（江苏专用）高三物理一轮复习 必考部分 第6章 静电场章末高效整合-人教高三物理试题

1、第6章 静电场物理模型|三点电荷平衡模型1三点电荷平衡模型的规律(1)“三点共线”三个点电荷分布在同一直线上(2)“两同夹异”正负电荷相互间隔(3)“两大夹小”中间电荷的电荷量最小(4)“近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷2解决三点电荷平衡问题应注意的两点(1)此类题目易误认为只要三个点电荷达到平衡就是“三点电荷平衡模型”，而没有分析是否满足模型成立的条件如果三个点电荷已达到平衡，但若其中某个点电荷受到了外力作用，仍不是“三点电荷平衡模型”(2)原则上对于三个点电荷中的任意两个进行受力分析，列平衡方程，即可使问题得到求解，但选取的两个点电荷不同，往往求解难度不同，要根据不同的题目进行选取如图7112所示三个点电荷q1、q2、q3在一条直线上，q2和q3的距离为q1和q2距离的两倍，每个点电荷所受静电力的合力为零，由此可以判定，三个点电荷的电荷量之比q1q2q3为()图7112A(9)4(36)B9436C(3)2(6) D326【规范解答】由三点电荷平衡模型的特点“两同夹异”可知，q1和q3为同种电荷，它们与q2互为异种电荷，设q1和q2距离为r，则q2和q3的距离为2r，对于q1

2、有，则有，对q3有，所以，考虑到各电荷的电性，故A正确【答案】A突破训练1在一条直线上有两个相距为0.4 m的点电荷A、B，A在B的左边，A带电Q，B带电9Q，现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置可能是()A正B的右边 B正B的左边C负A的左边 D负A的右边CA、B、C三个电荷构成三点电荷平衡模型，根据“两同夹异”和“两大夹小”的原则知，只有C项正确物理方法|带电粒子在交变电场中运动的分析方法1注重全面分析：抓住粒子的运动具有周期性和空间上具有对称性的特征，求解粒子运动过程中的速度、位移等，并确定与物理过程相关的边界条件2两条分析思路：一是力和运动的关系，根据牛顿第二定律及运动学规律分析；二是功能关系3三种常见题型：(1)粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解)；(2)二是粒子做往返运动(一般分段研究)；(3)粒子做偏转运动(一般根据交变电场的特点分段研究)如图61甲所示，长为L、间距为d的两金属板A、B水平放置，ab为两板的中心线，一个带电粒子以速度v0从a点水平射入，沿直线从b点射出，若将两金属板接到如图638乙所示的交变电

3、压上，欲使该粒子仍能从b点以速度v0射出，求：甲乙图61(1)交变电压的周期T应满足什么条件？(2)粒子从a点射入金属板的时刻应满足什么条件？【思路导引】【规范解答】(1)为使粒子仍从b点以速度v0穿出电场，在垂直于初速度方向上，粒子的运动应为：加速，减速，反向加速，反向减速，经历四个过程后，回到中心线上时，在垂直于金属板的方向上速度正好等于零，这段时间等于一个周期，故有LnTv0，解得T粒子在T内离开中心线的距离为ya2又a，E，解得y在运动过程中离开中心线的最大距离为ym2y粒子不撞击金属板，应有ymd解得T2d故n，即n取大于等于的整数所以粒子的周期应满足的条件为T，其中n取大于等于的整数(2)粒子进入电场的时间应为T，T，T，故粒子进入电场的时间为tT(n1,2,3)【答案】(1)T，其中n取大于等于的整数(2)tT(n1,2,3)突破训练2(2017南通模拟)制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为d的两平行极板，如图62甲所示加在极板A、B间的电压UAB做周期性变化，其正向电压为U0，反向电压为kU0(k1)，电压变化的周期为2，如图乙所示在t0时，极板B附近的一个电

4、子，质量为m、电荷量为e，受电场作用由静止开始运动若整个运动过程中，电子未碰到极板A，且不考虑重力作用若k，电子在02时间内不能到达极板A，求d应满足的条件图62【解析】电子在0时间内做匀加速运动加速度的大小a1位移x1a12在2时间内先做匀减速运动，后反向做匀加速运动加速度的大小a2初速度的大小v1a1匀减速运动阶段的位移x2由题知dx1x2，解得d.【答案】d高考热点1|描述电场性质物理量的综合问题电场强度、电势、电势差、电势能的比较电场强度电势电势差电势能定义式E(Ep为电荷的电势能)UABAB决定因素电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关电势由电场本身决定，与试探电荷无关，其大小与参考点的选取有关，有相对性由电场本身的两点间差异决定，与试探电荷无关，与参考点的选取无关由电荷量和该点电势二者共同决定，与参考点的选取有关联系匀强电场中UABEd(d为A、B间沿电场强度方向上的距离)；电势沿着电场强度方向降低最快：UABAB；UAB；WABEpEpAEpB如图63所示，甲、乙两图中分别有等量同种电荷A1、B1和等量异种的电荷A2、B2.在甲图中电荷A1、B1的电场中，a1、O1、b1

5、在点电荷A1、B1的连线上，c1、O1、d1在A1、B1连线的中垂线上，且O1a1O1b1O1c1O1d1；在乙图中电荷A2、B2的电场中同样也存在这些点，它们分别用a2、O2、b2和c2、O2、d2表示，且O2a2O2b2O2c2O2d2.则()甲乙图63Aa1、b1两点的场强相同，电势相同Bc1、d1两点的场强相同，电势相同Ca2、b2两点的场强相同，电势相同Dc2、d2两点的场强相同，电势相同【规范解答】a1、b1两点的场强方向不同，一个向右，一个向左，选项A错误；c1、d1两点的场强方向不同，一个向上，一个向下，选项B错误；a2、b2两点的电势不同，a2点的电势高于b2点的电势，选项C错误；c2、d2两点的场强、电势都相同，选项D正确【答案】D突破训练3如图64所示，在空间直角坐标系Oxyz中，A、B、C、D四个点的坐标分别为(L,0,0)、(0，L,0)、(0,0，L)、(2L,0,0)在坐标原点O处固定电荷量为Q的点电荷，下列说法正确的是() 【导学号：96622117】图64A电势差UOAUADBA、B、C三点的电场强度相同C电子在B点的电势能大于在D点的电势能D将一电子

6、由D点分别移动到A、C两点，电场力做功相同D点电荷产生的场强离点电荷越远，场强越小，由UEd可得UOAUAD，A错误；A、B、C三点的场强大小相等，方向不同，B错误；离点电荷越远电势越低，由EPq得电子在B点的电势能小于在D点的电势能，C错误；A、C两点的电势相同，电子在A、C两点的电势能相等，因此将电子由D点分别移到A、C两点电势能变化相同，因此电场力做功相同，D正确高考热点2|带电粒子(物体)在电场中运动的综合问题1分析方法(1)力和运动的关系牛顿第二定律：根据带电粒子受到静电力，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等这种方法通常适用于受恒力作用下做匀变速运动的情况(2)功和能的关系动能定理：根据静电力对带电粒子所做的功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理研究全过程中能量的转化，研究带电粒子的速度变化、经历的位移等这种方法同样也适用于非均匀的电场(3)正交分解法或化曲为直法处理这种运动的基本思想与处理平抛运动是类似的，可以将此复杂的运动分解为两个互相正交的比较简单的直线运动，而这两个直线运动的规律是我们已经掌握的，然后再按运动合成的观点去求出复杂运

7、动的有关物理量2解题流程(多选)在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图65所示，小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8 J，在M点的动能为6 J，不计空气的阻力，则下列判断正确的是()图65A小球水平位移x1与x2的比值为13B小球水平位移x1与x2的比值为14C小球落到B点时的动能为32 JD小球从A点运动到B点的过程中最小动能为6 J【规范解答】小球在水平方向做初速度为零的匀加速运动，小球在竖直方向上升和下落的时间相同，由匀变速直线运动位移与时间的关系可知水平位移x1x213，选项A正确，选项B错误；设小球在M点时的水平分速度为vx，则小球在B点时的水平分速度为2vx，根据题意有mv8 J，mv6 J，因而在B点时小球的动能为EkBm232 J，选项C正确；由题意知，小球受到的合外力为重力与电场力的合力，为恒力，小球在A点时，F合与速度之间的夹角为钝角，小球在M点时，速度与F合之间的夹角为锐角，即F合对小球先做负功再做正功，由动能定理知，小球从A到M过程中，动能先减小后增大，小球从M到B的过程中，合外

8、力一直做正功，动能一直增大，故小球从A运动到B的过程中最小动能一定小于6 J，选项D错误【答案】AC突破训练4如图66所示，水平放置的平行板电容器，其正对的两极板A、B长均为L，在距A、B两板右边缘L处有一竖直放置的足够大荧光屏，平行板电容器的水平中轴线OO垂直荧光屏交于O点，电容器的内部可视为匀强电场，场强为E，其外部电场不计现有一质量为m、电荷量为q的带电小球从O点沿OO射入电场，最后恰好打在荧光屏上的O点，小球运动中没有碰撞A板或者B板，已知重力加速度为g.则下列说法正确的是() 【导学号：96622118】图66A小球一定带负电B小球一定垂直打在荧光屏的O点上C电场力qE2mgD电场力qEmgD在竖直方向，带电小球在电场内做竖直向上的匀加速直线运动，出电场后先做竖直上抛运动，再做自由落体运动，最终落到O点在水平方向小球一直做匀速直线运动可知小球在电场内受到向上的电场力作用，由于不知道电场方向，因而不知道小球的电性，A错误；小球落到O时有竖直向下的速度，不会垂直打在荧光屏上，B错误；小球在电场中竖直方向的位移s1与小球在电场外的竖直方向的位移s2等大、反向且运动时间相等，s1a1t2、va1t、s2vta2t2(a1t)ta2t2，结合s1s2可得3a1a2，即3(qEmg)mg，整理可得qEmg，C错误，D正确

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