高中物理功的教案

高三物理《電場(chǎng)能的性質(zhì)》考后題型解析。

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高三物理《電場(chǎng)能的性質(zhì)》考后題型解析

第2節(jié)電場(chǎng)能的性質(zhì)
考點(diǎn)一|電勢(shì)能和電勢(shì)電勢(shì)差

1．靜電力做功
(1)特點(diǎn)：靜電力做功與路徑無關(guān)，只與初、末位置有關(guān)．
(2)計(jì)算方法
①W＝qEd，只適用于勻強(qiáng)電揚(yáng)，其中d為沿電場(chǎng)方向的距離．
②WAB＝qUAB，適用于任何電場(chǎng)．
2．電勢(shì)能
(1)定義：電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于把它從這點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置時(shí)靜電力做的功．
(2)電勢(shì)能的相對(duì)性：電勢(shì)能是相對(duì)的，通常把電荷離場(chǎng)源電荷無窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面的電勢(shì)能規(guī)定為零．
3．電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能(加試要求)
電場(chǎng)力做功是電勢(shì)能變化的量度，用公式表示為WAB＝EpA－EpB，即電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減少，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加．
4．電勢(shì)
(1)定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值．
(2)定義式：φ＝.
(3)矢標(biāo)性：電勢(shì)是標(biāo)量，有正負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點(diǎn)電勢(shì)比零電勢(shì)高(低)．
(4)相對(duì)性：電勢(shì)具有相對(duì)性，同一點(diǎn)的電勢(shì)因選取零電勢(shì)點(diǎn)的不同而不同．
(5)電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量，決定于電場(chǎng)本身，與試探電荷無關(guān)．
5．電勢(shì)差
(1)電勢(shì)差：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值叫做電勢(shì)差，也叫電壓．
(2)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無關(guān)(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)．
(3)公式：電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)為φA，B點(diǎn)的電勢(shì)為φB，則UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，可見UAB＝－UBA.
(4)電勢(shì)差是標(biāo)量，UAB是正值，A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)高；UAB為負(fù)值，A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)低．
(5)電荷q從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做功WAB與AB間電勢(shì)差UAB的關(guān)系為WAB＝qUAB.

(20xx·浙江4月學(xué)考)如圖621所示，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1＝＋9.0×10－8C和Q2＝－1.0×10－8C，分別固定在x坐標(biāo)軸上，其中Q1位于x＝0處，Q2位于x＝6cm處．在x軸上()

圖621
A．場(chǎng)強(qiáng)為0的點(diǎn)有兩處
B．在x6cm區(qū)域，電勢(shì)沿x軸正方向降低
C．質(zhì)子從x＝1cm運(yùn)動(dòng)到x＝5cm處，電勢(shì)能升高
D．在09cm的區(qū)域，場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向
D[因?yàn)镼10，Q20，且Q1|Q2|，所以x0區(qū)域不會(huì)出現(xiàn)合場(chǎng)強(qiáng)為0的點(diǎn)；06cm區(qū)域有一位置合場(chǎng)強(qiáng)為零，由k＝－k得x＝9cm，則6cm9cm區(qū)域合場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向，故A錯(cuò)，D對(duì)．沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低，B錯(cuò)．質(zhì)子帶正電，在電勢(shì)高處電勢(shì)能大，C錯(cuò)．]
1．電勢(shì)高低的判斷
(1)依據(jù)電場(chǎng)線方向：沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低．
(2)依據(jù)電場(chǎng)力做功：根據(jù)UAB＝，將WAB、q的正負(fù)號(hào)代入，由UAB的正負(fù)判斷φA、φB的高低．
(3)依據(jù)場(chǎng)源電荷的正負(fù)：取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，正電荷周圍電勢(shì)為正值，負(fù)電荷周圍電勢(shì)為負(fù)值；靠近正電荷處電勢(shì)高，靠近負(fù)電荷處電勢(shì)低．
2．電勢(shì)能大小的判斷
(1)做功判斷法：電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減?。浑妶?chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加．
(2)電荷電勢(shì)法：正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大，負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大．
(3)公式法：由Ep＝qφp，將q、φp的大小、正負(fù)號(hào)一起代入公式，Ep的正值越大，電勢(shì)能越大；Ep的負(fù)值越小，電勢(shì)能越大．
(4)能量守恒法：在電場(chǎng)中，若只有電場(chǎng)力做功時(shí)，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能增加，電勢(shì)能減?。环粗?，動(dòng)能減小，電勢(shì)能增加．

1．關(guān)于靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)，下列說法正確的是()
A．沿電場(chǎng)強(qiáng)度的方向電勢(shì)降低
B．電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方，電勢(shì)也為零
C．隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的大小逐漸減小，電勢(shì)也逐漸降低
D．電場(chǎng)強(qiáng)度決定于電場(chǎng)本身，而電勢(shì)是由電場(chǎng)和試探電荷共同決定的
A[沿電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，電勢(shì)逐漸降低，選項(xiàng)A正確；場(chǎng)強(qiáng)為零的地方電勢(shì)不一定為零，例如等量同種正電荷連線的中點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零但是電勢(shì)大于零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；場(chǎng)強(qiáng)大小與電場(chǎng)線的疏密程度有關(guān)，而沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低，故隨電場(chǎng)強(qiáng)度的大小逐漸減小，電勢(shì)不一定降低，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都是描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量，決定于電場(chǎng)本身，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]
2．(20xx·永昌市調(diào)研)關(guān)于電勢(shì)差的說法中，正確的是()
A．兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電荷從其中一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)，靜電力所做的功
B．1C電荷從電場(chǎng)中一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)，如果靜電力做了1J的功，這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差就是1V
C．在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力做功的多少跟這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差無關(guān)
D．兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的大小跟放入這兩點(diǎn)的電荷的電荷量成反比
B[由公式UAB＝可知，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差在數(shù)值上等于移動(dòng)1C的電荷時(shí)靜電力所做的功，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；兩點(diǎn)間的電勢(shì)差由電場(chǎng)決定，即電勢(shì)差與試探電荷沒有關(guān)系，由此知道選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由WAB＝qUAB可知，靜電力做功的多少與q、UAB均有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．]
3．(20xx·東陽學(xué)考模擬)一個(gè)電荷只在靜電力作用下從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，靜電力做了5×10－6J的功，那么()
A．電荷在B點(diǎn)將具有5×10－6J的電勢(shì)能
B．電荷在B點(diǎn)將具有5×10－6J的動(dòng)能
C．電荷的電勢(shì)能減少了5×10－6J
D．電荷的電勢(shì)能增加了5×10－6J
C[電荷只在靜電力作用下從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，靜電力做正功，電勢(shì)能減少，靜電力做了多少正功，電荷的電勢(shì)能就減少多少．因電荷在A點(diǎn)的動(dòng)能和電勢(shì)能不知道，所以不能確定電荷在B點(diǎn)的動(dòng)能和電勢(shì)能．選項(xiàng)C正確．]
4.(加試要求)不帶電的空腔導(dǎo)體P置于電場(chǎng)中，其周圍電場(chǎng)線分布如圖622所示，a、c為電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，b為導(dǎo)體空腔內(nèi)的一點(diǎn)，則()

圖622
A．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度依次減小
B．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)依次降低
C．負(fù)試探電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的大
D．正試探電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)的過程中，克服電場(chǎng)力做功
B[電場(chǎng)中的空腔導(dǎo)體處于靜電平衡，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是一個(gè)等勢(shì)面，在空腔導(dǎo)體的外部，電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大，電場(chǎng)線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向，沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，由此可得EaEcEb，φaφbφc，A錯(cuò)，B對(duì)；電勢(shì)越高，負(fù)電荷的電勢(shì)能越小，正電荷的電勢(shì)能越大，正電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做正功，C、D均錯(cuò)．]
考點(diǎn)二|等勢(shì)面與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡問題

等勢(shì)面(加試要求)
(1)定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面．
(2)四個(gè)特點(diǎn)
①在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功．
②電場(chǎng)線一定與等勢(shì)面垂直，并且從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面．
③等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大，反之越?。?br> ④任意兩個(gè)等勢(shì)面都不相交．
1．幾種常見的典型電場(chǎng)的等勢(shì)面比較
電場(chǎng)等勢(shì)面(實(shí)線)圖樣重要描述勻強(qiáng)電場(chǎng)垂直于電場(chǎng)線的一簇平面點(diǎn)電荷
的電場(chǎng)以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面等量異種
點(diǎn)電荷的
電場(chǎng)連線的中垂線上的電勢(shì)為零等量同種
正點(diǎn)電荷
的電場(chǎng)連線上，中心電勢(shì)最低，而在中垂線上，中點(diǎn)電勢(shì)最高2.此類問題的解題方法
(1)運(yùn)動(dòng)粒子的曲線軌跡必定向電場(chǎng)力方向彎曲，即電場(chǎng)力方向指向曲線的內(nèi)側(cè)，且運(yùn)動(dòng)軌跡必定在v和F之間．先畫出入射點(diǎn)的軌跡切線，即畫出初速度的方向；再根據(jù)軌跡的彎曲方向，確定電場(chǎng)力方向．
(2)電場(chǎng)線和等勢(shì)面垂直，電場(chǎng)線從高電勢(shì)指向低電勢(shì)．
(3)先根據(jù)電場(chǎng)線的方向以及疏密情況，確定場(chǎng)強(qiáng)及電性情況，定性判斷電場(chǎng)力(或加速度)的大小和方向；再根據(jù)電場(chǎng)力方向與速度方向的關(guān)系來判斷速度的變化情況以及運(yùn)動(dòng)性質(zhì)．
(4)根據(jù)電場(chǎng)力方向與速度方向的關(guān)系來判斷電場(chǎng)力做功情況及判斷電勢(shì)能的變化情況，另外可以通過能量的轉(zhuǎn)化和守恒確定電勢(shì)能及動(dòng)能的變化情況．

1.如圖623所示，實(shí)線表示某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線表示該電場(chǎng)的等勢(shì)面．下列判斷正確的是()

圖623
A．1、2兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等
B．1、3兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等
C．1、2兩點(diǎn)的電勢(shì)相等
D．2、3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等
D[本題考查電場(chǎng)線與等勢(shì)面的特點(diǎn)，根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度判斷場(chǎng)強(qiáng)大小，電場(chǎng)線越密，場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng)，則E1E2，E1E3，所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；同一等勢(shì)面上的電勢(shì)是相等的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．]
2.(20xx·嵊州模擬)某帶電粒子僅在靜電力作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)線、等勢(shì)面(虛線)、粒子在A點(diǎn)的初速度及運(yùn)動(dòng)軌跡如圖624所示，可以判定()

圖624
A．粒子在A點(diǎn)的加速度大于它在B點(diǎn)的加速度
B．粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能小于它在B點(diǎn)的動(dòng)能
C．粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于它在B點(diǎn)的電勢(shì)能
D．電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)的電勢(shì)
B[由電場(chǎng)線的疏密可知場(chǎng)強(qiáng)EBEA，所以粒子的加速度aBaA.由定性畫出的等勢(shì)面并根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，可知電勢(shì)φAφB.由粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向可知靜電力做正功，所以動(dòng)能、電勢(shì)能的變化情況為EkBEkA，EpBφB，UAB＝100V
B．φAφB，UAB＝750V
C．φAφB，UBA＝500V
D．φAφB，UBA＝1000V
C[由于油滴靜止，則油滴所受電場(chǎng)力與重力等大、反向，即電場(chǎng)方向向上，故φAφB.由E＝、F＝G得E＝5×104V/m，又由于d＝10mm＝0.01m，所以UBA＝Ed＝500V，故選項(xiàng)C正確．]
考點(diǎn)三|電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系(只加試要求)
靜電現(xiàn)象的應(yīng)用(只加試要求)

一、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系
1．勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離的乘積，即UAB＝Ed.
公式U＝Ed只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中d為A、B兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離．
2．電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB跟電荷移動(dòng)的路徑無關(guān)，由電場(chǎng)強(qiáng)度E及A、B兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離d決定．
3．公式E＝說明電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向每單位距離上降低的電勢(shì)．
二、靜電現(xiàn)象的應(yīng)用
1．處于靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特征
(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零．
(2)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其外部表面附近任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面垂直．
(3)處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，它的表面是個(gè)等勢(shì)面．地球是一個(gè)等勢(shì)體．
2．靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體上的電荷分布有以下兩個(gè)特點(diǎn)
(1)導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的表面．
(2)在導(dǎo)體外表面，越尖銳的位置電荷的密度(單位面積的電荷量)越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷．
3．尖端放電
所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷符號(hào)相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，這相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷的現(xiàn)象．
4．靜電屏蔽
金屬殼或金屬網(wǎng)的空腔內(nèi)不受外界電場(chǎng)的影響，殼(網(wǎng))內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度保持為0，外電場(chǎng)對(duì)殼(網(wǎng))內(nèi)的儀器不會(huì)產(chǎn)生影響，金屬殼(網(wǎng))的這種作用叫做靜電屏蔽．
1．公式E＝的三點(diǎn)注意
(1)只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)；
(2)d為某兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向上的距離，或兩點(diǎn)所在等勢(shì)面之間的距離；
(3)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降低最快的方向．
2.由E＝可推出的兩個(gè)重要推論
推論1：如圖626甲所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中任一線段AB的中點(diǎn)C的電勢(shì)，等于兩端點(diǎn)電勢(shì)的等差中項(xiàng)，即φC＝.

圖626
推論2：如圖627所示，若勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩線段AB＝CD且AB∥CD
則φA－φB＝φC－φD.

圖627

1.(加試要求)如圖628所示，一導(dǎo)體AB在點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中發(fā)生靜電感應(yīng)，下列說法正確的是()

圖628
A．導(dǎo)體中M、N兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不相等
B．感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大于感應(yīng)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)
C．如果在AB間用一導(dǎo)線連接，則導(dǎo)線中將有電流產(chǎn)生
D．N點(diǎn)的電勢(shì)大于M點(diǎn)的電勢(shì)
B[處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，故A錯(cuò)誤；感應(yīng)電荷的場(chǎng)強(qiáng)與點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，而點(diǎn)電荷Q在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)，故感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大于感應(yīng)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)，B正確；處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，故C、D錯(cuò)誤．]
2．(加試要求)對(duì)公式E＝的理解，下列說法正確的是()
A．此公式適用于計(jì)算任何電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差
B．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)間距離越大，則這兩點(diǎn)的電勢(shì)差越大
C．勻強(qiáng)電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線的距離越大，則電場(chǎng)強(qiáng)度越小
D．公式中的d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中a、b所在的兩等勢(shì)面之間的距離
D[此公式只適合勻強(qiáng)電場(chǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差不僅取決于場(chǎng)強(qiáng)的大小，還取決于沿電場(chǎng)方向的距離d，a、b間距離大，d不一定大，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與a、b兩點(diǎn)間的距離無關(guān)，是恒定的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；公式中的d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中a、b所在的兩等勢(shì)面之間的距離，選項(xiàng)D正確．]
3.(加試要求)(20xx·寧波聯(lián)考)如圖629所示，帶有等量異號(hào)電荷的一對(duì)平行金屬板A、B間為一勻強(qiáng)電場(chǎng)，A、B相距6cm，C、D為電場(chǎng)中的兩點(diǎn)(其中C點(diǎn)在金屬板上)，且CD＝4cm，CD連線和場(chǎng)強(qiáng)方向成60°角．已知電子從D點(diǎn)移到C點(diǎn)靜電力做功為3.2×10－17J，則勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E及A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB為()

圖629
A．2×104N/C；450VB．1×104N/C；450V
C．2×105N/C；600VD．1×104N/C；600V
D[由題知，電子由D移到C靜電力做正功W＝qELCDcos60°，則E＝N/C＝1×104N/C.由于電子從D移到C靜電力做正功，因此，受到的靜電力方向向上，電子帶負(fù)電，則場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)锳→B.A、B間電勢(shì)差為UAB＝EdAB＝1×104×6×10－2V＝600V．故選項(xiàng)D正確．]
4.(加試要求)如圖6210所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝100V/m，A、B兩點(diǎn)相距LAB＝10cm，A、B連線與電場(chǎng)線的夾角為60°，則UBA為()

圖6210
A．－10VB．10V
C．－5VD．－3V
C[根據(jù)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系U＝Ed得UAB＝ELABcos60°＝100×0.1×cos60°V＝5V，且沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，φAφB，故UBA＝－5V，選項(xiàng)C正確．]
5．(加試要求)(多選)如圖所示，A、B、C是勻強(qiáng)電場(chǎng)中平行于電場(chǎng)線的某一平面上的三個(gè)點(diǎn)，各點(diǎn)的電勢(shì)分別為φA＝5V，φB＝2V，φC＝3V，H、F三等分AB，G為AC的中點(diǎn)，在下列各示意圖中，能正確表示該電場(chǎng)強(qiáng)度方向的是()

BC[勻強(qiáng)電場(chǎng)中將任一線段等分，則電勢(shì)差等分．把AB等分為三段，AB間電壓為3V，則每等分電壓為1V，H點(diǎn)電勢(shì)為4V，F(xiàn)點(diǎn)電勢(shì)為3V，將FC相連，則FC為等勢(shì)線，電場(chǎng)線垂直于FC，從高電勢(shì)指向低電勢(shì)，C正確；把AC相連，分為兩份，AC電壓為2V，則G點(diǎn)電勢(shì)為4V，GH為等勢(shì)線，電場(chǎng)線垂直于GH，從高電勢(shì)指向低電勢(shì)，B正確．]

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實(shí)驗(yàn)11練習(xí)使用多用電表

1．歐姆表原理(多用電表測(cè)電阻原理)
(1)構(gòu)造：如圖1所示，歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成．

圖1
歐姆表內(nèi)部：電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián)．
外部：接被測(cè)電阻Rx.
全電路電阻R總＝Rg＋R＋r＋Rx.
(2)工作原理：閉合電路歐姆定律I＝.
(3)刻度的標(biāo)定：紅、黑表筆短接(被測(cè)電阻Rx＝0)時(shí)，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R，使I＝Ig，電流表的指針達(dá)到滿偏，這一過程叫歐姆調(diào)零．
①當(dāng)I＝Ig時(shí)，Rx＝0，在滿偏電流Ig處標(biāo)為“0”．(圖甲)
②當(dāng)I＝0時(shí)，Rx→∞，在I＝0處標(biāo)為“∞”．(圖乙)
③當(dāng)I＝時(shí)，Rx＝Rg＋R＋r，此電阻值等于歐姆表的內(nèi)阻值，Rx叫中值電阻．
2．多用電表
(1)多用電表可以用來測(cè)量電流、電壓、電阻等，并且每一種測(cè)量都有幾個(gè)量程．
(2)外形如圖2所示：上半部為表盤，表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半部為選擇開關(guān)，它的四周刻有各種測(cè)量項(xiàng)目和量程．

圖2
(3)多用電表面板上還有：歐姆表的歐姆調(diào)零旋鈕(使電表指針指在右端零歐姆處)、指針定位螺絲(使電表指針指在左端的“0”位置)、表筆的正、負(fù)插孔(紅表筆插入“＋”插孔，黑表筆插入“－”插孔)．
3．二極管的單向?qū)щ娦?br> (1)晶體二極管是由半導(dǎo)體材料制成的，它有兩個(gè)極，即正極和負(fù)極，它的符號(hào)如圖3甲所示．

甲乙丙
圖3
(2)晶體二極管具有單向?qū)щ娦?符號(hào)上的箭頭表示允許電流通過的方向)．當(dāng)給二極管加正向電壓時(shí)，它的電阻很小，電路導(dǎo)通，如圖乙所示；當(dāng)給二極管加反向電壓時(shí)，它的電阻很大，電路截止，如圖丙所示．
(3)將多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋，紅、黑表筆接到二極管的兩極上，當(dāng)黑表筆接“正”極，紅表筆接“負(fù)”極時(shí)，電阻示數(shù)較小，反之電阻示數(shù)很大，由此可判斷出二極管的正、負(fù)極．

1．實(shí)驗(yàn)器材
多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、小)三個(gè)．
2．實(shí)驗(yàn)步驟
(1)觀察：觀察多用電表的外形，認(rèn)識(shí)選擇開關(guān)的測(cè)量項(xiàng)目及量程．
(2)機(jī)械調(diào)零：檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置．若不指零，則可用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零．
(3)將紅、黑表筆分別插入“＋”、“－”插孔．
(4)測(cè)量小燈泡的電壓和電流．
①按如圖4甲所示的電路圖連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋，測(cè)小燈泡兩端的電壓．

甲乙
圖4
②按如圖乙所示的電路圖連好電路，將選擇開關(guān)置于直流電流擋，測(cè)量通過小燈泡的電流．
(5)測(cè)量定值電阻
①根據(jù)被測(cè)電阻的估計(jì)阻值，選擇合適的擋位，把兩表筆短接，觀察指針是否指在歐姆表的“0”刻度，若不指在歐姆表的“0”刻度，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在歐姆表的“0”刻度處；
②將被測(cè)電阻接在兩表筆之間，待指針穩(wěn)定后讀數(shù)；
③讀出指針在刻度盤上所指的數(shù)值，用讀數(shù)乘以所選擋位的倍率，即得測(cè)量結(jié)果；
④測(cè)量完畢，將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋．

1．多用電表使用注意事項(xiàng)
(1)表內(nèi)電源正極接黑表筆，負(fù)極接紅表筆，但是紅表筆插入“＋”插孔，黑表筆插入“－”插孔，注意電流的實(shí)際方向應(yīng)為“紅入”，“黑出”．
(2)區(qū)分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”．機(jī)械零點(diǎn)是表盤刻度左側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是表盤下邊中間的指針定位螺絲；歐姆零點(diǎn)是指刻度盤右側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是歐姆調(diào)零旋鈕．
(3)由于歐姆擋表盤難以估讀，測(cè)量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字，讀數(shù)時(shí)注意乘以相應(yīng)擋位的倍率．
(4)使用多用電表時(shí)，手不能接觸表筆的金屬桿，特別是在測(cè)電阻時(shí)，更應(yīng)注意不要用手接觸表筆的金屬桿．
(5)測(cè)量電阻時(shí)，待測(cè)電阻要與其他元件和電源斷開，否則不但影響測(cè)量結(jié)果，甚至可能損壞電表．
(6)測(cè)電阻時(shí)，每換一擋必須重新歐姆調(diào)零．
(7)使用完畢，選擇開關(guān)要置于交流電壓最高擋或“OFF”擋．長(zhǎng)期不用，應(yīng)把表內(nèi)電池取出．
2多用電表對(duì)電路故障的檢測(cè)
(1)斷路故障的檢測(cè)方法
①將多用電表撥到直流電壓擋作為電壓表使用．
a．將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)不為零，說明電源良好，若電壓表示數(shù)為零，說明電源損壞．
b．在電源完好時(shí)，再將電壓表與外電路的各部分電路并聯(lián)．若電壓表示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)，則說明該部分電路中有斷點(diǎn)．
②將多用電表撥到直流電流擋作為電流表使用，將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表的示數(shù)為零，則說明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路．
③用歐姆擋檢測(cè)
將各元件與電源斷開，然后接到紅、黑表筆間，若有阻值(或有電流)說明元件完好，若電阻無窮大(或無電流)說明此元件斷路．
不能用歐姆表檢測(cè)電源的情況．
(2)短路故障的檢測(cè)方法
①將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，說明電源被短路；若電壓表示數(shù)不為零，則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路．
②用電流表檢測(cè)，若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不為零，故障應(yīng)是短路．

1．[多用電表的原理及使用]關(guān)于多用電表中的歐姆表，下列說法中正確的是()
A．歐姆表是由電壓表和電流表組合而工作的
B．歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律工作的
C．被測(cè)電阻越大，歐姆表的指針偏轉(zhuǎn)角度也越大
D．與電流表和電壓表一樣，歐姆表的電阻刻度是均勻的
B[歐姆表是根據(jù)閉合電路的歐姆定律測(cè)量電阻的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)Rx趨向于∞時(shí)，I＝0，則指針在最左端，同一擋測(cè)電阻時(shí)阻值越大偏角越小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；雖然任何歐姆表的測(cè)量范圍都是從0→∞，但越向左刻度越密，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]
2．[多用電表讀數(shù)及檢查電路故障]某實(shí)驗(yàn)小組在“練習(xí)使用多用電表”實(shí)驗(yàn)中：
(1)用多用電表測(cè)量某一電學(xué)元件，多用電表的選擇開關(guān)旋至如圖5甲所示．操作正確，表盤指針如圖乙所示，則該電學(xué)元件阻值為________Ω.

甲

乙
圖5
(2)該電學(xué)元件可能是()
A．一個(gè)阻值未知的電阻
B．“220V15W”的白熾燈
C．“220V100W”的白熾燈
【答案】(1)3000(2)A

高三物理《探究導(dǎo)體電阻與其影響因素》考后題型解析

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實(shí)驗(yàn)10探究導(dǎo)體電阻與其影響因素
(包括材料)的關(guān)系(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器)(只加試要求)

1．螺旋測(cè)微器的使用
(1)構(gòu)造：如圖1所示，B為固定刻度，E為可動(dòng)刻度．

圖1
(2)原理：測(cè)微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.5mm，而可動(dòng)刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.01mm，即螺旋測(cè)微器的精確度為0.01mm.讀數(shù)時(shí)估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測(cè)微器又叫千分尺．
(3)讀數(shù)：測(cè)量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)．
如圖2所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，半毫米刻度線未露出，而從可動(dòng)刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.

圖2
2游標(biāo)卡尺
(1)構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)、外測(cè)量爪)、游標(biāo)卡尺上還有一個(gè)深度尺．(如圖3所示)

圖3
(2)用途：測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑．
(3)原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成．
不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)的、20個(gè)的、50個(gè)的，其規(guī)格見下表：
刻度格數(shù)(分度)刻度總長(zhǎng)度每小格與1mm的差值精確度(可精確到)109mm0.1mm0.1mm20xxmm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm(4)讀數(shù)：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻度線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表示為(x＋K×精確度)mm.

1．實(shí)驗(yàn)原理
根據(jù)電阻定律公式知道只要測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度和它的直徑d，計(jì)算出橫截面積S，并用伏安法測(cè)出電阻Rx，即可計(jì)算出金屬絲的電阻率．
2．實(shí)驗(yàn)器材
被測(cè)金屬絲，直流電源(4V)，電流表(0～0.6A)，電壓表(0～3V)，滑動(dòng)變阻器(50Ω)，開關(guān)，導(dǎo)線若干，螺旋測(cè)微器，毫米刻度尺．
3．實(shí)驗(yàn)步驟
(1)用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲上的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，求出其平均值d.
(2)連接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路．
(3)用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度，反復(fù)測(cè)量三次，求出其平均值l.
(4)把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置．
(5)閉合開關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格內(nèi)．
(6)將測(cè)得的Rx、l、d值，代入公式R＝ρ和S＝中，計(jì)算出金屬絲的電阻率．

1．?dāng)?shù)據(jù)處理
電阻R的數(shù)值可用以下兩種方法確定：
(1)計(jì)算法：利用每次測(cè)量的U、I值分別計(jì)算出電阻，再求出電阻的平均值作為測(cè)量結(jié)果．
(2)圖象法：可建立IU坐標(biāo)系，將測(cè)量的U、I值描點(diǎn)作出圖象，利用圖象的斜率求出電阻值R.
2．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
(1)因一般金屬絲電阻較小，為了減少實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，必須選擇電流表外接法．
(2)本實(shí)驗(yàn)若用限流式接法，在接通電源之前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大狀態(tài)．
(3)測(cè)量l時(shí)應(yīng)測(cè)接入電路的金屬絲的有效長(zhǎng)度(即兩接線柱之間的長(zhǎng)度)；在金屬絲的3個(gè)不同位置上用螺旋測(cè)微器測(cè)量直徑d.
(4)電流不宜過大(電流表用0～0.6A量程)，通電時(shí)間不宜太長(zhǎng)，以免電阻率因溫度升高而變化．

1．[實(shí)驗(yàn)原理與操作](加試要求)在“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，由ρ＝可知，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性影響最大的是()
A．金屬絲直徑d的測(cè)量B．電壓U的測(cè)量
C．電流I的測(cè)量D．金屬絲長(zhǎng)度l的測(cè)量
A[四個(gè)選項(xiàng)中的四個(gè)物理量對(duì)金屬絲的電阻率均有影響，但影響最大的是金屬絲直徑d的測(cè)量，因?yàn)樵谟?jì)算式中取直徑的二次方．]
2．[儀器讀數(shù)與數(shù)據(jù)處理](加試要求)某同學(xué)測(cè)定一金屬桿的長(zhǎng)度和直徑，示數(shù)如圖4甲、乙所示，則該金屬桿的長(zhǎng)度和直徑分別為________cm和________mm.

甲

乙
圖4
【解析】刻度尺的分度值為1mm，要估讀到0.1mm.游標(biāo)卡尺讀數(shù)＝4mm＋10×0.02mm＝4.20mm.【答案】60.104.20
3．[實(shí)驗(yàn)原理與操作](加試要求)(10分)在“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小何同學(xué)在測(cè)量相關(guān)因素時(shí)操作如下：
(1)為了測(cè)量鎳鉻合金絲的直徑，用合金絲在鉛筆上密繞37匝，用刻度尺進(jìn)行測(cè)量，如圖5所示，合金絲的直徑為________mm(保留三位有效數(shù)字)．

圖5
(2)用多用電表粗測(cè)合金絲的電阻，粗測(cè)前，首先應(yīng)進(jìn)行的操作是________，然后進(jìn)行的操作是________．
(3)長(zhǎng)度相同，直徑之比為2∶3的康銅絲和鎳鉻合金絲串聯(lián)，用如圖6甲所示的電路圖進(jìn)行測(cè)量，除電壓表外，請(qǐng)你在圖丙中用筆畫線代替導(dǎo)線，把電路連接完整．
用直流2.5V量程擋的多用電表測(cè)量鎳鉻合金絲兩端電壓U2時(shí)，示數(shù)如圖乙所示，則U2＝________V(保留三位有效數(shù)字).

甲

乙

丙
圖6
【解析】(1)先讀出密繞的37匝合金絲的長(zhǎng)度為22.5mm，然后再除以匝數(shù)，保留三位有效數(shù)字就是合金絲的直徑(允許有誤差)．(2)使用多用電表測(cè)量電阻前應(yīng)先選擇倍率，然后進(jìn)行歐姆調(diào)零．(3)圖見答案；讀數(shù)時(shí)應(yīng)選擇從上往下數(shù)第二條刻度線進(jìn)行讀數(shù)，然后根據(jù)量程為2.5V，應(yīng)選擇最右邊為250的這一組數(shù)據(jù)進(jìn)行讀數(shù)(方便讀數(shù))，然后再除以100后保留三位有效數(shù)字(允許有誤差)．【答案】(1)0.604～0.625(2)選擇倍率歐姆調(diào)零(3)如圖所示1.20±0.02

高三物理《電場(chǎng)的能的性質(zhì)》教材分析

高三物理《電場(chǎng)的能的性質(zhì)》教材分析

考點(diǎn)26電場(chǎng)的能的性質(zhì)
考點(diǎn)名片
考點(diǎn)細(xì)研究：(1)電勢(shì)能、電勢(shì)；(2)電勢(shì)差、等勢(shì)面；(3)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系等。其中考查到的如：20xx年全國(guó)卷第15題、20xx年全國(guó)卷第15題、20xx年廣東高考第21題、20xx年海南高考第7題、20xx年四川高考第6題、20xx年全國(guó)卷第21題、20xx年全國(guó)卷第19題、20xx年安徽高考第17題、20xx年上海高考第19題、20xx年全國(guó)卷第25題等。
備考正能量：本考點(diǎn)是高考重點(diǎn)考查的內(nèi)容之一，多以選擇題的形式出現(xiàn)，難度中等。試題往往以電場(chǎng)線、等勢(shì)面為切入點(diǎn)，粒子的運(yùn)動(dòng)為物理情景，考查學(xué)生理解能力和綜合能力。預(yù)計(jì)今后的高考此類問題仍會(huì)以選擇題形式出現(xiàn)。

一、基礎(chǔ)與經(jīng)典
1．在靜電場(chǎng)中，將電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做了正功，則()
A．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定是由A點(diǎn)指向B點(diǎn)
B．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定是由B點(diǎn)指向A點(diǎn)
C．電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定比在B點(diǎn)的高
D．A點(diǎn)的電勢(shì)一定比B點(diǎn)的高
答案C
解析電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做了正功，說明B點(diǎn)所在等勢(shì)面的電勢(shì)一定比A點(diǎn)所在等勢(shì)面的電勢(shì)高，并非電場(chǎng)線的方向就是由B指向A，故選項(xiàng)A、B、D均錯(cuò)誤；根據(jù)功能關(guān)系，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定比在B點(diǎn)的高，選項(xiàng)C正確。
2．勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)。在以它們?yōu)轫旤c(diǎn)的三角形中，a＝30°、c＝90°，電場(chǎng)方向與三角形所在平面平行。已知a、b和c點(diǎn)的電勢(shì)分別為(2－)V、(2＋)V和2V，該三角形的外接圓上最低、最高電勢(shì)分別為()

A．(2－)V、(2＋)V
B．0V、4V
C.V、V
D．0V、V
答案B

解析勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿非等勢(shì)面的直線電勢(shì)均勻變化。如圖所示，設(shè)外接圓半徑為r，則圓心O點(diǎn)電勢(shì)為2V，Oc為等勢(shì)面，ge直徑垂直于Oc，gOb＝30°，ge為電場(chǎng)線，g點(diǎn)電勢(shì)最高，e點(diǎn)電勢(shì)最低。電場(chǎng)強(qiáng)度E＝，則g點(diǎn)電勢(shì)為φg＝φO＋Er＝4V，e點(diǎn)電勢(shì)為φe＝φO－Er＝0，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。
3.在光滑的絕緣水平面上，有一個(gè)正方形abcd，頂點(diǎn)a、c處分別固定一個(gè)正點(diǎn)電荷，電荷量相等，如圖所示。若將一個(gè)帶負(fù)電的粒子置于b點(diǎn)，自由釋放，粒子將沿著對(duì)角線bd往復(fù)運(yùn)動(dòng)。粒子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中()

A．先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng)
B．先從高電勢(shì)到低電勢(shì)，后從低電勢(shì)到高電勢(shì)
C．電勢(shì)能與機(jī)械能之和先增大，后減小
D．電勢(shì)能先減小，后增大
答案D

解析由于負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力是變力，加速度是變化的，所以A錯(cuò)誤；由等量正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布知道，在兩電荷連線的中垂線上中點(diǎn)O的電勢(shì)最高，所以從b到d，電勢(shì)先增大后減小，故B錯(cuò)誤；由于只有電場(chǎng)力做功，所以只有電勢(shì)能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，故電勢(shì)能與機(jī)械能之和守恒，C錯(cuò)誤；由b到O電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，由O到d電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，D正確。
4.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中，有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)為0，點(diǎn)A處的電勢(shì)為6V，點(diǎn)B處的電勢(shì)為3V，則電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為()

A．200V/mB．200V/m
C．100V/mD．100V/m
答案A

解析取OA的中點(diǎn)C，則φC＝＝3V。
連接BC為等勢(shì)線，過O做BC的垂線則DO為場(chǎng)強(qiáng)方向，如圖所示，由幾何關(guān)系得tanθ＝＝＝，得θ＝30°。由E＝得E＝＝V/m＝200V/m。A正確。
5.(多選)如圖所示，A、B、C、D、E、F為勻強(qiáng)電場(chǎng)中一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm的正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)，A、B、C三點(diǎn)電勢(shì)分別為1V、2V、3V，正六邊形所在平面與電場(chǎng)線平行。下列說法正確的是()

A．通過CD和AF的直線應(yīng)為電場(chǎng)中的兩條等勢(shì)線
B．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為10V/m
C．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向?yàn)橛蒀指向A
D．將一個(gè)電子由E點(diǎn)移到D點(diǎn)，電子的電勢(shì)能將減少1.6×10－19J
答案ACD
解析由AC的中點(diǎn)電勢(shì)為2V，所以BE為等勢(shì)線，CD、AF同為等勢(shì)線，故A正確；CA為電場(chǎng)線方向，電場(chǎng)強(qiáng)度大小E＝＝V/m＝V/m，故B錯(cuò)誤，C正確；由UED＝UBC＝－1V，WED＝－eUED＝1.6×10－19J，D正確。
6.如圖所示，在xOy平面內(nèi)有一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑R＝0.1m的圓，P為圓周上的一點(diǎn)，O、P兩點(diǎn)連線與x軸正方向的夾角為θ。若空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E＝100V/m，則O、P兩點(diǎn)的電勢(shì)差可表示為()

A．UOP＝－10sinθ(V)B．UOP＝10sinθ(V)
C．UOP＝－10cosθ(V)D．UOP＝10cosθ(V)
答案A
解析在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U＝Ed，而d是沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離，所以dOP＝Rsinθ，故UOP＝－E·dOP＝－100×0.1sinθ＝－10sinθ(V)，故選項(xiàng)A正確。
7．(多選)如圖所示，ab＝2bc,在c點(diǎn)固定一正電荷，將另一負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，負(fù)電荷在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能分別為Epa、Epb，所受電場(chǎng)力分別為Fa、Fb，則()

A．EpaEpbB．4Fa＝FbC．EpaφQ
B．直線c位于某一等勢(shì)面內(nèi)，φMφN
C．若電子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功
D．若電子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功
答案B
解析根據(jù)電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等，可知N點(diǎn)和P點(diǎn)處于同一等勢(shì)面上，直線d位于某一等勢(shì)面內(nèi)。根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的特性，可知直線c位于另一等勢(shì)面內(nèi)。由于電子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，說明電場(chǎng)線方向從M指向N，故M點(diǎn)電勢(shì)高于N點(diǎn)電勢(shì)，所以選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于M、Q處于同一等勢(shì)面內(nèi)，電子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力不做功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做正功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
13.20xx·四川高考](多選)如圖所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是O，最低點(diǎn)是P，直徑MN水平。a、b是兩個(gè)完全相同的帶正電小球(視為點(diǎn)電荷)，b固定在M點(diǎn)，a從N點(diǎn)由靜止釋放，沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)Q(圖中未畫出)時(shí)速度為零。則小球a()

A．從N到Q的過程中，重力與庫侖力的合力先增大后減小
B．從N到P的過程中，速率先增大后減小
C．從N到Q的過程中，電勢(shì)能一直增加
D．從P到Q的過程中，動(dòng)能減少量小于電勢(shì)能增加量
答案BC

解析如圖所示，根據(jù)三角形定則，在重力G大小和方向都不變、庫侖斥力F變大且與重力之間的夾角θ由90°逐漸減小的過程中，合力F合將逐漸增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；從N到P的運(yùn)動(dòng)過程中，支持力不做功，而重力與庫侖力的合力F合與速度之間的夾角α由銳角逐漸增大到90°，再增大為鈍角，即合力F合對(duì)小球a先做正功后做負(fù)功，小球a的速率先增大后減小，B項(xiàng)正確；小球a從N到Q靠近小球b的運(yùn)動(dòng)過程中，庫侖力一直做負(fù)功，電勢(shì)能一直增加，C項(xiàng)正確；從P到Q的運(yùn)動(dòng)過程中，小球a減少的動(dòng)能等于增加的重力勢(shì)能與增加的電勢(shì)能之和，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
14．20xx·海南高考](多選)如圖所示，兩電荷量分別為Q(Q0)和－Q的點(diǎn)電荷對(duì)稱地放置在x軸上原點(diǎn)O的兩側(cè)，a點(diǎn)位于x軸上O點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q之間，b點(diǎn)位于y軸O點(diǎn)上方。取無窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零。下列說法正確的是()

A．b點(diǎn)電勢(shì)為零，電場(chǎng)強(qiáng)度也為零
B．正的試探電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于零，所受電場(chǎng)力方向向右
C．將正的試探電荷從O點(diǎn)移到a點(diǎn)，必須克服電場(chǎng)力做功
D．將同一正的試探電荷先后從O、b兩點(diǎn)移到a點(diǎn)，后者電勢(shì)能的變化較大
答案BC
解析根據(jù)等量異種電荷形成的電場(chǎng)的特點(diǎn)可知，b點(diǎn)電勢(shì)為零，電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，A錯(cuò)誤。Epa＝qφa，φa0，若q0，則Epa0，電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，均向右，B正確。由于φOφa，且q0，則從O點(diǎn)移到a點(diǎn)過程中必須克服電場(chǎng)力做功，C正確。電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的減少量，WOa＝q(φO－φa)，Wba＝q(φb－φa)，φO＝φb，所以WOa＝Wba，電勢(shì)能變化相等，D錯(cuò)誤。
15．20xx·江蘇高考](多選)兩個(gè)相同的負(fù)電荷和一個(gè)正電荷附近的電場(chǎng)線分布如圖所示。c是兩負(fù)電荷連線的中點(diǎn)，d點(diǎn)在正電荷的正上方，c、d到正電荷的距離相等，則()

A．a(chǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大
B．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高
C．c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比d點(diǎn)的大
D．c點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的低
答案ACD
解析電場(chǎng)線的疏密反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱，因此a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大，A正確。順著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低，因此b點(diǎn)電勢(shì)比a點(diǎn)電勢(shì)高，B錯(cuò)誤。兩個(gè)負(fù)電荷在c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，而在d點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)向下，正電荷在c、d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反，由電場(chǎng)的疊加可知，c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)比d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大，C正確。在正電荷的電場(chǎng)中，c、d兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，而在負(fù)電荷的電場(chǎng)中離負(fù)電荷越遠(yuǎn)電勢(shì)越高，因此c、d兩點(diǎn)在三個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中電勢(shì)的代數(shù)和d點(diǎn)比c點(diǎn)高，D正確。
16．20xx·浙江高考](多選)如圖所示，用兩根長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線把一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的小球A懸掛到水平板的M、N兩點(diǎn)，A上帶有Q＝3.0×10－6C的正電荷。兩線夾角為120°，兩線上的拉力大小分別為F1和F2。A的正下方0.3m處放有一帶等量異種電荷的小球B，B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2kg(重力加速度取g＝10m/s2；靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，A、B球可視為點(diǎn)電荷)，則()

A．支架對(duì)地面的壓力大小為2.0N
B．兩線上的拉力大小F1＝F2＝1.9N
C．將B水平右移，使M、A、B在同一直線上，此時(shí)兩線上的拉力大小F1＝1.225N，F(xiàn)2＝1.0N
D．將B移到無窮遠(yuǎn)處，兩線上的拉力大小F1＝F2＝0.866N
答案BC
解析小球B和支架組成的整體，在三個(gè)力作用下平衡，故有：FN＋FAB＝mBg，F(xiàn)AB＝k，聯(lián)立兩式解得：FAB＝0.9N，F(xiàn)N＝1.1N，根據(jù)牛頓第三定律可判斷出A錯(cuò)誤。小球A在四個(gè)力作用下平衡，如圖甲所示。由對(duì)稱性可知F1＝F2，在豎直方向上有：F1cos60°＋F2cos60°＝mAg＋FBA，解得F1＝F2＝1.9N，可見B正確。當(dāng)B球與M、A共線時(shí)，A球受力情況如圖乙所示，由幾何關(guān)系可知rAB′＝0.6m，F(xiàn)BA′＝k＝0.225N。將A球所受重力分解在MA和NA的方向上，由上述兩個(gè)方向上分力的合力為零可得：F1＝1.225N，F(xiàn)2＝1.0N，故C正確。B球移至無窮遠(yuǎn)處時(shí)，A、B之間的庫侖力忽略不計(jì)，對(duì)A球由三力平衡條件可求得F1＝F2＝mAg＝1.0N，故D錯(cuò)誤。

17．20xx·石家莊質(zhì)檢]真空中三點(diǎn)A、B、C構(gòu)成邊長(zhǎng)為l的等邊三角形，EF是其中位線，如圖所示，在E、F點(diǎn)分別放置電荷量均為Q的正、負(fù)點(diǎn)電荷。下列說法正確的是()

A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為
B．A點(diǎn)的電勢(shì)低于C點(diǎn)的電勢(shì)
C．電勢(shì)差UEB小于電勢(shì)差UEA
D．正電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能等于在C點(diǎn)的電勢(shì)能
答案C
解析A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為EA＝kcos60°＋kcos60°＝，方向水平向右，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；等量異號(hào)點(diǎn)電荷連線的中垂線為等勢(shì)線，電勢(shì)為0，故A點(diǎn)的電勢(shì)為零且高于C點(diǎn)的電勢(shì)，B點(diǎn)電勢(shì)高于A點(diǎn)電勢(shì)，E點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)，因此UEB＝φE－φB，UEA＝φE－φA，故UEB0)的粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，A、B為其運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn)。已知該粒子在A點(diǎn)的速度大小為v0，方向與電場(chǎng)方向的夾角為60°；它運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度方向與電場(chǎng)方向的夾角為30°。不計(jì)重力。求A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。

答案
解析設(shè)帶電粒子在B點(diǎn)的速度大小為vB。粒子在垂直于電場(chǎng)方向上的速度分量不變，
即vBsin30°＝v0sin60°
由此得vB＝v0
設(shè)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UAB，由動(dòng)能定理有
qUAB＝m(v－v)
聯(lián)立式得UAB＝。
24.20xx·全國(guó)卷]如圖，O、A、B為同一豎直平面內(nèi)的三個(gè)點(diǎn)，OB沿豎直方向，BOA＝60°，OB＝OA。將一質(zhì)量為m的小球以一定的初動(dòng)能自O(shè)點(diǎn)水平向右拋出，小球在運(yùn)動(dòng)過程中恰好通過A點(diǎn)。使此小球帶電，電荷量為q(q0)，同時(shí)加一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向與OAB所在平面平行?，F(xiàn)從O點(diǎn)以同樣的初動(dòng)能沿某一方向拋出此帶電小球，該小球通過了A點(diǎn)，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是初動(dòng)能的3倍；若該小球從O點(diǎn)以同樣的初動(dòng)能沿另一方向拋出，恰好通過B點(diǎn)，且到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為初動(dòng)能的6倍，重力加速度大小為g。求：

(1)無電場(chǎng)時(shí)，小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與初動(dòng)能的比值；
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。
答案(1)(2)與豎直方向的夾角為30°，斜向右下方
解析(1)設(shè)小球的初速度為v0，初動(dòng)能為Ek0，從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的時(shí)間為t，令OA＝d，則OB＝d，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有
dsin60°＝v0t
dcos60°＝gt2
又有Ek0＝mv
由式得Ek0＝mgd
設(shè)小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為EkA，列動(dòng)能定理：
mgdcos60°＝EkA－Ek0，即EkA＝Ek0＋mgd
由式得＝
(2)加電場(chǎng)后，小球從O點(diǎn)到A點(diǎn)和B點(diǎn)，高度分別降低了和，設(shè)電勢(shì)能分別減小ΔEpA和ΔEpB，由能量守恒及式得
ΔEpA＝3Ek0－Ek0－mgd＝Ek0
ΔEpB＝6Ek0－Ek0－mgd＝Ek0

在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿任一直線，電勢(shì)的降落是均勻的。設(shè)直線OB上的M點(diǎn)與A點(diǎn)等電勢(shì)，M與O點(diǎn)的距離為x，如圖，則有
＝，解得x＝d。
MA為等勢(shì)線，電場(chǎng)必與其垂線OC方向平行，設(shè)電場(chǎng)方向與豎直向下的方向的夾角為α，
由幾何關(guān)系可得α＝30°
即電場(chǎng)方向與豎直向下的方向的夾角為30°。
設(shè)場(chǎng)強(qiáng)的大小為E，有qEdcos30°＝ΔEpA
由式得E＝。
25.20xx·北京海淀高三一模]甲圖是我國(guó)自主研制的200mm離子電推進(jìn)系統(tǒng)，已經(jīng)通過我國(guó)“實(shí)踐九號(hào)”衛(wèi)星空間飛行試驗(yàn)驗(yàn)證，已經(jīng)在20xx年全面應(yīng)用于我國(guó)航天器。離子電推進(jìn)系統(tǒng)的核心部件為離子推進(jìn)器，它采用噴出帶電離子的方式實(shí)現(xiàn)飛船的姿態(tài)和軌道的調(diào)整，具有大幅減少推進(jìn)劑燃料消耗、操控更靈活、定位更精準(zhǔn)等優(yōu)勢(shì)。離子推進(jìn)器的工作原理如圖乙所示，推進(jìn)劑氙原子P噴注入腔室C后，被電子槍G射出的電子碰撞而電離，成為帶正電的氙離子。氙離子從腔室C中飄移過柵電極A的速度大小可忽略不計(jì)，在柵電極A、B之間的電場(chǎng)中加速，并從柵電極B噴出。在加速氙離子的過程中飛船獲得推力。

已知柵電極A、B之間的電壓為U，氙離子的質(zhì)量為m、電荷量為q。
(1)將該離子推進(jìn)器固定在地面上進(jìn)行試驗(yàn)。求氙離子經(jīng)A、B之間的電場(chǎng)加速后，通過柵電極B時(shí)的速度v的大??；
(2)配有該離子推進(jìn)器的飛船的總質(zhì)量為M，現(xiàn)需要對(duì)飛船運(yùn)行方向作一次微調(diào)，即通過推進(jìn)器短暫工作讓飛船在與原速度垂直方向上獲得一很小的速度Δv，此過程中可認(rèn)為氙離子仍以第(1)中所求的速度通過柵電極B。推進(jìn)器工作時(shí)飛船的總質(zhì)量可視為不變。求推進(jìn)器在此次工作過程中噴射的氙離子數(shù)目N。
(3)可以用離子推進(jìn)器工作過程中產(chǎn)生的推力與A、B之間的電場(chǎng)對(duì)氙離子做功的功率的比值S來反映推進(jìn)器工作情況。通過計(jì)算說明采取哪些措施可以增大S，并對(duì)增大S的實(shí)際意義說出你的看法。
答案(1)(2)(3)見解析
解析(1)根據(jù)動(dòng)能定理有qU＝mv2，解得：v＝。
(2)在與飛船運(yùn)動(dòng)的垂直方向上，根據(jù)動(dòng)量守恒有：M·Δv＝Nmv，解得：N＝＝。
(3)設(shè)單位時(shí)間內(nèi)通過柵電極A的氙離子數(shù)為n，在時(shí)間t內(nèi)離子推進(jìn)器發(fā)射出的氙離子總數(shù)為N總＝nt，設(shè)氙離子受到的平均力為F，對(duì)時(shí)間t內(nèi)的射出的氙離子運(yùn)用動(dòng)量定理Ft＝N總mv＝ntmv，解得F＝nmv，根據(jù)牛頓第三定律可知，離子推進(jìn)器工作過程中對(duì)飛船的推力大小F′＝F＝nmv。電場(chǎng)對(duì)氙離子做功的功率P＝nqU，則S＝＝。根據(jù)式子可知：增大S可以通過減小q、U或增大m的方法。增大S的實(shí)際意義是推進(jìn)器消耗相同的功率可以獲得更大的推力。

高三物理《電容器與電容帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》考后題型解析

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高三物理《電容器與電容帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》考后題型解析

第3節(jié)電容器與電容帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

考點(diǎn)一|電容器的電容

1．電容器的充、放電

(1)充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩極板帶上等量的異種電荷，電容器中儲(chǔ)存電場(chǎng)能．

(2)放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．

2．對(duì)公式C＝的理解

電容C＝，不能理解為電容C與Q成正比、與U成反比，一個(gè)電容器電容的大小是由電容器本身的因素決定的，與電容器是否帶電及帶電多少無關(guān)．

3．兩種類型的動(dòng)態(tài)分析思路(加試要求)

(1)確定不變量，分析是電壓不變還是所帶電荷量不變．

(2)用決定式C＝分析平行板電容器電容的變化．

(3)用定義式C＝分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化．

(4)用E＝分析電容器兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化．

(20xx·浙江4月學(xué)考)關(guān)于電容器，下列說法正確的是()

A．在充電過程中電流恒定

B．在放電過程中電容減小

C．能儲(chǔ)存電荷，但不能儲(chǔ)存電能

D．兩個(gè)彼此絕緣又靠近的導(dǎo)體可視為電容器

D[電容器充、放電過程中電流都是變化的，A錯(cuò)誤．電容大小是電容器本身屬性，由自身決定，與放電、充電無關(guān)，B錯(cuò)誤．電容器儲(chǔ)存電荷的過程即儲(chǔ)存電能的過程，C錯(cuò)誤．故選D.]

1．關(guān)于電容器的兩個(gè)公式的區(qū)別

(1)電容的定義式C＝，反映了電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)，但平行板電容器的電容C的大小與Q、U都無關(guān)．

(2)平行板電容器電容的決定式C＝，反映了電容C的大小與兩極板正對(duì)面積成正比，與兩極板間距離成反比，與極板間電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)成正比．

2平行板電容器動(dòng)態(tài)變化問題

(1)首先要區(qū)分兩種基本情況：

①電容器始終與電源相連時(shí)，電容器兩極板間電勢(shì)差U保持不變；

②電容器充電后與電源斷開時(shí)，電容器所帶電荷量Q保持不變．

(2)依據(jù)的關(guān)系式主要有三個(gè)：

①平行板電容器的電容C與兩板間距d、正對(duì)面積S、介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)εr間的關(guān)系為C＝；

②平行板電容器內(nèi)部是勻強(qiáng)電場(chǎng)，所以場(chǎng)強(qiáng)E＝；

③電容器所帶的電荷量Q＝CU.

1．(多選)下列關(guān)于電容器的敘述正確的是()

A．電容器是儲(chǔ)存電荷和電能的容器，只有帶電的容器才稱為電容器

B．任何兩個(gè)彼此絕緣而又相距很近的導(dǎo)體，就組成了電容器，跟這兩個(gè)導(dǎo)體是否帶電無關(guān)

C．電容器所帶的電荷量是指兩個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值

D．電容器充電過程，是將電能轉(zhuǎn)變成電容器的電場(chǎng)能并儲(chǔ)存起來的過程；電容器放電的過程，是將電容器儲(chǔ)存的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程

BD[電容器是儲(chǔ)存電荷的容器，不論是否帶電都稱為電容器，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確．電容器所帶電荷量是指一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤．電容器的充電過程是將由電源獲得的電能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能的過程，放電過程是將電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，所以選項(xiàng)D正確．]

2.(多選)如圖631為可變電容器，由一組動(dòng)片和一組定片組成，這兩組金屬片之間是互相絕緣的，動(dòng)片旋入得越多，則()

圖631

A．正對(duì)面積越大，電容越大

B．正對(duì)面積越大，電容越小

C．動(dòng)片、定片間距離越小，電容越大

D．動(dòng)片、定片間距離越小，電容越小

AC[由C＝可知?jiǎng)悠朐蕉?，正?duì)面積越大，電容越大，A對(duì)．根據(jù)電容與板間距離成反比可知，減小兩板間距離，電容增大，故C對(duì)．]

3．一個(gè)已充電的電容器，若使它的電荷量減少3×10－4C，則其電壓減少為原來的，則()

A．電容器原來的帶電荷量為9×10－4C

B．電容器原來的帶電荷量為4.5×10－4C

C．電容器原來的電壓為1V

D．電容器的電容變?yōu)樵瓉淼?/p>

B[由C＝得ΔQ＝C·ΔU＝C＝CU＝Q，Q＝＝C＝4.5×10－4C，選項(xiàng)A錯(cuò)，B對(duì)；因電容器的電容不知，所以無法求出電容器原來的電壓，選項(xiàng)C錯(cuò)；電容器的電容由電容器本身決定，跟電壓和電荷量的變化無關(guān)，所以電容器的電容不變，選項(xiàng)D錯(cuò)．]

4.(加試要求)(20xx·諸暨調(diào)研)如圖632所示，先接通S使電容器充電．然后斷開S，增大兩極板間的距離時(shí)，電容器所帶電荷量Q、電容C、兩極板間電勢(shì)差U及場(chǎng)強(qiáng)E的變化情況是()

圖632

A．Q變小，C不變，U不變，E變大

B．Q變小，C變小，U不變，E變小

C．Q不變，C變小，U變大，E不變

D．Q不變，C變小，U變小，E無法確定

C[由充電后斷開電源，電容器的電荷量不變，選項(xiàng)A、B錯(cuò)；由C＝知增大兩極板間的距離時(shí)，電容C減小，由C＝知，U增大；兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度E＝＝，可見當(dāng)增加兩板間距時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度不變，選項(xiàng)C對(duì)，D錯(cuò)．]

考點(diǎn)二|帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1．帶電粒子在電場(chǎng)中的加速

(1)處理方法

利用動(dòng)能定理：qU＝mv2－mv.

(2)適用范圍

任何電場(chǎng)．

2帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)

(1)研究條件

帶電粒子垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)．

(2)處理方法(加試要求)

類似于平拋運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法．

①沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝.

②沿電場(chǎng)方向，做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．

(20xx·浙江4月學(xué)考)密立根油滴實(shí)驗(yàn)原理如圖633所示．兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負(fù)極相接，板間電壓為U，形成豎直向下場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)．用噴霧器從上板中間的小孔噴入大小、質(zhì)量和電荷量各不相同的油滴．通過顯微鏡可找到懸浮不動(dòng)的油滴，若此懸浮油滴的質(zhì)量為m，則下列說法正確的是()

圖633

A．懸浮油滴帶正電

B．懸浮油滴的電荷量為

C．增大場(chǎng)強(qiáng)，懸浮油滴將向上運(yùn)動(dòng)

D．油滴的電荷量不一定是電子的電荷量的整數(shù)倍

C[由題目中的圖示可以看出重力豎直向下，電場(chǎng)力豎直向上，電場(chǎng)強(qiáng)度方向向下，電荷帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；由平衡條件可以得到mg＝，電荷的帶電量q＝，B錯(cuò)誤；此時(shí)電場(chǎng)力與重力相等，如果增大電場(chǎng)強(qiáng)度，則電場(chǎng)力大于重力，所以油滴將向上運(yùn)動(dòng)，C正確；由元電荷的帶電量e＝1.6×10－19C可知，油滴的帶電量一定是電子電量的整數(shù)倍，D錯(cuò)誤．]

1．帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)是否考慮重力的處理方法

(1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)．

(2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都要考慮重力．

2．解決帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)問題的兩種思路

(1)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析：帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，受到的電場(chǎng)力方向與運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上，做加(減)速直線運(yùn)動(dòng)．

(2)用功與能的觀點(diǎn)分析：電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做的功等于帶電粒子動(dòng)能的變化量，即qU＝mv2－mv.

3．帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)的兩個(gè)結(jié)論

(1)不同的帶電粒子從靜止開始經(jīng)過同一電場(chǎng)加速后再?gòu)耐黄D(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)，偏移量和偏轉(zhuǎn)角總是相同的．

證明：由qU0＝mv

y＝at2＝··

tanθ＝

得：y＝，tanθ＝.

(2)粒子經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，合速度的反向延長(zhǎng)線與初速度延長(zhǎng)線的交點(diǎn)O為粒子水平位移的中點(diǎn)，即O到偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)邊緣的距離為.

1.(20xx·樂清模擬)如圖634所示，電子由靜止開始從A板向B板運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B板的速度為v，保持兩極間電壓不變，則()

圖634

A．當(dāng)減小兩板間的距離時(shí)，速度v增大

B．當(dāng)減小兩極間的距離時(shí)，速度v減小

C．當(dāng)減小兩極間的距離時(shí)，速度v不變

D．當(dāng)減小兩極間的距離時(shí)，電子在兩極間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變長(zhǎng)

C[由動(dòng)能定理得eU＝mv2，當(dāng)改變兩極板間的距離時(shí)，U不變，v就不變，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；電子在極板間做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，＝，＝，即t＝，當(dāng)d減小時(shí)，v不變，電子在兩極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變短，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]

2．(20xx·舟山調(diào)研)兩平行金屬板相距為d，電勢(shì)差為U，一電子質(zhì)量為m，電荷量為e，從O點(diǎn)沿垂直于極板的方向射出，最遠(yuǎn)到達(dá)A點(diǎn)，然后返回．如圖635所示，＝h，此電子具有的初動(dòng)能是()

圖635

A.B．edUhC.D.

D[電子受到的靜電力做負(fù)功，有－eUOA＝0－Ek，UOA＝h，Ek＝，由此知選項(xiàng)D正確．]

3．如圖636所示，電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開始運(yùn)動(dòng)，然后射入電勢(shì)差為U2的兩塊水平的平行極板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，入射方向跟極板平行．整個(gè)裝置處在真空中，重力可忽略．在滿足電子能射出平行板區(qū)域的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是()

圖636

A．U1變大、U2變大B．U1變小、U2變大

C．U1變大、U2變小D．U1變小，U2變小

B[設(shè)電子被加速后獲得的速度為v0，水平極板長(zhǎng)為l，則由動(dòng)能定理得U1q＝mv，電子在水平極板間偏轉(zhuǎn)所用時(shí)間t＝，又設(shè)電子在水平極板間的加速度為a，水平極板的板間距為d，由牛頓第二定律得a＝，電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，平行于電場(chǎng)方向的速度vy＝at，聯(lián)立解得vy＝，又tanθ＝＝＝＝，故U2變大、U1變小，一定能使偏轉(zhuǎn)角θ變大，故B正確．]

4.(加試要求)(多選)如圖637所示，帶電荷量之比為qA∶qB＝1∶3的帶電粒子A、B以相等的速度v0從同一點(diǎn)出發(fā)，沿著跟電場(chǎng)強(qiáng)度垂直的方向射入平行板電容器中，分別打在C、D點(diǎn)，若OC＝CD，忽略粒子重力的影響，則()

圖637

A．A和B在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1∶2

B．A和B運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比為4∶1

C．A和B的質(zhì)量之比為1∶12

D．A和B的位移大小之比為1∶1

ABC[粒子A和B在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向由x＝v0t及OC＝CD得，tA∶tB＝1∶2；豎直方向由h＝at2得a＝，它們沿豎直方向下落的加速度大小之比為aA∶aB＝4∶1；根據(jù)a＝得m＝，故＝，A和B的位移大小不相等，故選項(xiàng)A、B、C正確．]