（课标通用）2020新高考物理二轮复习 选择题逐题突破 第六道 选择题涉及的命题点 6.1 电场及带

第6道选择题涉及的命题点6－1电场及带电粒子在电场中的运动6－2磁场及其对电流的作用6－3带电粒子在匀强磁场中的运动6－4带电粒子在组合场、叠加场中的运动6－1电场及带电粒子在电场中的运动备考精要1．描述电场的物理量间的关系2．对称法求解电场强度3．电势高低的三种判断方法根据电场线方向判断沿电场线方向电势降落最快根据场源电荷的正负判断取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低根据电场力做功判断根据UAB＝WABq，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB的高低4.电荷电势能大小判断的“四法”做功判断法电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大电荷电势法正电荷在电势越高的地方电势能越大，负电荷在电势越低的地方电势能越大公式法由Ep＝qφ，将q、φ的大小、正负号一起代入公式，Ep数值(包括正负号)越大，表示电势能越大能量守恒法在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，两种能量之和不变，所以电荷动能增加时，其电势能减小；反之，其电势能增大5．电容器的有关问题(1)两类动态问题公式①C＝εrS4πkd②C＝QU③E＝Ud情形始终连接电源充电后断开电源不变量UQd变大C变小，Q变小，E变小C变小，U变大，E不变εr变大C变大，Q变大，E不变C变大，U变小，E变小S变大C变大，Q变大，E不变C变大，U变小，E变小(2)熟记二级结论①在直流电路中，电容器相当于断路，其两端电压等于与之并联的支路两端电压。②电容器所带的电荷量恒定不变时，极板间的电场强度与极板间距离无关。6.带电粒子在匀强电场中运动问题(1)直线运动：用动能定理和运动学公式综合分析。(2)偏转运动：利用类平抛运动或等效场的思想分析。三级练·四翼展一练固双基——基础性考法1．[多选]如图所示，匀强电场中的A、B、C、D点构成一位于纸面内的平行四边形，电场强度的方向与纸面平行。已知A、B两点的电势分别为φA＝12V、φB＝6V，则C、D两点的电势可能分别为()A．9V、15VB．9V、18VC．0、6VD．6V、0答案：AC解析：已知ABCD为平行四边形，则AB与CD平行且等长，因为匀强电场的电场强度的方向与纸面平行，所以UAB＝UDC＝6V，分析各选项中数据可知，A、C正确，B、D错误。2．[多选](2019·全国卷Ⅱ)静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则()A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合C．粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能D．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行答案：AC解析：如图所示，在两正电荷形成的电场中，一带正电的粒子在两电荷的连线上运动时，粒子有可能经过先加速再减速的过程，A正确；粒子运动轨迹与电场线重合需具备初速度为0、电场线为直线、只受电场力三个条件，B错误；带电粒子仅受电场力在电场中运动时，其动能与电势能的总量不变，EkM＝0，而EkN≥0，故EpM≥EpN，C正确；粒子运动轨迹的切线方向为速度方向，由于粒子运动轨迹不一定是直线，故在N点所受电场力的方向与轨迹在该点的切线方向不一定平行，D错误。3.(2018·全国卷Ⅰ)如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab＝5cm，bc＝3cm，ca＝4cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则()A．a、b的电荷同号，k＝169B．a、b的电荷异号，k＝169C．a、b的电荷同号，k＝6427D．a、b的电荷异号，k＝6427解析由于小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线，根据受力分析知，a、b的电荷异号。根据库仑定律，a对c的库仑力为Fa＝k0qaqcac2①b对c的库仑力为Fb＝k0qbqcbc2②答案：D设合力向左，如图所示，根据相似三角形，得Faac＝Fbbc③联立①②③式得k＝qaqb＝ac3bc3＝6427。4．[多选](2019·全国卷Ⅲ)如图，电荷量分别为q和－q(q0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点。则()A．a点和b点的电势相等B．a点和b点的电场强度大小相等C．a点和b点的电场强度方向相同D．将负电荷从a点移到b点，电势能增加答案：BC解析：b点距q近，a点距－q近，则b点的电势高于a点的电势，故A错误。如图所示，a、b两点的电场强度可视为E3与E4、E1与E2的合场强。其中E1∥E3，E2∥E4，且知E1＝E3，E2＝E4，故合场强Ea与Eb大小相等、方向相同，B、C正确。由于φaφb，负电荷从低电势移至高电势过程中，电场力做正功，电势能减少，故D错误。5.如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点。由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。现将C板向右平移到P′点，则由O点静止释放的电子()A．运动到P点返回B．运动到P和P′点之间返回C．运动到P′点返回D．穿过P′点答案：A解析：电子在A、B板间的电场中加速运动，在B、C板间的电场中减速运动，设A、B板间的电压为U，B、C板间的电场强度为E，M、P两点间的距离为d，则有eU－eEd＝0，若将C板向右平移到P′点，B、C两板所带电荷量不变，由E＝Ud＝QC0d＝4πkQεS可知，C板向右平移到P′时，B、C两板间的电场强度不变，由此可以判断，电子在A、B板间加速运动后，在B、C板间减速运动，到达P点时速度为零，然后返回，A项正确，B、C、D项错误。二练会迁移——综合性考法1．[多选](2018·全国卷Ⅲ)如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平；两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放a、b，它们由静止开始运动。在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面。a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是()A．a的质量比b的大B．在t时刻，a的动能比b的大C．在t时刻，a和b的电势能相等D．在t时刻，a和b的动量大小相等解析：经时间t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，则xa＞xb，根据x＝12at2＝12qEmt2知，ma＜mb，故A错误；电场力做功Wa＞Wb，由动能定理知，a的动能比b的动能大，故B正确；a、b处在同一等势面上，根据Ep＝qφ，a、b的电势能绝对值相等，符号相反，故C错误；根据动量定理知a、b的动量大小相等，故D正确。答案：BD2．(2019·江苏高考)一匀强电场的方向竖直向上。t＝0时刻，一带电粒子以一定初速度水平射入该电场，电场力对粒子做功的功率为P，不计粒子重力，则P­t关系图像是()答案：A解析：设粒子带正电，运动轨迹如图所示，水平方向，粒子不受力，vx＝v0。沿电场方向：受电场力F电＝qE，则加速度a＝F电m＝qEm，经时间t，粒子沿电场方向的速度vy＝at＝qEtm，电场力做功的功率P＝F电vy＝qE·qEtm＝qE2tm＝kt∝t，选项A正确。3．(2019·江西八校联考)如图所示，一均匀带正电的无限长绝缘细杆水平放置，细杆正上方有A、B、C三点，三点均与细杆在同一竖直平面内，且三点到细杆的距离满足rA＝rBrC，则()A．A、B、C三点电势φA＝φBφCB．将一负电荷从A点移到C点，电荷电势能一定增加C．三点中，只有A、B两点电场强度方向相同D．在A点，若电子(不计重力)以一垂直于纸面向外的速度飞出，电子一定做匀速圆周运动答案：B解析：细杆外各点电场强度方向都垂直无限长绝缘细杆向外，由rA＝rBrC可知A、B所在直线为等势线，且φA＝φBφC，A、B、C三点电场强度方向相同，故A、C错误；将一负电荷从A点移到C点，电场力做负功，电势能增加，故B正确；在A点，若电子(不计重力)以一垂直于纸面向外的速度飞出，若速度大小满足eEA＝mv2rA，则电子做匀速圆周运动，若不满足，电子做离心运动或向心运动，故D错误。4.如图所示，图中虚线为某静电场中的等差等势线，实线为某带电粒子在该静电场中运动的轨迹，a、b、c为粒子的运动轨迹与等势线的交点，粒子只受电场力作用，下列说法正确的是()A．粒子在a点的加速度比在b点的加速度小B．粒子在a点的动能比在b点的动能大C．粒子在a点和在c点时速度相同D．粒子在b点的电势能比在c点时的电势能小解析：等势线的疏密程度表示电场强度的大小，故a点的电场强度大于b点的电场强度，根据a＝qEm，可知粒子在a点的加速度比在b点的加速度大，故A错误；由题图可知若粒子从a到b，电场力做正功，电势能减小，动能增大，若粒子从b到a，电场力做负功，电势能增大，动能减小，故粒子在a点的动能比在b点的动能小，故B错误；由题图可知a、c两点在同一等势线上，故粒子在a、c两点具有相同的电势能，根据能量守恒可知，粒子在a、c两点具有相同的动能，故粒子在这答案：D两点的速度大小相等，但方向不同，故C错误；因粒子在a、c两点具有相同的动能和电势能，而粒子在a点的动能比在b点的动能小，电势能比在b点时的大，故粒子在b点的电势能比在c点时的电势能小，故D正确。5．[多选]一位同学用底面半径为r的圆桶形塑料瓶制作了一种电容式传感器，用来测定瓶内溶液深度的变化，如图所示。瓶的外壁涂有一层导电涂层和瓶内导电溶液构成电容器的两极，它们通过探针和导线与电源、电流计、开关相连，中间的一层塑料为绝缘介质，其厚度为d，相对介电常数为εr。若发现在某段时间t内有大小为I的电流从下向上流过电流计，设电源电压恒定为U，则下列说法中正确的是()A．瓶内液面升高了B．瓶内液面降低了C．电容器在这段时间内放电D．瓶内液面高度在t时间内变化了2kdItUεrr答案：BCD解析：据C＝εrS4πkd，当d、εr不变时，C∝S，而正对面积S正比于液面高度h。电流计中有从下向上流过的电流，说明电容器在放电，电容器带电荷量Q＝CU在减小，在电压U恒定时，说明电容C在减小，则h也在减小，瓶内的液面降低了，故A错误，B、C项正确；t时间内放电，释放的电荷量ΔQ＝UΔC＝It，ΔC＝εrΔS4πkd＝εr·2πrΔh4πkd，解得Δh＝2kdItUεrr，故D项正确。三练提素养——创新性、应用性考法1．[多选](2017·全国卷Ⅰ)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标(ra，φa)标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是()A．Ea∶Eb＝4∶1B．Ec∶Ed＝2∶1C．Wab∶Wbc＝3∶1D．Wbc∶Wcd＝1∶3答案：AC解析：设点电荷的电荷量为Q，根据点电荷电场强度公式E＝kQr2，ra∶rb＝1∶2，rc∶rd＝3∶6，可知，Ea∶Eb＝4∶1，Ec∶Ed＝4∶1，选项A正确，B错误；将一带正电的试探电荷由a点移动到b点做的功Wab＝q(φa－φb)＝3q(J)，试探电荷由b点移动到c点做的功Wbc＝q(φb－φc)＝q(J)，试探电荷由c点移动到d点做功Wcd＝q(φc－φd)＝q(J)，由此可知，Wab∶Wbc＝3∶1，Wbc∶Wcd＝1∶1，选项C正确，D错误。2．[多选](2018·全国卷Ⅰ)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。下列说法正确的是()A．平面c上的电势为零B．该电子可能到达不了平面fC．该电子经过平面d时，其电势能为4eVD．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍解析：因