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专题06 静电场
高考对于这部分知识点主要通过鲜明时代性的情景进行命题设计,体现物理对生产生活、科学技术发展所产生的指导、创新等作用。在解决此类问题时要将所学物理知分析题意中的情境,抓住问题实质,具备一定的物理分析能力和数学推导能力,具备解决实际问题的能力。主要考查的知识点有:电场强度,电场线,电势能,电势,电容,电场中的图像等。
2023年高考物理卷考试的知识点:利用功能关系计算电场力做的功及电势能的变化,电势变化与电场线分布的关系;
2022年高考物理卷考试的知识点:静电力做功的特点,带电粒子在复合场中的一般曲线运动;
2021年高考物理卷考试的知识点:带电粒子在电场中的电势能,根据带电粒子的运动轨迹判断电场方向或等势面的电势高低。
多选题
1.(2023·广东·统考高考真题)电子墨水是一种无光源显示技术,它利用电场调控带电颜料微粒的分布,使之在自然光的照射下呈现出不同颜色.透明面板下有一层胶囊,其中每个胶囊都是一个像素.如图所示,胶囊中有带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒.当胶囊下方的电极极性由负变正时,微粒在胶囊内迁移(每个微粒电量保持不变),像素由黑色变成白色.下列说法正确的有( )
A.像素呈黑色时,黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势
B.像素呈白色时,黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势
C.像素由黑变白的过程中,电场力对白色微粒做正功
D.像素由白变黑的过程中,电场力对黑色微粒做负功
【答案】AC
【详解】A.像素呈黑色时,当胶囊下方的电极带负电,像素胶囊里电场线方向向下,所以黑色微粒所在的区域的电势高于白色微粒所在区域的电势,故A正确;
B.像素呈白色时,当胶囊下方的电极带正电,像素胶囊里电场线方向向上,所以黑色微粒所在的区域的电势高于白色微粒所在区域的电势,故B错误;
C.像素由黑变白的过程中,白色微粒受到的电场力向上,位移向上,电场力对白色微粒做正功,故C正确;
D.像素由白变黑的过程中,黑色微粒受到的电场力向下,位移向下,电场力对黑色微粒做正功,故D错误。
故选AC。
2.(2022·广东·高考真题)如图所示,磁控管内局部区域分布有水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。电子从M点由静止释放,沿图中所示轨迹依次经过N、P两点。已知M、P在同一等势面上,下列说法正确的有( )
A.电子从N到P,电场力做正功
B.N点的电势高于P点的电势
C.电子从M到N,洛伦兹力不做功
D.电子在M点所受的合力大于在P点所受的合力
【答案】BC
【详解】A.由题可知电子所受电场力水平向左,电子从N到P的过程中电场力做负功,故A错误;
B.根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知N点的电势高于P点,故B正确;
C.由于洛伦兹力一直都和速度方向垂直,故电子从M到N洛伦兹力都不做功;故C正确;
D.由于M点和P点在同一等势面上,故从M到P电场力做功为0,而洛伦兹力不做功,M点速度为0,根据动能定理可知电子在P点速度也为0,则电子在M点和P点都只受电场力作用,在匀强电场中电子在这两点电场力相等,即合力相等,故D错误;
故选BC。
3.(单选)(2021·广东·高考真题)图是某种静电推进装置的原理图,发射极与吸板接在高压电源两端,两极间产生强电场,虚线为等差等势面,在强电场作用下,一带电液滴从发射极加速飞向吸极,a、b是其路径上的两点,不计液滴重力,下列说法正确的是( )
A.a点的电势比b点的低
B.a点的电场强度比b点的小
C.液滴在a点的加速度比在b点的小
D.液滴在a点的电势能比在b点的大
【答案】D
【详解】A.高压电源左为正极,则所加强电场的场强向右,而沿着电场线电势逐渐降低,可知
故A错误;
B.等差等势线的疏密反映场强的大小,由图可知a处的等势线较密,则
故B错误;
C.液滴的重力不计,根据牛顿第二定律可知,液滴的加速度为
因,可得
故C错误;
D.液滴在电场力作用下向右加速,则电场力做正功,动能增大,电势能减少,即
故D正确;
故选D。
多选题
4.(2023·广东·统考二模)真空中,光滑绝缘的水平桌面上,质量分别为m和,相距为L的M、N两个点电荷,由静止释放,释放瞬间M的加速度大小为a,经过一段时间后N的加速度大小也为a,且速度大小为v,则( )
A.M、N带的是异种电荷
B.N的速度大小为v时,M、N间的距离为
C.N的速度大小为v时,M的速度大小也为v
D.从释放到N的速度大小为v,M、N组成的系统电势能减少了
【答案】ABD
【详解】A.由牛顿第二定律可知,开始时M受到的合外力为
故两个点电荷之间的相互作用力大小为,经过一段时间后N受到的合外力为
故两个点电荷之间的相互作用力大小为,两电荷之间的作用力为库仑力,根据库伦定律可知两者间的距离变小,说明M、N带的