的電場線在空間不能相交,否則同一點具有兩個電場強度方向,B錯誤;電場中的帶電粒子受力的方向沿電場線的切線方向,由于C點所在電場線為曲線,所以將該粒子在C點由靜止釋放,它一定不能沿電場線運動,C錯誤;由做曲線運動的物體受力的方向指向曲線的內(nèi)側(cè),該粒子帶負電,可知電場強線方向應向上,A點的電勢高于D點的電勢,故粒子在A點的電勢能較小,動能較大,速度較大,D正確。
9.(2020河南鄭州模擬)如圖所示,M、N為平行板電容器的兩個金屬極板,G為靜電計,開始時閉合開關(guān)S,靜電計張開一定角度。則下列說法正確的是 (　　)

A.開關(guān)S保持閉合狀態(tài),將R的滑片向右移動,靜電計指針張開角度增大
B.開關(guān)S保持閉合狀態(tài),將兩極板間距增大,靜電計指針張開角度增大
C.斷開開關(guān)S后,將兩極板間距增大,板間電壓不變
D.斷開開關(guān)S后,緊貼下極板插入金屬板,板間場強不變
答案　D　保持開關(guān)S閉合,電容器兩端的電勢差等于電源的電動勢,故電容器兩端的電勢差不變,因此無論將R的滑片向右移動,還是將兩極板間距增大,靜電計指針張角都不變,A、B錯誤;斷開開關(guān)S后,電容器帶電荷量不變,將兩極板間距增大,即d增大,根據(jù)C=εrS4πkd知,電容減小,根據(jù)U=QC知,板間電壓增大,C錯誤;斷開開關(guān)S后,電容器帶電荷量不變,若緊貼下極板插入金屬板,則d減小,根據(jù)E=Ud=4πkQεrS知,極板間的電場強度不變,D正確。
10.(2020湖北荊州模擬)(多選)如圖所示,平行板電容器充電后與電源斷開,兩個極板為A、B,B板接地,A板帶電荷量為+Q,板間電場中有一固定點P,若將B板固定,A板下移一些,或?qū)板固定,B板上移一些,在這兩種情況中,下列說法正確的是 (　　)

A.A板下移時,P點的電場強度不變,P點電勢不變
B.A板下移時,P點的電場強度不變,P點電勢升高
C.B板上移時,P點的電場強度減小,P點電勢降低
D.B板上移時,P點的電場強度不變,P點電勢降低
答案　AD　因為電容器充電后與電源斷開,所以電容器兩板所帶電荷量不變,正對面積不變,A板下移時,根據(jù)推論E=4πkQεrS可知,P點的電場強度不變;下極板接地,電勢恒為零,P點與下板的距離不變,根據(jù)公式U=Ed,P點與下板的電勢差不變,則P點的電勢不變,A正確,B錯誤。B板上移時,根據(jù)推論E=4πkQεrS可知,P點的電場強度不變;B板上移,P點與下極板間的距離減小,根據(jù)公式U=Ed,P點與下板的電勢差減小,而電容器間電場方向豎直向下,根據(jù)沿電場線方向電勢降低可知P點的電勢高于下板的電勢,下板的電勢為零,所以P點電勢降低,C錯誤,D正確。
11.(2020湖北荊門元月調(diào)考)兩電荷量分別為q1和q2的點電荷放在x軸上的O、M兩點,兩電荷連線上各點電勢φ隨x變化的關(guān)系如圖所示,其中A、N兩點的電勢均為零,ND段中的C點電勢最高,則 (　　)

A.N點的電場強度大小為零
B.A點的電場強度大小為零
C.N、C間場強方向沿x軸正方向
D.將一負點電荷從N點移到D點,電場力先做正功后做負功
答案　D　根據(jù)題給的兩電荷連線上各點電勢φ隨x變化的關(guān)系圖像,可知O點的點電荷為正電荷,M點的點電荷為負電荷。題中φ-x圖像斜率的絕對值表示電場強度的大小,由此可知,N點和A點的電勢為零,但電場強度大小都不為零,C點的電場強度大小為零,A、B錯誤;從N點到C點電勢逐漸增大,說明從N點到C點逆著電場線方向,故N、C間場強方向沿x軸負方向,C錯誤;將一負點電荷從N點移到D點,其電勢能先減小后增大,則電場力先做正功后做負功,D正確。
12.(2020遼寧丹東模擬)(多選)空間存在一沿x軸對稱分布的電場,其電勢φ隨x變化的情況如圖所示,若在-x0處由靜止釋放一帶正電的粒子,該粒子僅在電場力的作用下運動到x0的過程中,下列關(guān)于帶電粒子的電勢能Ep、動能Ek隨位移x的變化圖線,以及速度v、加速度a隨時間t變化的圖線正確的是 (　　)


答案　AD　根據(jù)電勢能Ep=qφ可知,φ-x圖像的變化規(guī)律與帶正電的粒子的電勢能隨x的變化規(guī)律相同,A正確;觀察φ-x圖像,其斜率表示電場強度,電勢降低的方向為電場方向,所以電場向右,從-x0到x0的過程中電場強度先減小后增大,帶正電的粒子從-x0處由靜止釋放后,受到沿x軸正方向的電場力先減小后增大,經(jīng)過相同位移電場力做的功先減小后增大,根據(jù)動能定理可知,B錯誤;從-x0到x0的過程中粒子的加速度也是先減小后增大,D正確;根據(jù)v-t圖像的斜率表示加速度可知,C錯誤。