通用版2020版高考物理一轮复习第七章第42课时电场性质的应用题型研究课讲义含解析.doc

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1、第42课时　电场性质的应用(题型研究课)1．(多选)(2017·全国卷Ⅲ)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V、26V。下列说法正确的是(　　)A．电场强度的大小为2.5V/cmB．坐标原点处的电势为1VC．电子在a点的电势能比在b点的低7eVD．电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV解析：选ABD　由题图知ac垂直于bc，沿ca和cb两方向的场强分量大小分别为E1＝＝2V/cm、E2＝＝1.5V/cm，根据矢量合成可知E＝2.5V/cm，A项正确；根据在匀强电场中平行线上等距同向的两点间的电势差相等，有φO－φa＝

2、φb－φc，得φO＝1V，B项正确；电子在a、b、c三点的电势能分别为－10eV、－17eV和－26eV，故电子在a点的电势能比在b点的高7eV，C项错误；电子从b点运动到c点，电场力做功W＝(－17＋26)eV＝9eV，D项正确。2．(2018·天津高考)如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN。下列判断正确的是(　　)A．vM＜vN，aM＜aN　　　　B．vM＜vN，φM＜φNC．φM＜φN，E

3、pM＜EpND．aM＜aN，EpM＜EpN解析：选D　电场线密的地方场强大，粒子受到的电场力大，所以aMφN，故B、C错误；又由Ep＝qφ和能量守恒知，带负电的粒子在电势越低的位置，具有的电势能越大，而动能越小，即EpMvN，故A错误，D正确。3．(2018·北京高考)静电场可以用电场线和等势面形象描述。(1)请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式；(2)点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面S1、S2到

4、点电荷的距离分别为r1、r2。我们知道，电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小，请计算S1、S2上单位面积通过的电场线条数之比。解析：(1)在距点电荷Q为r的位置放一电荷量为q的检验电荷。根据库仑定律可知，检验电荷受到的电场力F＝k根据电场强度的定义E＝得E＝k。(2)由E＝k可知E∝。由题意知E∝N，故穿过两等势面单位面积上的电场线条数之比＝＝。答案：(1)E＝k　(2)4．(2015·全国卷Ⅱ)如图，一质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方

5、向的夹角为30°。不计重力。求A、B两点间的电势差。解析：设带电粒子在B点的速度大小为vB，粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即vBsin30°＝v0sin60°由此得vB＝v0设A、B两点间的电势差为UAB，由动能定理有qUAB＝m(vB2－v02)解得UAB＝。答案：电场强度、电势、电势差、电势能等概念是高考的热点，且经常结合电场线、等势面或带电粒子在电场中的运动轨迹考查，有时还结合图像考查，并涉及力的平衡、牛顿第二定律、动能定理等力学知识，复习备考时应引起足够的重视。　　命题点一　电场线、等势面(线)与运动轨迹问题1．带电粒子在电场中的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力以及初

6、速度情况共同决定的，运动轨迹上各点的切线方向表示粒子在该点的速度方向；电场线只能够描述电场的方向和定性地表示电场的强弱，它决定了带电粒子在电场中各点所受电场力的方向和加速度的方向。显然，电场线不一定是带电粒子在电场中的运动轨迹。2．若同时满足以下三个条件，则带电粒子的运动轨迹与电场线重合：(1)电场线是直线。(2)带电粒子的初速度为零或者初速度的方向与电场线在同一条直线上。(3)带电粒子只受电场力或受其他力但其他力的合力方向与电场线平行。[典例]　带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示。下列说法正确的是(　　)A．粒子带负电

7、荷B．从a到b过程中，粒子的速度先增大后减小C．从a到b过程中，粒子加速度一直增大D．从a到b过程中，粒子的机械能先减小后增大[解析]　由题图知粒子受到的电场力沿电场线方向，故粒子带正电，A错误；从a到b过程中，电场力先做负功再做正功，粒子的电势能先增大后减小，动能先减小后增大，速度先减小后增大，根据电场线的疏密知场强先变小后变大，加速度先减小后增大，故粒子的机械能先减小后增大，B、C错误，D正确。[答案]　D带电粒子运动轨迹问题的分析思路(1)根据带电粒子(只受电场