小题精练05 静电场问题——2024年高考物理题型突破限时精练（湖南专用）

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年湖南卷第9题，2022年湖南卷第2题，2023年湖南卷第5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•湖南）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，Q2q，Q3＝q B．Q1＝﹣q，Q2q，Q3＝﹣4q C．Q1＝﹣q，Q2q，Q3＝﹣q D．Q1＝q，Q2q，Q3＝4q 2. （2022•湖南）如图，四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边a、b、c、d上。移去a处的绝缘棒，假定另外三根绝缘棒电荷分布不变。关于长方体几何中心O点处电场强度方向和电势的变化，下列说法正确的是（　　） A．电场强度方向垂直指向a，电势减小 B．电场强度方向垂直指向c，电势减小 C．电场强度方向垂直指向a，电势增大 D．电场强度方向垂直指向c，电势增大 3. （多选）（2021•湖南）如图，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，ab和cd为该圆直径。将电荷量为q（q＞0）的粒子从a点移动到b点，电场力做功为2W （W＞0）；若将该粒子从c点移动到d点，电场力做功为W。下列说法正确的是（　　） A．该匀强电场的场强方向与ab平行 B．将该粒子从d点移动到b点，电场力做功为0.5W C．a点电势低于c点电势 D．若只受电场力，从d点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动 【例题】（2023•岳阳一模）半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距C点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，则q为（　　） A．正电荷， B．正电荷， C．负电荷， D．负电荷， 难度：★★★ 建议时间：30分钟 正确率： /15 1. （2023•湖南模拟）如图所示，粗细均匀的圆形绝缘环位于空间直角坐标系中的xOy平面内，其几何中心与坐标原点O重合。处于每个象限的圆环都均匀带有相同电量的电荷，电性如图所示。点1、2、3、4、5、6分别位于z、x、y轴上，它们与原点间距相同，以下说法正确的是（　　） A．点1、点2处的场强大小相等，方向相反 B．一质子沿x轴