【文档说明】【三维设计】2017届高三物理二轮复习（通用版）课前诊断——电场的基本性质 Word版含解析.doc，共(8)页，168.000 KB，由MTyang资料小铺上传

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课前诊断——电场的基本性质考点一电场强度的理解与计算1.考查点电荷的电场强度、电场的叠加](2015·山东高考)直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图。M、N两点各固定一负点电荷，一电量

为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为()A.3kQ4a2，沿y轴正向B.3kQ4a2，沿y轴负向C.5kQ4a2，沿y轴正向D.5kQ4a2，沿y轴负向解析：选B处于O点的正点电

荷在G点处产生的场强E1＝kQa2，方向沿y轴负向；又因为G点处场强为零，所以M、N处两负点电荷在G点共同产生的场强E2＝E1＝kQa2，方向沿y轴正向；根据对称性，M、N处两负点电荷在H点共同产生的场强E3＝E2＝kQa2，方向沿y轴负向；将该正点电荷

移到G处，该正点电荷在H点产生的场强E4＝kQ2a2，方向沿y轴正向，所以H点的场强E＝E3－E4＝3kQ4a2，方向沿y轴负向。2．考查点电荷的电场强度公式]已知电荷分布均匀的绝缘球，球壳对壳内点电荷的作用力为零，对球壳外点电荷的作用力等于将所有电荷量全部集中在球

心的点电荷对球外点电荷的作用力。若真空中有一半径为R的均匀带正电的绝缘球，通过其球心作一条直线，用r表示该直线上某点到球心的距离，则该直线上各点的电场强度E随r变化的图像正确的是()解析：选A该球的电荷密度ρ＝q43πR3，球内某点的电场强度等于以距球心的距离r为半径

的球体所产生的电场强度，大小E＝kρ4π3r3r2＝43πρkr，球外某点的电场强度E＝kqr2，所以A正确。3．考查电场强度的叠加及对称法的应用](2013·全国卷Ⅰ)如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b

和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q＞0)的固定点电荷。已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)()A．k3qR2B．k10q9R2C．kQ＋qR2D．k9Q＋q9R2解析：选B由于在a点放置一点电荷q后，b点电场强度

为零，说明点电荷q在b点产生的电场强度与圆盘上Q在b点产生的电场强度大小相等，即EQ＝Eq＝kqR2，根据对称性可知Q在d点产生的场强大小EQ′＝kqR2，则Ed＝EQ′＋Eq′＝kqR2＋kq3R2＝k10q9R2，故选项B正确。考点二平行板电容器问题4.考查

电容器与电源相连时的动态问题](2016·全国乙卷)一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器()A．极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B．极板上的电荷量变小，极板间电场强

度变大C．极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变D．极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变解析：选D平行板电容器电容的表达式为C＝εS4πkd，将极板间的云母介质移出后，导致电容器的电容C变小。由于极板间电压不变，据Q＝

CU知，极板上的电荷量变小。再考虑到极板间电场强度E＝Ud，由于U、d不变，所以极板间电场强度不变，选项D正确。5．考查平行板电容器与力学知识的综合](多选)(2016·南阳一中月考)给平行板电容器充电，断开电源后A极板带正电，B极板带负电。板间一带电小球C用绝缘细线

悬挂，如图所示。小球静止时与竖直方向的夹角为θ，则()A．若将B极板向右平移稍许，电容器的电容将减小B．若将B极板向下平移稍许，A、B两板间电势差将增大C．若将B极板向上平移稍许，夹角θ将变大D．轻轻将细线剪断，小球将做斜抛运动解析：选ABC若将B极板向右平移稍许，d增大，根

据C＝εrS4πkd，知电容器的电容将减小，故A正确。若将B极板向下平移稍许，正对面积S减小，根据C＝εrS4πkd，知电容将减小，因电容器带电荷量Q不变，由U＝QC，分析知板间电势差增大，故B正确。若将B极板向上平移稍许，同上分析知板间电势差增大，根据E＝Ud，知E增大，则小球所受的电

场力增大，夹角θ将变大，故C正确。轻轻将细线剪断，小球将沿重力与电场力的合力方向做匀加速直线运动，故D错误。6．考查电容器的两类动态问题对比](多选)(2016·衡水检测)如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管(正向电阻为零可以视为短路，反向电阻无穷大可

以视为断路)连接，电源负极接地。初始电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是()A．减小极板间的正对面积，带电油滴会向上移动，且P点的电势会降低B．将上极板下移，则P点的电势不变C．将下极板

下移，则P点的电势升高D．无论哪个极板上移还是下移，带电油滴都不可能向下运动解析：选CD二极管具有单向导电性，闭合开关后电容器充电，电容器的电容C＝QU＝εS4πkd，极板间的电场强度E＝Ud，整理得E＝4πkQεS；油滴静止，则qE

＝mg；减小极板间的正对面积S，由于二极管具有单向导电性，电容器不能放电，所以电场强度E变大，油滴所受电场力变大，会向上移动，P点与下极板的距离不变，E变大，则P点的电势升高，故A错误；将上极板向下移动，d变小，电容器两极

板间的电场强度E＝Ud变大，P与下极板的距离不变，P的电势升高，故B错误；将下极板向下移动，d变大，由C＝εS4πkd可知，C变小，由于二极管具有单向导电性，电容器不能放电，由E＝4πkQεS可知电容器两极板间的电场强度不变，P与下极板

的距离变大，P与下极板间的电势差变大，P的电势升高，故C正确；上极板上移或下极板下移时，d变大，由C项分析知电容器两极板间的电场强度不变，油滴所受电场力不变，油滴静止不动；上极板下移或下极板上移时，d变小，由B项分析知电场力变大

，电场力大于重力，油滴所受合力向上，油滴向上运动，故D正确。考点三电场的性质及应用7.考查场强的叠加和电势的叠加](2016·合肥高三质检)如图所示，正三角形ABC的三个顶点固定了电量分别为－q、＋q和＋q(q

＞0)的三个点电荷，K、P分别为AB和BC边的中点，下列说法正确的是()A．O点的电场强度小于P点的电场强度B．P点的电场强度大于K点的电场强度C．O点的电势低于K点的电势D．O点的电势低于P点的电势解析：选D根据场强的叠加原理，P点的场强等于－q在P点形成电场的场强，而O点的场强等于

两个＋q在O点场强以及－q在O点场强的叠加，由平行四边形定则可判断O点的电场强度大于P点的电场强度，选项A错误；K点的场强等于B点的＋q和A点的－q在K点的场强叠加，然后再与C点的＋q在K点的场强的合成，由

平行四边形定则可判断P点的电场强度小于K点的电场强度，选项B错误；由电势叠加原理可知，O点的电势等于C点的＋q在O点形成电场的电势，而K点的电势等于C点的＋q在K点形成电场的电势，由距离关系可知O点的电势高于K点的电势，选项C错误；P点的电势等于两个＋q和一个－q在P点电势的

叠加，由距离关系可知O点的电势低于P点的电势，选项D正确；故选D。8．考查由带电粒子的运动轨迹判断粒子受力及运动情况](2016·全国甲卷)如图，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a

、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc。则()A．aa>ab>ac，va>vc>vbB．aa>ab>ac，vb>vc>vaC．ab>ac>aa

，vb>vc>vaD．ab>ac>aa，va>vc>vb解析：选Da、b、c三点到固定的点电荷P的距离rb＜rc＜ra，则三点的电场强度由E＝kQr2可知Eb＞Ec＞Ea，故带电粒子Q在这三点的加速度

ab＞ac＞aa。由运动轨迹可知带电粒子Q所受P的电场力为斥力，从a到b电场力做负功，由动能定理－|qUab|＝12mvb2－12mva2＜0，则vb＜va，从b到c电场力做正功，由动能定理|qUbc|＝12mvc2－12mvb2＞0，vc＞vb，又|Uab|＞|Ubc|，则va＞vc，故va＞v

c＞vb，选项D正确。9.考查带电粒子运动中的功能关系]如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点。它们是一个四边形的四个顶点，ab∥cd，ab⊥bc,2ab＝cd＝bc＝2L，电场线与四边形所在平面平行。已知a点电势为20V，b点电势为24V，d点电势为8V。一个质子以一定的速度经过b点，

过一段时间后经过c点。不计质子的重力，则()A．a点电势低于c点电势B．质子到达c点的电势能为16eVC．场强的方向由a指向dD．质子从b运动到c，电场力做功为4eV解析：选B因为已知φa＝20V，φb＝24V，φd＝8V，根据匀强电场的特性有φc－φd＝2(φb－φa)，解得φc＝

16V，质子到达c点的电势能为16eV，所以A错误，B正确；延长ba到c′，并使ba＝ac′，则φc′＝16V，所以cc′连线为等势面，场强的方向由b指向d，所以选项C错误；质子从b运动到c，电场力做功为8eV，

所以选项D错误。考点四带电粒子在电场中的运动10.考查带电粒子在电场中的类平抛运动](2014·山东高考)如图，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h。质量均为m、带电量分别为＋

q和－q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)。不计重力。若两粒子轨迹恰好相切，则v0等于()A.s22qEmhB.s2qEmhC.s42qEmhD.s4qEmh解析：选B由两粒子轨迹恰好相切，根据对称

性，两个粒子的轨迹相切点一定在矩形区域的中心，并且两粒子均做类平抛运动，根据运动的独立性和等时性可得，在水平方向上：s2＝v0t，在竖直方向上：h2＝12at2＝12Eqmt2，联立以上两式可求得：v0＝s2Eqmh，由此可知，该题只有选项B正确，A、C

、D皆错误。11．考查带电粒子在电场中的往复运动](2016·北京朝阳区期末)反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴，其电势φ随x的分布如图所示。一质量m＝1.0×10－20kg，电荷量q＝1.0×10－9C的带

负电的粒子从(－1,0)点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。忽略粒子的重力等因素。求：(1)x轴左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比E1E2；(2)该粒子运动的最大动能Ekm；(3)该粒子运动的周期T。解析：(1)由题图可知：左侧电场强度：E1＝201×10－2V

/m＝2.0×103V/m①右侧电场强度：E2＝200.5×10－2V/m＝4.0×103V/m②所以：E1E2＝12。(2)粒子运动到原点时速度最大，根据动能定理有：qE1·x＝Ekm③其中x＝1.0×10－2m联立①③并代入相关数据可得：Ekm＝2.0×10－8J。④(

3)设粒子在原点左右两侧运动的时间分别为t1、t2，在原点时的速度为vm，由运动学公式有vm＝qE1mt1⑤vm＝qE2mt2⑥Ekm＝12mvm2⑦T＝2(t1＋t2)⑧联立①②④⑤⑥⑦⑧并代入相关数据可得：T＝3.0×10－8s。答案：(1)E1E2＝12(2)

Ekm＝2.0×10－8J(3)T＝3.0×10－8s12．考查带电粒子在交变电场中的偏转问题]如图甲所示，水平放置的平行金属板A和B的距离为d，它们的右端安放着垂直于金属板的靶MN，现在A、B板上加上如图乙所示的方波形电压，电压的正向值为U0，反向电压值为U02，且每隔T2变向

1次。现将质量为m的带正电且电荷量为q的粒子束从AB的中点O以平行于金属板的方向OO′射入，设粒子能全部打在靶上，而且所有粒子在A、B间的飞行时间均为T。不计重力的影响，试求：(1)定性分析在t＝0时刻从O点进入的粒子，在垂直于金属板的方向上的运动情况。(2)在

距靶MN的中心O′点多远的范围内有粒子击中？(3)要使粒子能全部打在靶MN上，电压U0的数值应满足什么条件？(写出U0、m、d、q、T的关系式即可)解析：(1)0～T2时间内，带正电的粒子受到向下的电场力而向

下做加速运动，在T2～T时间内，粒子受到向上的电场力而向下做减速运动。(2)当粒子在0、T、2T…nT(n＝0,1,2…)时刻进入电场中时，粒子将打在O′点下方最远点，在前T2时间内，粒子竖直向下的位移：y1＝12

a1T22＝qU0T28md在后T2时间内，粒子竖直向下的位移：y2＝vT2－12a2T22其中：v＝a1T2＝qU0T2md，a2＝qU02md解得：y2＝3qU0T216md故粒子打在距O′点正下方的最大位移：y＝y1＋y2＝

5qU0T216md当粒子在T2、3T2…2n＋1T2(n＝0,1,2…)时刻进入电场时，将打在O′点上方最远点，在前T2时间内，粒子竖直向上的位移：y1′＝12a1′T22＝qU0T216md在后T

2时间内，粒子竖直向上的位移：y2′＝v′T2－12a2′T22其中：v′＝a1′T2＝qU0T4md，a2′＝qU0md解得：y2′＝0故粒子打在距O′点正上方的最大位移：y′＝y1′＋y2′＝qU0T216

md击中的范围在O′以下5qU0T216md到O′以上qU0T216md。(3)要使粒子能全部打在靶上，需有：5qU0T216md<d2解得：U0<8md25qT2。答案：(1)见解析(2)O′以下5qU0T216md到O′以

上qU0T216md(3)U0<8md25qT2