高考物理二轮复习 专题卷汇编 静电场专题卷

静电场1【2017新课标卷】（多选）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： （ ）AEa：Eb=4:1BEc：Ed=2:1CWab:Wbc=3:1DWbc:Wcd=1:3【答案】AC【名师点睛】本题主要考查学生的识图能力，点电荷场强及电场力做功的计算。2【2016全国新课标卷】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【答案】B【解析】等势面相交，则电场线一定相交，故在同一点存在两个不同的电场强度方向，与事实不符，A错误；电场线与等势面垂直，B正确；同一等势面上的电势相同，但是电场强度不一定相同，C错误；将一负电荷从高电势处移动到低电势处，受到的电场力的方向是从低电势指向高电势，所以电场力的方向与运动的方向相反，电场力做负功，D错误。【方法技巧】电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面；等势面与电场线垂直，沿着等势面移动点电荷，电场力不做功，等势面越密，电场强度越大，等势面越疏，电场强度越小。3【2016全国新课标卷】如图，P为固定的点电荷，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【答案】D【名师点睛】此题考查带电粒子在电场中的运动问题；关键是掌握点电荷的电场分布规律；能根据粒子的运动轨迹判断粒子电性和点电荷电性的关系；要知道只有电场力做功时粒子的动能与电势能之和守恒。4【2016上海卷】如图，质量为m的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，处于静止状态。施加一水平向右的匀强电场后A向右摆动，摆动的最大角度为60，则A受到的电场力大小为 。 在改变电场强度的大小和方向后，小球A的平衡位置在=60处，然后再将A的质量改变为2 m，其新的平衡位置在=30处，A受到的电场力大小为 。【答案】；mg【方法技巧】先通过动能定理计算带电小球运动到最高点过程中受到的电场力，再通过平衡条件和正弦定理计算小球在=60处和=30处时的电场力。5【2015全国新课标24】如图所示，一质量为m、电荷量为q（q0）的例子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30。不计重力。求A、B两点间的电势差。【答案】【解析】 设带电粒子在B点的速度大小为vB，粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即vBsin30=v0sin60由此得设A、B两点间的电热差为UAB，由动能定理有：解得【方法技巧】本题主要是动能定理在带电粒子在电场中运动的应用和类平抛运动1如图所示，在水平放置两平行金属板M、N之间的P点，固定有一个带电荷量为q的点电荷，两金属板通过电阻R接到直流电源上，其中N板接地 （ ）A. 当保持其它条件不变，而将M板向上移动的过程中，金属板带电荷量将增加B. 当保持其它条件不变，而将M板向上移动的过程中，通过R的电流方向是b指向aC. 当保持其它条件不变，而将M板向上移动到某处稳定后与移动前相 比，p处点电荷的电势变小D. 当保持其它条件不变，而将M板向上移动到某处稳定后与移动前相 比，p处点电荷的电势能变小【答案】C【点睛】电容器和电源相连，两端的电势差不变，通过电容的变化，结合Q=CU得出电荷量的变化，通过电容器带电量的变化确定通过R的电流流向结合电场强度的变化，得出pN间电势差的变化，从而确定p点电势的变化，得出p点电势能的变化2如图所示为航母上电磁弹射装置的等效电路图（俯视图），使用前先给超级电容器C充电，弹射时，电容器释放储存电能所产生的强大电流经过导体棒EF，EF在磁场（方向垂直纸面向外）作用下加速。则下列说法正确的是 （ ）A. 电源给电容器充电后，M板带正电B. 导体棒在安培力作用下向右运动C. 超级电容器相当电源，放电时两端电压不变D. 在电容器放电过程中，电容器电容不断减小【答案】B【解析】电容器下极板接正极，所以充电后N乙极带正电，故A错误；放电时，电流由F到E，则由左手定则可知，安培力向右，所以导体棒向右运动，故B正确；电容器放电时，电量和电压均减小，故C错误；电容是电容器本身的性质，与电压和电量无关，故放电时，电容不变，故D错误故选B点睛：本题考查电容以及安培力的性质，要注意掌握左手定则以及电容的性质等基本内容，明确电容由导体本身的性质决定3为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，如图所示，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，上下底面是金属板。当金属板连接到高压电源正负两极时，在两金属板间产生匀强电场。现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，颗粒带负电，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力。下列说法正确的是 （ ）A. 烟尘颗粒向下运动 B. 两金属板间电场方向向上C. 烟尘颗粒在运动过程中电势能减少 D. 烟尘颗粒电荷量可能是电子电量的1.5倍【答案】C4如图甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1带负电，a、b两点在它们连线的延长线上现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动（粒子只受电场力作用），粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度图象如图乙所示以下说法中正确的是 （ ）A. Q2带负电B. Q2的电量一定大于Q1的电量C. a点电势高于b点电势D. 整个运动过程中，粒子的电势能先减小后增大【答案】C5（多选）一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能E随位移x变化的关系如图所示，其中0段是对称的曲线， 段是直线，则下列说法正确的是 （ ）A. 处电场强度为零B. 、处电势、的关系为C. 粒子在0段做匀变速运动， 段做匀速直线运D. 段是匀强电场【答案】ABD【解析】A、根据电势能与电势的关系：Ep=q，场强与电势的关系： ，得： ，由数学知识可知Ep-x图象切线的斜率处为零，电场强度等于零，A正确；B、由图可知， 、处电势能EP1EP2EP3，根据电势能与电势的关系：Ep=q，粒子带负电，所以、处电势、的关系为C、粒子在0段斜率变化，电场强度变化，电场力变化，粒子做变速运动，不是匀变速运动， 段图线斜率不变，电场强度不化，电场力不化，粒子做匀速运动，C错误，D正确；故选：ABD。6（多选）如图所示，初速度不计的电子从电子枪中射出，在加速电场中加速，从正对P板的小孔射出，设加速电压为U1，又垂直偏转电场方向射入板间并射出，设偏转电压为U2。则： （ ）A. U1变大，则电子进入偏转电场的速度变大B. U1变大，则电子在偏转电场中运动的时间变短C. U2变大，则电子在偏转电场中运动的加速度变小D. 若要电子离开偏转电场时偏移量变小，仅使U1变大，其它条件不变即可【答案】ABD点晴：本题考查了带电粒子在电场中的运动，可以根据动能定理和牛顿第二定律、运动学公式结合推导出。7一绝缘“”形杆由两段相互平行的足够长的水平直杆PQ、MN和一半径为R的光滑半圆环MAP组成，固定在竖直平面内，其中MN杆是光滑的，PQ杆是粗糙的现将一质量为m的带正电荷的小环套在MN杆上，小环所受的电场力为重力的.(1)若将小环由D点静止释放，则刚好能到达P点，求DM间的距离；(2)若将小环由M点右侧5R处静止释放，设小环与PQ杆间的动摩擦因数为，小环所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功【答案】(1) DM间的距离j4R；（2）若，整个运动过程中克服摩擦力所做的功为考点：动能定理的应用；带电粒子在匀强电场中的运动8如图所示，两个带电滑块甲和乙系于一根绝缘细绳的两端，放在一个光滑的绝缘平面上，整体置于方向水平向右、大小为N/C的匀强电场中，甲的质量为kg，带电荷量为C，乙的质量为kg，带电荷量为C。开始时细绳处于拉直状态。由静止释放两滑块，t=3s时细绳断裂，不计滑块间的库仑力。试求：（1）细绳断裂前，两滑块的加速度；（2）由静止开始释放后的整个运动过程中，乙的电势能增量的最大值；【答案】（1）（2）点睛：本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，理清物块在整个过程中的运动规律是解决本题的关键，知道电场力做功等于电势能的减小量1一电场线在竖直平面上的分布如图所示。电场中的A、B两点的电场强度分别为、，电势分别为、。一个质量为m、电荷量为q的带电小球，从电场中的A点运动到B点，A、B两点间的高度差为h。小球经过A点时的速度大小为，运动至B点时的速度大小为，该过程的速度偏向角为，电场力做功为W，则以下判断中正确的是( ) （ ）A. B. D. 【答案】D2某静电场中有一条电场线与x轴重合，纵轴表示该条电场线上对应各点的电势随x的变化规律，如图所示x轴上坐标为x1x0点的电势和电场强度大小分别为1和E1，坐标x2x0点的电势和电场强度大小分别为2和E2，下列有关判断正确的是 （ ）A. 12，E1E2B. 12，E1E2C. 12，E1E2D. 12，E1E2【答案】B【解析】由题意可知电场线方向沿x负方向，沿着电场线方向电势降低，故有12，A、C错；在x图象中某点的斜率表示电场强度的大小，故有E1E2，故B正确；综上所述本题答案是：B3在某匀强电场中有M、N、P三点，在以它们为顶点的三角形中，M30、P90，直角边NP的长度为4 cm。已知电场方向与三角形所在平面平行，M、N和P点的电势分别为3 V、15 V和12 V。则电场强度的大小为 （ ）A. B. C. D. 【答案】A4将两个质量均为m的小球a、b用绝缘细线相连，竖直悬挂于O点，其中球a带正电、电荷量为q，球b不带电，现加一电场强度方向平行竖直平面的匀强电场(没画出)，使整个装置处于平衡状态，且绷紧的绝缘细线Oa与竖直方向的夹角为30，如图所示，则所加匀强电场的电场强度大小可能为 （ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】取小球a、b整体作为研究对象，则受重力2mg、悬线拉力FT和电场力F作用处于平衡，此三力满足如图所示的三角形关系，由图知F的最小值为，由，知 ，故B对综上所述所述本题答案是：B 5（多选）某区域的电场线分布如图所示，其中间一根电场线是直线，一带正电的粒子从直线上的O点由静止开始在电场力作用下运动到A点。取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向，粒子的重力忽略不计。在O到A运动过程中，下列关于粒子运动速度v和加速度a随时间t的变化、粒子运动径迹上的电势和动能Ek随位移x的变化图线可能正确的是 （ ）A. B. C. D. 【答案】BD6（多选）某静电场中，与x轴重合的电场线的电势在x轴上的分布如图所示下列说法正确的是 （ ）A. 在x轴上，x3处的电场强度最大B. x1处的电场强度大于x4处的电场强度C. 负电荷从x2移到x4，电势能减小D. 电荷量为q的正点电荷从x3移到x4，电场力做功为【答案】BD7有个演示实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放了许多锡箔纸揉成的小球，当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动.现取以下简化模型进行定量研究.如图所示，电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置，相距为d，与电动势为、内阻可不计的电源相连.设两板之间只有一个质量为m的导电小球，小球可视为质点.已知：若小球与极板发生碰撞，则碰撞后小球的速度立即变为零，带电状态也立即改变，改变后，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的倍（1）.不计带电小球对极板间匀强电场的影响.重力加速度为g. (1)欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势至少应大于多少？(2)设上述条件已满足，在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动.求在T时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量.【答案】(1) (2) , 【解析】(1)用Q表示极板电荷量的大小，q表示碰后小球电荷量的大小.要使小球能不停地往返运动，小球所受的向上的电场力至少应大于重力，则其中 q=Q又有Q=C由以上三式有(2)当小球带正电时，小球所受电场力与重力方向相同，向下做加速运动.以a1表示其加速度，t1表示从A板到B板所用的时间，则有【点睛】本题重点在于明确题意