专题04 静电场（考点串讲）-2024-2025学年高一物理下学期期末考点大串讲（鲁科版）

GREEN BUSINESS 专题04 静电场 物理 高一下期末大串讲·鲁科版 01 知识导图·思维引航 知识导图·思维引航 知识导图·思维引航 02 核心精讲·题型突破 精准划分题型以把握命题规律，深入掌握考试动态与趋势 5 考点一  库仑定律及平衡问题 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点一 库仑定律 1．内容：____中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的____________成正比，与它们的距离的______成反比。作用力的方向在它们的连线上。 2．表达式：F＝k ，式中k＝____________ N·m2/C2，叫作静电力常量。 3．适用条件：(1)____中；(2)______。 真空 电荷量的乘积 二次方 9.0×109 真空 点电荷 6 考点一  库仑定律及平衡问题 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点二 平衡问题 1.三个自由点电荷的平衡问题： ①平衡条件：每个点电荷受另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷平衡的位置是另外两个点电荷的合场强为零的位置。 ②平衡规律： 7 考点一  库仑定律及平衡问题 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点二 平衡问题 2.利用三角形相似法处理带电小球的平衡问题： 8 考点一  库仑定律及平衡问题 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点二 平衡问题 2.利用三角形相似法处理带电小球的平衡问题： 9 考点一  库仑定律及平衡问题 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点二 平衡问题 2.利用三角形相似法处理带电小球的平衡问题： 10 1．（23-24高一下·山东烟台·期末）如图所示，一光滑绝缘圆形轨道固定在水平面上，在直径AB的两个端点上分别固定电荷量为、的正点电荷，有一个带正电小球恰好静止于轨道内侧P点（小球可视为点电荷，不计重力）。已知A、P两点的连线与直径AB之间的夹角，则的比值为（　　） A． B． C．6 D． 考点一  库仑定律及平衡问题 核心精讲·题型突破 真题研析 静态平衡问题 考法01 B 11 2．（22-23高一下·江苏南京·期末）如图所示，OA为竖直绝缘墙面，A点固定电荷量为的小球，电荷量为的小球B通过轻绳与O点相连，小球B处于静止状态。已知，将小球A视为场源电荷，小球B视为试探电荷，若小球B的电荷量逐渐减小，则在B靠近A的过程中（　　） A．小球B受到的静电力大小逐渐减小 B．小球B所处位置的电场强度逐渐减小 C．小球B所受绳子OB的拉力逐渐减小 D．小球B所处位置的电势逐渐减小 考点一  库仑定律及平衡问题 核心精讲·题型突破 真题研析 动态平衡问题 考法02 A 12 3．（23-24高一下·江苏徐州·期末）如图所示，为带正电的金属板，其所带电荷量为，在金属板的垂直平分线上，距板处放一质量为、电荷量为的小球，小球用绝缘细线悬挂于点，小球受水平向右的静电力偏转角保持静止，静电力常量为，重力加速度为，则小球所在处的场强大小为（　　） A． B． C． D． 考点一  库仑定律及平衡问题 核心精讲·题型突破 命题预测 D 13 4．（23-24高一下·全国·期末）如图所示，水平天花板下方固定一光滑小定滑轮O，在定滑轮的正下方C处固定一带正电的点电荷，不带电的小球A与带正电的小球B通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止，。若B球所带的电荷量缓慢减少（未减为零），在B球到达O点正下方前，下列说法正确的是（  ） A．A球的质量大于B球的质量 B．此过程中A球保持静止状态 C．此过程中点电荷对B球的库仑力逐渐增大 D．此过程中滑轮受到轻绳的作用力逐渐减小 考点一  库仑定律及平衡问题 核心精讲·题型突破 命题预测 B 14 考点二  电场强度及电场线 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点一 电场强度 1．定义：放入电场中某点的电荷受到的静电力F与它的电荷量q的____。 2．定义式：E＝ 。单位为N/C或V/m。 3．点电荷的电场强度：真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度，E＝ 。 比值 15 考点二  电场强度及电场线 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点二 电场线 1.两种等量点电荷的电场强度及电场线的比较 16 考点二  电场强度及电场线 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点二 电场线 2.电场线的应用 17 考点二  电场强度及电场线 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点三 “电场线+运动轨迹”组合模型 模型特点: 当带电粒子在电场中的运动轨迹是一条与电场线不重合的曲线时,这种现象简称为“拐弯现象”,其实质为“运动与力”的关系。运用牛顿运动定律的知识分析: (1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在某一位置的切线)与“力线”(在同一位置电场线的切线方向且指向轨迹的凹侧),从二者的夹角情况来分析带电粒子做曲线运动的情况。 (2)“三不知时要假设”——电荷的正负、电场的方向、电荷运动的方向,是题目中相互制约的三个方面。若已知其中一个,可分析判定各待求量;若三个都不知(三不知),则要用“假设法”进行分析。 18 5．（23-24高一下·贵州遵义·期末）如图所示，真空中半径为r的圆周上有A、B、C三点，AB为直径，O为圆心，。在A、B两点分别固定电荷量为和的点电荷，已知静电力常量为k，则（　　） A．O点的电场强度大小为0 B．O点的电场强度大小为 C．C点的电场强度大小为 D．C点的电场强度大小为 考点二  电场强度及电场线 核心精讲·题型突破 真题研析 电场强度的叠加 考法01 C 19 6．（23-24高一下·黑龙江绥化·期末）如图所示为真空中两点电荷A、B形成的电场中的部分电场线，已知该电场线关于图中虚线对称，O点为A、B两点电荷连线的中点，a、b为A、B两点电荷连线的中垂线上关于O点对称的两点，则下列说法正确的是（　　） A．A、B可能为等量异号点电荷 B．a、b两点处无电场线，故其电场强度为零 C．将一电子沿虚线从a点移动到b点，电场力先做负功，后做正功 D．同一试探电荷在a、b两点处所受的电场力大小相等，方向相反 考点二  电场强度及电场线 核心精讲·题型突破 真题研析 常见电场线 考法02 D 20 7．（23-24高一下·江苏南京·期末）如图中实线是一簇未标明方向的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受静电力的作用，根据此图判断正确的是（　　） A．带电粒子一定带负电荷 B．带电粒子在a、b两点的受力方向相同 C．带电粒子在b点的加速度比在a点的大 D．带电粒子在a点具有的动能一定大于在b点具有的动能 考点二  电场强度及电场线 核心精讲·题型突破 真题研析 电场线与运动轨迹结合问题 考法03 D 21 8．（23-24高一下·贵州贵阳·期末）如图所示，A、B为两等量异号电荷，A带正电，B带负电。b为A、B连线的中点，a、c两点关于A、B连线的中垂线对称，则以下说法正确的是（　　） A．a点和c点的电场强度相同 B．a、b、c三点中b点电势最低 C．一正点电荷从b点沿A、B连线中垂线向上移动时，电场力做正功 D．负点电荷从a点移动到c点，电势能增大 考点二  电场强度及电场线 核心精讲·题型突破 命题预测 D 22 9．（23-24高一下·陕西西安·期末）如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b间、b和c间、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q（）的固定点电荷。已知b点处的电场强度为零，则d点处的电场强度大小为（静电力常量为k）（　　） A． B． C． D． 考点二  电场强度及电场线 核心精讲·题型突破 命题预测 D 23 考点三  电势、电势能和电势差 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点一 电势能 1.定义：电荷在电场中也具有势能，我们称这种形式的能为电势能，用符号Ep表示。 2.静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于_______的减少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。 电势能 (3)电势能的相对性：电势能是______的，通常把电荷离场源电荷_________处的电势能规定为零，或把电荷在大地______上的电势能规定为零。 相对 无限远 表面 24 考点三  电势、电势能和电势差 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点二 电势 电势能 电荷量 3.标矢性：电势是______，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比_________高(低)。 4.相对性：电势具有_________，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。 标量 零电势 相对性 25 考点三  电势、电势能和电势差 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点三 电势差 1.定义：在电场中，两点之间电势的______叫作电势差。 2.表达式：UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA。 差值 qUAB 任意 无关 无关 26 考点三  电势、电势能和电势差 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点三 电势差 电场线 电场 电势 匀强电场 27 10．（23-24高一下·山东济宁·期末）如图所示，真空中正三角形三个顶点分别固定三个电荷量大小相同的点电荷，其中A带正电，B、C带负电，P、O、Q为BC边的四等分点。下列说法正确的是（　　） A．P、Q两点电场强度相同 B．P、Q两点电势相同 C．一正电荷沿直线从P点移动到O点的过程中静电力做正功 D．一正电荷在P点的电势能大于在O点的电势能 考点三  电势、电势能和电势差 核心精讲·题型突破 真题研析 电势能和电势的变化 考法01 B 28 11．（23-24高一下·河北唐山·期末）如图所示，边长为5cm的等边三角形ABC。三角形处在匀强电场中，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，三角形各顶点的电势分别为，下列说法正确的是（　　） A．匀强电场的场强大小为120V/m，方向由A指向C B．匀强电场的场强大小为120V/m，方向由C指向A C．匀强电场的场强大小为240V/m，方向由A指向C D．匀强电场的场强大小为240V/m，方向由C指向A 考点三  电势、电势能和电势差 核心精讲·题型突破 真题研析 电势差的计算 考法02 D 29 12．（23-24高一下·上海浦东新·期末）一带负电的粒子在匀强电场中运动，从a点运动到c点的轨迹如图所示。已该粒子运动到b点时速度方向与它所受电场力方向恰好互相垂直。不计粒子的重力，则从a点运动到c点的过程中，下列说法正确的是（　　） A．a点电势大于b点电势 B．电场方向竖直向下 C．粒子的电势能先减小后增加 D．粒子所受的电场力先做正功后做负功 考点三  电势、电势能和电势差 核心精讲·题型突破 命题预测 A 30 13．（23-24高二下·四川眉山·期末）如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，场强方向平行于正方形ABCD所在平面。已知A、B、C三点的电势分别为，，，则（    ） A．D点的电势，场强方向平行于AB方向 B．D点的电势，场强方向平行于AC方向 C．D点的电势，场强方向平行于BC方向 D．把一个电子从C移到B，电场力做功为4eV 考点三  电势、电势能和电势差 核心精讲·题型突破 命题预测 B 31 考点四  电场中的三类图像 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点一 φ-x图像 1.电场强度的大小等于φ-x图线的斜率的绝对值,电场强度为零处,φ-x图线存在极值,其切线的斜率为零。 2.在φ-x图像中可以直接判断各点电势的大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向。 3.在φ-x图像中分析电荷移动时电势能的变化,可用WAB=qUAB,进而分析WAB的正负,然后作出判断。 32 考点四  电场中的三类图像 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点二 Ep-x图像 1.根据电势能的变化可以判断电场力做功的正负,电势能减少,电场力做正功:电势能增加,电场力做负功。 2.根据ΔEp=-W=-Fx,图像Ep-x斜率的绝对值表示电场力的大小。 33 考点四  电场中的三类图像 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点三 E-x图像 1.E-x图像反映了电场强度随位移变化的规律,E>0表示电场强度沿x轴正方向;E<0表示电场强度沿x轴负方向。 2.在给定了电场的E-x图像后,可以由图线确定电场强度的变化情况,电势的变化情况,E-x图线与x轴所围图形“面积”表示电势差,两点的电势高低根据电场方向判定。在与粒子运动相结合的题目中,可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况。 3.在这类题目中,还可以由E-x图像画出对应的电场,利用这种已知电场的电场线分布、等势面分布或场源电荷来处理相关问题。 34 14．（24-25高二上·湖北·期末）真空中有一半径为的带电金属球壳，若取无穷远处为零电势，通过其球心的一直线上各点的电势分布规律可用图中曲线表示，表示该直线上某点到球心的距离，分别是该直线上A、B两点离球心的距离，下列说法中正确的是（　　） A．该球壳带负电 B．点的电场强度小于A点的电场强度 C．若，则 D．将电子从A点移到点，电场力对电子做正功 考点四  电场中的三类图像 核心精讲·题型突破 真题研析 φ-x图像 考法01 B 35 15．（24-25高二上·新疆·期中）如图甲所示，在某电场中建立x轴，一个带正电的试探电荷在x轴上各处的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示，A、B两点间的距离和B、C两点间的距离相等。下列说法正确的是（　　） A．A点的电势低于B点的电势 B．A点的电场强度小于B点的电场强度 C．试探电荷在A点和C点的电势能之和为在B点电势能的2倍 D．A、B两点的电势差大于B、C两点的电势差 考点四  电场中的三类图像 核心精讲·题型突破 真题研析 Ep-x图像 考法02 D 36 16．（21-22高二上·广东深圳·期末）沿电场中某条直线电场线方向建立x轴，该电场线上各点的电场强度E随x的变化规律如图所示。将一个带正电的粒子从O点由静止释放，粒子仅在电场力的作用下，由坐标原点O运动到位置过程中，下列说法不正确的是（　　） A．粒子先加速后减速运动 B．粒子的电势能一直减小 C．坐标原点O和位置的电势差 D．粒子动能的增加量等于电势能的减小量 考点四  电场中的三类图像 核心精讲·题型突破 真题研析 E-x图像 考法03 A 37 17．（24-25高二上·四川德阳·期末）在轴上有两个点电荷、，其静电场的电势在轴上分布如图所示。下列说法正确的有（　　） A．和带异种电荷 B．处的电场强度为零 C．正电荷从移到，电势能减小 D．正电荷从移到，受到的电场力增大 考点四  电场中的三类图像 核心精讲·题型突破 命题预测 A 38 18．（22-23高二上·重庆沙坪坝·期末）如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，A、B为x轴上的两点，、分别为A、B两点在x轴上的坐标值。一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的电势能随其坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A．该电场一定是孤立点电荷形成的电场 B．A点的电场强度等于B点的电场强度 C．电子在A点的动能小于在B点的动能 D．电子由A点运动到B点的过程中电场力对其所做的功 考点四  电场中的三类图像 核心精讲·题型突破 命题预测 B 39 19．（20-21高二上·河南焦作·期末）如图1为某电场中的一条电场线。以O点为原点，向右为正方向建立x轴，发现电场线上从O点到A点场强E变化如图2所示，x1为A点坐标值，把电荷量为q的点电荷从O点移到A点（E0、E1为已知量），则下列说法正确的是（　　） A．该电场为匀强电场 B．点电荷从O点到A点，电势能一定增加 C．O、A间电势差为 D．在O、A间移动该电荷，使其沿电场线方向移动时，电场力所做的功最小 考点四  电场中的三类图像 核心精讲·题型突破 命题预测 C 40 考点五  电容器的动态分析 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点一 平行板电容器动态的分析思路 41 考点五  电容器的动态分析 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点二 两类动态分析的比较 42 20．（24-25高二上·陕西渭南·期末）在“研究平行板电容器电容的决定因素”的实验中，平行板电容器与静电计如图连接。给电容器充电后，静电计的指针偏转了角度θ（θ反映两极板间的电势差的大小）。保持其他因素不变，下列操作与实验现象或分析准确对应的是（　　） A．增大两极板间距d，电容器的电容会变大 B．增大两极板间距d，静电计指针偏转角度变大 C．减小两极板的正对面积S，电容器的电容会变大 D．减小两极板的正对面积S，静电计指针偏转角度变小 考点五  电容器的动态分析 核心精讲·题型突破 真题研析 平行板电容器两类动态 考法 B 43 21．（24-25高二上·广东汕尾·期末）在科学研究中，常利用传感器精确测量物体的运动状态。如图所示为测定物体位移的电容式传感器，电容器两极板间除了一块可作为电介质的物块外其余空间为真空，当物体发生中水平移动时，电容器的电容发生改变从而测得物体运动的位移，将电容器充满电后，下列说法正确的是（　　） A．保持闭合，当物块向右移动时，两极板间的电场强度增大 B．保持闭合，当物块向左移动时，电容器的带电荷量减少 C．断开，当物块向右移动时，两极板间的电场强度增大 D．断开，当物块向左移动时，两极板间的电势差减小 考点五  电容器的动态分析 核心精讲·题型突破 命题预测 B 44 考点六  带电粒子在电场中的抛体运动 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点一 带电粒子在电场中的偏转规律 45 考点六  带电粒子在电场中的抛体运动 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点二 两个结论 46 考点六  带电粒子在电场中的抛体运动 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点二 两个结论 47 22．（23-24高三上·山西临汾·期末）如图所示，电容器甲竖直放置，两极板有正对的小孔，电容器乙水平放置。两个电容器的极板长度均为L，极板间距离以及内部电场强度大小都相等。一个质量为m、电荷量绝对值为q的带电粒子以初速度从电容器甲左侧极板上的小孔进入，经电容器甲加速后以的速度进入电容器乙的正中央，刚好从极板边缘离开电容器乙，不计带电粒子的重力，则两电容器内部电场强度大小为（    ） A． B． C． D． 考点六  带电粒子在电场中的抛体运动 核心精讲·题型突破 真题研析 带电粒子在电场中的类平抛运动 考法01 A 48 23．（22-23高二上·安徽合肥·期末）图甲为两水平金属板，在两板间加上周期为T的交变电压，电压随时间t变化的图线如图乙所示质量为m、重力不计的带电粒子以初速度沿中线射入两板间，经时间T从两板间飞出。下列关于粒子运动描述错误的是（　　）  A．时入射的粒子离开电场时偏离中线的距离最大 B．时入射的粒子离开电场时偏离中线的距离最大 C．无论哪个时刻入射的粒子离开电场时的速度方向都水平 D．无论哪个时刻入射的粒子离开电场时的速度大小都相等 考点六  带电粒子在电场中的抛体运动 核心精讲·题型突破 真题研析 带电粒子在交变电场中的运动 考法02 B 49 24．（22-23高一下·重庆沙坪坝·期末）四个带电粒子的电荷量和质量分别是（+q，m）、（+q，2m）、（+3q，3m）和（-q，m），它们由静止开始经过大小相同的电压加速后从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与y轴平行，不计重力和粒子间的作用力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中，可能正确的是（　　） 考点六  带电粒子在电场中的抛体运动 核心精讲·题型突破 命题预测 A 50 25．（21-22高一下·辽宁营口·期末）如图甲所示，两平行金属板 a、b 间距为 d，在两板右侧装有荧光屏 MN（绝缘），O为其中点。在两板 a、b 上加上如图乙所示的电压，电压最大值为 U0。现有一束带正电的离子束（比荷为 k），从两板左侧沿中线方向以初速度 v0，连续不断地射入两板间的电场中，设所有离子均能打到荧光屏 MN 上，已知金属板长 L=2v0t0，则在荧光屏上出现亮线的长度为（　　）  A． B． C． D． 考点六  带电粒子在电场中的抛体运动 核心精讲·题型突破 命题预测 B 51 考点七  带电粒子在力电等效场中的圆周运动 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点一 方法应用 52 考点七  带电粒子在力电等效场中的圆周运动 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点二 等效最高点和最低点 53 26．（23-24高一下·江苏南京·期末）如图所示，一根不可伸长的绝缘细线一端固定于O点，另一端系一带正电小球，置于水平向右的匀强电场中。已知绳长L，小球质量为m，电荷量为q，现把小球从A点由静止释放，刚好能到达水平最高点B处，重力加速度为g，则下列说法不正确的是（　　） A．小球所受的电场力大小为 B．从A到B过程中，小球的机械能增加了 C．从A到B过程中，小球的动能最大为 D．从A到B过程中，绳子的最大拉力为 考点七  带电粒子在力电等效场中的圆周运动 核心精讲·题型突破 真题研析 带电粒子在力电等效场中的圆周运动 考法 D 54 27． （23-24高一下·江苏徐州·期末）如图所示，半径为R 的竖直光滑圆轨道内侧底部静止放着一个可视为质点的带正电的光滑小球，小球质量为m，所带电荷量为+q。轨道的上半圆部分处于水平向右，场强大小的匀强电场中。现给小球一个水平向右的初速度，小球恰好能在竖直轨道内完成圆周运动，已知sin37°=，sin53°=，重力加速度为g，则大小为（　　） A． B． C． D． 考点七  带电粒子在力电等效场中的圆周运动 核心精讲·题型突破 命题预测 A 55 GREEN BUSINESS 汇报：xxx 谢谢 聆听 (2)粒子经电场偏转后射出，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′到偏转电场边缘的距离为。 $$