2019年高考物理二轮复习专题08《静电场》讲学案（含答案解析）

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1、静电场考点要求 专家解读物质的电结构、电荷守恒 静电现象的解释 点电荷 库仑定律 静电场 电场强度、点电荷的场强 电场线 电势能、电势 电势差 匀强电场中电势差与电场强度的关系 带电粒子在匀强电场中的运动 示波管 常用的电容器 电容器的电压、电荷量和电容的关系 从历年高考试题来看，对电场知识的考查主要集中在以下几个方面： (1)多个电荷库仑力的平衡和场强叠加问题。 (2)利用电场线和等势面确定场强的大小和方向，判断电势高低、电场力变化、电场力做功和电势能的变化等。(3)带电体在匀强电场中的平衡问题及其他变速运动的动力学问题。(4)对平行板电容器电容决定因素的理解，解决两类有关动态变化的问题。(

2、5)分析带电粒子在电场中的加速和偏转问题。 (6)示波管、静电除尘等在日常生活和科学技术中的应用。 纵观近几年高考试题，预测 2019 年物理高考试题还会考：1.本章基本概念的命题频率较高，主要涉及电场的力的性质(电场、电场力)及能的性质(电势、电势能) 、平行板电容器，一般多以选择题出现2带电粒子在电场中的运动，是近几年高考中命题频率较高、难度较大的知识点之一，带电粒子在电场中的运动，一般涉及处理带电粒子(一般不计重力)和带电体(一般要考虑重力)在电场中的加速与偏转问题或者做匀速圆周运动等，运用的规律是把电场力、能量公式与牛顿运动定律、功能原理以及磁场等内容联系起来命题，对考生综合分析能力有

3、较好的测试作用考向 01 电场力的性质1.讲高考（1）考纲要求了解静电现象的有关解释，能利用电荷守恒定律进行相关判断；会解决库仑力参与的平衡及动力学问题；.理解电场强度的定义、意义及表示方法；熟练掌握各种电场的电场线分布，并能利用它们分析解决问题.3.会分析、计算在电场力作用下的电荷的平衡及运动问题。 （2）小球受 mg、绳的拉力 T 和电场力 F 作用处于平衡状态，如图所示根据几何关系有 ，得 m=4.0104 kg【 考点定位】电场强度，电场线，电势，电势能，曲线运动，带电粒子在电场中的运动【名师点睛】本题考查的知识点较多，应从曲线运动的特点和规律出发判断出电子的受力方向，再利用相关电场和

4、带电粒子在电场中的运动规律解决问题。2讲基础（1）点电荷及库仑定律点电荷：是一种理想化的物理模型；当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷库仑定律：内容：公式： ；做静电力常量 k=9.0109 Nm2/C2.21rqkF适用条件：真空中；点电荷。（2）电场强度物理意义：表示电场的强弱和方向定义：定义式： qFE电场强度是矢量，正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向，电场强度的叠加遵从平行四边形定则（3）电场线定义：为了直观形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向，在电场中画出一系列的曲线，使曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向，曲线的疏密表示电场

5、强度的大小 【趁热打铁】（多选）如图所示，矩形区域 MNPQ 内有水平向右的匀强电场，虚线框外为真空区域。半径为 R，内壁光滑、内径很小的绝缘半圆管 ADB 固定在整直平面内，直径 AB 垂直于水平虚线 MN，圆心 0 恰在 MN 的中点，半圆管的一半处于电场中，一质量为 m，可视为质点的带正电，电荷量为 q 的小球从半圆管的 A 点由静止开始滑入管内，小球从 B 点穿出后，能够通过 B 点正下方的 C 点。重力加速度为 g，小球在C 点处的加速度大小为 .则下列说法正确的是53gA匀强电场的场强 E 为 34qmgB小球在到达 B 点时，半圆轨道对它作用力的大小 73mgC球流够到达 B 点

6、正下方 C 点，虚线标 MNPQ 的高度不大于 52RD从 B 点开始计时，小球从 B 运动到 C 点的过程中，经过 时间时动能最小8325Rg【答案】 BD小球从 BC 水平方向匀减速运动，竖直方向自由落体运动， ax g；a y=g43设向左减速时间为y g(2t)213R宽度应满足条件 L2R，高度满足条件 H R，选项 C 错误；52当 F 与 mg 的合力与 v 垂直时，小球的动能最小，设经过的时间为 t，则 vy vx ； vy=gt43vx vB gt t ，选项 D 正确；故选 BD.438325g案例 2（多选）如图所示，一带电小球固定在光滑水平面上的 O 点，虚线 a、b、

7、c、d 是带电小球激发电场线的四条等距离的等势线，一个带电小滑块从等势线 d 上的 1 处以水平初速度 运动，结果形成了实线0v所示的小滑块运动轨迹1、2、3、4、5 是等势线与小滑块运动轨迹的一些交点由此可以判定（ ）A固定小球与小滑块带异种电荷B在整个运动过程中小滑块具有的动能与电势能之和保持不变C在整个过程中小滑块的加速度先变大后变小D小滑块从位置 3 到 4 和从位置 4 到 5 的过程中，电场力做功的大小关系是 W34=W45【答案】 BC【趁热打铁】如图所示，地面上空有水平向右的匀强电场，将一带电小球从电场中的 A 点以某一初速度射出，小球恰好能沿与水平方向成 角的虚线由 A 向

8、B 做直线运动，不计空气阻力，下列说法正确的 是（ 03）A小球带正电荷B小球受到的电场力与重力大小之比为 2:1C小球从 A 运动到 B 的过程中电势能增加D小球从 A 运动到 B 的过程中电场力所做的功等于其动能的变化量【答案】 C【解析】试题分析：根据题意，受力分析如图所示： 5讲易错【题目】（多选）如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强为 E=1104 N/C 的匀强电场。在匀强电场中有一根长 L=2 m 的绝缘细线，一端固定在 O 点，另一端系一质量为 0.08kg 的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成 37角，若小球获得初速度恰能绕 O 点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位

9、置为电势能零点和重力势能零点，cos370.8， g 取 10 m/s2。下列说法正确（ ）A小球的带电荷量 q=6105 CB小球动能的最小值为 1JC小球在运动至圆周轨迹上的最高点时有机械能的最小值D小球绕 O 点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和保持不变【答案】 ABD【正解】对小球进行受力分析如上图所示，可得：mgtan37=qE有： ，而 ，所以 ，选项 B 正确；由于总能量保持不变，即2BvFmL合Ek+EPG+EPE=恒量所以当小球在圆上最左侧的 C 点时，电势能 EPE最大，机械能最小选项 C 错误，D 正确；故选 ABD. 案例 2（多选）图中虚线 a、 b、 c、

10、d、 f 代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面 b 上的电势为 2 V。一电子经过 a 时的动能为 10 eV，从 a 到 d 的过程中克服电场力所做的功为 6 eV。下列说法正确的是（ ）A. 平面 c 上的电势为零B. 该电子可能到达不了平面 fC. 该电子经过平面 d 时，其电势能为 4 eVD. 该电子经过平面 b 时的速率是经过 d 时的 2 倍【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标 I 卷）【答案】 AB【解析】本题考查等势面及其相关的知识点。【点睛】此题以等势面切入，考查电场力做功及其相关知识点。案例 3【2017新课标卷】（多选）一匀强电场 的方向

11、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 10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是： （ ）A电场强度的大小为 2.5 V/cmB坐标原点处的电势为 1 VC电子在 a 点的电势能比在 b 点的低 7 eVD电子从 b 点运动到 c 点，电场力做功为 9 eV【答案】ABD【解析】如图所示，设 a、 c 之间的 d 点电势与 b 点相同，则 ， d 点坐标为(3.5 cm，6 cm)，过 c 点作 cf bd 于 f，由几何 关系可得 cf=3.6 cm，则电场强度，A 正确；因为四边形 Oacb 是矩形，所以有 acObU，解得坐标原点 O 处

12、的电势为 1 V，B 正确； a 点电势比 b点电势低 7 V，电子带负电，所以电子在 a 点的电势能比在 b点的高 7 eV，C 错误； b 点电势比 c 点电势低 9 V，电子从 b 点运动到 c 点，电场力做功为 9 eV，D 正确。【 考点定位】带电粒子在电场中的运动 动能定理 电容器【名师点睛】本题是带电粒子在电场中的运动，主要考察匀变速直线运动的规律及动能定理，重点是电容器的动态分析，在电荷量 Q 不变的时候，板间的电场强度与板间距无关案例 2 【2016海南卷】如图，平行板电容器两极板的间距为 d，极板与水平面成 45角，上极板带正电。一电荷量为 q（ q0）的粒子在电容器中靠近

13、下极板处，以初动能 Ek0竖直向上射出。不计重力，极板尺寸足够大。若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为： （ ）A B C Dk04Eqdk02Eqdk02Eqdk02Eqd【答案】B【考点定位】带电粒子在电场中的运动、运动合成与分解【名师点睛】本题关键是明确粒子的受力情况和运动情况，然后根据类平抛运动的分位移公式和动能定理处理，要明确当电场强度最大时，是粒子的速度平行与上极板，而不是零。 考点定位】带电粒子在电场中的偏转 所以带电系统速度第一次为零所需的时间为 t 总 =t1+t2=3案例 2如图所示，倾角 =37 0的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中，电场强度 E=103N

14、/C，有一个质量为 m=310-3kg 的带电小球，以速度 v=1m/s 沿斜面匀速下滑，求：（1）小球带何种电荷？电荷量为多少？（2）在小球匀速下滑的某一时刻突然撤去斜面，此后经 t=0.2s 内小球的位移是多大？（g 取 10m/s2）【答案】 （1）正电；2.2510 -5C（2）0.32m【解析】 （1）由于小球匀速运动，所受重力与电场力的合力和斜面对小球的支持力平衡，如图可知，小球必带正电，且 ，所以 ；从“等效重力场”观点看，实际上就是tanqEmg小球所受等效重力与斜面对小球的支持力平衡，故等效重力大小、等效重力加速度大小可分别表示为， 。cos（2）撤去斜面后，小球仅受等效重力

15、作用，且具有与等效重力方向垂直的初速度，所以小球做“平抛运动” （严格地讲是类平抛运动，这里只是为了方便说明和处理，以下带引号的名称意义同样如此。 ） ，基本处理的方法是运动的分解。【趁热打铁】如 图所示，在竖直平面内半径为 R 的光滑圆形绝缘轨道的内壁，有质量分别为 m 和 2m 的A、B 两个小球用长为 R 的绝缘细杆连接在一起，A 球不带电，B 球所带的电荷量为- q（ q0） 。整个装置处在竖直向下的匀强电场中。开始时 A 球处在与圆心等高的位置，现由静止释放，B 球刚好能到达轨道右侧与圆心等高的位置 C。求：(1)匀强电场电场强度的大小 E；(2)当 B 小球运动到最低点 P 时，两小球的动能分别是多少；(3)两小球在运动过程中最大速度的大小。【答案】 (1) (2) (2) mgq3gR【解析】 （1）B 刚好到达 C 的过程中，系统转过的角度为 120，与水平方向的夹角为 60.由动能定理可得：得： mgEq（2）AB 在运动的过程中，速度大小始终相等，则 2kBkAE在运动到 p 点的过程中，由动能定理可得： 联立解得： . 【错因】在电场中做类平抛运动，要知道平抛运动的规律，水平方向上做匀速运动，竖直方向按匀加速运动来处理。