发布时间 : 星期二 文章2020版高考物理专题1.3电场力与电场强度(电磁部分)(含解析)更新完毕开始阅读2c234c30f9c75fbfc77da26925c52cc58ad6904c
专题1.3 电场力与电场强度
一．选择题
1. （2019年1月云南昆明复习诊断测试）如图所示，一个质量为m，带电量为+q的粒子在匀强电场中运动，依次通过等腰直角三角形的三个顶点A、C、B，粒子在A、B两点的速率均为v0，在C点的速率为
5v0，5已知AB=d，匀强电场在ABC平面内，粒子仅受电场力作用。则该匀强电场的场强大小为（ ）
22224mv02mv022mv02mv0A. B. C. D.
5qd5qd5qd5qd【参考答案】A
【命题意图】本题考查静电场、动能定理的理解和运用。
【解题思路】根据题述，粒子在A、B两点的速率均为v0，A、B两点为等势点，AB两点的连线为等势线，电场强度的方向垂直AB连线，C点到AB的距离s=d/2，对于粒子从C到A（或B），由动能定理，qEs=24mv052
（ v0），解得：E=，选项A正确。
5qd5121mv0-m22【易错警示】解答此题常见错误主要有：一是不能根据题述条件找出等势线和匀强电场的方向，二是不能正确运用动能定理列方程得出场强大小。
2. （2019河南名校联考4）如图所示，三角形abc的三个顶点各自固定一个点电荷，A处点电荷受力如图中F所示，则B处点电荷受力可能是（ ）
A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
【参考答案】B
【名师解析】根据A处点电荷受力如图中F所示，可知A、C带异种电荷，A、B带同种电荷，由此可判断出B、C带异种电荷。B处点电荷受到C电荷的库伦引力和A电荷的库伦斥力，二力的合力可能正确的是F2，选项B正确。
3.（2019新疆乌鲁木齐二诊）如图所示，在匀强电场中有一半径为R的圆，场强方向与圆所在平面平行。一群质量为m，电荷量为q的带正电粒子以相同的初速度v沿着各个方向从A点进入圆形区域中，只在电场力作用下运动，从圆周上不同点离开圆形区域，其中从B点离开圆形区域的带电粒子的速度最大且最大速度为2v，已知O是圆心，AB=R，设场强大小为E，方向与AB的夹角为θ（θ为锐角），则（ ）
A.θ=30° 【参考答案】BC 【名师解析】
B. θ=60° C. E=
3mv2 D. E =
qR带电粒子仅在电场力作用下从A点进入，离开B点的速度最大，电场力做功最多，则B点是沿电场强度方向离A点最远的点，所以过B的等势线是过B点的切线，如图虚线所示，电场线与过B的切线相垂直，如图红线所示。由几何关系可知，θ=60°；从A到B，由动能定理得qERcos60°=
-，可得
E=．故AD错误，BC正确。
【关键点拨】带电粒子以相同大小的初速度v沿着各个方向从A点进入圆形区域中，只在电场力作用下，到达B点时速度最大，电场力做功最多，从而得出B点是沿电场强度方向离A点最远，作出等势线和电场线，从而确定θ值，由动能定理求E的值。
解决本题的关键是抓住B点是沿电场强度方向离A点最远，以及电场线与过B的切线相垂直。要注意电场力做功公式W=qEd中，d是沿电场线方向两点间的距离。
4．（6分）（2019广西桂林、崇左二模）如图所示，一个质量为m，带电量为+g的粒子在匀强电场中运动，依次通过等腰直角三角形的三个顶点A、C、B，粒子在A、B两点的速率均为2v0，在C点的速率为v0，已知AB＝d，匀强电场在ABC平面内，粒子仅受电场力作用。则该匀强电场的场强大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
【参考答案】D
【命题意图】本题考查静电场、电场强度，动能定理及其相关知识点。
【解题思路】带电粒子在电场中运动，其动能和电势能之和保持不变，题述粒子在A、B两点的速率均为2v0，可知粒子在A、B两点的动能相等，电势能相等，所以AB为等势线。由匀强电场的方向应与等势线AB边垂直，根据AB＝d，可知直角边为长度为2d/2，高为h=d/2，所以对带电粒子从A点到B点的运动，可直接
3mv01122
用动能定理得：qEd/2=m（2v0）—mv0，求出电场的场强大小为E=，所以选项ABC错误D正确。
qd22【方法归纳】对于匀强电场计算电场强度的方法主要有：若已知两点的电势差U，可先计算出两点之间沿电场线方向的距离d，由E=U/d得出；若已知两点之间动能的变化和两点之间沿电场线方向的距离d，可由动能定理列方程得出；若已知带电粒子在两点之间一定电场力做功和两点之间沿电场线方向的距离d，可由W=qEd得出。
5．（6分）（2019吉林长春四模）如图甲所示，两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上，其中Q1位于原点O，a、b是它们连线延长线上的两点。现有一带负电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动（粒子只受电场力作用），设粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度随坐标x变化的图象如图乙所示，则以下判断正确的是（ ）
2
A．ab连线的中点电势最低 B．a点的电势比b点的电势低 C．x＝3L处电场强度最大 D．Q2带负电且电荷量小于Q1
【参考答案】BD
【命题意图】以两个点电荷Q1、Q2电场为命题背景，以速度图像给出解题信息，考查学生的分析综合能力。 【解题思路】粒子只受电场力作用，因此只有静电力做功，动能与电势能之和为定值，由图象可知ab连线的中点x=3L处速度最大，即粒子q的动能最大，电势能最小，由于粒子q带负电，因此ab连线的中点电势最高，选项A错误；由粒子q运动的速度图像可知，粒子在a点速度小于在b点的速度，根据动能公式可知，粒子在a点的动能小于b点的动能，由于动能与电势能之和为定值，故粒子在a点电势能大于b点电势能，且粒子带负电，故a点的电势比b点的电势低，选项B正确；粒子q在2L＜x＜3L区间加速运动，在3L＜x＜4L区间减速运动，根据速度图像的斜率表示加速度可知，在x=3L处粒子的加速度为0，由qE=ma可知x＝3L处场强一定为零，选项C错误；带负电的粒子在2L＜x＜3L区间加速，说明在2L＜x＜3L区间负粒子q所受电场力沿x轴正方向，电场方向沿x轴负方向，带负电的粒子在3L＜x＜4L区间减速，说明在2L＜x＜3L区间负粒子q所受电场力沿x轴负方向，电场方向沿x轴负方向，因此Q1带正电，Q2带负电，考虑到x=3L处电场强度为零，则Q2的电荷量小于Q1的电荷量，选项D正确。
【方法归纳】解答以速度随时间变化的图像给出解题信息类问题，首先要根据速度随时间变化的图像的斜率表示加速度，速度随时间变化的图像面积表示位移。此题给出的是速度随位移变化的图像，其斜率为零处表示速度不变，即加速度为零。
6.（2019辽宁葫芦岛二模）如图所示，空间有一正三棱锥PABC，D点是BC边上的中点，O点是底面ABC的中心，现在顶点P点固定一正的点电荷，则下列说法正确的是（ ）
A. 底面ABC为等势面
B. A、B、C三点的电场强度相同
C. 若B、C、D三点的电势为φB、φC、φD，则有φB-φD=φD-φC
D. 将一负的试探电荷从点沿直线BC经过D点移到C点，静电力对该试探电荷先做负功后做正功 【参考答案】D 【名师解析】A、B、C三点到P点距离相同，故三点电场强度大小相等，但方向不同，故A、B、C三点的电场强度不相同，故B错误；O到P点距离比ABC三点到P点距离短，故电势比ABC三点电势高，又O点为底