小题精练08 静电场问题——2024年高考物理题型突破限时精练（辽宁专用）

小题精练08 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、近三年辽宁省考察情况：2021年第6题，2023年第9题 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•辽宁二模）如图1所示，x轴上固定两个点电荷A和B，电荷A固定在原点，电荷B固定在x＝2L处，通过电势传感器测出x轴上各点电势φ随坐标x的变化规律并描绘出φ﹣x图像（图2）。已知φ﹣x图线与x轴的交点横坐标为x1和x2，x＝3L处的切线与x轴平行。已知点电荷的电势公式，其中k为静电力常量，Q为场源点电荷的电荷量，r为某点距场源点电荷的距离，取无穷远处电势为零。以下说法正确的是（　　） A．电荷A带负电，电荷B带正电 B．两点电荷的电荷量之比为QA：QB＝1：9 C．横坐标x2和x1的差 D．在x轴上x＞2L的任意位置无初速度释放一正电荷，该正电荷一定能到达无穷远处 难度：★★★ 建议时间：30分钟 正确率： /15 1. （2023•辽宁模拟）用绝缘细线a、b将两个带电小球1和2连接并悬挂，已知小球2的重力为G，如图所示，两小球处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为30°，两小球连线与水平方向夹角为30°，细线b水平，则（　　） A．小球1带电量一定小于小球2的带电量 B．细线a拉力大小为 C．细线b拉力大小为 D．小球1与2的质量比为1：2 2. （2023•沈河区校级模拟）如图所示，在边长为a的等边三角形的三个顶点A、B、C上，分别固定三个电荷量相等的点电荷Q，其中A、B处的点电荷均带正电，C处的点电荷带负电，O为三角形中心，已知k为静电力常量，则关于O点的电场强度大小，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 3. （2023•金州区校级三模）如图所示，空间存在水平方向的匀强电场，某同学用绝缘细线将质量为m、带电量为q的金属球A悬于O点，稳定后，细线与竖直方向的夹角θ＝60°。现用n个与A完全相同的不带电金属球同时与A球接触后移开，A球再次稳定后，细线与竖直方向的夹角变为α＝30°，则n的值为（　　） A．1 B．2 C．3 D．4 4. （2023•鞍山二模）如图所示，在直角三角形所在的平面内有匀强电场，其中A点电势为0V，B点电势为3V，C点电势为6V。已知∠ACB＝30°，AB边长为m，D为AC的中点。则（　　） A．匀强电场场强大小为2N/C B．匀强电场场强大小为N/C C．匀强电场场强方向为垂直BC向上 D．匀强电场场强方向为垂直AB向左 5. （2023•和平区校级模拟）