2023届高考物理一轮复习 教案:静电场中的能量

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2023届高考物理一轮复习 教案:静电场中的能量

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学科 物理 教师 性别 男 讲次 第3讲
姓名 年级 高三 性别 教学课题 (一轮)典型题型
教学 目标 1、、 2、粒子轨迹与电场线/等势线的关系
重点 难点
课前检查 作业完成情况:优□良□中□差□建议__________________________________________
教案
典型题型一
一、
1、比较场强高低
(1)定性:电场线疏密程度 (疏------场强小 密------场强大)
(2)定量:矢量叠加(平行四边形法则)
2、比较电势高低
(1)利用电场线或等势面
沿着电场线方向电势降低,电势高---低
(2)利用场源电荷
正电荷电场中距场源电荷越远,电势越低,负电荷反之
(3)利用电势叠加(代数相加)
多个场源电荷产生的电场中,任一点电势等于每个场源电荷产生电势之和
(4)利用电势能
+q :
-q :
3、比较电势能大小
(1)
+q :
令;
-q :
(2)做功判断法
(3)能量守恒
只有电场力做功,电荷的动能与电势能之和保持不变
4、电场力做功正负
(1) (恒力做功)
若不是恒力 不是匀强电场,则看力的方向与运动方向的夹角
(2)根据做功与电势能关系
电势能
电势能
(3)功能关系(动能定理)
1.(2022·北京·一模)(单选)在如图所示平面内,两个带等量正电的点电荷分别固定在A、B两点,O为连线的中点,为的垂直平分线,C、D两点在上且。下列说法正确的是(  )
A.O点的场强比C点的场强大 B.C点的场强与D点的场强相同
C.O点的电势比D点的电势高 D.电子在C点的电势能比在D点的电势能大
2.(2015·海南·高考真题)(多选)如图,两电荷量分别为Q(Q>0)和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧,a点位于x轴上O点与点电荷Q之间,b位于y轴O点上方.取无穷远处的电势为零,下列说法正确的是
A.b点的电势为零,电场强度也为零
B.正的试探电荷在a点的电势能大于零,所受电场力方向向右
C.将正的试探电荷从O点移到a点,必须克服电场力做功
D.将同一正的试探电荷先后从O、b点移到a点,后者电势能的变化较大
3.(2022·江苏·模拟预测)(单选)如图所示,匀强电场E方向水平向右,在其区域内O点处放置一点电荷。a、b、c、d、e、f为以O点为球心的球面上的点,aecf平面与水平面平行,bedf平面与匀强电场E的电场线垂直,则下列说法中正确的是( )
A.b、d两点的电场强度相同
B.a点的电势等于c点的电势
C.点电荷在e点和f点的电势能相等
D.点电荷在球面上任意两点之间沿球面移动时,电场力一定做功
4.(2022·宁夏六盘山高级中学一模)(单选)在空中、两点分别放有异种点电荷和,以连线中点为中心作一圆形路径,、、三点恰好将四等分.、为的中垂线与圆的交点,如图所示,则下列说法中正确的是(  )
A.在的连线上,点的电场强度最小
B.、、、四点电场强度的大小关系是,
C.、、、四点电势的关系是,
D.将带正电的试探电荷由b沿直线移动到d的过程中,其电势能不变
5.(2022·四川宜宾·二模)(单选)内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐。如图,把岩盐晶体结构中相邻的四个离子放在圆弧的四个等分点,O点为圆心,A、B为两段圆弧的中点,且A、O、B在一条直线上,取无穷远处电势为零,下列说法正确的是(  )
A.在A、O、B三点中,O点的电势最大
B.在A、O、B三点中,O点的电场强度最小
C.同一点电荷在A、B两点所受到的电场力相同
D.将一负点电荷从A点沿AOB直线移动到B点电势能增加
6.(2021·广东广州·二模)(多选)如图,匀强电场区域内,由、、、、、、、作为顶点构成一正方体空间,电场方向与面垂直。若在点固定一正点电荷Q,则(  )
A.、两点的电场强度大小相等,电势相等
B.、两点的电场强度大小相等,电势相等
C.、两点的电场强度大小相等,电势相等
D.、两点的电场强度大小相等,电势相等
7.(2022·广东肇庆·二模)(多选)如图所示,正方形四个顶点a、b、c、d分别固定一个点电荷,a、d处电荷带电量为+Q,b、c处电荷带电量为,e、f分别为ad、bc的中点。自e点由静止释放一个带正电的点电荷,点电荷仅在库仑力的作用下运动,下列说法正确的是(  )
A.O点的电场强度为0
B.点电荷在e点的电势能比在f点的电势能大
C.点电荷沿直线ef从e点到f点的过程中,先做加速运动再做减速运动
D.库仑力对点电荷在e、O两点间做的功等于在O、f两点间做的功
8.(2011·上海·高考真题)(单选)电场线分布如图昕示,电场中a,b两点的电场强度大小分别为已知和,电势分别为和,则
A., B.,
C., D.,
9.(2021·浙江·高考真题)(单选)某书中有如图所示的图,用来表示横截面是“<”形导体右侧的电场线和等势面,其中a、b是同一条实线上的两点,c是另一条实线上的一点,d是导体尖角右侧表面附近的一点。下列说法正确的是(  )
A.实线表示电场线
B.离d点最近的导体表面电荷密度最大
C.“<”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同
D.电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零
10.(2020·海南·高考真题)(多选)空间存在如图所示的静电场,a、b、c、d为电场中的四个点,则(  )
A.a点的场强比b点的大
B.d点的电势比c点的低
C.质子在d点的电势能比在c点的小
D.将电子从a点移动到b点,电场力做正功
11.(2021·广东肇庆·二模)(多选)将一带正电的点电荷Q固定在水平放置且带负电的正方形金属薄板中心的正上方,点电荷Q与薄板间的电场线竖直切面如图所示。其中b、d两点在同一竖直且垂直于薄板的电场线上,a、b、c三点在同一条平行于薄板的直线上,a、c关于b点对称。关于各点的电场强度及电势的判断,正确的是(  )
A.c点电势比b点电势低 B.a点电势与b点电势相等
C.a点电场强度与c点电场强度相同 D.b点电场强度大于d点电场强度
12.(2015·广东·高考真题)(多选)如图所示的水平匀强电场中,将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置,释放后,M、N保持静止,不计重力,则(   )
A.M的带电荷量比N的大
B.M带负电荷,N带正电荷
C.静止时M受到的合力比N的大
D.移动过程中匀强电场对M做负功
13.(2011·广东·高考真题)(多选)图为静电除尘器除尘机理的示意图.尘埃在电场中通过某种机制带电,在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的.下列表述正确的是
A.到达集尘极的尘埃带正电荷
B.电场方向由集尘极指向放电极
C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同
D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大
典型例题二(电场线/等势面+粒子轨迹)
切向方向:速度的方向
运动轨迹
轨迹凹侧:粒子受力方向
疏密程度:电场力的大小
电场线
切向方向: 受力方向 (正负电荷) F与V的夹角
一、多选题
1.(2013·广东佛山·一模)如图所示为点电荷a、b所形成的电场线分布,现有一粒子(不计重力)由A进入电场,A、B是轨迹上的两点,以下说法正确的是( )
A.该粒子带正电
B.a、b为异种电荷
C.该粒子在A点加速度较B点大
D.该粒子在A点电势能较B点大
2.(2022·广东湛江·一模)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、b带电粒子的电势能均减小
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
3.(2021·江西·模拟预测)真空中静止点电荷Q1、Q2所产生的电场线分布如图所示,图中A、B两点关于点电荷Q2水平对称。某带电粒子(仅受电场力作用)在电场中的运动轨迹如图中虚线所示,C、D是轨迹上的两个点。以下说法正确的是(  )
A.A、B两点的场强大小相等
B.A点的电势大于B点电势
C.该粒子带正电,在C点的加速度小于D点的加速度
D.该粒子带负电,在C点的加速度大于D点的加速度
4.(2008·广东·高考真题)图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过M点,再经过N点,可以判定( )
A.M点的电势大于N点的电势
B.M点的电势小于N点的电势
C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
D.粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力
5.(2017·天津·高考真题)如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为、,电势能分别为、.下列说法正确的是( )
A.电子一定从A向B运动
B.若>,则Q靠近M端且为正电荷
C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有<
D.B点电势可能高于A点电势
6.(2015·广东江门·一模)如图所示,虚线是某电场的等势线及其电势的值,一带电粒子只在电场力作用下沿实线从A点飞到C点,下列说法正确的是( )
A.粒子一定带正电
B.粒子从A到B电场力所做的功等于从B到C电场力所做的功
C.A点的电场强度大小等于C点的电场强度
D.粒子在A点的电势能大于在C点的电势能
7.(2022·吉林·榆树市第一高级中学校三模)如图所示,虚线a、b、c代表电场中三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc。实线为一带正电的质点(不计重力)仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,M、N是这条轨迹上的两点,下列判断正确的是(  )
A.三个等势面中,a的电势最低
B.带电质点在M点具有的电势能比在N点具有的电势能大
C.带电质点通过M点时的动能比通过N点时大
D.带电质点通过M点时的加速度比通过N点时大
8.(2022·河北·模拟预测)如图所示,虚线为电场中一簇等间距的等差等势面,实线为一带电粒子通过该区域时的运动轨迹,是这条轨迹上的两点,不计重力。下列说法正确的是(  )
A.若粒子带正电,则点电势比点电势高
B.若粒子带负电,则点电势比点电势高
C.若粒子带负电,则在点时动能大
D.不论粒子带正电或负电,都是在点时动能大
9.(2012·山东·高考真题)图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷,一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c三点是实线与虚线的交点,则该粒子(  )
A.带负电
B.在c点受力最大
C.在b点的电势能大于在c点的电势能
D.由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化
10.(2022·新疆·一模)如图,一带负电的点电荷固定于O点,两虚线圆均以O为圆心,两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹,a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。不计重力。取无穷远处电势为零。下列说法正确的是(  )
A.a、c两点场强相同
B.M在b点的动能小于它在a点的动能
C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能
D.M在a点的电势能一定小于N在c点的电势能
11.(2021·天津·高考真题)两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示,相邻等势面间的电势差相等。虚线是一个电子在该电场中的运动轨迹,轨迹与某等势面相切于P点。下列说法正确的是(  )
A.两点电荷可能是异种点电荷 B.A点的电场强度比B点的大
C.A点的电势高于B点的电势 D.电子运动到P点时动能最小
12.(2021·湖南永州·模拟预测)如图所示,一带正电的粒子q以一定的初速度进入某点电荷Q产生的电场中,粒子只受电场力的作用,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。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,q、Q系统的电势能减小
D.粒子q在a点的加速度小于在b点的加速度
13.(2021·甘肃兰州·一模)如图所示,图甲是某电场中的一条方向未知的电场线,从电场中的P点由静止先后释放a、b两个比荷相同的带电粒子,仅在电场力作用下,a粒子沿电场线向左运动,b粒子沿电场线向右运动,从释放时刻计时,两粒子的速率随时间变化的图像如图乙中实线所示,虚线为直线,则(  )
A.a一定带正电,b一定带负电
B.a、b两粒子的电势能都减小
C.电场强度P点左侧的比右侧大
D.电势P点左侧比P点右侧高
14.(2021·辽宁·模拟预测)如图所示,图中实线为真空中点电荷Q产生的电场线,虚线为一个质子在电场中可能的运动轨迹。已知质子在a点的电势能为10eV,在b点的电势能为5eV,若质子在运动过程中只受电场力作用,则下列判断正确的是(  )
A.场源电荷Q带正电
B.质子的运动轨迹可能是图中虚线①
C.质子在a点的动能小于在b点的动能
D.质子在a点的加速度小于在b点的加速度
15.(2021·全国·模拟预测)如图所示,实线表示某静电场中的电场线,过M点的电场线是水平直线,虚线表示该电场中的一条竖直等势线,M、N、P是电场线上的点,Q是等势线上的点。一带负电的点电荷在M点由静止释放,仅在电场力作用下水平向右运动,则(  )
A.点电荷一定向右做匀加速运动
B.负点电荷在N点释放时的加速度比在P点释放时的加速度大
C.将一正点电荷从P点移到N点,电场力做正功
D.将一负点电荷从Q点沿等势线竖直向上射出,点电荷将沿等势线做直线运动

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