2017-2018学年高考物理二轮复习 专题3 电场与磁场教学案

专题3 电场与磁场高考研究(十一) 聚焦选择题考法电场性质、磁场性质1多选(2017全国卷T20)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势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a已在图中用坐标(ra，a)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W、W和W。下列选项正确的是()AEaEb41BEcEd21CWW31 DWW13解析：选AC设点电荷的电荷量为Q，根据点电荷电场强度公式Ek，rarb12，rcrd36，可知，EaEb41，EcEd41，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Wq(ab)3q(J)，试探电荷由b点移动到c点做的功Wq(bc)q(J)，试探电荷由c点移动到d点做的功Wq(cd)q(J)，由此可知，WW31，WW11，选项C正确，D错误。2多选(2017全国卷T21)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是()A电场强度的大小为2.5 V/cm B坐标原点处的电势为1 VC电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV解析：选ABDac垂直于bc，沿ca和cb两方向的场强分量大小分别为E12 V/cm、E21.5 V/cm，根据矢量合成可知E2.5 V/cm，A项正确；根据在匀强电场中平行线上等距同向的两点间的电势差相等，有Oabc，得O1 V，B项正确；电子在a、b、c三点的电势能分别为10 eV、17 eV和26 eV，故电子在a点的电势能比在b点的高7 eV，C项错误；电子从b点运动到c点，电场力做功W(1726)eV9 eV，D项正确。3(2016全国卷T15)关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A两个电势不同的等势面可能相交B电场线与等势面处处相互垂直C同一等势面上各点电场强度一定相等D将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功解析：选B在静电场中，两个电势不同的等势面不会相交，选项A错误；电场线与等势面一定相互垂直，选项B正确；同一等势面上的电场强度可能相等，也可能不相等，选项C错误；电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，移动负试探电荷时，电场力做负功，选项D错误。4(2016全国卷T15)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()Aaaabac，vavcvb Baaabac，vbvcvaCabacaa，vbvcva Dabacaa，vavcvb解析：选Da、b、c三点到固定的点电荷P的距离rbrcra，则三点的电场强度由Ek可知EbEcEa，故带电粒子Q在这三点的加速度abacaa。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|mvb2mva20，则vbva，从b到c电场力做正功，由动能定理|qUbc|mvc2mvb20，vcvb，又|Uab|Ubc|，则vavc，故vavcvb，选项D正确。 5(2015全国卷T15)如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为M、N、P、Q。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等。则()A直线a位于某一等势面内，MQB直线c位于某一等势面内，MNC若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D若电子由P点运动到Q点，电场力做负功解析：选B由电子从M点分别运动到N点和P点的过程中电场力所做的负功相等可知，N、P两点在同一等势面上，且电场线方向为MN，故选项B正确，A错误；M点与Q点在同一等势面上，电子由M点运动到Q点，电场力不做功，故选项C错误；电子由P点运动到Q点，电场力做正功，故选项D错误。6多选(2017全国卷T19)如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反。下列说法正确的是()AL1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直BL3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直CL1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为11DL1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1解析：选BC由安培定则可判断出L2在L1处产生的磁场(B21)方向垂直L1和L2的连线竖直向上，L3在L1处产生的磁场(B31)方向垂直L1和L3的连线指向右下方，根据磁场叠加原理，L3和L2在L1处产生的合磁场(B合1)方向如图1所示，根据左手定则可判断出L1所受磁场作用力的方向与L2和L3所在平面平行，选项A错误；同理，如图2所示，可判断出L3所受磁场(B合3)作用力的方向(竖直向上)与L1、L2所在平面垂直，选项B正确；同理，如图3所示，设一根长直导线在另一根导线处产生的磁场的磁感应强度大小为B，根据几何知识可知，B合1B，B合2B，B合3B，由安培力公式FBIL可知，L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为11，选项C正确，D错误。7多选(2015全国卷T18)指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说法正确的是()A指南针可以仅具有一个磁极B指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C指南针的指向会受到附近铁块的干扰D在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转解析：选BC指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，选项A错误，B正确；因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C正确；在地磁场中，指南针南北指向，当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转，选项D错误。高考题型典型试题难度1.电场力和电场能的性质2017全国卷T202017全国卷T212016全国卷T152016全国卷T152015全国卷T152.磁场的基本性质和安培力2017全国卷T192015全国卷T18题型(一) 电场力和电场能的性质高考定位：常考题型解题关键：重在对电场、电场强度、电场线、电势、电势差、等势面等基本概念的理解 必备知能1电场中的相关概念2电势、电势能的判断方法判断电势的高低根据电场线的方向判断由UAB判断根据电场力做功(或电势能)判断判断电势能的大小根据Epq判断根据EpW电，由电场力做功判断3.根据运动轨迹判断粒子的受力及运动情况(1)确定受力方向的依据曲线运动的受力特征：带电粒子受力总指向曲线的凹侧。电场力方向与场强方向的关系：正电荷的受力方向与场强方向同向，负电荷则相反。场强方向与电场线或等势面的关系：电场线的切线方向或等势面的法线方向为电场强度的方向。(2)比较加速度大小的依据电场线或等差等势面越密E越大FqE越大a越大。(3)判断加速或减速的依据电场力与速度成锐角(钝角)，电场力做正功(负功)，速度增加(减小)。演练冲关1.多选(2017南昌重点中学模拟)电子束焊接机中的电子枪如图所示，K为阴极，A为阳极，阴极和阳极之间的电场线如图中虚线所示，A上有一小孔，阴极发射的电子在阴极和阳极间电场作用下聚集成一细束，以极高的速率穿过阳极上的小孔，射到被焊接的金属上，使两块金属熔化而焊接到一起，不考虑电子重力，下列说法正确的是()AA点的电势高于K点的电势B电子克服电场力做功C电子的电势能不断增加D电子的动能不断增加解析：选AD在电场中，沿着电场线方向电势越来越低，因此A点的电势高于K点的电势，A正确；电子受力的方向与电场线的方向相反，因此在运动过程中，电场力对电子做正功，电势能不断减小，B、C错误；根据动能定理，在运动过程中，只有电场力做功，电子的动能不断增加，D正确。2.多选(2018届高三第二次全国大联考卷)如图所示为一带正电的点电荷和两个相同的带负电的点电荷附近的电场线分布情况，M点是两负点电荷连线的中点，M、N点在同一水平线上且到正点电荷的距离相等，下列说法正确的是()AE点的电场强度比F点的大BE点的电势比F点的高C电荷在M点受到的电场力为零D将正电荷从M点移到N点，电势能增大解析：选AD由题图看出，E点处电场线比F点处电场线密，则E点的电场强度比F点的大，选项A正确；沿着电场线方向电势逐渐降低，所以F点的电势比E点的高，选项B错误；两个负点电荷在M点的合场强为零，正点电荷在M点产生的电场强度不为零，所以电荷受到的电场力不为零，选项C错误；M、N关于正点电荷对称，从M点移到N点，正点电荷对正电荷不做功，两负点电荷形成的电场对正电荷做负功，电势能增大，选项D正确。3.多选(2017楚雄检测)如图，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，M30。M、N、P、F四点处的电势分别用M、N、P、F表示，已知MN，PF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则()A点电荷Q一定在MP的连线上B线段PF一定在同一等势面上C将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功DP大于M解析：选AD点电荷Q的等势面是一系列的同心圆，圆弧上任意两点的连线的中垂线一定通过圆心，故场源电荷(点电荷Q)在MN的中垂线和FP的中垂线的交点上，如图所示，在MP的连线上，故A正确；PF，线段PF是P、F所在等势面(圆)的一个弦，故B错误；在点电荷Q的电场中，离场源越远，电势越低，将正试探电荷从P点搬运到N点，电势能降低，故电场力做正功，故C错误；在点电荷Q的电场中，离场源越远，电势越低，故P大于M，故D正确。4.多选(2017怀化模拟)如图所示，现有一个以O为圆心、以OP长为半径的圆，四边形ABCD为圆的内接正方形，a、b、c、d分别为正方形的四个边AB、BC、CD和DA的中点，P、Q分别为弧和弧的中点。现在A、B、C、D四点分别放上等量的正电荷和负电荷，若取无穷远处电势为零，下列说法正确的是()AO点的电场强度和电势均为零B把一正电荷从a点移到c点，电场力做正功C把一正电荷从b点移到d点，电场力做功为零D同一电荷在P、Q两点所受电场力大小相等，方向相反解析：选BC如题图，B、D点两个电荷和A、C点两个电荷都是等量异种电荷，PQ连线的垂直平分线是一条等势线，并延伸到无穷远，则O点电势与无穷远电势相等，则O点的电势为零。根据电场线从正电荷出发到负电荷终止和电场的叠加可知，O点的场强不为零，故A错误；由四个电荷分布的位置可知，电场线关于PQ连线对称，且由a指向c，故把一正电荷从a点移到c点，电场力做正功，故B正确；同理，等势线关于PQ连线也对称，则b点与d点电势相等，电势差为零，由WqU可知，把一正电荷从b点移到d点，电场力做功为零，故C正确；根据电场线的对称性可知，P、Q两点电场线疏密相同，场强大小相等，方向相同，则同一电荷在P、Q两点所受电场力大小相等，方向相同，故D错误。题型(二) 磁场的基本性质和安培力高考定位：常考题型解题关键：重在掌握磁感应强度的叠加及磁场对电流的安培力必备知能1磁场的叠加和安培定则应用的注意点(1)根据安培定则确定通电导线周围磁场的方向。(2)磁场中每一点磁感应强度的方向为该点处磁感线的切线方向。(3)磁感应强度是矢量，多个通电导体产生的磁场叠加时，合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点的磁感应强度的矢量和，遵从平行四边形定则。2安培力作用下力学问题的处理方法(1)求解安培力作用下的力学问题的基本思路(2)求解关键及解题难点演练冲关5.多选(2017广州检测)在同一平面内有、三根等间距平行放置的长直导线，通入的电流强度分别为1 A、2 A、1 A，的电流方向为cd 且受到安培力的合力方向水平向右，则()A的电流方向为abB的电流方向为efC受到安培力的合力方向水平向左D受到安培力的合力方向水平向左解析：选BCD根据“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”，因的电流方向为cd且受到安培力的合力方向水平向右，可知的电流方向为ba，的电流方向为ef，选项A错误，B正确；受到的排斥力，故安培力的合力方向水平向左，选项C正确；受到的吸引力和的排斥力，因的吸引力大于的排斥力，故受到安培力的合力方向水平向左，选项D正确。6.(2017南昌重点中学模拟)如图所示，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝，线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5 g的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平，在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，磁铁中轴线OO垂直于线圈平面且通过其圆心，测得线圈的导线所在处磁感应强度大小B0.5 T，方向与竖直线成30角，要使三条细线上的张力为零，线圈中通过的电流至少为(g取10 m/s2)()A0.1 A B0.2 AC0.05 A D0.01 A解析：选A设线圈的半径为r，则线圈的质量m2nr2.5103 kg，磁感应强度的水平分量为Bsin 30，线圈受到的安培力为：FnBsin 30I2r，要使三条细线上的张力为零，线圈所受向上的安培力等于线圈的重力，即mgF，解得：I0.1 A，选项A正确。7.多选(2017长沙长郡中学检测)如图所示，同一平面内有两根平行的无限长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线的中间且与两导线的距离均为r，b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r。现测得a点的磁感应强度大小为B0，已知距一无限长直导线d处的磁感应强度大小B，其中k为常量，I为无限长直导线的电流大小，下列说法正确的是()Ab点的磁感应强度大小为B0B若去掉导线2，b点的磁感应强度大小为B0C若将导线1中电流大小变为原来的2倍，b点的磁感应强度为0D若去掉导线2，再将导线1中电流大小变为原来的2倍，a点的磁感应强度大小仍为B0解析：选BD根据B可知，a点磁感应强度大小为B0，则：B0，根据右手螺旋定则，此时b点磁感应强度大小为：BbB0，故选项A错误；若去掉导线2，b点的磁感应强度大小为：BbB0，故选项B正确；若将导线1中电流大小变为原来的2倍，b点的磁感应强度大小为：BbB0，故选项C错误；若去掉导线2，再将导线1中电流大小变为原来的2倍，a点的磁感应强度大小为：BaB0，故选项D正确。题型(三) 电场强度的叠加与计算高考定位：预测题型解题关键：掌握常见点电荷产生电场的特点，灵活应用类比法、对称法解题 典例示法典例(2018届高三衡阳联考)如图所示为一均匀带电荷量为Q的细棒，在过中点c垂直于细棒的直线上有a、b、d三点，且abbccdL，在a点处有一电荷量为的固定点电荷，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)()Ak Bk Ck Dk解析电荷量为的点电荷在b处产生的场强为E，方向向右。b点处的场强为零，根据电场的叠加原理可知，细棒与的点电荷在b处产生的场强大小相等，方向相反，则知细棒在b处产生的场强大小为，方向向左。根据对称性可知，细棒在d处产生的场强大小为，方向向右；而电荷量为的点电荷在d处产生的场强大小为E，方向向右；所以d点处场强的大小为EdEEk，方向向右。故A正确，B、C、D错误。答案A应用类比法、对称法求电场强度1类比法当空间某一区域同时存在两个或两个以上的电场(由各自独立的场源电荷所激发)时，某点场强E等于各电场的场强在该点的矢量和，遵循平行四边形定则，可以类比力的合成与分解法求解。2对称法演练冲关8.直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示。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.，沿y轴正向 B.，沿y轴负向C.，沿y轴正向 D.，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E1k，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E2E1k，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E3E2k，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E4k，方向沿y轴正向，所以H点的场强EE3E4，方向沿y轴负向，故B正确。9如图所示，真空中a、b、c、d四点共线且等距。先在a点固定一点电荷Q，测得b点场强大小为E。若再将另一点电荷2Q放在d点，则()Ab点场强大小为EBc点场强大小为EC若将电子从b点移动到c点，其电势能不变Db点电势比c点电势高解析：选B设a、b之间的距离为r，则b、d之间的距离为2r，a、c之间的距离为2r，c、d之间的距离为r，Q在b点产生的电场强度Ek，方向由a指向d。若再将另一点电荷2Q放在d点，它在b点产生的电场强度Ekk，方向由d指向a。根据电场叠加原理，b点的场强大小为EbEEkkk，方向由a指向d，选项A错误；Q在c点产生的电场强度E1k，2Q在c点产生的电场强度E2k，二者方向相反，c点的场强大小为EcE2E1kkkE，方向由d指向a，选项B正确；若将电子从b点移动到c点，电场力先做负功后做正功，其电势能先增大后减小，选项C错误；b点的电势比c点的电势低，选项D错误。选择题保分练 电场性质、磁场性质 1(2018届高三湖北八校联考)下列说法正确的是()A带电粒子仅在电场力的作用下一定做匀变速运动B带电粒子仅在电场力的作用下运动时，动能一定增加C电场力做正功，带电粒子所在处的电势一定降低D电场力做正功，带电粒子的电势能一定减少解析：选D只有电场是匀强电场时，带电粒子仅在电场力的作用下做匀变速运动，A错误；如果电场力做负功，则动能减小，B错误；电场力做正功，电势能一定减少，若带电粒子带负电荷，则电势要升高，故C错误，D正确。2(2017定州中学检测)关于电荷所受电场力和洛伦兹力，下列说法正确的是()A电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B电荷在电场中一定受电场力作用C电荷所受电场力一定与该处电场方向一致D电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直解析：选B若电荷的运动方向与磁场方向平行，则电荷不受洛伦兹力，故A错误；电荷在电场中一定受电场力作用，故B正确；正电荷所受电场力方向与该处的电场方向相同，负电荷所受电场力方向与该处的电场方向相反，故C错误；根据左手定则知，电荷若受洛伦兹力，则方向与该处磁场方向垂直，故D错误。3.(2017泰安检测)如图，Q为固定的正点电荷，虚线圆是其电场中的一条等势线。两电荷量相同、但质量不相等的粒子，分别从同一点A以相同的速度v0射入，轨迹如图中曲线，B、C为两曲线与圆的交点。aB、aC表示两粒子经过B、C时的加速度大小，vB、vC表示两粒子经过B、C时的速度大小。不计粒子重力，以下判断正确的是()AaBaCvBvC BaBaCvBvCCaBaCvBvC DaBaCvBvC解析：选C由题图轨迹判断可知，粒子均带正电，AB曲线弯曲程度比AC大，可知AB轨迹的粒子质量较小，因为B、C两点电势相等，可知UACUAB，粒子电荷量相同，由动能定理：qUmv2mv02，可知vBaC，综上分析可知C正确，A、B、D错误。4.(2017肇庆模拟)如图所示，空间有一正三棱锥OABC，点A、B、C分别是三条棱的中点。现在顶点O处固定一正点电荷，下列说法中正确的是()AA、B、C三点的电场强度相同BABC所在平面为等势面C将一正试探电荷从 A点沿直线AB移到B，静电力对该试探电荷先做正功后做负功D若A点的电势为A，A点的电势为A，则AA连线中点D处的电势D一定小于解析：选D因为A、B、C三点离顶点O处的正点电荷的距离相等，故三点处的电场强度大小均相等，但其方向不同，故A错误；由于ABC所在平面上各点到O点的距离不全相等，由等势面的特点可知，ABC所在平面不是等势面，故B错误；由电势的特点可知，沿直线AB的电势变化为先增大后减小，所以当正试探电荷在此直线上从A移动到B时，电场力对该试探电荷先做负功后做正功，故C错误；因为UADEAD，UDAEDA，由点电荷的场强关系可知EADEDA，又因为，所以有UADUDA，即ADDA，整理可得：DR)的半圆形轨迹ABC移到C点，质子从A点移到C点的过程中电势能的变化情况为()A增加 B增加C减少 D减少解析：选BA点的电势为Akk；C点的电势为Ckk，则A、C间的电势差为UACAC，质子从A点移到C点，电场力做功为WACeUAC，做负功，所以质子的电势能增加，故B正确。6.多选(2017定州中学检测)如图所示，在两磁极之间放一培养皿，磁感线垂直培养皿向内，培养皿内侧壁有环状电极A，中心有电极K，培养皿内装有电解液，若不考虑电解液和培养皿之间的阻力，当两电极接入如图所示电路时，则()A电解液将顺时针旋转流动B电解液静止不动C若将滑动变阻器的滑片向左移动，则电解液旋转流动将变慢D若将磁场的方向和电源的方向均变为和原来相反，则电解液转动方向不变解析：选AD两电极接入题图所示电路时，将电解液看成无数个辐条状导体组成，每根导体中电流从环状电极A边缘流向电极K，由左手定则判断可知，电解液所受的安培力方向沿顺时针，因此电解液将顺时针旋转流动，故A正确，B错误；若将滑动变阻器的滑片向左移动，其有效电阻减小，电路中电流增大，由公式FBIL知，电解液所受的安培力增大，则电解液旋转流动将变快，故C错误；若将磁场的方向和电源的方向均变为和原来相反，由左手定则可知安培力方向不变，则电解液转动方向不变，故D正确。7.多选(2017泰州中学检测)某静电场的等势面分布如图所示，下列说法中正确的是()AA点电场强度的方向为曲线上该点的切线方向B负电荷在A点的电势能比在C点的电势能小C将正电荷从图中A点移到C点，电场力做负功D将电荷从图中A点移到B点，电场力不做功解析：选BD电场线和等势面垂直，电场强度的方向沿电场线的切线方向，可知A点的电场强度方向不是曲线上该点的切线方向，故A错误；A点的电势高于C点的电势，根据Epq知，负电荷在A点的电势能比在C点的电势能小，故B正确；A点的电势高于C点的电势，沿电场线方向电势逐渐降低，可知电场线方向大致向左，所以将正电荷从A点移C点，电场力做正功，故C错误；A、B两点处于同一等势面上，电势相等，所以将电荷从A点移到B点，电场力不做功，故D正确。8.多选(2018届高三青岛六校联考)如图所示，匀强电场中的三个点A、B、C构成一个直角三角形，ACB90，ABC60，d。把一个带电量为q的点电荷从A点移动到B点电场力不做功；从B点移动到C点电场力做功为W。若规定C点的电势为零，则()A该电场的电场强度大小为BC、B两点间的电势差为UCBCA点的电势为D若从A点沿AB方向飞入一电子，其运动轨迹可能是乙解析：选BD正点电荷从A点移动到B点电场力不做功，说明A、B两点在同一等势面上，从B点移动到C点电场力做功为W，说明电场强度的方向垂直AB边向上，则A点的电势A，故选项C错误；C、B两点间的电势差为UCB，故选项B正确；该电场的电场强度大小为E，故选项A错误；电子从A点沿AB方向飞入，受力方向将沿电场线的反方向，故电子将向下偏转，运动轨迹的大致图象如题图中乙所示，故选项D正确。高考研究(十二) 聚焦选择题考法电容器、带电粒子在电场中运动1(2016全国卷T14)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，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QCU知，极板上的电荷量变小。再考虑到极板间电场强度E，由于U、d不变，所以极板间电场强度不变，选项D正确。2. 多选(2016全国卷T20)如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知()AQ点的电势比P点高B油滴在Q点的动能比它在P点的大C油滴在Q点的电势能比它在P点的大D油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小解析：选AB带电油滴在电场中受重力、电场力作用，据其轨迹的对称性可知，电场力方向竖直向上，且电场力大于重力，电场力先做负功后做正功。则电场强度方向向下，Q点的电势比P点高，选项A正确；油滴在P点的速度最小，选项B正确；油滴在P点的电势能最大，选项C错误；油滴运动的加速度大小不变，选项D错误。3(2015全国卷T14)如图，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将()A保持静止状态 B向左上方做匀加速运动C向正下方做匀加速运动 D向左下方做匀加速运动解析：选D两板水平放置时，放置于两板间a点的带电微粒保持静止，带电微粒受到的电场力与重力平衡。当将两板逆时针旋转45时，电场力大小不变，方向逆时针偏转45，受力如图，则其合力方向沿二力角平分线方向，微粒将向左下方做匀加速运动。选项D正确。高考题型典型试题难度1.平行板电容器的性质2016全国卷T142.带电粒子(考虑重力)在电场中的运动2016全国卷T202015全国卷T14题型(一) 平行板电容器的性质高考定位：常考题型, 解题关键：重在正确分析电容器的两类动态变化，准确应用公式进行分析必备知能1平行板电容器动态变化问题的两类题型(1)电容器始终与电源相连，U恒定不变，则有QCUC，C，两板间场强E。(2)电容器稳定后与电源断开，Q恒定不变，则有U，C，场强E。2在分析平行板电容器的动态变化问题时，必须抓住两个关键点(1)确定不变量：首先要明确动态变化过程中的哪些量不变，一般情况下是电荷量不变或板间电压不变。(2)恰当选择公式：要灵活选取电容的两个公式分析电容的变化，应用E分析板间电场强度的变化情况，即抓住公式C和C。U不变时，选用E；Q不变时，选用E。 演练冲关1(2018届高三第一次全国大联考卷)如图所示的装置可以通过静电计指针偏转角度的变化检测电容器电容的变化，进而检测导电液体是增多还是减少。图中芯柱、导电液体、绝缘体组成一个电容器，电源通过电极A、电极B给电容器充电，充电完毕移去电源，由此可以判断()A静电计指针偏角变小，说明电容器两板间电压增大B静电计指针偏角变小，说明导电液体增多C静电计指针偏角变大，说明电容器电容增大D静电计指针偏角变大，说明导电液体增多解析：选B移去电源后，电容器的Q不变，静电计指针偏角变小，说明电容器两板间电压减小，选项A错误；静电计指针偏角变小，根据C可知，电容器电容增大，因C，所以S增大，导电液体液面升高，导电液体增多，选项B正确；静电计指针偏角变大，说明电容器两板间电压增大，根据C可知，电容器电容减小，因C，所以S减小，导电液体液面降低，导电液体减少，选项C、D错误。2.(2017怀化模拟)如图所示，将平行板电容器两极板分别与电池正、负极相接，两板间一带电液滴恰好处于静止状态。现贴着下板迅速插入一定厚度的金属板，则在插入过程中()A电路将有逆时针方向的短暂电流B电容器的带电量减小C带电液滴仍将静止D带电液滴将向下做加速运动解析：选A插入一金属板相当于极板间距离变小了，根据电容决定式C，知电容增大，电势差不变，则由QCU知，电容器带电量增大，电路中有逆时针方向的短暂电流，故A正确，B错误；电势差不变，距离减小，则电场强度增大，带电液滴所受的向上的电场力增大，大于重力，将向上做加速运动，故C、D错误。3.多选(2017黄冈中学检测)正对水平放置的两平行金属板连接在如图所示电路中，两板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，D为理想二极管(正向电阻为0，反向电阻无穷大)，R为滑动变阻器，R0为定值电阻。将滑片P置于滑动变阻器正中间，闭合开关S，让一带电质点从两板左端连线的中点N以水平速度v0射入板间，质点沿直线运动。在保持开关S闭合的情况下，下列说法正确的是()A质点可能带正电，也可能带负电B若仅将滑片P向上滑动一段后，再让该质点从N点以水平速度v0射入板间，质点运动轨迹一定会向上偏C若仅将滑片P向下滑动一段后，再让该质点从N点以水平速度v0射入板间，质点依然会沿直线运动D若仅将两板的间距变大一些，再让该质点从N点以水平速度v0射入板间，质点运动轨迹会向下偏解析：选BC若质点带正电，则所受电场力向下，洛伦兹力向下，重力向下，则不可能沿直线运动，只能带负电，则A错误；质点带负电，电场力向上，洛伦兹力向上，滑片P向上滑动一段后，电场强度变大，电场力变大，则合力向上，质点运动轨迹向上偏，则B正确；将滑片P向下滑动一段后，因二极管的单向导电性，电容器不放电，则电场强度不变，电场力不变，合力不变，质点依然会沿直线运动，则C正确；若两板的间距变大，但电量不变，场强E不变，电场力不变，则质点运动轨迹不变，则D错误。题型(二) 带电粒子在电场中的运动高考定位：常考题型解题关键：重在正确进行受力分析(注意重力是否考虑)，运用力和运动、功能关系两条途径求解典例示法典例(2017天津和平区检测)如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一稳压电源(未画出)相连，若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中该粒子()A所受重力与电场力平0衡B电势能逐渐增加C机械能逐渐减小 D做匀变速直线运动解析带电粒子在电场中受到电场力与重力，根据题意可知，粒子做直线运动，电场力必定垂直极板向上，若由左向右运动，则电场力与重力的合力必定与速度方向相反，粒子做匀减速直线运动；若由右向左运动，则电场力、重力的合力与速度方向相同，粒子做匀加速直线运动，故A错误，D正确；电场力垂直于极板向上，若电场力做负功，则电势能增加；若电场力做正功，则电势能减小，故B错误；因重力不做功，当电场力做负功时，电势能增加，动能减小，此时机械能减小；当电场力做正功时，动能增加，此时机械能增加，故C错误。答案D带电体通常是指需要考虑重力的物体，如带电小球、带电液滴、带电尘埃等。带电体在叠加场中运动的研究方法与力学综合题的分析方法相近，一般应用牛顿运动定律、运动学规律、动能定理和能量守恒定律求解。演练冲关4多选(2018届高三西安调研)一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降；若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升。若两极板间电压为2U，油滴做匀速运动时速度的大小可能为()A3v B4vC5v D6v解析：选AC若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降，有mgkv，若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升，知电场力大于重力，有：qmgkv，若两极板间电压为2U，如果电场力方向向上，则油滴向上做匀速运动时，有qmgkv，解得v3v，故A正确；如果电场力方向向下，则油滴向下做匀速运动时，有qmgkv，解得v5v，故C正确。5.(2017辽师大附中检测)如图，平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成45角，上极板带正电。一电荷量为q(q0)的粒子在电容器中靠近下极板处，以初动能Ek0竖直向上射出。不计重力，极板尺寸足够大。若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为()A. B. C. D.解析：选B当电场强度足够大时，粒子打到上极板的极限情况为：粒子到达上极板处时，速度恰好与上极板平行，粒子的运动为类平抛运动的逆运动。将粒子初速度v0分解为垂直极板的vy和平行极板的vx，根据运动的合成与分解，当vy0时，根据运动学公式有vy22d，vyv0cos 45，Ek0mv02，解得E，故B正确。6多选(2017沈阳育才中学模拟)一带正电的小球以初速度v0水平向右抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左，不计空气阻力，则小球()A可能做直线运动 B一定做曲线运动C速率先减小后增大 D速率先增大后减小解析：选BC如图所示，对小球受力分析，受重力和电场力两个力作用，合力的方向与初速度方向不在同一条直线上，小球做曲线运动，运动轨迹大致如图中曲线所示，故A错误，B正确；小球所受的合力与速度方向先成钝角后成锐角，可知合力先做负功然后做正功，则速率先减小后增大，故C正确，D错误。选择题保分练 电容器、带电粒子在电场中运动 1.(2017长沙长郡中学检测)空间中有竖直方向的匀强电场(图中未画出)，一个带电小球由P点到Q点的运动轨迹如图所示，由此可知()A电场的方向竖直向上B小球一定带正电C小球受到的电场力大于重力D小球在P点的动能小于在Q点的动能解析：选C由题图可知，小球向上偏转，合力向上，小球受到重力和电场力作用，重力竖直向下，所以电场力方向向上且大于重力。由于不知道小球的电性和电场的方向，所以不能判断出电场的方向与小球的电性，故A、B错误，C正确；小球受到的电场力与重力恒定不变，小球受到的合力不变，方向竖直向上，所以小球在从P点到Q点的过程中合外力对小球做负功，小球的动能减小，故D错误。2.(2017湖北黄冈中学检测)如图所示，纸面内有一匀强电场(未画出)，带正电的小球(重力不计)在恒力F的作用下沿图中虚线由A匀速运动至B，已知恒力F和AB间夹角为，AB间距离为d，小球带电量为q，则下列结论正确的是()A电场强度的大小为EBA、B两点的电势差为UABC小球由A运动至B的过程中，电势能增加了Fdcos D若小球由B匀速运动至A，则恒力F必须反向解析：选C由题知，小球的重力不计，只受到电场力与恒力F而做匀速直线运动，则有qEF，解得场强E，A错误；由小球所受电场力方向与F方向相反及AB的相对位置可知，At2，解得：，qMqN，故A正确，B错误；根据动能定理，电场力做的功为：WEkmvy2，质量相等，电荷M竖直分位移大，竖直方向的末速度vy也大，故电场力对电荷M做的功大于电场力对电荷N做的功，故C正确；由题图轨迹可以看出，在水平方向：xMxN，故vMtvNt，故vMvN，故D错误。8.多选(2017贵州黔东南州模拟)如图所示，在方向水平向右的匀强电场中，一不可伸长的长度为L的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O点，当小球静止在B点时，细线与竖直方向的夹角37(sin 370.6，cos 370.8)，则()A小球带负电B匀强电场电场强度的大小为C电场中A、B两点的电势差为D当小球从A点由静止释放至B点，电场力做负功，则小球经B点时的速度大小为解析：选BD小球静止在B点，受力平衡，受到重力、电场力和细线的拉力，电场力水平向右，与电场方向一致，说明小球带正电，A错误；根据共点力平衡条件可得tan ，解得E，B正确；电场中A、B两点的电势差为UABEdEL(1sin )，C错误；小球运动过程中电场力和重力做功，根据动能定理可得mgLcos UABqmvB20，解得vB，D正确。高考研究(十三) 聚焦选择题考法带电粒子在磁场、复合场中运动1(2015全国卷T14)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的()A轨道半径减小，角速度增大B轨道半径减小，角速度减小C轨道半径增大，角速度增大D轨道半径增大，角速度减小解析：选D分析轨道半径：带电粒子从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的速度v大小不变，磁感应强度B减小，由公式r可知，轨道半径增大。分析角速度：由公式T可知，粒子在磁场中运动的周期增大，根据知角速度减小。选项D正确。2多选(2015全国卷T19)有两个匀强磁场区域和，中的磁感应强度是中的k倍。两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与中运动的电子相比，中的电子()A运动轨迹的半径是中的k倍B加速度的大小是中的k倍C做圆周运动的周期是中的k倍D做圆周运动的角速度与中的相等解析：选AC两速率相同的电子在两匀强磁场中做匀速圆周运动，且磁场磁感应强度B1是磁场磁感应强度B2的k倍。由qvB得r，即中电子运动轨迹的半径是中的k倍，选项A正确；由F合ma得aB，所以，选项B错误；由T得Tr，所以k，选项C正确；由得，选项D错误。3.(2017全国卷T18)如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则v2v1为()A.2B.1C.1 D3解析：选C由于是相同的粒子，粒子进入磁场时的速度