小题精练07 静电场问题——2024年高考物理题型突破限时精练（广东专用）

小题精练07 静电场问题 考点内容 考情分析 考点一 电势与电势能大小的判断 1、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。 2、2023年广东省高考第9题考察了 电势差与电场强度的关系；电势能与电场力做功的关系；电势。 考点二 电场中的图像问题 考点三 电场强度判断 考点四 带电粒子在电场中运动 考点五 电容器的动态分析 公式、知识点回顾（时间：5分钟） 1.电场强度的叠加 如果场源是多个点电荷，则电场中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，遵从平行四边形定则。 如果场源是一个带电的面、线、体，则可根据微积分求矢量和，转换思维角度，灵活运用补偿法、微元法、对称法、等效法、极限法等巧妙方法，可以化难为易。 2.力电综合问题 3．做直线运动的条件 (1)粒子所受合力F合＝0，粒子静止或做匀速直线运动。 (2)粒子所受合力F合≠0，且合力与初速度方向在同一条直线上，带电粒子将做变速直线运动。 4．解题思路 (1)用动力学观点分析 Eq＋F其他＝ma，E＝(匀强电场)，v2－v＝2ad(匀变速直线运动)。 (2)用功能观点分析 ①匀强电场中：W电＝Eqd＝qU，W电＋W其他＝mv2－mv。 ②非匀强电场中：W电＝qU，W电＋W其他＝Ek2－Ek1。 5．电粒子在电场中的偏转问题 (1)条件分析：带电粒子的初速度方向跟电场方向垂直。 (2)运动性质：类平抛运动。 (3)处理方法：利用运动的合成与分解。 ①沿初速度方向：做匀速直线运动，运动时间t＝。 ②沿电场方向：做初速度为零的匀加速直线运动。 ③运动过程，如图所示： ④基本关系式： 加速度：a＝＝＝。 在电场中的运动时间：t＝。 速度 v＝，tanθ＝＝。 位移（y通常称为偏转量） 偏转角θ的正切值：tan θ＝＝＝. （4）两个推论 ①不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度和偏移量y总是相同的。 证明：由qU0＝mv及tanθ＝，得tanθ＝。由qU0＝mv及y＝，得y＝。 ②粒子经电场偏转射出后，合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O为粒子水平位移的中点，即O到极板边缘的水平距离为。 【例题】（2023•天河区校级三模）如图所示，两个相同的半圆形金属板相互靠近、水平放置，板间可视为真空。两金属板分别与电源两极相连。上极板可绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动。开始时，两极板边缘完全对齐，闭合开关S后，两板间的一个带电微粒恰好静止；然后让上极板转过5°（微粒仍在两板间）忽略电场边缘效应，则（　　） A．断开开关S后，微粒将竖直下落 B．转动前后，电容器的电容之比为36：35 C．转动过程中，有从a→b的电流流过电阻R D．断开开关S后，上极板再转动5°，微粒仍然静止 难度：★★★ 建议时间：30分钟 正确率： /15 1. （2023•普宁市校级二模）真空中某电场的电场线如图中实线所示，M、O、N为同一根电场线上的不同位置的点，两个带电粒子a、b均从P点以相同速度射入该电场区域，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（　　） A．a粒子带正电，b粒子带负电 B．电场力对a、b粒子均做正功 C．a粒子的电势能减小，b粒子的电势能增加 D．若在O点由静止释放a粒子，仅在电场力的作用下，a粒子将沿电场线运动到M点 2. （2022•南山区校级模拟）如图所示，是闪电击中广州塔的画面，广州塔的尖顶是一避雷针，雷雨天气时，底端带负电的云层经过避雷针上方时，避雷针尖端放电形成瞬间强电流，乌云所带的负电荷经避雷针导入大地，在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．云层靠近避雷针时，针尖感应出负电荷 B．越靠近避雷针尖端，电势越低 C．云层上负电荷流向避雷针的过程中，可能在做匀变速曲线运动 D．云层上负电荷流向避雷针的过程中，其电势能减小 3. （2022•潮州二模）某电场区域的电场线分布如图，在电场中有A、B、C、D四个点，下面说法正确的是（　　） A．EA＞EB B．EC＞ED C．φA＜φB D．φC＜φD 4. （2023•广东模拟）如图甲所示为某款负氧离子发生器的原理示意图，环状电极连接高压电源正极，针状电极连接高压电源负极，在针状电极和环状电极之间形成如图乙所示的对称电场，P、Q为电场中的两个点，已知发生器内空气中的氧气向环状电极高速运动，其中大部分带负电荷氧气被带正电荷的环形电极中和吸收，少量带负电荷氧气冲过环形电极进入环外空间，形成带负电荷的负氧离子，下列