小题精练05 静电场问题——2024年高考物理题型突破限时精练（湖北专用）

小题精练05 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、2021年湖北卷第8题，2022年湖北卷第4题，2023年湖北卷第3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。 1. （2023•湖北）在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点，其电势分别为φM、φN，电场强度大小分别为EM、EN。下列说法正确的是（　　） A．若φM＞φN，则M点到电荷Q的距离比N点的远 B．若EM＜EN，则M点到电荷Q的距离比N点的近 C．若把带负电的试探电荷从M点移到N点，电场力做正功，则φM＜φN D．若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则EM＞EN 2. （2022•湖北）密立根油滴实验装置如图所示，两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间产生匀强电场。用一个喷雾器把密度相同的许多油滴从上板中间的小孔喷入电场，油滴从喷口喷出时由于摩擦而带电。金属板间电势差为U时，电荷量为q、半径为r的球状油滴在板间保持静止。若仅将金属板间电势差调整为2U，则在板间能保持静止的球状油滴所带电荷量和半径可以为（　　） A．q，r B．2q，r C．2q，2r D．4q，2r 3. （多选）（2021•湖北）关于电场，下列说法正确的是（　　） A．电场是物质存在的一种形式 B．电场力一定对正电荷做正功 C．电场线是实际存在的线，反映电场强度的大小和方向 D．静电场的电场线总是与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面 【例题】（2022•武汉模拟）如图所示，一带正电的粒子以一定的初速度进入某点电荷Q产生的电场中，沿图中弯曲的虚线轨迹先后经过电场中的a、b两点，其中a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成30°角；b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成60°角，粒子只受电场力的作用。下列说法中正确的是（　　） A．点电荷Q带正电 B．a点的电势低于b点电势 C．从a到b，系统的电势能减小 D．粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 难度：★★★ 建议时间：30分钟 正确率： /14 1. （2023•武昌区校级模拟）两个点电荷Q1、Q2固定于x轴上，将一带负电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近Q2（位于坐标原点O），在移动过程中，试探电荷的电势能随位置的变化关系如图所示。则下列判断正确的是（　　） A．M点场强为零，N点电势为零 B．M点电势为零，N点场强为零 C．Q1带正电，Q2带负电，且Q2电荷量较大 D．Q1带负电，Q2带正电，且Q2电荷量较小 2. （2023•洪山区校级模拟）