专题08 “静电场”的几个难点问题突破-强基计划丨2020年高三物理尖子生自我修养

“强基计划”尖子生的自我修养系列 (一)“静电场”的一个命题热点——电场性质(强练提能) 1.如图所示，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(　　) A．O点的电场强度为零，电势最低 B．O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 2．如图甲所示，半径为R的均匀带电圆形平板，单位面积带电量为σ，其轴线上任意一点P(坐标为x)的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：E＝2πkσ，方向沿x轴。现考虑单位面积带电量为σ0的无限大均匀带电平板，从其中间挖去一半径为r的圆板，如图乙所示。则圆孔轴线上任意一点Q(坐标为x)的电场强度为(　　) A．2πkσ0　　　　 B．2πkσ0 C．2πkσ0 D．2πkσ0 3.(2020·衡水模拟)如图所示，N(N>5)个小球均匀分布在半径为R的圆周上，圆周上P点的一个小球所带电荷量为－2q，其余小球带电量为＋q，圆心处的电场强度大小为E。若仅撤去P点的带电小球，圆心处的电场强度大小为(　　) A．E B. C. D. 4．[多选](2020·山东第一次大联考)如图甲所示，两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上，其中Q1位于原点O，a、b是它们连线延长线上的两点。现有一带正电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用)，设粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度随坐标x变化的图像如图乙所示，则以下判断正确的是(　　) A．b点的场强一定为零 B．Q2带负电且电荷量小于Q1 C．a点的电势比b点的电势高 D．粒子在a点的电势能比在b点的电势能小 5.(2020·江西高安中学模拟)假设空间某一静电场的电势φ随x变化情况如图所示，根据图中信息可以确定下列说法中正确的是(　　) A．O～x1范围内各点场强的方向均与x轴平行 B．只在电场力作用下，正电荷沿x轴从O运动到x1，可做匀减速直线运动 C．负电荷沿x轴从x2移到x3的过程中，电场力做正功，电势能减小 D．无法比较x2～x3与x4～x5间的场强大小 6．[多选](2020·洛阳模拟)空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示，带电粒子在此空间只受电场力作用。下列说法中正确的是(　　) A．在－x1处释放一带负电的粒子，它将沿x轴在－x1与x1之间做往返运动 B．带负电的粒子以一定的速度由－x1处沿x轴正方向运动到x1处，它在x1处的速度等于在－x1处的速度 C．带正电的粒子以一定的速度由－x1处沿x轴正方向运动的过程中，它的动能先增大后减小 D．带正电的粒子在x1处的电势能比在x2处的电势能小、与在x3处的电势能相等 7．[多选]如图甲所示，有一绝缘圆环，圆环上均匀分布着正电荷，圆环平面与竖直平面重合。一光滑细杆沿垂直圆环平面的中心轴线穿过，细杆上套有一质量为m＝10 g的带正电的小球，小球所带电荷量q＝5.0×10－4 C。小球从C点由静止释放，其沿细杆由C点经B点向A点运动的速度—时间图像如图乙所示。小球运动到B点时，速度图像的切线斜率最大(图中标出了该切线)。则下列说法正确的是(　　) A．在杆上O点右侧，B点场强最大，场强大小为E＝1.2 V/m B．由C点到A点的过程中，小球的电势能先减小后变大 C．由C点到A点电势逐渐降低 D．C、B两点间的电势差UCB＝0.9 V 8．[多选](2020·青岛模拟)如图所示是利用高压电场干燥中药的基本原理图，在大导体板MN上铺一薄层中药材，针状电极O和平板电极MN接高压直流电源，其间产生非匀强电场E；水分子是极性分子，可以看成棒状带电体，一端带正电荷，另一端带等量负电荷；水分子在电场力的作用下会加速从中药材中分离出去，在鼓风机的作用下飞离电场区域从而达到快速干燥的目的。已知虚线ABCD是某一水分子从A处由静止开始的运动轨迹，则下列说法正确的是(　　) A．水分子在B处时，带正电荷一端受到的电场力与带负电荷一端受到电场力大小不相等 B．水分子沿轨迹ABCD运动过程中电场力始终做正功 C．水分子沿轨迹ABCD运动过程中电势能先减少后增加 D．如果把高压直流电源的正负极反接，水分子从A处开始将向下运动 (二)“静电场”的一个难点——带电粒子在电场中的运动(细化题型) 带电粒子在电场中的运动问题是电场部分的重点和难点，是每年高考的热点问题，该类问题考查了学生综合应用电场知识和力学知识的能力。从运动形式上可以分为直线运动、类平抛运动、圆周运动、周期性的往复运动等多种情况。 在电场力作用下的直线运动 题型简述 带电粒子的速度v与场强E方向平行时，带电粒子在电场中做直线运动，进