内容正文:
考点19 静电现象 电容器 带电粒子在电场中的运动
专题
知识内容
考试要求
必考
加试
静电现象
电容器
静电现象的应用
c
电容器的电容
b
c
带电粒子在电场中的运动
带电粒子在电场中的运动
b
d
1.从题型上看,有选择题、计算题,试题新颖,难度中等偏上.
2.考查知识点主要有:电场的性质、电容器、带电粒子在电场中的运动规律等.
3.从整体命题趋势上看,常与实际生活、科学研究密切联系,通过新的情景或新的素材如喷墨打印机、静电除尘、示波管、加速器等进行命题考查.
考向一 对静电平衡的理解
(2021·浙江·高考真题)某书中有如图所示的图,用来表示横截面是“<”形导体右侧的电场线和等势面,其中a、b是同一条实线上的两点,c是另一条实线上的一点,d是导体尖角右侧表面附近的一点。下列说法正确的是( )
A.实线表示电场线
B.离d点最近的导体表面电荷密度最大
C.“<”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同
D.电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零
【答案】D
【详解】
A.处于静电平衡的导体,是个等势体,则整个导体为等势体,由于电场线方向总是与等势面垂直,所以实线不是电场线,是等势面,则A错误;
B.根据等势面的疏密表示场强的强弱,则d点的场强较弱,并且电场强度越大的地方电荷密度越大,所以B错误;
C.在“<”形导体右侧表面上下部分附近电场强度方向不相同,所以C错误;
D.由于a、b在同一等势面上,则电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零,所以D正确;
故选D。
【名师点睛】(1)静电平衡时,外电场E0和感应电荷产生的附加电场E′,大小相等、方向相反,导体内各位置的合场强为零,自由电荷所受合力为零。
(2)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果,达到静电平衡时,自由电荷不再发生定向移动。
(3)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。
1.(2021·浙江·高考真题)如图所示是某一带电导体周围的电场线与等势面,A、C是同一等势面上的两点,B是另一等势面上的一点。下列说法正确的是( )
A.导体内部的场强左端大于右端
B.A、C两点的电势均低于B点的电势
C.B点的电场强度大于A点的电场强度
D.正电荷从A点沿虚线移到B点的过程中电场力做正功,电势能减小
【答案】D
【详解】
A.带电导体处于静电平衡状态,导体内部的场强处处为0,导体表面为等势面,整个导体为一个等势体,A错误;
B.沿电场线方向电势降低,所以A、C两点的电势大于B点的电势,B错误;
C.电场线的疏密程度表示电场强度的弱强,所以B点的电场强度小于A点的电场强度,C错误;
D.根据
可知,正电荷从高电势A点沿虚线移动到低电势B点,电势能减小,电场力做正功,D正确。
故选D。
2.(2016·浙江·高考真题)如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把用丝绸摩擦过的玻璃棒C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开,则 ( )
A.此时A带正电,B带负电
B.此时A电势低,B电势高
C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合
D.先把A和B分开,然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合
【答案】C
【详解】
A.用丝绸摩擦过的玻璃棒C带正电,带正电荷的物体C靠近A附近时,由于静电感应,A端带上负电,B端带上正电,故A错误;
B.导体AB处于静电平衡状态,导体是等势体,即AB电势相等,故B错误;
C.移去C后,由于电荷间相互作用,重新中和,达电中性状态,两金属箔均闭合,故C正确;
D.先把AB分开,则A带负电,B带正电,移去C后,电荷不能再进行中和,此时A所带电荷量仍然等于B的带电量,故两金属箔仍然张开,故D错误。
故选C。
考向二 静电屏蔽的理解及应用
(2022·浙江·模拟预测)如图所示,将一金属空腔放在匀强电场中,稳定后,电场线如图分布。A为金属外一点,B为金属空腔内一个点。下列说法正确的是( )
A.金属外表面的电场和金属外表面垂直
B.B点感应电场为零
C.A点电场强度等于B点的电场强度
D.正电荷在A点的电势能等于在B点的电势能
【答案】A
【详解】A.金属空腔外表面电势相等,是一等势面,必定与电场垂直,故A正确;
BC.由于静电屏蔽作用,空腔内部电场强度为0,则在B点,感应电场和匀强电场等大反向,A点电场强度一定大于B点的电场强度,故BC错误;
D.沿电场线方向电势降低,而金属空腔又是一等势体,则A点电势大于B点电势,则正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能,故D错误。
故选A。
【名师点睛】不接地的空腔可以屏蔽外界电场,接地的空腔可以屏蔽内部的电场,其本质都是由于激发电场与感应电场叠加的结果,分析中应特别注意分清原电荷产生的电场、感应电场以及叠加后的合电场.