2019年高考物理第七章静电场第1讲电场力的性质学案
第1讲 电场力的性质
板块一 主干梳理·夯实基础
【知识点1】 电荷守恒 点电荷 Ⅰ 库仑定律 Ⅱ 1．元电荷、点电荷 (1)元电荷：e ＝1.6×10
－19
C ，最小的电荷量，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，其中质子、正电子
的电荷量与元电荷相同。电子的电荷量q ＝－1.6×10－19
C 。
(2)点电荷：忽略带电体的大小、形状及电荷分布状况的理想化模型。
(3)比荷：带电粒子的电荷量与其质量之比。 2．电荷守恒定律
(1)内容：电荷既不会创生，也不会消失，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，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。 (2)起电方法：摩擦起电、感应起电、接触起电。 (3)带电实质：物体带电的实质是得失电子。
(4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同的导体，接触后再分开，二者带等量同种电荷；若两导体原来带异种电荷，则电荷先中和，余下的电荷再平分。 3．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正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 (2)表达式：F ＝k
q 1q 2r
2，式中k ＝9.0×109 N·m 2/C 2
，叫静电力常量。 (3)适用条件：真空中静止的点电荷。
①在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式。
②当点电荷的速度较小，远远小于光速时，可以近似等于静止的情况，可以直接应用公式。 ③当两个带电体的间距远大于本身的大小时，可以把带电体看成点电荷。
④两个带电体间的距离r →0时，不能再视为点电荷，也不遵循库仑定律，它们之间的库仑力不能认为趋于无穷大。
(4)库仑力的方向
由相互作用的两个带电体决定，且同种电荷相互排斥，为斥力；异种电荷相互吸引，为引力。 【知识点2】 静电场 Ⅰ
电场强度、点电荷的场强 Ⅱ1.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特殊物质。 (2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。 2．电场强度
(1)定义：放入电场中某点的电荷所受到的静电力F 跟它的电荷量q 的比值。 (2)定义式：E ＝F q
，该式适用于一切电场。 (3)单位：N/C 或V/m 。
(4)矢量性：规定正电荷在电场中某点所受静电力的方向为该点电场强度的方向。 3．点电荷场强的计算式
(1)公式：在场源点电荷Q 形成的电场中，与Q 相距r 的点的场强E ＝k Q r
2。 (2)适用条件：真空中静止的点电荷形成的电场。 4．电场强度的叠加
电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，遵循平行四边形定则。
5．匀强电场：电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这样的电场叫做匀强电场。
【知识点3】电场线Ⅰ
1．定义：为了形象地描述电场中各点场强的大小和方向，在电场中画出一系列的曲线，使曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向，曲线的疏密表示场强的大小，这些曲线叫做电场线，是假想的曲线，实际不存在。2．电场线的特点
(1)电场线上每一点的切线方向与该点的场强方向一致。
(2)电场线从正电荷或无穷远出发，终止于无穷远或负电荷。
(3)电场线在电场中不相交、不闭合、不中断。
(4)在同一电场中，电场线越密集的地方场强越大，电场线越稀疏的地方场强越小。
(5)沿电场线的方向电势逐渐降低。
(6)电场线和等势面在相交处垂直。
3．几种典型电场的电场线
如图所示是几种典型电场的电场线分布图。
【知识点4】电场强度的叠加与计算Ⅱ
1．场强的叠加：多个电荷在空间某点产生的合场强，等于每个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和，这就是场强叠加原理。由于电场强度是矢量，求合场强需用平行四边形定则。
2．两等量点电荷的电场比较
比较等量异种点电荷等量同种(正)点电荷
电场线分布图
连接中点O处的场强在连线上最小，指向负电荷一
方
为零
连线上的场强沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大
沿中垂线由O点向外场强O点最大，向外逐渐减小O点最小，向外先变大后变小关于O点对称的A与A′、B等大同向等大反向
与B ′的场强特点
板块二 考点细研·悟法培优
考点1库仑力作用下的平衡问题[解题技巧]
库仑定律的表达式为F ＝k
q 1q 2
r 2
，其适用条件是真空中两个静止点电荷之间相互作用的静电力。库仑定律与平衡问题联系比较密切，因此关于静电力的平衡问题是高考的热点内容，题型多以选择题为主。对于这部分内容，需要注意以下几点：一是明确库仑定律的适用条件；二是知道完全相同的导体小球接触时电荷量的分配规律；三是进行受力分析，灵活应用平衡条件。
例1 [2014·浙江高考](多选)如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A ，细线与斜面平行。小球A 的质量为m 、电量为q 。小球A 的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B ，两球心的高度相同、间距为d 。静电力常量为k ，重力加速度为g ，两带电小球可视为点电荷。小球A 静止在斜面上，则( )
A ．小球A 与
B 之间库仑力的大小为kq 2
d 2
B ．当q d ＝mg sin θ
k 时，细线上的拉力为0 C ．当q d ＝mg tan θ
k 时，细线上的拉力为0 D ．当q d
＝
mg k tan θ
时，斜面对小球A 的支持力为0
(1)小球A 受力情况怎样？
提示：
(2)当拉力为0时，A 受3个力平衡，用哪种方法更方便？
提示：矢量三角形法。 尝试解答 选AC 。
由库仑定律知A 与B 之间库仑力大小为F ＝kq 2
d 2，A 正确；如果细线上的拉力为0，则小球所受重力mg 、支持力
F N 、库仑力F 的合力为零，这三个力可构成一个力的矢量三角形，如图所示，由图中几何关系有F ＝kq 2
d
2＝mg tan θ，
解得q d ＝
mg tan θ
k
，B 错误、C 正确；斜面对小球A 的支持力不可能为零，D 错误。
总结升华
求解带电体平衡问题的方法
分析带电体平衡问题的方法与力学中分析物体受力平衡问题的方法相同。 (1)当两个力在同一直线上使带电体处于平衡状态时，根据二力平衡的条件求解；
(2)在三个力作用下带电体处于平衡状态，一般运用勾股定理、三角函数关系以及矢量三角形等知识求解； (3)在三个以上的力作用下带电体处于平衡状态的问题，一般用正交分解法求解。
[跟踪训练] [2017·安徽淮北模拟]如图所示，大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A 和B 相互排斥，静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β，且α<β，两小球在同一水平线上，由此可知( )
A ．
B 球受到的库仑力较大，电荷量较大 B ．B 球的质量较大
C ．B 球受到的拉力较大
D ．两球接触后再分开，再处于静止状态时，A 球悬线与竖直方向的夹角α′仍小于B 球悬线与竖直方向的夹角β′ 答案 D
解析根据牛顿第三定律可知，无论两球电荷量是否相等，它们所受库仑力都相等，故无法比较它们电荷量的大小，
A错误；对小球A、B受力分析如图所示，根据平衡条件有m A g＝
F库
tanα
，m B g＝
F库
tanβ
，因α<β，所以m A>m B，B错误；根据平衡条件有F T A＝
F库
sinα
，F T B＝
F库
sinβ
，因α<β，所以B球受的拉力较小，C错误；两球接触后电荷量平分，A小球所受的库仑力仍等于B小球所受库仑力，设两球间的库仑力为F库′，则tanα′＝
F库′
m A g
，tanβ′＝
F库′
m B g
，m A>m B，则α′<β′。D正确。
考点2电场强度的理解及计算[解题技巧]
1．电场强度三个表达式的比较
表达式比较E＝
F
q
E＝k
Q
r2
E＝
U
d
公式意义电场强度定义式
真空中静止点电荷电场
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
①真空
②静止
③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
相同点
矢量，遵循平行四边形定则
单位：1 N/C＝1 V/m
2．电场强度的计算方法
除用以上三个表达式计算外，还可以借助下列三种方法求解：
(1)电场叠加时合成的方法；
(2)平衡条件求解法；
(3)对称法。
例2 如图所示，在水平向右、大小为E 的匀强电场中，在O 点固定一电荷量为Q 的正电荷，A 、B 、C 、D 为以
O 为圆心、半径为r 的同一圆周上的四点，B 、D 连线与电场线平行，A 、C 连线与电场线垂直。则( )
A ．A 点的电场强度大小为
E 2
＋k 2
Q 2
r
4
B ．B 点的电场强度大小为E －k Q r
2 C ．D 点的电场强度大小不可能为0 D ．A 、C 两点的电场强度相同
(1)电场强度是矢量，场强的叠加遵循什么定则？真空中静止点电荷场强决定式是什么？
提示：平行四边形定则，E ＝k Q r
2。
(2)两点场强大小相等就可以说场强相同吗？
提示：两点场强相同必须大小相等，方向相同。判断两点场强是否相同先看方向是否相同。 尝试解答 选A 。
＋Q 在A 点的电场强度沿OA 方向，大小为k Q
r
2，所以A 点的合电场强度大小为
E 2
＋k 2
Q 2
r
4，A 正确；同理，B
点的电场强度大小为E ＋k Q r
2，B 错误；如果E ＝k Q r
2，则D 点的电场强度为0，C 错误；A 、C 两点的电场强度大小相等，但方向不同，D 错误。 总结升华
分析电场叠加问题的一般步骤
电场强度是矢量，叠加时遵循平行四边形定则。分析电场的叠加问题的一般步骤是： (1)确定要分析计算的空间位置；
(2)分析该点有几个分电场，计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向； (3)利用平行四边形定则求出各分电场强度的矢量和。
[跟踪训练] [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 ．k 3q R
2
B ．k 10q 9R 2
C ．k
Q ＋q
R 2
D ．k 9Q ＋q 9R
2
答案 B
解析 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电荷在b 点产生的电场强度大小相等，方向相反，即E Q ＝－E q ＝－k q R
2，根据对称性可知圆盘上电荷在d 点产生的场强
E Q ′＝k q R 2，则E d ＝E Q ′＋E q ′＝k q R 2＋k
q
3R
2
＝k 10q
9R
2，B 正确。
考点3对电场线的理解及应用[知识理解]
电场线的应用
1．判断电场强度的方向——电场线上任意一点的切线方向即为该点电场强度的方向。
2．判断电场力的方向——正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同，负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反。
3．判断电场强度的大小(定性)——同一电场，电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小。
4．判断电势的高低与电势降低的快慢——沿电场线方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向。
例3 某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是( ) A ．c 点的电场强度大于b 点的电场强度
B ．若将一试探电荷＋q 由a 点释放，它将沿电场线运动到b 点
C ．b 点的电场强度大于d 点的电场强度
D ．a 点和b 点的电场强度方向相同
在电场线分布图中，用什么表示电场强度的大小？
提示：电场线的疏密程度。 尝试解答 选C 。
电场线的疏密表示了电场强度的大小，由题图可知E a
b 点的切线不在同一条直线上，也不平行、不同向，D 错误。
总结升华
电场线的应用
熟悉几种典型的电场线分布有利于我们对电场强度和电势做出迅速判断，且可以进一步了解电荷在电场中的受力和运动情况、电场力做功及伴随的能量转化情况。
[跟踪训练]在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是( )
A．甲图中与点电荷等距的a、b两点
B．乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C．丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D．丁图中非匀强电场中的a、b两点
答案 C
解析甲图中与点电荷等距的a、b两点，电场强度大小相同，方向不相反，A错误；对乙图，根据电场线的疏密及对称性可判断，a、b两点的电场强度大小相等、方向相同，B错误；丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点，电场强度大小相同，方向相反，C正确；对丁图，根据电场线的疏密可判断，b点的电场强度大于a点的电场强度，D错误。
考点4带电粒子的运动轨迹判断[拓展延伸]
1．沿轨迹的切线找出速度方向，依据粒子所受合力的方向指向轨迹的凹侧来判断电场力的方向，由此判断电场的方向或粒子的电性。
2．由电场线的疏密情况判断带电粒子的受力大小及加速度大小。
3．由功能关系判断速度变化：如果带电粒子在运动中仅受电场力作用，则粒子电势能与动能的总量不变。电场力做正功，动能增大，电势能减小。电场力做负功，动能减小，电势能增大。电场力做正功还是负功依据力与速度的夹角是锐角还是钝角来判断。
例4 (多选)如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受电场力作用，根据此图可做出的正确判断是( )
A．带电粒子所带电荷的正、负
B．带电粒子在a、b两点的受力方向
C．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
D．带电粒子在a、b两点的速度何处较大
(1)如何判断带电粒子在a、b两点的受力方向？
提示：沿电场线且指向轨迹凹侧。
(2)带电粒子在a、b两点的加速度大小如何判断？
提示：依据电场线疏密判断电场力大小，就可以判断加速度大小。
尝试解答选BCD。
根据轨迹弯曲方向只能判断出电场力方向，由于不知电场线方向，故无法判断带电粒子电性，A错误，B正确；根据电场线疏密知E a>E b，F a>F b，a点加速度大于b点加速度，C正确；速度大小通过电场力做功来判断，由a 到b电场力做负功，速度减小，D正确。
总结升华
电场线与带电粒子运动轨迹的关系
一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合：
(1)电场线为直线；
(2)电荷初速度为零或速度方向与电场线平行；
(3)电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向始终与电场力方向相同或相反。
[跟踪训练][2017·亳州模拟]实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受静电力作用)，则( )
A．a一定带正电，b一定带负电
B．静电力对a做正功，对b做负功
C．a的速度将减小，b的速度将增大
D．a的加速度将减小，b的加速度将增大
答案 D
解析a、b两个带电粒子在M点以相同速度飞出，受电场力方向相反，但不知电场线方向，无法判断哪个粒
子带正电，哪个粒子带负电，A错误；电场力方向与速度方向夹角都小于90°，电场力对a、b均做正功，速度都将增大，B、C错误；a向电场线越来越稀疏处运动，b向电场线越来越密集处运动，故a的加速度减小，b的加速度增大，D正确。
考点5带电体的力电综合问题[解题技巧]
解决力、电综合问题的一般思路
例5 [2017·湖南衡阳模拟](多选)如图所示，倾角为θ的绝缘斜面固定在水平面上，当质量为m、电荷量为＋q的滑块沿斜面下滑时，在此空间突然加上竖直方向的匀强电场，已知滑块受到的电场力小于滑块的重力。则下列说法不正确的是( )
A．若滑块匀速下滑，加上竖直向上的电场后，滑块将减速下滑
B．若滑块匀速下滑，加上竖直向下的电场后，滑块仍匀速下滑
C．若滑块匀减速下滑，加上竖直向上的电场后，滑块仍减速下滑，但加速度变大
D．若滑块匀加速下滑，加上竖直向下的电场后，滑块仍以原加速度加速下滑
加上电场后，怎样判断滑块的运动状态？
提示：对物体进行受力分析，由滑块的受力情况判定。
尝试解答选ACD。
若滑块匀速下滑，则有mg sinθ＝μmg cosθ，当加上竖直向上的电场后，电场力为F，沿斜面方向，(mg－F)sinθ＝μ(mg－F)cosθ，受力仍平衡，则滑块仍匀速下滑，故A错误，B正确；若滑块匀减速下滑，则有mg sinθ<μmg cosθ，加速度大小为a1＝g(μcosθ－sinθ)，加上竖直向上的电场后，沿斜面方向，(mg－
F)sinθ<μ(mg－F)cosθ，加速度大小为a1′＝mg－Fμcosθ－sinθ
m
滑，则有mg sin θ>μmg cos θ，加速度大小为a 2＝g (sin θ－μcos θ)，加上竖直向下的电场后，在沿斜面方向，(mg ＋F )sin θ>μ(mg ＋F )cos θ，滑块仍匀加速下滑。加速度为a 2′＝mg ＋F sin θ－μcos θ m >a 2。 即加速度增大，D 错误。 总结升华 处理力电综合问题 (1)受力分析是关键，画出受力分析图，找准力与力之间的关系，并由此推断物体的运动状态；或由运动状态推出受力情况。 (2)根据题目的所求问题灵活选用物理规律 ①与时间、加速度有关的首先选用牛顿运动定律。 ②仅与t 有关的可选动量定理。 ③与时间、加速度无关的首先选用动能定理或能量守恒定律，其次考虑动量守恒定律。 [跟踪训练] 如图所示，一根长L ＝1.5 m 的光滑绝缘细直杆MN ，竖直固定在电场强度E ＝1.0×105 N/C 、与水平方向成θ＝30°角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端M 固定一个带电小球A ，电荷量Q ＝＋4.5×10－6 C ；另一带电小球B 穿在杆上可自由滑动，电荷量q ＝＋1.0×10－6 C ，质量m ＝1.0×10－2 kg 。现将小球B 从杆的上端N 由静止释放，小球B 开始运动。(静电力常量k ＝9.0×109 N·m 2 /C 2 ，取g ＝10 m/s 2 )问： (1)小球B 开始运动时的加速度为多大？ (2)小球B 的速度最大时，距M 端的高度h 1为多少？ 答案 (1)3.2 m/s 2 (2)0.9 m 解析 (1)开始运动时小球B 受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，如图由牛顿第二定律得 mg －kQq L 2－qE sin θ＝ma 解得a ＝g － kQq L 2m －qE sin θm 代入数据得a ＝3.2 m/s 2 。 (2)小球B 速度最大时合力为零，即 kQq h 21 ＋qE sin θ＝mg ， 解得h 1＝ kQq mg －qE sin θ 代入数据解得h 1＝0.9 m 。 建模提能5 三点电荷平衡模型 1．建模条件 两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等、方向相反。 2．模型特点 “三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上。 “两同夹异”——正负电荷相互间隔。 “两大夹小”——中间电荷的电荷量最小。 “近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。 如图所示三个点电荷q 1、q 2、q 3在同一条直线上，q 2和q 3的距离为q 1和q 2距离的两倍，每个点电荷所受静电力的合力为零，由此可以判定，三个点电荷的电荷量之比q 1∶q 2∶q 3为 ( ) A ．(－9)∶4∶(－36) B ．9∶4∶36 C ．(－3)∶2∶(－6) D ．3∶2∶6 [答案] A [解析] 由三点电荷平衡模型的特点“两同夹异”可知，q 1和q 3为同种电荷，它们与q 2为异种电荷，设q 1和 q 2距离为r ，则q 2和q 3的距离为2r ，对于q 1有kq 2q 1r 2＝kq 1q 33r 2，则有q 2q 3＝19，对q 3有kq 1q 33r 2＝kq 2q 32r 2， 所以q 1 q 2 ＝9 4，再考虑到各电荷的电性，A 正确。 名师点睛 分析三点电荷平衡模型类问题的思维误区 (1)本类题目易误认为只要三个点电荷达到平衡就是“三点电荷平衡模型”，而没有分析是否满足模型成立的条件。如虽然三个点电荷已达到平衡，但若其中某个点电荷受到了外力作用，则不是“三点电荷平衡模型”。 (2)原则上对于三个点电荷中的任意两个进行受力分析，列平衡方程，即可使问题得到求解，但不同的两个点电荷列平衡方程往往会使求解难度不同，要根据不同的题目灵活选取。 1．两个可自由移动的点电荷分别在A 、B 两处，如右图所示。A 处电荷带正电Q 1，B 处电荷带负电Q 2，且Q 2＝4Q 1，另取一个可以自由移动的点电荷Q 3，放在直线AB 上，欲使整个系统处于平衡状态，则( ) A ．Q 3为负电荷，且放于A 左方 B ．Q 3为负电荷，且放于B 右方 C ．Q 3为正电荷，且放于A 与B 之间 D ．Q 3为正电荷，且放于B 右方 答案 A 解析 Q 3为负电荷，分别置于A 左侧、A 与B 之间、B 右侧时，三者受力情况： 置于A左侧置于A与B之间置于B右侧 虽然Q3距离B较远，但是B 的电荷量较大，因此三者有可 能平衡 由A和Q3受力方向知，必不平 衡 由A和B受力方向知，必不平 衡 Q3为正电荷，分别置于A左侧、A与B之间、B右侧时，三者受力情况： 置于A左侧置于A与B之间置于B右侧 由A、B受力方向知，必不平 衡 由Q3、B受力方向知，必不平 衡 虽然各个电荷受到方向相反 的两个力作用，但是B的电荷 量大，距离Q3又近，故Q3受 到的两个力必不平衡 故正确答案为A。 2．[2017·德州模拟]如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，A带电＋Q，B带电－9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为( ) A．正B的右边0.4 m处 B．正B的左边0.2 m处 C．负A的左边0.2 m处 D．负A的右边0.2 m处 答案 C 解析要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹异”“两大夹小”的原则，设第三个点电荷C的电量为q，在A的左边距A为r处，则 kqQ r2 ＝ kq·9Q r＋0.42 ，解得r＝0.2 m，所以选项C正确。 2019全国Ⅰ卷物理 2019全国Ⅱ卷物理 2019全国Ⅲ卷物理2019年高考全国卷Ⅰ物理试题 14．氢原子能级示意图如图所示。光子能景在eV~ eV的光为可见光。要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为 A．eV B．eV C．eV D．eV 15．如图，空间存在一方向水平向右的匀强磁场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则 A．P和Q都带正电荷B．P和Q都带负电荷 C．P带正电荷，Q带负电荷 D．P带负电荷，Q带正电荷 16．最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为×108 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为 A ．× 102 kg B ．×103 kg C ．×105 kg D ．×106 kg 17．如图，等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平 面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M 、N 与直流电源两端相接，已如导体棒MN 受到的安培力大小为F ，则线框LMN 受到的安培力的大小为 A ．2F B ． C ． D ．0 18．如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H 。上升第 一个4H 所用的时间为t 1，第四个4 H 所用的时间为t 2。不计空气阻力，则21t t 满足 A ．1<21t t <2 B ．2<21t t <3 C ．3<21t t <4 D ．4<21 t t <5 19．如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一 端悬挂物块N 。另一端与斜面上的物块M 相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉 2021年高考物理电磁场模型解题技巧 2．巧解电场能的性质问题 知识点一 电势能、电势 1．电势能 (1)电场力做功的特点 电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关． (2)电势能 ①定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能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：电场力做的功等于电势能的减少量，即AB pA pB p W E E ΔE ＝－＝－ 2．电势 (1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能E p 与它的电荷量q 的比值． (2)定义式：p E φq . (3)矢标性：电势是标量，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)． (4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同． 3．等势面 (1)定义：电场中电势相等的各点组成的面． (2)四个特点 ①等势面一定与电场线垂直． ②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功． ③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面． ④等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小． 知识点二 电势差 1．定义：电荷在电场中，由一点A 移到另一点B 时，电场力做功与移动电荷的电荷量的比值． 2．定义式：AB U AB W q =. 3．电势差与电势的关系：U AB ＝φA －φB ，U AB ＝－U BA . 4．影响因素：电势差U AB 由电场本身的性质决定，与移动的电荷q 及电场力做的功W AB 无关，与零电势点的选取无关． 知识点三 匀强电场中电势差与电场强度的关系 匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积．即U ＝Ed ，也可以写作E U d =。 技巧一 巧判电势高低及电势能大小 1．电势高低的判断方法 绝密★启用前 2019年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试（北京卷）本试卷共16页，共300分。考试时长150分钟。考试务必将答案答在答题卡上。在试卷上作答无效。 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 第一部分（选择题 共120分） 本部分共20小题，每小题6分，共120分，在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1 ．玉米根尖纵切片经碱性染料染色，用普通光学显微镜观察到的分生区图像如下。对此图像的观察与分析，错误的是 A ．先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作规范 B ．可观察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁 C ．在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞 D ．细胞不同结构成分与该染料结合能力不同 2．为探究运动对海马脑区发育和学习记忆能力的影响，研究者将实验动物分为运动组和对照组，运动组每天进行适量的有氧运动（跑步/游泳）。数周后，研究人员发现运动组海马脑区发育水平比对照组提高了1.5倍，靠学习记忆找到特定目标的时间缩短了约40%。根据该研究结果可得出 A ．有氧运动不利于海马脑区的发育 B ．规律且适量的运动促进学习记忆 C ．有氧运动会减少神经元间的联系 D ．不运动利于海马脑区神经元兴奋 3．筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳源的培养基。接种培养后，若细菌能分解淀粉，培养平板经稀碘液处理，会出现以菌落为中心的透明圈（如图），实验结果见下表。 建议收藏下载本文，以便随时学习！ 建议收藏下载本文，以便随时学习！ 菌落直径： 透明圈直径：H（mm mm） 5.111.2 8.113.0 选修3-1 静电场 ——第1讲 静电场力的性质 知识点总结 一 库仑定律的理解与应用 1．库仑定律适用条件的三点理解 (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)库仑力在r ＝10 －15 ～10－ 9m 的范围内均有效，但不能根据公式错误地推论：当r →0 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。 2．应用库仑定律的四条提醒 (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，均代入电量的绝对值计算库仑力的大小。 (2)作用力的方向判断根据：同性相斥，异性相吸，作用力的方向沿两电荷连线方向。 (3)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。 (4)库仑力存在极大值，由公式F ＝k q 1q 2 r 2可以看出，在两带电体的间距及电量之和一定 的条件下，当q 1＝q 2时，F 最大。 3．解决库仑力作用下平衡问题的方法步骤 库仑力作用下平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的，只是在原来受力的基础上多了电场力。具体步骤如下： 4．“三个自由点电荷平衡”的问题 (1)平衡的条件：每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的合电场强度为零的位置。 (2) （3）r Q Q r Q Q r Q Q BC C B BA A B AC C A k k 222= = Q Q Q Q Q Q C B A B C A + = 二．电场强度 1．电场强度三个表达式的比较 (1)叠加原理：多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场强度的矢量和。 (2)运算法则：平行四边形定则。 理科综合能力测试（北京卷）第 1 页（共 6 页） 绝密★本科目考试启用前 2019年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试（北京卷） 本试卷共16页，共300分。考试时长150分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分（选择题 共120分） 本部分共20小题，每小题6分，共120分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 13．一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a 、b 、c ，则 A ．此刻a 的加速度最小 B ．此刻b 的速度最小 C ．若波沿x 轴正方向传播，此刻b 向y 轴正方向运动 D ．若波沿x 轴负方向传播，a 比c 先回到平衡位置 14．利用图1所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和 乙两种图样。下列关于P 处放置的光学元件说法正确的是 A ．甲对应单缝，乙对应双缝 B ．甲对应双缝，乙对应单缝 C ．都是单缝，甲对应的缝宽较大 D ．都是双缝，甲对应的双缝间距较大 15．下列说法正确的是 A ．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度 B ．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和 C ．气体压强仅与气体分子的平均动能有关 D ．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变 16．如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从a 点射 理科综合能力测试（北京卷）第 2 页（共 6 页） 入，从b 点射出。下列说法正确的是 A ．粒子带正电 B ．粒子在b 点速率大于在a 点速率 C ．若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b 点右侧射出 D ．若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短 17．如图所示，a 、b 两点位于以负点电荷-Q （Q > 0）为球心的球面上，c 点在球面外，则 A ．a 点场强的大小比b 点大 B ．b 点场强的大小比c 点小 C ．a 点电势比b 点高 D ．b 点电势比c 点低 18．2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）。该卫星 A ．入轨后可以位于北京正上方 B ．入轨后的速度大于第一宇宙速度 C ．发射速度大于第二宇宙速度 D ．若发射到近地圆轨道所需能量较少 19．光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光 电流。表中给出了6次实验的结果。 由表中数据得出的论断中不正确．．． 的是 A ．两组实验采用了不同频率的入射光 B ．两组实验所用的金属板材质不同 C ．若入射光子的能量为5.0 eV ，逸出光电子的最大动能为1.9 eV D ．若入射光子的能量为5.0 eV ，相对光强越强，光电流越大 20．国际单位制（缩写SI ）定义了米（m ）、秒（s ）等7个基本单位，其他单位均可由物理关 考题一对电场性质的理解与应用 1.电场的性质 2.电场性质的判断思路 (1)明确电场的电场线与等势面的分布规律. (2)利用电场线的疏密分布规律或场强的叠加原理判定场强的强弱.(由a ＝qE m 判断a 的变化) (3)根据电场力与电场线相切(与等势面垂直)，且指向轨迹的弯曲方向，或轨迹一定夹在力与速度方向之间，分析带电粒子在电场中的运动轨迹问题. (4)根据电场线的方向、电场线的疏密及电势能的大小分析电势的高低. (5)应用电场力做功与电势能改变之间的关系判定电势能的大小或电场力做功情况. 例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1，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( ) 图1 A.3kQ 4a 2，沿y 轴正向 B.3kQ 4a 2，沿y 轴负向 C.5kQ 4a 2，沿y 轴正向 D.5kQ 4a 2，沿y 轴负向 解析 G 点处的电场强度恰好为零，说明负电荷在G 点产生的合场强与正电荷在G 点产生的场强大小相等方向相反，根据点电荷的场强公式可得，正电荷在G 点的场强为 kQ a 2 ，负电荷在G 点的合场强也为kQ a 2，当正点电荷移到G 点时，正电荷与H 点的距离为2a ，正电荷在H 点 产生的场强为kQ 4a 2，方向沿y 轴正向，由于G 点和H 点对称，所以负电荷在G 点和H 点产生 的场强大小相等方向相反，大小为kQ a 2，方向沿y 轴负向，所以H 点处合场强的大小为kQ a 2－kQ 4a 2 ＝ 3kQ 4a 2 ，方向沿y 轴负向，所以B 正确. 答案 B 变式训练 1.在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc ，顶点a 、b 处分别固定一个正点电荷，c 处 冯老师补课资料――全能专题系列 2017-10-8 静电场基本性质1 1． 如图示，A 、B 、C 、D 、E 、F 为匀强电场中一个边长为10 cm 的正六边形的六个顶点， A 、C 、D 三点电势分别为1.0V 、2.0V 、3.0V ，正六边形所在平面与电场线平 行．则( ) A ．E 点的电势与C 点的电势相等 B ．U EF 与U B C 相同 C V ／m D ． 电场强度的大小为／m 2． 在匀强电场中有a 、b 、c 三点，如图所示，ab=5cm ，ac=3cm ，bc=4cm ，已知Uac=12 V ，E=400N/C ，则 A ．电子在a 处的电场力方向由a 指向b B ．电子在a 处的电场力方向由a 指向c C ．bc 是一条等势线 D ．ab 是一条等势线 3． 如图A-6所示，真空中OX 坐标轴上的某点有一个点电荷Ｑ，坐标 轴上A 、B 两点的坐标分别为0.2m 和0.7m ，在A 点放一个带正电的试探电荷，在Ｂ点放一个带负电的试探电荷，A 、B 两点的试探电荷受到电场力的方向都沿小x 轴正方向，电场力的大小F 跟试探电荷电荷量q 的关系分别如图A-7中的直线a 、 b 所示，下列说法正确的是( ) A ． B 点的电场强度的大小为0.25N/C B ．A 点的电场强度的方向沿X 轴负方向 Ｃ．点电荷Q 是负电荷 D ．点电荷Q 的位置坐标为0.3m 4． 一空间存在匀强电场，场中A 、B 、C 、D 四个点恰构成正四面体，如图所示。已知电场强度大小为E ，方向平行于正四面体的底面ABC ，正四面体棱长为23cm 。 已知U AC =6V 、U BC =6 V ，则可判断( ) A ．U DC =4 V B ．U D C =3 V C ．E=200v ／m D ．E=3 400V ／m 5． 如图示，平行板电容器与电动势为E 的直流电源连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的P 点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离( ) A ．带电油滴的电势能将减少 B ．P 点的电势将降低 C ．带电油滴将沿竖直方向向上运动 D ．电容器容量减小，极板带电量增大 2019年全国卷Ⅲ高考物理试题解析 1.楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现？ A.电阻定律 B.库仑定律 C.欧姆定律 D.能量守恒定律 【答案】D 【解析】楞次定律指感应电流的磁场阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化,这种阻碍作用做功将其他形式的能转变为感应电流的电能,所以楞次定律的阻碍过程实质上就是能量转化的过程. 2.金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a 金、 a 地、a 火，它们沿轨道运行的速率分别为v 金、v 地、v 火。已知它们的轨道半径R 金 C.1213==22F mg F ， D.1231=22 F mg F mg ，【答案】D【解析】对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态，由几何关系容易找出两斜面对圆筒支持力与重力的关系，由牛顿第三定律知斜面对圆筒的支持力与圆筒对斜面的压力大小相同。 4.从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h 在3m 以内时，物体上升、下落过程中动能E k 随h 的变化如图所示。重力加速度取10m/s 2。该物体的质量为 A.2kg B.1.5kg C.1kg D.0.5kg 【答案】C 【解析】对上升过程，由动能定理，0()k k F mg h E E -+=-，得0()k k E E F mg h =-+，即F +mg =12N ；下落过程，()(6)k mg F h E --=，即8mg F k '-==N，联立两公式，得到m =1kg、F =2N。5.如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为12 B 和B 、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m 、电荷量为q （q >0）的粒子垂直于x 轴射入第二象限，随后垂直于y 轴进入第一象限，最后经过x 轴离开第一象限。粒子在磁场中运动的时间为 A.5π6m qB B.7π6m qB C.11π6m qB D.13π6m qB 第2节电场能的性质 (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)沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低。(×) (4)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。(×) (5)A、B两点的电势差是恒定的，所以U AB＝U BA。(×) (6)电势是矢量，既有大小也有方向。(×) (7)等差等势线越密的地方，电场线越密，电场强度越大。(√) (8)电场中电势降低的方向，就是电场强度的方向。(×) 突破点(一)电势高低与电势能大小的判断 1．电势高低的判断 [题点全练] 线分布如图所示。A、D为电场中两点，B、C为导体表面两点。下列 说法正确的是() A．同一带电粒子在A点受到的电场力大于在C点受到的电场力 B．同一带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能 C．一带正电的粒子沿着导体表面从B点移动到C点，电场力不做功 D．B点的电势低于D点的电势 解析：选C由电场线越密的地方，电场强度越大，结合题图可知A点的电场线比C 点的疏，则A点的电场强度小于C点电场强度，同一带电粒子在A点受到的电场力小于在 C点受到的电场力，故A错误。沿着电场线，电势逐渐降低，则知A点的电势比B高，根 据负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，故带负电的粒子在A点的电势能比 在B点的小，故B错误。处于静电平衡状态的导体是等势体，其表面是等势面，则带正电 的粒子沿着导体表面从B点移动到C点，电场力不做功，故C正确。C点的电势高于D点 的电势，而B点的电势与C点的电势相等，所以B点的电势高于D点的电势，故D错误。 2．(2018·连云港期末)如图所示为静电除尘原理图，废气先经过一个机械过滤装置再进 入静电除尘区，放电极和集尘极加上高压电场，使尘埃带上负电，尘埃在电场力的作用下 向集尘极迁移并沉积，达到除尘目的，图中虚线为电场线(方向未标)。不计重力，不考虑尘 埃在迁移过程中的相互作用和电量变化，则() 第九章 电场 §1 电场的力的性质 一、库仑定律 真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。即： 221r q kq F = 其中k 为静电力常量， k =9．0×10 9 N m 2/c 2 1．成立条件 ①真空中（空气中也近似成立），②点电荷。即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r 都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r ）。 2．同一条直线上的三个点电荷的计算问题 【例1】 在真空中同一条直线上的A 、B 两点固定有电荷量分别为+4Q 和-Q 的点电荷。①将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？②若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？ 【例2】已知如图，带电小球A 、B 的电荷分别为Q A 、Q B ，OA=OB ，都用长L 的丝线悬挂在O 点。静止时A 、B 相距为d 。为使平衡时AB 间距离减为d /2，可采用以下哪些方法 A ．将小球A 、 B 的质量都增加到原来的2倍 B ．将小球B 的质量增加到原来的8倍 C ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半 D ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B 的质量增加到原来的2倍 3．与力学综合的问题。 【例3】 已知如图，光滑绝缘水平面上有两只完全相同的金属球A 、B ，带电量分 别为-2Q 与-Q 。现在使它们以相同的初动能E 0（对应的动量大小为p 0）开始相向运动且刚好能发生接触。接触后两小球又各自反向运动。当它们刚好回到各自的出发点时的动能分别为E 1和E 2，动量大小分别为p 1和p 2。有下列说法： ①E 1=E 2> E 0，p 1=p 2> p 0 ②E 1=E 2= E 0，p 1=p 2= p 0 ③接触点一定在两球初位置连线的中点右侧某点 ④两球必将同时返回各自的出发点。其中正确的是 A ．②④ B ．②③ C ．①④ D ．③④ 【例4】 已知如图，在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m 的相同小球，彼此间的距离都是l ，A 、B 电荷量都是+q 。给C 一个外力F ，使三个小球保持相对静止共同加速运动。求：C 球的带电性和电荷量；外力F 的大小。 二、电场的力的性质 电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用，电荷放入电场后就具有电势能。 1．电场强度 电场强度E 是描述电场的力的性质的物理量。 （1）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F 跟它的电荷量q 的比值，叫做该点的电场 强度，简称场强。q F E = ①这是电场强度的定义式，适用于任何电场。 ②其中的q 为试探电荷（以前称为检验电荷），是电荷量很小的点电荷（可正可负）。 ③电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。 （2）点电荷周围的场强公式是：2 r kQ E =，其中Q 是产生该电场的电荷，叫场电荷。 -2 +4Q A B C -Q 2019年高考物理试题（全国1卷） 二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项 符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14．氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV~3.10 eV的光为可见光。要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为 A．12.09 eV B．10.20 eV C．1.89 eV D．1.5l eV 15．如图，空间存在一方向水平向右的匀强磁场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则 A．P和Q都带正电荷B．P和Q都带负电荷 C．P带正电荷，Q带负电荷D．P带负电荷，Q带正电荷 16．最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为 A．1.6×102 kg B．1.6×103 kg C．1.6×105 kg D．1.6×106 kg 17．如图，等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面 与磁感应强度方向垂直，线框顶点M 、N 与直流电源两端相接，已如导体棒MN 受到的安培力大小为F ，则线框LMN 受到的安培力的大小为 A ．2F B ．1.5F C ．0.5F D ．0 18．如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H 。上升第一 个 4H 所用的时间为t 1，第四个4 H 所用的时间为t 2。不计空气阻力，则21t t 满足 A ．1<21t t <2 B ．2<21t t <3 C ．3<21t t <4 D ．4<2 1 t t <5 19．如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端 悬挂物块N 。另一端与斜面上的物块M 相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N ，直至悬挂N 的细绳与竖直方向成45°。已知M 始终保持静止，则在此过程中 2020年高考物理一轮复习：28 电场能的性质 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、单选题 (共12题；共24分) 1. （2分） (2016高二上·铜陵期中) 以下说法中，正确的是（） A . +q在A点的电势能比B点大，则B点电势较高 B . ﹣q在C点的电势能比在D点大，则C点电势较高 C . +q在E点的电势能为负值，﹣q在F点的电势能是负值，则F点电势较高 D . ﹣q在F点的电势能是负值，则F点电势为负值 2. （2分） (2019高二上·鸡泽月考) 在一个匀强电场中有a、b两点，相距为d，电场强度为E，把一个电量为q的正电荷由a点移到b点时，克服电场力做功为W，下列说法正确的是（） A . 该电荷在a点电势能一定比b点大 B . a点电势一定比b点电势低 C . a、b两点电势差大小一定为U=Ed D . a、b两点电势差Uab= 3. （2分） (2017高二上·宣城期中) 一带电粒子在电场中仅在电场力作用下，从A点运动到B点，速度随时间变化的图象如图所示（速度﹣时间图象中tAtB段是一条曲线不是直线），tA、tB分别是带电粒子到达A、B两点时对应的时刻，则下列说法中正确的有（） A . A点的电势一定高于B点的电势 B . 带电粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能 C . 带电粒子一定带正电 D . 电场可能是匀强电场 4. （2分） (2019高三上·鹤岗月考) 电子在电场中仅受电场力作用运动时，由a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示．图中一组平行等距实线是等势线．下列说法正确的是（） A . 电子受力水平向右 B . 电子在b点电势能较大 C . 由a到b电场力做正功 D . 电子在b点电势较高 5. （2分） (2018高二上·黑龙江期末) 一个点电荷从静电场中的a点移动到b点，其电势能的变化为零，则（） A . a、b两点的电场强度一定相等 B . 该点电荷一定沿等势面运动 C . 作用于该点电荷的电场力与其运动方向总是垂直的 D . a、b两点的电势一定相等 6. （2分） (2017高二上·绵阳期中) 如图所示，a、b、c、d、e五点在一直线上，b、c两点间的距离等于d、e两点间的距离．在a点固定放置一个点电荷，带电量为+Q，已知在+Q的电场中b、c两点间的电势差为U．将另一个点电荷+q从d点移动到e点的过程中（） A . 电场力做功qU B . 克服电场力做功qU ---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 2019北京高考物理试卷及官方答案绝密★本科目考试启用前2019 年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试（北京卷）本试卷共 16 页，共 300 分。 考试时长 150 分钟。 考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分（选择题共 120 分）本部分共 20 小题，每小题 6 分，共 120 分。 在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 13．一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点 a、b、c，则A．此刻 a 的加速度最小 B．此刻 b 的速度最小 C．若波沿 x 轴正方向传播，此刻 b 向 y 轴正方向运动 D．若波沿 x 轴负方向传播，a 比 c 先回到平衡位置14．利用图 1 所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图 2 中甲和乙两种图样。 下列关于 P 处放置的光学元件说法正确的是 A．甲对应单缝，乙对应双缝 B．甲对应双缝，乙对应单缝 C．都是单缝，甲对应的缝宽较大 D．都是双缝，甲对应的双缝间距较大15．下列说法正确的是A．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度 B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和 C．气体压强仅与气体分子的平均动能有关 D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能 1/ 14 电场的能的性质 Ⅰ 电 势 能 和 电 势 和 电 势 差 一、电势能（ε标量 焦耳 J ）——电场力、相对位置 1、电荷在电场中受到电场力，所具有的与电荷的位置有关的能量，称电势能或电能。 2、电势能的相对性――选择零势能面，一般选择大地或无穷远为零势能面。（等效） 3、电场力做功与电势能改变的关系——方法与重力势能相对比 ①无论电荷的正负，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加，做功和电势能的变化量在数值上是相等的 ②静电场中，电场力做功与路径无关，电势能的改变量与路径无关 二、 电量电势能电势＝ q ε Φ= 1 J / C ＝ 1 V / m 1、 地位：u （或φ）与力学中的高度相当（标量） 2、 相对性：选取大地或无穷远处为零电势点 3、 沿电场线方向，电势降低（与电性无关） 4、 电势由电场本身性质决定 5、 电势是描述电场中能量性质的物理量 6、 意义：电场中某一点的电势在数值等于单位电荷在那一点所具有的电势能。 练习： 1、 沿电场线方向移动正电荷，电势能减小 沿电场线方向移动负电荷，电势能增加 正电荷的电场中，电势为正，负电荷的电场中，电势为负 2、 正电荷的电场中，正的检验电荷电势能为正，负的检验电荷电势能为负 负电荷的电场中，正的检验电荷电势能为负，负的检验电荷电势能为正 3、 只在电场力的作用下，正电荷顺着电场线运动，由高电势向低电势 A 到 B ，正功，εa ＞εb A B A 到 B ，负功，εa ＜εb ∞ ε＝0 φ＝0 A B ε＝6J ＝3V ε＝10J φ＝5V φ 只在电场力的作用下，负电荷逆着电场线运动，由低电势向高电势 4、 比较5J 和－7J 的大小，理解标量负号的意义。 三、电 势 差——电场力做功与电荷电量的比值叫电势差 1、 在电场中某两点的电势之差，也叫电压 U AB ＝ φA － φB 2、 A B AB w U q q q εε=-= 3、意义： ①对应于高度差，由电场本身的性质决定 ②电势与选择的零电势点有关，电势差与零电势点的选择无关 4 、运用要求： 1、U AB ＝ΦA －ΦB ＝1－4＝－3 V 带正负号 2、U ＝W/q 或W ＝qU 用绝对值，正负号另行判断（V U 341=-=） 例8：将电量为q ＝－2×10 8 C 的点电荷从零电场中点S 移动到M 点要克服电场力做功4×10 －8 J ，求M 点的电势＝？。若再从M 点移动到N 点，电场力又做正功14×10－ 8 J ，求N 点电 势＝？ 解： (1) S 到M ， V q w U 21021048 8 =??== --对负电荷做负功，电势降低 M 到N 对负电荷做正功，电势升高 (2) V U V q w U N 5710 2101488 =?=??='='-- 例9：电子伏是研究微观粒子时常用的能量单位。1ev 就是电势差为1V 的两点间移动一个元电荷电场力所做的功。1ev ＝1.6×10 －19 C ×1V ＝1.6×10 －19 J ，把一个二价正离子从大地移动到 电场中的A 点，w ＝6ev ，求：U A ＝？ 解：V U V e eV U A 3326=?== 例10、 如图所示，三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆的半径成等差数列。A 、B 、C 分别是这三个等势面上的点，且三点在同一条电场线上。A 、C 两点的电势依次为 S M 0V －2V S M 0V －2V 5V [高考导航] 考点内容要求 全国卷三年考情分析 201720182019 物质的电结构、电 荷守恒 Ⅰ Ⅰ卷·T20:φ－r图象、电场强度及电场力做功 T25:带电粒子在电场中的运动、牛顿第二定律 Ⅱ卷·T25:带电粒子在电场中的运动、动能定理 Ⅲ卷·T21:电场线与等势面的关系、电场强度与电势差的关系Ⅰ卷·T16:电场 强度的叠加、 库仑定律 T21:等势面、 电场力做功 以及电势能 Ⅱ卷·T21:电场 强度方向和 大小、电场力 做功、电势差 Ⅲ卷·T21:带电 粒子在匀强 电场中的运 动 Ⅰ卷·T15:电场 中的平衡 Ⅱ卷·T20:电场 力、电场线、电 场力做功与电 势能变化的关 系 T24:电场强度与 电势差的关系, 带电粒子在电 场中的偏转运 动 Ⅲ卷·T21:等量 异种电荷的电 场线、电势、电 场强度等 T24:带电小球在 电场中做类平 抛运动 静电现象的解释Ⅰ点电荷Ⅰ 库仑定律Ⅱ 静电场Ⅰ电场强度、点电荷 的场强 Ⅱ电场线Ⅰ电势能、电势Ⅰ电势差Ⅱ匀强电场中电势差 与电场强度的关系 Ⅱ带电粒子在匀强电 场中的运动 Ⅱ示波管Ⅰ常见电容器Ⅰ电容器的电压、电 荷量和电容的关系 Ⅰ 第1讲 电场的力的性质 知识要点 一、点电荷、电荷守恒定律 1.点电荷 有一定的电荷量,忽略带电体形状和大小的一种理想化模型。 2.元电荷:e ＝1.60×10－19 C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。 3.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,电荷的总量保持不变。 (2)三种起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电。 (3)带电实质:物体带电的实质是得失电子。 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正比,与它们距离的二次方成反比。作用力的方向在它们的连线上。 2.表达式:F ＝k q 1q 2r 2,式中k ＝9.0×109 N·m 2/C 2,叫静电力常量。 3.适用条件:真空中的点电荷。 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特殊物质。 (2)基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。 2.电场强度 (1)定义:放入电场中某点的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值。 (2)定义式:E ＝F q ；单位:N/C 或V/m 。 (3)矢量性:规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向。 3.点电荷的电场:真空中距场源电荷Q 为r 处的场强大小为E ＝k Q r 2。 四、电场线 2019年高考物理考试大纲 Ⅰ. 考核目标与要求 根据普通高等学校对新生思想道德素质和科学文化素质的要求,依据中华人民共和国教育部 2003 年颁布的《普通高中课程方案(实验)》和《普通高中物理课程标准(实验)》，确定高考理工类物理科考试内容。 高考物理试题着重考查考生的知识、能力和科学素养，注重理论联系实际，注意物理与科学技术、社会和经济发展的联系，注意物理知识在日常学习生活、生产劳动实践等方面的广泛应用，大力引导学生从“解题”向“解决问题”转变，以有利于高校选拔新生，有利于培养学生的综合能力和创新思维，有利于激发学生学习科学的兴趣，培养实事求是的态度，形成正确的价值观，促进“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”三维课程培养目标的实现，促进学生德智体美劳全面发展。 高考物理在考查知识的同时注重考查能力，并把对能力的考查放在首要位置；通过考查知识及其运用来鉴别考生能力的高低，但不把某些知识与某种能力简单地对应起来。 目前，高考物理科要考查的能力主要包括以下几个方面： 1. 理解能力 理解物理概念、物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件以及它们在简单情况下的应用；能够清楚地认识概念和规律的表达形式(包括文字表述和数学表达)；能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法；理解相关知识的区别和联系。 2. 推理能力 能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或做出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。 3. 分析综合能力 能够独立地对所遇到的问题进行具体分析、研究，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，找出起重要作用的因素及有关条件；能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系；能够提出解决问题的方法，运用物理知识综合解决所遇到的问题。 4. 应用数学处理物理问题的能力 能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论；能运用几何图形、函数图像进行表达和分析。 5. 实验能力 能独立地完成表 2、表 3 中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，能对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制订解决方案；能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。 这五个方面的能力要求不是孤立的，在着重对某一种能力进行考查的同时，也不同程度地考查了与之相关的能力。并且，在应用某种能力处理或解决具体问题的过程中往往伴随着发现问题、提出问题的过程。因而高考对考生发现问题、提出问题并加以论证解决等探究能力的考查渗透在以上各种能力的考查中。 Ⅱ. 考试范围与要求 要考查的物理知识包括力学、热学、电磁学、光学、原子物理学、原子核物理学等部分。考虑到课程标准中物理知识的安排和高校录取新生的基本要求，考试大纲把考试内容分为必考内容和选考内容两类，必考内容有 5 个模块，选考内容有 2 个模块，具体模块及内容见表1。除必考内容外，考生还必须从 2 个选考模块中选择 1 个模块作为自己的考试内容。必考和选考的内容范围及要求分别见表 2 和表 3。考虑到大学理工类招生的基本要求，各省(自治区、直辖市)不得削减每个模块内的具体考试内容。 ……外…………○……○………学校__ _ _班级：__ ___ _ _… … 内 … … … … ○ … …○ … … … 绝密★启用前 2019年北京市高考物理试卷 试卷副标题 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I 卷（选择题) 请点击修改第I 卷的文字说明 一、单选题 1．一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a 、b 、c ，则 A ．此刻a 的加速度最小 B ．此刻b 的速度最小 C ．若波沿x 轴正方向传播，此刻b 向y 轴正方向运动 D ．若波沿x 轴负方向传播，a 比c 先回到平衡位置 2．利用图1所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。下列关于P 处放置的光学元件说法正确的是 A ．甲对应单缝，乙对应双缝 B ．甲对应双缝，乙对应单缝 ○…………装……订…………○…※※请※※不※※要※※内※※答※※题※※ ○…………装……订…………○…D ．都是双缝，甲对应的双缝间距较大 3．下列说法正确的是 A ．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度 B ．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和 C ．气体压强仅与气体分子的平均动能有关 D ．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变 4．如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从a 点射入，从b 点射出。下列说法正确的是 A ．粒子带正电 B ．粒子在b 点速率大于在a 点速率 C ．若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b 点右侧射出 D ．若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短 5．如图所示，a 、b 两点位于以负点电荷–Q （Q >0）为球心的球面上，c 点在球面外，则 A ．a 点场强的大小比b 点大 B ．b 点场强的大小比c 点小 C ．a 点电势比b 点高 D ．b 点电势比c 点低 6．2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）。该卫星 A ．入轨后可以位于北京正上方 B ．入轨后的速度大于第一宇宙速度 2019年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Ar 40 Fe 56 I 127 二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要 求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。14．氢原子能级示意图如图所示。光子能景在1.63 eV~3.10 eV的光为可见光。要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为 A．12.09 eV B．10.20 eV C．1.89 eV D．1.5l eV 15．如图，空间存在一方向水平向右的匀强磁场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则 A ．P 和Q 都带正电荷 B ．P 和Q 都带负电荷 C ．P 带正电荷，Q 带负电荷 D ．P 带负电荷，Q 带正电荷 16．最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发 取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s ，产生的推力约为4.8×108 N ，则它在1 s 时间内喷射的气体质量约为 A ．1.6×102 kg B ．1.6×103 kg C ．1.6×105 kg D ．1.6×106 kg 17．如图，等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强 度方向垂直，线框顶点M 、N 与直流电源两端相接，已如导体棒MN 受到的安培力大小为F ，则线框LMN 受到的安培力的大小为 A ．2F B ．1.5F C ．0.5F D ．0 18．如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H 。上升第一个4 H 所用的时间为t 1，第四个4 H 所用的时间为t 2。不计空气阻力，则21t t 满足2019年全国卷高考物理试题及答案
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