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专题八 电场力的性质和电场能的性质
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真题考查解读
2023年真题展现
考向一 电场力的性质
考向二 电场能的性质
近年真题对比
考向一 电场力的性质
考向二 电场能的性质
命题规律解密
名校模拟探源
易错易混速记
【命题意图】近3年新高考卷对于运动的描述考查共计22次,对电场性质的考查往往以电场线、等势线为背景,结合场强、电势、电势能、电场力做功等基本概念及匀强电场中电势差与电场强度的关系
【考查要点】电场强度是描述电场力的性质的物理量,是电场一章的重要概念,也是高考重点考查的对象,从近几年的全国各地的试题看,高考单独考查电场强度的度题均为选项题,重点考查电场强度的性质、叠加原理、形象描述它的电场线,有的与其它概念一起综合考查,描述电场能的性质是电场一章的又一条主线,因此与之相关的概念和规律构成了电场一章的重点内容,自然出是高考考查的热点。从近几年高考看,对电势高低的比较、电势能的大小比较、电势差等内容考查的频率较高,特别是电场力做功的特点以及电场力做功与电势能的变化之间的关系往往是命题的重点. 单独考查的题型一般为选择题,综合其它知识考查的一般为计算题,难度偏易或中等
【课标链接】针对本专题的特点,应“抓住两条主线、明确两类运动、运用两种方法”解决有关问题.两条主线是指电场力的性质(物理量——电场强度)和能的性质(物理量——电势和电势能)
考向一 电场力的性质
1.(2023全国甲卷)在一些电子显示设备中,让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场,可以使发散的电子束聚集。下列4幅图中带箭头的实线表示电场线,如果用虚线表示电子可能的运动轨迹,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,A正确;
B.电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,对电子受力分析有
可见与电场力的受力特点相互矛盾,B错误;
C.电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,对电子受力分析有
可见与电场力的受力特点相互矛盾,C错误;
D.电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,对电子受力分析有
可见与电场力的受力特点相互矛盾,D错误
2.(2023·浙江·统考高考真题)某带电粒子转向器的横截面如图所示,转向器中有辐向电场。粒子从M点射入,沿着由半径分别为R1和R2的圆弧平滑连接成的虚线(等势线)运动,并从虚线上的N点射出,虚线处电场强度大小分别为E1和E2,则R1、R2和E1、E2应满足( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】带电粒子在电场中做匀速圆周运动,电场力提供向心力,则有,,联立可得
故选A。
3. (2023海南卷)如图所示,一光滑绝缘轨道水平放置,直径上有A、B两点,AO = 2cm,OB = 4cm,在AB固定两个带电量分别为Q1、Q2的正电荷,现有一个带正电小球静置于轨道内侧P点(小球可视为点电荷),已知AP:BP = n:1,试求Q1:Q2是多少( )
A. 2n2:1 B. 4n2:1 C. 2n3:1 D. 4n3:1
【答案】C
【解析】
对小球受力分析如图所示
由正弦定理有其中 ∠CPH = ∠OPB,∠CHP = ∠HPD = ∠APO
其中△APO中,同理有
其中 ,联立有 Q1:Q2= 2n3:1,C正确。
4.(2023·湖南·统考高考真题)如图,真空中有三个点电荷固定在同一直线上,电荷量分别为Q1、Q2和Q3,P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°、和30°。若P点处的电场强度为零,q > 0,则三个点电荷的电荷量可能为( )
A.Q1= q,,Q3= q B.Q1= -q,,Q3= -4q
C.Q1= -q,,Q3= -q D.Q1= q,,Q3= 4q
【答案】D
【详解】AB.选项AB的电荷均为正和均为负,则根据电场强度的叠加法则可知,P点的场强不可能为零,AB错误;
C.设P、Q1间的距离为r,则Q1、Q3在P点产生的合场强大小有,解得
而Q2产生的场强大小为 ,则P点的场强不可能为零,C错误;
D.设P、Q1间的距离为r,则Q1、Q3在P点产生的合场强大小有,解得
而Q2产生的场强大小为,则P点的场强可能为零,D正确。
故选D。
5.(2023全国乙卷) 如图,等边三角形位于竖直平面内,AB边水平,顶点C在AB边上方,3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下,BC边中点N处的电场强度方向竖直向上,A点处点电荷的电荷量的绝对值为q,求
(1)B点处点电荷的电荷量的绝对值并判断3个点电荷的正负;
(2)C点