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历年高考静电场解题方法汇总

2024-04-19 来源:客趣旅游网


电场性质1

11.【2016·浙江卷】如图所示,把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10 m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触,棒移开后将悬点OB移到OA点固定。两球接触后分开,平衡时距离为0.12 m。已测得每个小球质量是8.010kg,带电小球可视为点电荷,重力加速度g10m/s,静电力常量k9.0109Nm2/C2,则

-42

A.两球所带电荷量相等

B.A球所受的静电力为1.0×10-2 N

8C.B球所带的电荷量为4610C

D.A、B两球连线中点处的电场强度为0 【答案】ACD

4.如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平衡于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则( )

A. a、b的电荷同号,B. a、b的电荷异号,

C. a、b的电荷同号,D. a、b的电荷异号,

【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(新课标I卷) 【答案】 D

【点睛】此题将库仑定律、受力分析、平行四边形定则有机融合,难度不大。

5.如图,绝缘光滑圆环竖直放置,a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球,已知小球c位于圆环最高点,ac连线与竖直方向成60°角,bc连线与竖直方向成30°角,三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是

A. a、b、c小球带同种电荷

B. a、b小球带异种电荷,b、c小球带同种电荷 C. a、b小球电量之比为D. a、b小球电量之比

【来源】【全国市级联考】山东省青岛市2018 届高三统一质量检测理综物理试题 【答案】 D

【解析】AB:对c小球受力分析可得,a、b小球必须带同种电荷c小球才能平衡。对b小球受力分析可得,b、c小球带异种电荷b小球才能平衡。故AB两项错误。

CD:对c小球受力分析,将力正交分解后可得:故C项错误,D项正确。

,又,解得:。

3.如图所示,一个绝缘圆环,当它1/4的均匀带电且电荷量为+q时,圆心O处的电场强度大小为E,现使半圆ABC均匀带电+2q,而另一半圆ADC均匀带电-2q,则圆心O处电场强度的大小和方向为

A. 2

E,方向由O指向D

B. 4E,方向由O指向D C. 2E,方向由O指向B D. 0

【来源】【全国百强校】宁夏石嘴山市第三中学2017届高三下学期第一次模拟考试理综-物理试题 【答案】 A

【解析】当圆环的1/4均匀带电,电荷量为+q时,圆心O处的电场强度大小为E; 当半圆ABC的带电+2q,由如图所示的矢量合成可得在圆心处的电场强度大小为

E,方向由B到D;

当另一半圆ADC均匀带电-2q,同理,在圆心处的电场强度大小为则有:圆心O处的电强度的大小为2

1.真空中的点电荷在其周围产生电场,电场中某点的电势与点电荷的电量成正比,与该点到点电荷的距离成反比,即

,在某真空中有一如图所示的正六边形ABCDEF, 0为中心,A、C、E三个顶点各固定一点

分别表示B、0点场强的大小,

分别表示

E,方向由O到D;故选A.

E,方向由O到D;根据矢量的合成法则,

电荷,其中A、C两点电荷量为q,E点电荷量为-q,B、0点的电势,则以下关系中正确的是

A. B. C. D.

><=<

,,,,

>>==

【答案】 B

同理可求得:O处的场强为所以

B处的电势为O处的电势为所以

,故B正确。

6.【2017·北京卷】(16分)如图所示,长l=1 m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10–6 C,匀强电场的场强E=3.0×103 N/C,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:

(1)小球所受电场力F的大小。 (2)小球的质量m。

(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小。 【答案】(1)3.0×10–3 N (2)4.0×10–4 kg (3)2.0 m/s

电场性质2

3.如图所示,在直角坐标系xOy的y轴上固定着关于坐标原点O对称的等量异种点电荷+Q和-Q,A、B、

C为坐标轴上的三点,其中A点和B点在x轴上且关于O点对称,C点在y轴上,则:( )

A. 正电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能 B. C点的电势小于A点的电势

C. 负电荷从A点运动到B点的过程中电场力做正功

D. 正电荷从C点移动到A点与从C点移动到B点,电场力所做的功相等 【来源】【全国百强校】江西省新余市第四中学2018届高三适应性考试物理试题 【答案】 D

【解析】A项:由于AB连线为等量异种电荷的中垂线也即为等势线,所以A点电势等于B点电势,所以正电荷在A点的电势能等于在B点的电势能,故A错误;

B项:由于A0B连线为等量异种电荷的中垂线也即为等势线,所以A点电势等于O点电势,

电场线由正电荷指向负电荷 ,所以C点的电势高于O点电势,即C点电势高于A点电势,故B错误; C项:在AB连续上场强方向始终垂直AB向下,所以电场力不做功,故C错误;

D项:由于A、B两点电势相等,所以CA间的电势差等于CB间的电势差,根据公式W=Uq可知,正电荷从C点移动到A点与从C点移动到B点,电场力所做的功相等,故D正确。

点晴:解决本题的关键知道等量异种电荷周围的电场线分布,知道两电荷连线的中垂线是等势线。 4.位于正方形四角上的四个等量点电荷的电场线分布如右图所示,ab、cd分别是正方形两条边的中垂线,O点为中垂线的交点,P、Q分别为cd、ab上的点,且OP<OQ. 则下列说法正确的是

A. P、O两点的电势关系为

B. P、Q两点电场强度的大小关系为EQC. 若在O点放一正点电荷,则该正点电荷受到的电场力不为零 D. 若将某一负电荷由P点沿着图中曲线PQ移到Q点,电场力做负功 【来源】山西省运城市康杰中学2018届高考模拟(四)理科综合物理试题 【答案】 B

3.真空中相距L的两个固定点电荷E、F所带电荷量大小分别是QE和QF,在它们共同形成的电场中,有一条电场线如图中实线所示,实线上的箭头表示电场线的方向.电场线上标出了M、N两点,其中N点的切线与EF连线平行,且∠NEF>∠NFE.则 ( )

A.E带正电,F带负电,且QE > QF

B.在M点由静止释放一带正电的检验电荷,检验电荷将沿电场线运动到N点 C.过N点的等势面与EF连线垂直

D.负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 【答案】 C

2.如图,真空中以O点为圆心、Oa为半径的圆周上等间距分布a、b、c、d、e、f、g、h八个点,a、e两点放置等量同种点电荷+Q和+Q,下列说法不正确的是

A. b、d、f、h的电场强度大小相等 B. b、d、f、h的电势相等

C. 在c点由静止释放的电子向O点做加速度一直减小的加速直线运动 D. 将一电子由b点沿bcd圆弧移到d点,电子的电势能先减小后增加 【答案】 C

12.(多选)如图所示,有四个等量异种电荷,放在正方形的四个顶点处。A、B、C、D为正方形四个边的中点,O为正方形的中心,下列说法中正确的是 ( )

A. A、C两个点的电场强度方向相反 B. O点电场强度等于零

C. 将一带正电的试探电荷从B点沿直线移动到D点,电场力做功为零 D. O点的电势低于A点的电势 【答案】 CD

【解析】设正方向边长为L,每个电荷电量为Q,对A点研究:两个正电荷在A点的合场强为零,根据平行四边形法则得:两个负电荷在A点的合场强EA165kQ,方向水平向右.对C点研究:两个负电荷在C25L2点的合场强为零,根据平行四边形法则得:两个正电荷在C点的合场强EC165kQ,方向水平向右,A225L错误;正方形对角的正负两个电荷在O点产生的场强方向分别在正负电荷的连线上指向负电荷,根据矢量合成法则,所以O点电场强度不为零,故B错误;据对称性,B、D等电势,所以将一带正电的试探电荷匀速

从B点沿直线移动到D点,电场力做功为零,故C正确;在线段AO上,根据矢量合成法可得电场方向由A指向O,所以A点的电势高于O点电势,D正确。

2.如图所示,带正电的A球固定,质量为m、电荷量为+q的粒子B从a处以速度v0射向A,虚线abc是B运动的一段轨迹,b点距离A最近,粒子经过b点时速度为v,重力忽略不计,则

A. 粒子从a运动到b的过程中动能不断增大 B. 粒子从b运动到c的过程中加速度不断增大 C. 可求出A产生的电场中a、b两点间的电势差 D. 可求出A产生的电场中b点的电场强度大小

【来源】【全国百强校】江苏省盐城中学2018届高三全仿真模拟检测(最后一卷)物理试题 【答案】 C

7.【2017·四川省凉山州高三第三次诊断】如图,在纸面内有一水平直线,直线上有a、b两点,且ab长度为d,当在该纸面内放一点电荷Q并固定在某位置时,a、b两点的电势相等,且a点的场强大小为E,方向如图所示,θ=30o。已知静电力常量为,描述正确的是( )

A.点电荷Q带正电 B.点电荷所带电量的大小为

C.把一个+q电荷从A点沿直线移动到B点过程中,+q所受的电场力先增后减 D.把一个+q电荷从A点沿直线移动到B点过程中,电势能先增大后减小 【答案】BC

1.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处固定一正的点电荷,则下列说法中正确的是

A. A′、B′、C′三点的电场强度相同 B. △ABC所在平面为等势面

C. 某另一点电荷在C`点的电势能一定大于它在C点处的电势能

D. 将一正的试探电荷从A′点沿直线A′B′移到B′点,静电力对该试探电荷先做负功后做正功 【答案】 D

2.【2017·天津卷】如图所示,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

A.电子一定从A向B运动

B.若aA>aB,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EpA6.(多选)直线mn是某电场中的一条电场线,方向如图所示.一带正电的粒子只在电场力的作用下由a点运动到b点,轨迹为一抛物线,φa、φb分别为a、b两点的电势.下列说法中正确的是

A. φa>φb

B. 该电场可能为点电荷产生的电场 C. 带电粒子在b点的动能大于a点的动能

D. 带电粒子由a运动到b的过程中电势能一直减小

【来源】四川成都七中(高新校区)2018届高三理科综合物理测试(八)试题 【答案】 AC

7.(多选)如图甲所示,Q1、Q2为两个固定着的点电荷,a、b是它们连线的延长线上的两点,现有一电子,只在电场力作用下,以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动,其v-t图象如图乙所示,电子经过a、b两点的速度分别为、,则

A. Q1一定带负电上 B. Q1的电量一定大于Q2的电量

C. b点的电势高于a点的电势 D. 电子离开b点后所受静电力一直减小 【来源】安徽省六安市第一中学2018届高三下学期适应性考试理综物理试题 【答案】 BC

3.如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为电势能分别为

,粒子在M和N时加速度大小分别为

,速度大小分别为

。下列判断正确的是

A. C.

B. D.

【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题(天津卷) 【答案】 D

若粒子从N运动到M,则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧,可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示,故电场力做正功,电势能减小,动能增大,即故

,负电荷在低电势处电势能大,

综上所述,D正确;

10.【2016·海南卷】如图,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。下列说法说法正确的是

A.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 【答案】ABC

【解析】如图所示,粒子受到的电场力指向轨迹的凹侧,可知M受到了引力作用,N受到了斥力作用,故M带负电荷,N带正电荷,选项A正确;由于虚线是等势面,故M从a点到b点电场力对其做负功,动能减小,选项B正确;d点和e点在同一等势面上,N在d点的电势能等于它在e点的电势能,故选项C正确; N从c点运动到d点的过程中,电场力做正功,故选项D错误。

6.如图所示,虚线为某点电荷电场的等势面,现有两个比荷相同的带电粒子,以相同的速率从同一等势面的

a点进入电场后沿不同的轨迹1和2运动,图中a、b、c、d、e是粒子轨迹与等势面的交点,不计粒子的重

力,下列判断错误的是 ( )

A. 两个粒子为异号电荷

B. 经过b、d两点时,两粒子的速率相同 C. 经过b、d两点时,两粒子的加速度大小相同 D. 经过c、e两点时,两粒子的速率相同 【答案】 B

C项:两粒子经过b、d两点时,受到库仑力作用,由牛顿第二定律可得, aFqE,由图可知,bd在mm某点电荷电场的同一个等势面上,到点电荷的距离是相等的,所以bd两点的电场强度大小相等,所以粒子的加速度大小相同,故C正确;

D项:ace三点在同一个等势面上,而粒子1从a到c、粒子2从a到e电场力做功均为零,则经过c、e两点两粒子的速率相等.故D正确。

如图所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个带正电的粒子仅在电场力作用下,通过该区域的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点。下列说法正确的是 ( )

A. 三个等势面中,等势面a的电势最高 B. 带电质点一定是从P点向Q点运动 C. 带电质点通过P点时的速率比通过Q点时小 D. 带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小 【答案】 C

3.如图所示,虚线A、B、C为某电场中的三条等势线,其电势分别为3 V、5 V、7 V,实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹,P、Q为轨迹与等势线A、C的交点,带电粒子只受电场力的作用,则下列说法不正确的...是 ( )

A. 粒子可能带正电

B. 粒子在P点的动能大于在Q点动能 C. 粒子在P点电势能小于粒子在Q点电势能 D. 粒子在P点的加速度小于在Q点的加速度 【答案】 A

【解析】A 因电场线与等势面相互垂直,且由高电势指向低电势,故电场线如图所示,

5.(多选)如图,同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中,电场方向与此平面平行,M为a、c连线的中点,N为b、d连线的中点。一电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点,其电势能减小W1:若该粒子从c点移动到d点,其电势能减小W2,下列说法正确的是( )

A. 此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行 B. 若该粒子从M点移动到N点,则电场力做功一定为C. 若c、d之间的距离为L,则该电场的场强大小一定为

D. 若W1=W2,则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差 【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国II卷) 【答案】 BD

C、因为不知道匀强电场方向,所以场强大小不一定是D、若W1=W2,说明

由因为解得:故选BD

1.如图3所示,梯形abdc位于某匀强电场所在平面内,两底角分别为60°、30°,cd=2ab=4 cm,已知a、b两点的电势分别为4 V、0 V,将电荷量q=1.6×10 C的正电荷由a点移动到c点,克服电场力做功6.4×10 J,则下列关于电场强度的说法正确的是( )

-3

-3

,故C错误;

,故D正确;

图3

A.垂直ab向上,大小为400 V/m B.垂直bd斜向上,大小为400 V/m C.平行ca斜向上,大小为200 V/m D.平行bd斜向上,大小为200 V/m

答案 B

5.【2017·新课标Ⅲ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 V

C.电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV 【答案】ABD

8.(多选)如图所示,一带电粒子在匀强电场中只受电场力而运动,经过一平面直角坐标系中的a、O、b 三

点时的动能分别为10eV、4eV、12eV,下列说法正确的有( )

A. 该电场方向一定与xOy平面平行 B. 该电场场强大小为200

V/m

C. O点是该粒子轨迹上电势能最高的点 D. 该粒子轨迹为抛物线 【答案】 AD

【解析】粒子在电场中运动时,粒子的电势能和动能之和守恒,设粒子带电量为q,总能量为E,则在a点时:10eV+φaq=E;在O点时:4eV+φOq=E;在b点时:12eV+φbq=E;则

因电势差与两点间距离成正比,可知该电场方向一定与xOy平面平行,选项A正确;因电荷所带的电量未知,不能确定两点电势差的数值,则不能求解场强大小,选项B错误;O点时粒子的动能不等于零,则电势能不是最大的位置,选项C错误;粒子只在恒定的电场力作用下做曲线运动,则轨迹一定为抛物线,选项D正确;故选AD.

2.【2017·广东省惠州市4月模拟】空间存在平行于x轴方向的静电场,其电势φ随x的分布如图所示。一质量为m、电荷量为q的带电的粒子从坐标原点O由静止开始,仅在电场力作用下沿x轴正方向运动。则下列说法正确的是

A .该粒子带正电荷

B.空间存在的静电场场强E是沿X轴正方向均匀减小的

C.该粒子从原点O运动到X0 过程中电势能是减小的 D.该粒子运动在X0点的速度是【答案】AC

6.在某一静电场中建立x轴,其电势随坐标x变化的图线如图所示。若将一带负电的粒子(重力不计)从坐标原点O处由静止释放,电场中P、Q两点位于x轴上,其横坐标分别为lcm、4cm。则下列说法正确的是 ( )

A. 粒子经过P点与Q点时,动能相等

B. 粒子经过P、Q两点时,加速度大小之比1:1 C. 粒子经过P、Q两点时,电场力功率之比1:1 D. 粒子恰能运动到离原点12cm处 【答案】 A

3.【2017·郑州市第三次质量预测】其空中有一半径为r0的带电金属球,通过其球心的一直线上各点的电势ψ分布如图所示。图中x1、x2、x3分别表示该立线上A、B、C三点到球心的距离,根据ψ-x图象.下列说法正确的是

A.该金属球可能带负电

B.B点的电场强度大于C点的电场强度 C.A点的电场强度方向由A指向B

D.电荷量为q的正电荷从B移到C的过程中,电场力做功W=q(ψ1一ψ2) 【答案】B

【解析】A.、由图可知0到r0电势不变,之后电势变小,带电金属球为一等势体,再依据沿着电场线方向,电势降低,则金属球带正电,故A错误;

B、C点带电金属球较远,电场强度小于B点的电场强度,B正确; C、A点的电场强度为零,C错误;

D、 正电荷沿直线从B移到C的过程中,电场力做功

,故D错误。故选:B.

3.【2017·江苏卷】在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示.下列说法正确有

(A)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 【答案】AC

4.【2017·新课标Ⅰ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

A.Ea:Eb=4:1 【答案】AC

【解析】由题图可知,a、b、c、d到点电荷的距离分别为1 m、2 m、3 m、6 m,根据点电荷的场强公式Ek

B.Ec:Ed=2:1

C.Wab:Wbc=3:1

D.Wbc:Wcd=1:3

Qr2Earb24Ecrd24可知,2,2,故A正确,B错误;电场力做功WqU,a与b、b与c、c与d之

Ebra1Edrc1

间的电势差分别为3 V、1 V、1 V,所以

Wab3Wbc1,,故C正确,D错误。 Wbc1Wcd110.(多选)空间中有一电场强度方向沿x轴方向的电场,其电势随x的分布如图所示,一质量为m、带电量为-q的粒子(不计重力),以初速度从x=0处的0点进入电场并沿x轴正方向运动,则下列关于该粒子运动的说法中正确的而是 ( )

A. 粒子从x=0处运动到xB. 粒子从x处运动到x处的过程中动能逐渐减小 处的过程中电势能逐渐减小

C. 欲使粒子能够达到x处,则粒子从x=0处出发的最小速度应为 D. 若【答案】 ABD

,则粒子在运动过程中的最小速度为

3. (多选)在绝缘、光滑的水平桌面上有一带负电的小球只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能Ep

随位移x变化的关系如图5所示,则下列说法中正确的是( )

图5

A.在带负电的小球从x1处运动到x2处的过程中,电场力做正功 B.x1、x2处的电场强度方向均沿x轴正方向 C.x1处的场强大小大于x2处的场强大小 D.x1处的电势比x2处的电势低

【答案】AD 【解析】由于小球从x1处运动到x2处的过程中电势能减小,因此电场力做正功,A项正确;由于电场力做正功,因此小球所受电场力的方向沿x轴正方向,场强方向沿x轴负方向,B项错误;沿电ΔEp

场方向电势降低,D项正确;由ΔEp=qEΔx,即qE=可知Ep­x图线上某点的斜率的绝对值反映了电

Δx场强度的大小,由题图可知x1处的场强大小小于x2处的场强大小,C项错误.

4.两电荷量分别为和的点电荷固定在x轴上的O、M两点,规定无穷远处为电势能零点,一带负电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x变化关系如图所示,其中试探电荷在A、N两点的电势能为零,在ND段中C点电势能最大,则下列说法正确的是

A. B.

为正电荷,为负电荷 电荷量小于的电荷量

C. 将一正点电荷从N点移到D点,电场力先做负功后做正功

D. 将一正点电荷从N点静止释放后会沿x轴正方向运动且到达C点时速度最大 【答案】 D

7.空间有一沿x 轴对称分布的电场,规定水平向右为电场的正方向,其电场强度E 随x 变化的图象如图所示.则下列说法中正确的是( )

A. O 点的电势最低

B. 一带正电的点电荷在x2 点的电势能大于在x1 点的电势能 C. 将一带正电的点电荷从x1 点移到-x1 点,电场力做功为零 D. 一带正电的点电荷在x1 和x3 两点处的电势能不相等

【来源】【全国百强校】广西柳州铁路第一中学2017届高三上学期物理限时训练(11.9) 【答案】 CD

故选CD。

电容器

6.【2016·全国新课标Ⅰ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,极板间的电场强度变大 B.极板上的电荷量变小,极板间的电场强度变大 C.极板上的电荷量变大,极板间的电场强度不变 D.极板上的电荷量变小,极板间的电场强度不变 【答案】D

2.研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示,下列说法正确的是

A. 实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电 B. 实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小 C. 实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大 D. 实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大 【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(北京卷) 【答案】 A

可知, 电量Q不变,则电压U减小,则静电计指针的张角减小,故选项C错误; D、根据

可知, 电量Q增大,则电压U也会增大,则电容C不变,故选项D错误。

8.【2016·天津卷】如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一个固定在P点的点电荷,以E表示两板间的电场强度,Ep表示点电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则

A.θ增大,E增大 B.θ增大,Ep不变 【答案】D

C.θ减小,Ep增大 D.θ减小,E不变

8.若在两极板接上电源,如图11所示,平行板电容器两极板M、N相距d,两极板分别与电压为U的恒定电源两极连接,极板M带正电.此时极板带电荷量与微粒带电荷量的比值为k,则( )

图11

A.微粒带正电 B.微粒带电荷量为 C.电容器的电容为

mgUdkmgd U2

D.将极板N向下缓慢移动一小段距离,油滴将向上运动

【答案】C 【解析】带电微粒静止在两极板间,重力与电场力等大、反向,电场力竖直向上,而电容器上极板与电源正极相连为正极板,两板间电场方向竖直向下,综上可知,带电微粒带负电,A项错;由场

强与电势差关系可知,mg=Eq=q解得:q=电容的定义式知,C==

Udmgdkmgd,B项错;由题意知,电容器带电荷量Q=kq=,由UUQkmgd,C项正确;电容器与电源保持连接时,两板间电势差不变,N板向下移动,

UU2

板间距离变大,F电=q,微粒所受电场力减小,微粒向下运动,D项错.

6.如图所示,平行板电容器与恒压电源连接,下极板接地,a、b是两极板中心,p是a、b连线的中点,有一带电油滴恰好悬停于p点。现让两极板分别绕着过a、b点并垂直于纸面的轴同时转过一小角度。不计转动时间,则从转动前到转动后的一小段时间内

Ud

A. 电容器的电容不变 B. p点的电势不变 C. 带电油滴的电势能不变 D. 带电油滴的重力势能不变

【来源】安徽省郎溪中学2017届高三下学期高考仿真模拟考试理综-物理试题 【答案】 BCD

故选BCD。

带电粒子在电场中的运动

6.(多选)如图,一平行板电容器连接在直流电源上,电容器的极板水平,两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反,使它们分别静止于电容器的上、下极板附近,与极板距离相等。现同时释放a、b,它们由静止开始运动,在随后的某时刻t,a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面,a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是

A. a的质量比b的大

B. 在t时刻,a的动能比b的大 C. 在t时刻,a和b的电势能相等 D. 在t时刻,a和b的动量大小相等

【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(全国III卷) 【答案】 BD

等,符号相反,所以在t时刻,a和b的电势能不等,选项C错误;由于a微粒受到的电场力(合外力)等于

b微粒受到的电场力(合外力),根据动量定理,在t时刻,a微粒的动量等于b微粒,选项D正确。

8.如图所示,在真空中电荷量相等的离子P1、P2分别以相同初速度从O点沿垂直于电场强度的方向射入匀强电场,粒子只在电场力的作用下发生偏转,P1打在极板B上的C点,P2打在极板B上的D点.G点在O点的正下方,已知GC=CD,则离子P1、P2的质量之比为 ( )

A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 1∶4 【答案】 D

1.一电子以初速度v0,垂直于场强方向射入平行板电容器,射出电容器时的速度为的初速度变为原来的2倍,电子重力不计,则电子射出电容器时的速度为( ) A.

B.

C.

D.

v0。若上述过程中电子

【来源】【全国市级联考】安徽合肥市2018届高三调研性考试物理试题 【答案】 A

如图所示,虚线PQ、MN间存在水平匀强电场,一带电粒子质量为m2.01011kg,带电量为

q1.0105C,从a点由静止开始经电压为U=100V的电场加速后,垂直于匀强电场方向进入匀强电场,

从虚线MN上的某点b(图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成30º角.已知PQ、MN间距离为20cm,带电粒子的重力忽略不计.求:

①带电粒子刚进入匀强电场时的速度v1; ②匀强电场的电场强度大小.

【答案】 ①104m/s;②

3103N/C;

15.如图所示,虚线MN左侧有一场强为E1=E的匀强电场,在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2=2E的匀强电场,在虚线PQ右侧相距为L处有一与电场E2平行的屏。现将一电子(电荷量为e,质量为m)无初速度地放入电场E1中的A点,最后电子打在右侧的屏上,AO连线与屏垂直,垂足为O,电子重力忽略不计。求:

(1)电子从释放到打到屏上所用的时间;

(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角θ的正切值tanθ; (3)电子打到屏上的点P′到点O的距离y。 【答案】 (1)t3mL ;(2)tan2 ; (3)y3L Ee

(2)设粒子射出电场E2时平行电场方向的速度为vy ,由牛顿第二定律得: 电子进入电场E2时的加速度为: a22eE mvya2t3

t3L v1电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值为; tan得: tan2

(3)带电粒子在电场中的运动轨迹如图所示:

vyv1

设电子打到屏上的点P到O点的距离y,根据上图有几何关系得: tany 3L2得: y3L

综上所述本题答案是:(1)t3mL ;(2)tan2 ; (3)y3L Ee

4.如图所示,处于真空中的匀强电场水平向右,有一质量为m、带电荷量为-q的小球从P点以大小为v0的初速度水平向右拋出,经过t时间到达Q点(图中未画出)时的速度仍为v0,则小球由P点运动到Q点的过程中,下列判断正确的是( )

A. Q点在P点正下方 B. 小球电势能减少 C. 小球重力势能减少量等于

D. Q点应位于P点所在竖直线的左侧

【来源】【全国百强校】2017届安徽省淮北市第一中学高三下学期第三次周考理科综合物理试卷(带解析) 【答案】 C

9.(多选)如图甲所示,一个带电油滴从O点以速度v向右上方射入匀强电场中,v的方向与电场方向成α角.若测得油滴到达运动轨迹的最高点P时,它的速度大小仍为v,则下列说法正确的是 ( )

A.P点一定在O点的右上方 B.OP与初速度v所成的角度可能为

2

C.油滴到达最高点时,电场力对小球做功的瞬时功率为0

D.油滴到达最高点的过程,电场力对小球一定做正功 【答案】 BD

在最高点P,等效重力G与速度v的方向不垂直,所以其瞬时功率不为零,故C错误;油滴从O到P的过程,动能不变,重力势能增加,电势能减小,电场力做正功,故D正确;

14.一带电粒子以竖直向上的初速度v自A点进入场强为E、方向水平向右的匀强电场,粒子受到的电场力大小等于重力,当粒子到达B点时,速度大小仍等于v,但方向变为水平,重力加速度大小为g,求: (1)从A到B所经历的时间; (2)A、B之间的电势差。

Ev2v【答案】 (1) t;(2) UAB

gg

从A点运动到B点所经历的时间为tv g0vv2t水平位移为x 22g则A、B两点的电势差为UABEv2Ex

2g10.如图15所示,水平放置、相距为d的两块平行金属板M、N与电源相连,开关S闭合后,M、N间产生了匀强电场,一个重力与电场力相等的带电粒子垂直于电场方向从M板边缘射入电场,粒子恰好打在N板中央,已知重力加速度为g.

图15

(1)若开关S闭合,为了让粒子恰能飞出电场,应将N板向下平移多少?

(2)若开关S断开且粒子初速度大小变为原来的3倍,重力忽略不计,为了让粒子恰能飞出电场,应将N板向上平移多少?

(2)当开关S断开时,两板所带电荷量不变,电场强度E不变,设N板上移距离为x2,则 1qE12

L=3v0t3,d-x2=··t23=gt3

2m27

联立解得x2=d.

9

7

【答案】 (1)3d (2)d

9

9.【2016·海南卷】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(q>0)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.

Ek0Ek02Ek02Ek0

B. C. D. 4qd2qd2qdqd

【答案】B

7.(多选)如图所示,一个竖直放置的平行板电容器,充电后,左板上电荷量为-Q,板间可看成匀强电场。一个带电荷量为-q的油滴,从O点以速度射入板间,v的方向与电场线成θ角,已知油滴的质量为m,测得油滴到达运动轨迹的最高点时,它的速度大小又为v,并恰好垂直打到平行板上,则以下说法中正确的是()

A. 油滴最后打在左板上

B. 最高点处(设为N)与O点的电势差为C. 板间的电场强度

D. 如果两板间距离变小,O到右板的距离不变,则最高点处(设为N)的位置不变 【答案】 BD

势差故选BD。

与场强无关,故改变电场强度而O点到右板的距离不变,N点的位置不变,则D正确。

3.(多选)光滑水平面上有一边长为L的正方形区域处存在场强为E的匀强电场中,电场方向与正方形一边平行,一质量为m、带电量为q的小球由某一边的中点,以垂直于该边的水平初速v0进入该正方形区域.当小球再次运动到该正方形区域的边缘时,具有的动能不可能为

A. 0 B. 【答案】 ABC

C. D.

8.(多选)如图所示,MPQO为有界的竖直向下的匀强电场,电场强度大小为E,ACB为固定的置于竖直平面内的光滑绝缘半圆形轨道,轨道半径为R,A、B为半圆水平直径的两个端点,AC为四分之一圆弧.一个质量为m、电荷量为q的带正电小球,从A点正上方高为H处由静止释放,并从A点沿切线进入半圆轨道,不计空气阻力及一切能量损失,重力加速度为g,关于带电小球的运动情况,下列说法正确的是

A. 小球从B点离开后上升的最大高度为

B. 小球返回时不能达到刚开始释放时的高度位置 C. 小球刚到达A点时瞬间对轨道的压力为零 D. 小球到达C点时瞬间对轨道的压力大小为

【来源】【全国百强校】吉林省实验中学2018届高三下学期第十次模拟考试理科综合物理试题 【答案】 AD

9.如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系,x轴水平,y轴竖直,在第二象限有沿y轴正方向的匀强电场

E,一长为L的绝缘轻绳一端固定在A(0,4L)点,另一端系一个带负电小球,电荷量大小为q始绳刚好水平伸直。重力加速度为g。求:

mg,开E

(1)小球由静止释放,运动到y轴时绳断裂,小球能到达x轴上的B点,B点位置坐标;

(2)假设绳长可以0到4L之间调节,小球依然由原位置静止释放,每次到达y轴绳断裂,其他条件不变,则小球在x轴上的落点与原点间距离最大时,求轻绳的长度及该最大距离。

0(2)22L 【答案】 (1)6L,

联立解得xB6L

则B点位置坐标为6L,0

(2)设绳长为L1时,落点与原点间距离最远,由动能定理得mgL1由类平抛规律可得: x1v1t1

12mv1 24LL112at1 2qEmgma

联立解得x12L14LL1,

则由数学知识可得当L14LL1,即绳长L12L时,距离最大 最大值为x122L

如图所示,在真空中xoy坐标系的第一象限存在足够大、方向水平向右的匀强电场,若将一个质量为m,带正电的小球在此电场中由静止释放,消去沿与竖直方向夹角为37°的方向做直线运动。现将一绝缘光滑轨道放在xoy平面内,轨道的aO段水平,Obc为竖直面内半径为R的半圆轨道,c为半圆轨道的最高点,若上述带电小球从a点以一初速度向左运动,恰能通过该圆轨道,重力加速度为g,去

sin370.6,cos370.8,求该带电小球:

(1)在电场中所受电场力的大小; (2)过c点时的速度大小; (3)回到水平轨道上的落点位置。 【答案】 (1)

37mg(2)gR(3)R 42

(3)离开C点,竖直方向有: y2R水平方向有: xvCt又a12gt 212at 2F3g m47R 2联立解得: x10.如图所示,在距离某水平面高2h处有一抛出位置P,在距P的水平距离为S=1m处有一光滑竖直挡板AB,

A端距该水平面距离为h=0.45m,A端上方整个区域内加有水平向左的匀强电场;B端与半径为R=0.9m的的光滑圆轨道BC连接. 当传送带静止时,一带电量大小为

,质量为0.18kg的小滑块,以某一初速度

v0从P点水平抛出,恰好能从AB挡板的右侧沿ABCD路径运动到D点而静止,重力加速度 g=10m/s2. 请完成下列问题

(1)求出所加匀强电场的场强大小;

(2)当滑块刚运动到C点时,求出对圆轨道的压力;

(3)若传送带转动,试讨论滑块达到D时的动能Ek与传送带速率的关系. 【来源】山西省运城市康杰中学2018届高考模拟(四)理科综合物理试题 【答案】 (1)(2) 9N

(3)若传送带逆时针转动时,滑块运动的规律与传送带静止不动相同,故滑块到D点的动能为零,与传送带的速度无关.

竖直方向 联立解得:

(2)从A点到C点根据动能定理可得

其中

在C点根据牛顿第二定律可得

联立解得:

根据牛顿第三定律可得压力大小为9N

(3)若传送带逆时针转动时,滑块运动的规律与传送带静止不动相同,故滑块到D点的动能为零,与传送带的速度无关.

若传送带顺时针转动,设传送带使得物体一直加速的速度大小为

当传送带静止时,有

解得:

,则

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