2019-2020年高考物理大一轮复习第7单元静电场学案.doc

2019-2020年高考物理大一轮复习第7单元静电场学案高考热点统计要求xx年xx年xx年xx年高考基础要求及冷点统计库仑定律15物质的电结构、电荷守恒、点电荷()静电现象的解释、静电场()示波管()前两个考点为高考基础要求,一般不单独命题,要求理解;示波管是带电粒子在电场中运动的模型应用,属于高考的冷点.电场强度、点电荷的场强21191515202521电场线、电势能、电势21 19 15 20152021电势差24匀强电场中电势差与电场强度的关系带电粒子在匀强电场中的运动25 152420162521常见电容器、电容器的电压、电荷量和电容的关系141417考情分析1.电场的性质及带电粒子在电场中的运动问题是历年高考的重点.复习时应侧重对基本概念、规律进行认识和理解.掌握描述电场性质的几个物理量,如电场强度、电场线、电势、电势能等,理解平行板电容器的电容,会分析带电粒子在电场中的运动问题.2.电场的性质、电容器、带电粒子在电场中运动的综合问题是近几年高考的热点,这几个考点在明年的高考中考查到的概率仍然很大,复习时应引起高度重视.2.电荷守恒定律(1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量.(2)三种起电方式:起电、起电、起电.二、库仑定律1.内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成,与它们的距离的二次方成,作用力的方向在它们的连线上.2.表达式:F=k,式中k=Nm2/C2,叫作静电力常量.3.适用条件:真空中的.三、电场、电场强度1.电场(1)定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种.(2)基本性质:对放入其中的电荷有.2.电场强度(1)定义:放入电场中某点的电荷受到的与它的的比值.(2)定义式:.单位:N/C或V/m.(3)矢量性:规定在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向.四、电场线1.电场线:在电场中画出的一些曲线,曲线上每一点的方向都跟该点的场强方向一致,曲线的疏密表示电场的.电场线不是实际存在的线,而是为了描述电场而假想的线.2.电场线的特点(1)电场线从或无限远处出发,终止于或无限远处.(2)电场线不相交.(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强.五、典型电场的电场线分布图19-1【思维辨析】(1)物体带电的实质是电子的转移.()(2)电场和电场线都是客观存在的.()(3)相互作用的两个点电荷,电荷量大的,受到的库仑力也大.()(4)根据F=k,当r0时,F.()(5)E=是电场强度的定义式,可知电场强度与电场力成正比.()(6)没有电场线的地方不存在电场.()【思维拓展】(多选)如图19-2所示,有一带正电的验电器,当一个金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时,验电器的金箔张角减小,则金属球A的带电情况可能是()图19-2A.金属球可能不带电B.金属球可能带负电C.金属球可能带正电D.金属球一定带负电考点一电荷守恒与库仑定律(1)在用库仑定律公式进行计算时,无论是正电荷还是负电荷,均代入电荷量的绝对值计算库仑力的大小. (2)两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律,大小相等、方向相反.(3)由公式F=k可以看出,在两带电体的间距及电荷量之和一定的条件下,当q1=q2时,F最大.1.(电荷守恒)xx浙江卷 如图19-3所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触.把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开()图19-3A.此时A带正电,B带负电B.此时A电势低,B电势高C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合D.先把A和B分开,然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合2.(电荷守恒和库仑定律)两个所带的电荷量分别为-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)相距为r,它们间的库仑力大小为F.使两小球相互接触,且使二者之间的距离变为,则此时两小球间的库仑力大小为()A.FD.12F3.(库仑力作用下的平衡问题)(多选)如图19-4所示,A、B两球所带的电荷量均为210-5 C,质量均为0.72 kg,其中A球带正电荷,B球带负电荷,且均可视为点电荷.A球通过绝缘细线吊在天花板上,B球固定在绝缘棒的一端,现将B球放在某一位置,能使绝缘细线伸直,A球静止且细线与竖直方向的夹角为30,则A、B两球之间的距离可能为()图19-4A.0.5 m B.0.8 mC.1.2 m D.2.5 m4.(库仑力作用下的动力学问题)如图19-5所示,足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点,A和C围绕B做角速度大小相同的匀速圆周运动,B恰能保持静止,其中A、C和B的距离分别是L1和L2.不计三个质点间的万有引力,则A和C的比荷(电荷量与质量之比)为()图19-5A. 要点总结(1)对于两个均匀带电绝缘球体,可以将其视为电荷集中于球心的点电荷,r为两球心之间的距离.(2)对于两个带电金属球,要考虑金属球表面电荷的重新分布.(3)不能根据公式错误地推论:当r0时,F.其实,在这样的条件下,两个带电体已经不能再看成点电荷了.考点二电场的叠加1 直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图19-6所示.M、N两点各固定一负点电荷,一电荷量为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()图19-6A.,沿y轴正向 B.,沿y轴负向C.,沿y轴正向 D.,沿y轴负向 题根分析本题通过合电场强度的计算,考查点电荷电场强度的计算,分析时应注意:(1)电场强度三个表达式的比较表达式E=E=kE=公式意义电场强度定义式真空中点电荷电场强度的决定式匀强电场中E与U的关系式适用条件一切电场真空;点电荷匀强电场决定因素由电场本身决定,与q无关由场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定由电场本身决定,d为沿电场方向的距离(2)电场强度叠加问题的求解思路:确定分析计算的空间位置;分析该处有几个分电场,先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向;依次利用平行四边形定则求出矢量和. 变式网络式题1 如图19-7所示,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(q0)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)()图19-7A.kC.k式题2 已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心、所带电荷量与之相等的点电荷产生的电场相同.如图19-8所示,半径为R的球体上均匀分布着总电荷量为Q的电荷,在过球心O的直线上有A、B两个点,O和B间、B和A间的距离均为R.现以OB为直径在球内挖出一个球形空腔,若静电力常量为k,球的体积公式为V=r3,则A点处电场强度的大小为()图19-8A. C.式题3 xx贵州七校一联 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图19-9所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,CD为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M、N两点,OM=ON=2R.已知M点的场强大小为E,则N点的场强大小为()图19-9A.-EC.+E考点三电场线的理解和应用1.电场线的应用(1)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大.(2)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向.(3)沿电场线方向电势逐渐降低.(4)电场线和等势面在相交处互相垂直.2.两种等量点电荷的电场线比较等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布中垂线上的电场强度O点最大,向外逐渐减小O点为零,向外先变大后变小连线上的电场强度沿连线先变小后变大,中点O处的电场强度最小沿连线先变小后变大,中点O处的电场强度为零2 如图19-10所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同的速度沿垂直于电场线的方向飞出a、b两个带电粒子,二者仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示,则()图19-10A.a一定带正电,b一定带负电B.a的速度将减小,b的速度将增大C.a的加速度将减小,b的加速度将增大D.两个粒子的动能一个增大、一个减小式题1 A、B是一条电场线上的两个点,一个带负电的微粒仅在电场力的作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点,其速度时间图像如图19-11所示,则这一电场可能是图19-12中的()图19-11图19-12式题2 (多选)如图19-13所示,两个带等量负电荷的小球A、B(可视为点电荷)被固定在光滑的绝缘水平面上,P、N是在小球A、B连线的水平中垂线上的两点,且PO=ON.现将一个电荷量很小的带正电的小球C(可视为质点)从P点由静止释放,在小球C向N点运动的过程中,下列关于小球C的说法可能正确的是()图19-13A.速度先增大,再减小B.速度一直增大C.加速度先增大再减小,过O点后,加速度先减小再增大D.加速度先减小,再增大 方法技巧电场线与轨迹问题的判断方法 (1)“运动与力两线法”画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(电场线在初始位置的切线),从两者的夹角情况来分析曲线运动的情况.(2)“三不知时要用假设法”电荷的正负、场强的方向或等势面电势的高低、电荷运动的方向,若已知其中的任意一个,可顺次向下分析判定各待求量;若三个都不知,则要用假设法分别讨论各种情况.考点四带电体的力电综合问题 解答力电综合问题的一般思路3 如图19-14所示,绝缘的水平面上有一质量为0.1 kg的带电物体,物体与水平面间的动摩擦因数=0.75,物体恰能在水平向左的匀强电场中向右匀速运动,电场强度E=1103 N/C,g取10 m/s2.(1)求物体所带的电荷量;(2)只改变电场的方向,使物体向右加速运动,求加速度的最大值及此时电场的方向.图19-14式题 (多选)xx重庆一诊 如图19-15所示,竖直平面内有固定的半径为R的光滑绝缘圆形轨道,水平匀强电场平行于轨道平面向左,P、Q分别为轨道的最高、最低点.质量为m、电荷量为q的带正电小球(可视为质点)在轨道内运动,已知重力加速度为g,场强E=.要使小球能沿轨道做完整的圆周运动,下列说法中正确的是()图19-15A.小球过Q点时速度至少为B.小球过Q点时速度至少为C.小球过Q、P点受轨道弹力大小的差值为6mgD.小球过Q、P点受轨道弹力大小的差值为7.5mg第20讲电场的能的性质一、电势能和电势、等势面1.电势能:电荷在电场中某点具有的势能,等于将电荷从该点移到位置时电场力所做的功.2.电场力做功与电势能变化的关系:电场力做的功等于,即WAB=EpA-EpB=-Ep.3.电势:电荷在电场中某点具有的与它的的比值,即:=.4.等势面(1)定义:电场中相同的各点构成的面.(2)特点:等势面一定与垂直,即跟场强的方向垂直.在同一等势面上移动电荷时电场力做功.电场线总是从电势高的等势面指向的等势面.在空间中两等势面相交.等差等势面越密的地方电场强度,越疏的地方电场强度.二、电势差匀强电场中电势差与场强的关系1.电势差(1)定义:电荷在电场中由一点A移到另一点B时,与移动的电荷的比值.(2)定义式:UAB=;电势差与电势的关系:UAB=,UAB=-UBA.2.匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)电势差与场强的关系式:UAB=,其中d为电场中两点间沿的距离.(2)在匀强电场中,场强在数值上等于沿方向每单位距离上降低的电势.三、静电平衡导体静电平衡两大特点:导体内部的场强;导体是一个等势体,导体表面电势.【思维辨析】(1)电场力做功与重力做功相似,均与路径无关.()(2)电场中电场强度为零的地方电势一定为零.()(3)电场强度处处相同的区域内,电势一定也处处相同.()(4)沿电场线方向电场强度越来越小,电势逐渐降低.()(5)A、B两点间的电势差等于将正电荷从A移到B点时静电力所做的功.() (6)电场中,场强方向是指电势降落的方向.()(7)电势有正负之分,因此电势是矢量.()(8)电势的大小由电场的性质决定,与零电势点的选取无关.()(9)电势差UAB由电场本身的性质决定,与零电势点的选取无关.()(10)整个导体是等势体,导体表面是等势面,但导体表面的场强可能不同.()考点一描述电场的能的性质的物理量1.电势高低常用的两种判断方法(1)沿电场线方向电势逐渐降低.(2)若UAB0,则AB;若UAB0,则AQB.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,电场力做负功式题1 xx福建龙岩质检 以无穷远处的电势为零,在电荷量为q的点电荷周围某点的电势可用=计算,式中r为该点到点电荷的距离,k为静电力常量.两电荷量大小均为Q的异种点电荷固定在相距为L的两点,如图20-2所示.现将一个质子(电荷量为e)从两点电荷连线上的A点沿以电荷+Q为圆心、半径为R的半圆形轨迹ABC移到C点,则质子从A点移到C点的过程中,其电势能的变化情况为()图20-2A.增加C.减少式题2 (多选)xx全国卷 如图20-3所示,一带负电荷的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直平面(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()图20-3A.Q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 特别提醒根据电势的定义式=计算时,、Ep、q要注意带符号运算.考点二电势差与电场强度的关系在匀强电场中由公式U=Ed得出的“一式二结论”(1)“一式”E=,其中d是沿电场线方向上的距离.(2)“二结论”结论1:匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势C=,如图20-4所示.图20-4结论2:匀强电场中若两线段ABCD,且AB=CD,则UAB=UCD(或A-B=C-D),如图20-5所示.图20-52 (多选)xx全国卷 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20-6所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V.下列说法正确的是()图20-6A.电场强度的大小为2.5 V/cmB.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式题 (多选)xx安徽马鞍山二中、安师大附中测试 如图20-7所示,在xOy坐标系中有以O点为中心、边长为0.2 m的正方形,顶点A、B、C、D分别在坐标轴上,在该平面内有一匀强电场(图中未画出),已知A、B、C 三点的电势分别为3 V、- V、-3 V,则下列说法中正确的是()图20-7A.D点的电势为 VB.该匀强电场的场强大小E=10 V/mC.该匀强电场的场强大小E=10 V/mD.电场场强方向与x轴正方向成=30角 规律总结知道几个点的电势确定电场线的方法:将电势最高的点和电势最低的点相连,根据在匀强电场中经过相等的距离电势差相等,确定连线上与第三个点的电势相等的点,电势相等的两点连线为等势线,根据电场线与等势线垂直即可画出电场线.考点三电场线、等势面和带电粒子轨迹问题1.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负.(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等.(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况.2.求电场力做功的四种方法(1)定义式:WAB=Flcos =qElcos (适用于匀强电场).(2)电势的变化:WAB=qUAB=q(A-B).(3)动能定理:W电+W其他=Ek.(4)电势能的变化:WAB=-Ep=EpA-EpB.3.电场中的功能关系(1)若只有电场力做功,则电势能与动能之和保持不变.(2)若只有电场力和重力做功,则电势能、重力势能、动能之和保持不变.(3)除重力、弹力外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的增量.(4)所有外力对物体所做的总功等于物体动能的变化.3 (多选)xx天津卷 如图20-8所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB,电势能分别为EpA、EpB.下列说法正确的是()图20-8A.电子一定从A向B运动B.若aAaB,则Q靠近M端且为正电荷C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpAEpBD.B点电势可能高于A点电势式题1 (多选)xx海南卷 如图20-9所示,一带正电的点电荷固定于O点,两虚线圆均以O为圆心,两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹,a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点.不计重力.下列说法正确的是()图20-9A.M带负电荷,N带正电荷B.M在b点的动能小于它在a点的动能C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能D.N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功式题2 (多选)如图20-10所示,匀强电场中的三个点A、B、C构成一个直角三角形,ACB=90,ABC=60,=d.把一个带电荷量为+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()图20-10A.该电场的电场强度大小为B.C、B两点间的电势差为UCB=C.A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 方法技巧在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒定律,有时也会用到功能关系.(1)应用动能定理解决问题需研究合外力做的功(或总功).(2)应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化.(3)应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能变化之间的对应关系.考点四电场中的图像问题考向一E-x图像(1)E-x图像反映了电场强度随位移变化的规律.(2)E-x图线与x轴围成的“面积”表示电势差,“面积”大小表示电势差大小,两点的电势高低根据电场方向判定.4 (多选)一个电荷量为+q的粒子只在电场力作用下沿x轴做直线运动,规定x轴正方向为电场强度正方向,x轴上各点的电场强度E随x坐标的变化图线如图20-11所示(已知图线关于O点对称).A(0,x1)、B(0,-x1)为粒子运动轨迹上的两点.下列说法中正确的是() 图20-11A.A、B两点的电场强度和电势均相同B.粒子经过A、B两点时的速度大小相同C.粒子经过A、B两点时的加速度相同D.粒子经过A、B两点时的电势能相同考向二-x图像(1)电场强度的大小等于-x图线的斜率大小,在电场强度为零处,-x图线切线的斜率为零.(2)由-x图像可以直接判断各点电势的大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向.(3)在-x图像中分析电荷移动时电势能的变化,可用WAB=qUAB,进而分析WAB的正负,然后做出判断.5 (多选)xx全国卷 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20-12所示.电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别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Wab、Wbc和Wcd.下列选项正确的是()图20-12A.EaEb=41B.EcEd=21C.WabWbc=31D.WbcWcd=13式题 (多选)xx江苏卷 在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势在x 轴上分布如图20-13所示.下列说法中正确的有()图20-13A.q1和q2带有异种电荷B.x1处的电场强度为零C.负电荷从x1移到x2,电势能减小D.负电荷从x1移到x2,受到的电场力增大考向三Ep-x图像电场力做功量度电势能的变化,而电场力做功就是力对位移的积累,由Ep-Ep0=Fx,得Ep=Ep0+Fx,故Ep-x图像的斜率表示电场力,纵截距表示初势能;合力做功量度了动能的变化,如果带电粒子只受电场力的作用,则合力做的功就是电场力做的功,由Ek-Ek0=Fx,得Ek=Ek0+Fx,故Ek-x图像的斜率表示电场力,纵截距表示初动能.然后根据两图像斜率的变化可判断出电场力的变化,进而判断出电场强度大小的变化.6 (多选)xx南昌十校二模 M、N是某电场中一条电场线上的两点,若在M点释放一个初速度为零的电子,电子仅受电场力作用,并沿电场线由M点运动到N点,其电势能随位移变化的关系如图20-14所示,则下列说法中正确的是()图20-14A.电子运动的轨迹为直线B.该电场是匀强电场C.电子在N点的加速度小于在M点的加速度D.电子在N点的动能大于在M点的动能考向四电场分布结合v-t图像根据v-t图像的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化),可确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况,进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化.7 xx湖南衡阳一联 两个等量同种点电荷固定于光滑绝缘水平面上,其连线的中垂线上有A、B、C三点,如图20-15甲所示,一个电荷量为2 C、质量为1 kg的带正电的小物块(可视为质点)从C点由静止释放,其运动的v-t图像如图乙所示,其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置,图中标出了图线在B点处的切线.下列说法中正确的是()图20-15A.B点为中垂线上电场强度最大的点,场强E=0.2 N/CB.由C到A的过程中,物块的电势能先减小后增大C.A、B两点间的电势差UAB =5 VD.UCB0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出.小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开.已知N离开电场时的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍.不计空气阻力,重力加速度大小为g.求:(1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比;(2)A点距电场上边界的高度;(3)该电场的电场强度大小.图Z6-6【规范步骤】(1)设带电小球M、N抛出的初速度均为v0,则它们进入电场时的水平速度为(1分)M、N在电场中的运动时间t(1分)电场力作用下产生的加速度沿水平方向,大小均为a,N离开电场时的速度方向竖直向下,说明水平速度减为0,由运动学公式得t=(1分)M、N在电场中沿水平方向的位移分别为s1和s2由运动学公式可得s1=(2分)s2=(2分)联立解得s1s2=(1分)(2)设A点距离电场上边界的高度为h,小球下落h时在竖直方向的分速度为vy,则vy=(1分)H=(1分)因为M在电场中做直线运动,则=(1分)联立解得h=(2分)(3)设电场强度为E,小球M进入电场后做直线运动,则=(1分)设M、N离开电场时的动能分别为Ek1、Ek2,由动能定理得Ek1=(2分)Ek2=(2分)由已知条件Ek1=1.5Ek2联立解得E=(2分)式题1 如图Z6-7所示,在光滑绝缘水平面上有两个带电小球A、B,质量分别为3m和m,小球A带正电q,小球B带负电-2q,开始时两小球相距s0,小球A有水平向右的初速度v0,小球B的初速度为零,取初始状态下两小球构成的系统的电势能为零.(1)试证明当两小球的速度相同时系统的电势能最大,并求出该最大值;(2)试证明在两小球的间距不小于s0的运动过程中,系统的电势能总小于系统的动能,并求出这两种能量的比值的取值范围.图Z6-7式题2 如图Z6-8所示,绝缘的光滑水平桌面高为h=1.25 m、长为s=2 m,桌面上方有一个水平向左的匀强电场.一个质量m=210-3 kg、带电荷量q=+5.010-8 C的小物体自桌面的左端A点以初速度vA=6 m/s向右滑行,离开桌子边缘B后,落在水平地面上C点.已知C点与B点的水平距离x=1 m,不计空气阻力,g取10 m/s2. (1)小物体离开桌子边缘B后经过多长时间落地?(2)匀强电场的电场强度E为多大?(3)为使小物体离开桌面边缘B后水平位移加倍,即x=2x,某同学认为应使小物体带电荷量减半,你同意他的想法吗?试通过计算验证你的结论.图Z6-81.xx全国卷 真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0.在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变.持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点.重力加速度大小为g.(1)求油滴运动到B点时的速度;(2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1和v0应满足的条件.已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍.2.(多选)xx江西师大附中月考 空间内有高度为d、宽度足够宽、方向水平向左的匀强电场.当在该空间内建立如图Z6-9所示的坐标系后,在x轴上的P点沿y轴正方向连续射入质量和电荷量均相同、带电性质也相同的带电粒子(粒子重力不计),由于粒子的入射速率v(v0)不同,有的粒子将在电场中直接通过y轴,有的将穿出电场后再通过y轴.设粒子通过y轴时离坐标原点的距离为h,从P到y轴所需的时间为t,则()图Z6-9A.对hd的粒子,h越大,t越大B.对hd的粒子,在时间t内,电场力对粒子做的功相等C.对hd的粒子,h越大,t越大D.h越大的粒子,进入电场时的速率v也越大3.xx安徽马鞍山二中、安师大附中测试 如图Z6-10所示,在场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场内取一个半径为R的圆周,圆周所在平面平行于电场方向,O点为该圆周的圆心,A点是圆周上的最低点,B点是圆周上最右侧的点.在A点有放射源,在圆周所在的平面内沿着垂直于电场向右的方向释放出相同的带正电的粒子,这些粒子从A点出发时的初速度大小各不相同,已知粒子的质量为m,电荷量为q,不计重力.(1)某一粒子的运动轨迹经过圆周上的B点,求该粒子从A点出发时的初速度大小;(2)取圆周上的某点C,设OC连线与OA夹角为,试写出粒子经过C点时的动能表达式;(3)若第(2)问中的C点位置满足=60,则从BC之间穿过圆周的这些粒子中经过圆周时所获得的最大动能和最小动能分别是多少?图Z6-104.xx郑州一中入学考试 一个带正电荷q=110-6 C的物体放在绝缘的水平地面上,如图Z6-11甲所示,空间若加上水平方向的变化电场,其加速度随电场力变化的图像如图乙所示.现从静止开始计时,改用图丙中周期性变化的水平电场作用.(g取10 m/s2)(1)求物体的质量及物体与地面间的动摩擦因数;(2)在图丙所示周期性变化的水平电场作用下,求物体在一个周期内的位移大小;(3)在图丙所示周期性变化的水平电场作用下,求23 s内电场力对物体所做的功.图Z6-11等效思想在物理中的应用题型综述 等效法亦称“等效变换法”,是科学研究中常用的思维方法之一,其实质是在效果相同的情况下,将较为复杂的实际问题变换为简单的熟悉问题,以便突出主要因素,抓住它的本质,找出其中规律.因此应用等效法时往往是用简单的因素代替较复杂的因素,以使问题得到简化而便于求解.近年来,含有等效变换思维方式的试题在高考中频频出现,主要考查物理模型等效替换、实验中的等效替换的运用等.应考策略 近年来,高考试题一般情景比较新,即所谓的“生”题.对此,许多考生往往觉得无从下手,但只要冷静分析,应用类比等效法将学过的旧知识迁移到新情景中去,问题往往就容易解决了.如果我们所研究的为较复杂的物理现象、规律、过程,跟另一个简单的物理现象、规律、过程相同(相似),这时就可用简单的物理模型代替原先讨论的模型,并能保证在某种特定的物理意义下二者的作用效果、物理现象和规律均不变.1 如图W6-1所示为面积很大的水池,水深为H,水面上浮着一个正方体木块,木块边长为a,质量为m.开始时木块静止,有一半没入水中,现用力F将木块缓慢地压到池底,不计摩擦,在木块从刚好完全浸入水中到停在池底的过程中,求池水势能的改变量.图W6-1点评 本例题中由于液面上升的高度几乎为零,乍一看水的重力势能好像不变,但仔细想想就会发现随着木块的下移,有一个“水块”总在随时填补上面的“空穴”,这个“水块”的重力势能在不断增加,所以池水的势能在增加.提取信息 水深为H,水面上浮着一个正方体木块,木块边长为a;开始时木块静止,有一半没入水中,用力F将木块缓慢地压到池底.图形表征 木块初、末位置.2 如图W6-2所示,在水平方向的匀强电场中,用长度为L的轻质绝缘细线悬挂一个质量为m的带电小球,小球静止在A处,悬线与竖直方向的夹角为30,现将小球拉至B点,使悬线水平,并由静止释放,求小球运动到最低点D时的速度大小.图W6-2点评 运动过程类比物体在重力场中的运动,运用功能关系解决问题.提取信息 长度为L的轻质绝缘细线;小球静止在A处时,悬线与竖直方向的夹角为30.图形表征 由情景过程图,进行受力分析.3 如图W6-3所示,虚线框内各元件的参数均未知.在a、b间接一只阻值R1=10 的电阻时,测得a、b间的电流I1=1 A;若在a、b间换接阻值R2=18 的电阻时,测得a、b间的电流I2=0.6 A;换接阻值为R3的电阻时,测得a、b间的电流I3=0.1 A,则R3为多少?图W6-3 点评 运用等效电源的思想由闭合电路欧姆定律求解.提取信息 a、b间接一只阻值R1=10 的电阻时,测得a、b间的电流I1=1 A;在a、b间换接阻值R2=18 的电阻时,测得a、b间的电流I2=0.6 A.图形表征 电路图.1. 如图W6-4所示,一条河的宽度d=120 m,河两岸AB、CD相互平行,成年人在岸上运动的最大速度v1=5 m/s,在河中运动的最大速度v2=3 m/s,成年人在AB岸边上P点处时,发现正对岸下游240 m处岸边的Q点有一个小孩正在河边玩耍,为及时赶到小孩子身边以防其落水,则该成年人由P点运动到Q点所用的最短时间t为多少?(设水不流动)图W6-42. 如图W6-5所示,在竖直平面内有一个场强E=104 N/C的水平匀强电场,一个质量m=0.04 kg、带电荷量q=310-5 C的小球用长度l=0.4 m的细绳拴住并悬于电场中O点,当小球平衡时,在平衡位置以大小为v0的线速度释放小球,使之在电场中