高考物理二轮复习专题讲义静电场.docx

2025高考物理二轮复习

静电场

课前学习任务

学习目标

从物质的观念和运动与相互作用的观念研究电场中抽象的概念和点电荷的场强、电容器、带电粒子运动.从能量观理解电势和电势能.关注生活和生产中静电现象,思考物理与生活的联系.能够应用前面复习的知识解决静电场相关的实际问题.

必备知识

一、电场的性质

1.电场中的各个物理量的形成及相互转化关系

2.电势高低的比较:(1)根据电场线方向,沿着电场线方向,电势越来越低;(2)根据电势差UAB=φAφB,若UAB0,则φAφB,反之则φAφB.

3.电势能变化的判断:(1)根据静电力做功判断,若静电力对电荷做正功,则电势能减少;反之则增加.W=ΔEp.(2)根据能量守恒定律判断,静电力做功的过程是电势能和其他形式的能相互转化的过程.

二、带电粒子在电场中的运动

三电容器的综合问题

1.电学角度:(1)平行板电容器的两极板间为匀强电场,电场强度通过E=Ud分析;(2)电容器的电容与电荷量的关系通过C=QU分析;(3)平行板电容器的电容大小由C=ε

2.力学角度:先进行受力分析和运动状态分析,包括电场力在内的受力影响了物体的运动状态,再结合平衡条件、牛顿运动定律、功能关系进行分析和求解.

课堂学习任务

题型1电场的性质

例1[2021·浙江6月选考]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

例2[2022·浙江1月选考]某种气体—电子放大器的局部结构是由两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜构成,其上存在等间距小孔,其中相邻两孔截面上的电场线和等势线的分布如图所示.下列说法正确的是 ()

A.a点所在的线是等势线

B.b点的电场强度比c点大

C.b、c两点间的电势差的值比a、c两点间的大

D.将电荷沿图中的线从d→e→f→g移动时电场力做功为零

变式训练

1.(不定项)某同学利用感应起电机起电后,连接两接线柱形成一对正负电极,如图所示为该接线柱所在平面电场的分布情况,A、B、C、D为电场中的四个点,其中C、D两点在两点电荷连线的中垂线上.下列说法正确的是 ()

A.A点的场强大于B点的场强

B.C点和D点电场强度方向相反

C.负电荷由A点移动到B点,电势能增加

D.正电荷在C点的电势能等于其在D点的电势能

2.在真空中的O点存在一孤立的带正电的点电荷,将一带电粒子以一定的初速度射入该电荷激发的电场中,粒子在电场中的一段轨迹如图所示.粒子从P点运动到R点的过程中,在Q点时轨迹与圆1相交,在R点时轨迹与圆2相切,圆1、2的圆心都在O点,不计粒子重力,粒子电荷量保持不变.下列说法正确的是 ()

A.该粒子一定带正电荷

B.粒子在P点的加速度比在Q点的加速度大

C.粒子从P点运动到R点后有可能继续沿圆2轨迹做圆周运动

D.粒子从P点运动到R点(不含)的过程中速度方向与电场线方向的夹角一直为锐角

题型2带电粒子在电场中的运动

例3[2022·浙江6月选考]如图所示,带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场,板长为L(不考虑边界效应).t=0时刻,M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v0的相同粒子,垂直M板向右的粒子到达N板时速度大小为2v0,平行M板向下的粒子刚好从N板下端射出.不计重力和粒子间的相互作用,则 ()

A.M板电势高于N板电势

B.两个粒子的电势能都增加

C.粒子在两板间的加速度为a=2

D.粒子从N板下端射出的时间t=(

例4[2023·浙江1月选考]如图所示,示波管由电子枪、竖直方向偏转电极YY、水平方向偏转电极XX和荧光屏组成.电极XX的长度为l、间距为d、极板间电压为U,YY极板间电压为零,电子枪加速电压为10U.电子刚离开金属丝的速度为零,从电子枪射出后沿OO方向进入偏转电极.已知电子电荷量为e,质量为m,则电子 ()

A.在XX极板间的加速度大小为eU

B.打在荧光屏时,动能大小为11eU

C.在XX极板间受到电场力的冲量大小为2

D.打在荧光屏时,其速度方向与OO连线夹角α的正切tanα=l

?

变式训练

1.(不定项)如图所示,装置由平行板电容器1和平行板电容器2及一匀速转动的圆筒组成,圆筒轴线与平行板电容器2中心轴线OO垂直,O为圆筒竖直线AB的中点.平行板电容器1有加速电压U1=200V,平行板电容器

2两板间距d=8cm,板长l=20cm,其两板间电压为正弦交流电U2=40sin10t(V),圆筒距平行板电容器2的最右端