近八年（）高考物理高校自主招生试题精选分类解析 专题06 静电场.doc

静电场一. 选择题1.（2012年华约自主招生） 带有等量异种电荷的板状电容器不是平行放置的， 下列图像中的电场线描绘正确的是 （ ） 【参考答案】：c【名师解析】：带有等量异种电荷的板状电容器其电场线应该垂直于极板，选项c正确。【点评】此题以板状电容器切入，意在考查电场线与等势面的关系及其相关知识。2（2012卓越自主招生）用等长的丝线分别悬挂两个质量、电荷量都相同的带电小球、，两线上端固定在同一点，把球固定在点的正下方，当球静止时，两悬线夹角为，如图所示。若在其他条件不变，只改变下列某些情况，能够保持两悬线夹角不变的方法是a同时使两悬线的长度都减半b同时使球的质量、电荷量都减半c同时使、两球的质量、电荷量都减半d同时使两悬线的长度和两球的电荷量都减半2.【参考答案】：bd3（2012卓越自主招生）在如图所示的坐标系内，带有等量负电荷的两点电荷、固定在轴上，并相对于轴对称，在轴正方向上的点处有一带正电的检验电荷由静止开始释放。若不考虑检验电荷的重力，那么检验电荷运动到点的过程中a电势能逐渐变小b电势能先变大后变小，最后为零c先做加速运动后做减速运动d始终做加速运动，到达点时加速度为零3.【参考答案】：ad【名师解析】：等量负电荷在连线中点电场强度为零，在轴正方向上的点处有一带正电的检验电荷由静止开始释放，检验电荷运动到点的过程中，电场力做正功，电势能逐渐变小，始终做加速运动，到达点时加速度为零，选项ad正确bc错误。4.如图所示,实线为电视机显像管主聚焦电场中的等势面.a、b、c、d 为圆上的四个点,则下列说法中正确的是( ).a a、d 两点电势相等,电场强度相同; b a、d 两点电势相等,电场强度不同;c 从左侧平行于中心轴线进入电场区域的一束电子,电场可对其向中心轴线汇聚;d 从右侧平行于中心轴线进入电场区域的一束电子,电场可对其向中心轴线汇聚【参考答案】 c5. （2011华约自主招生）如图所示，带电质点p1固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面上距离p1一定距离有另一个带电质点p2，p2在桌面上运动，某一时刻质点p2的速度沿垂直于p1p2的连线方向，则a 若p1、p2带同种电荷，以后p2一定做速度变大的曲线运动b 若p1、p2带同种电荷，以后p2一定做加速度变大的曲线运动c 若p1、p2带异种电荷，以后p2的速度大小和加速度大小可能都不变d 若p1、p2带异种电荷，以后p2可能做加速度、速度都变小的曲线运动【参考答案】：acd【名师解析】：若p1、p2带同种电荷，斥力做功，斥力方向与速度方向不在一直线上，以后p2一定做速度变大的曲线运动，选项a正确。若p1、p2带同种电荷，斥力做功，二者距离逐渐增大，库仑力减小，加速度减小，所以若p1、p2带同种电荷，以后p2一定做加速度变小的曲线运动，选项b错误。若p1、p2带异种电荷，某一时刻质点p2的速度沿垂直于p1p2的连线方向，若正好满足库仑力等于向心力，p2围绕p1做匀速直线运动，以后p2的速度大小和加速度大小都不变，选项c正确。若库仑力小于所需的向心力，p2围绕p1做离心运动，以后p2做加速度、速度都变小的曲线运动，选项d正确6. （2011复旦大学）两半径分别为r1和r2(r1fb， bfafb， cepaepb， 【参考答案】：ac14（2009复旦）若把2库仑的电量从a点移到相距为20米的b点需做200焦耳功，则a，b两点间的电势差为_。a40伏 b8103伏 c100伏 d10伏【参考答案】：c【名师解析】：u=w/q=100v，选项c正确。15. （2009同济大学）两个完全相同的小球a、b带等量同种电荷，它们之间的距离远大于小球本身直径。已知它们相隔一定距离时，两球之间的相互作用力的大小是f，现在用一个带有绝缘柄的原来不带电的半径相同的金属小球c，先与小球a接触，再和小球b接触后移开。这时，a、b两球之间的相互作用力大小变为af/2 bf/4 c3f/4 d3f/8【参考答案】a【名师解析】：根据库仑定律，金属球a、b之间的库伦力正比于金属球a、b带电量的乘积，即f=kq2/r2。设开始时金属球a、b带电量均为q，金属小球c与小球a接触后，二者平分，各自带电量q/2。金属小球c再与小球b接触后，二者平分，各自带电量（q+q/2）/2=3q/4。这时二者带电量的乘积为q/23q/4=3q/8。所以a、b两球之间的相互作用力大小变为3f/8。选项d正确。16. （2009同济大学）如图所示，半径为r的圆环均匀带电，电荷线密度为，圆心在o点，过圆心与环面垂直的轴线上有p点，po=r。以无穷远处为电势零点，则p点的电势为a bc d【参考答案】b二填空题1.（2012清华保送生测试）一平行板电容器接在电源两端，断开电源将其拉开一段距离做功为a，接通电源时拉开相同距离做功为b，则a与b哪个大？答： 大，理由： 。【参考答案】：a 断开电源时，两极板带电量不变，板之间电场力f不变，拉开一段距离做功为a=fl。接通电源时，两极板之间电压不变，拉开距离时板之间电场强度减小，板之间电场力f减小，所以做功b小于a。三、计算题1、(20分) (2013年华约自主招生) “顿牟缀芥”是两干多年前我国古人对摩擦起电现象的观察记录，“顿牟缀芥”是指经摩擦后的带电琥珀能吸起小物体。我们可以将其简化为下述模型分析探究。 在某处固定一个电荷量为q的点电荷，在其正下方h处有一个原子。在点电荷产生的电场(场强为e)作用下，原子的负电荷中心与正电荷中心会分开很小的距离l，形成电偶极子。描述电偶极子特征的物理量称为电偶极矩p，p=ql，这里q为原子核的电荷。实验显示，p=e，为原子的极化系数，是与原子本身特性有关的物理量，反映原子被极化的难易程度。被极化的原子与点电荷之间产生作用力f。在一定条件下，原子会被点电荷“缀”上去。 (1)判断f是吸引力还是排斥力?简要说明理由； (2)若固定点电荷的电荷量增加一倍，力f如何变化？ (3)若原子与点电荷间的距离减小为原来的一半，力f如何变化？【点评】此题以顿牟缀芥切入，电偶极矩等中学物理没有涉及到的知识，但是题述给出了相关说明。解答时要正确运用数学知识和近似计算。2. (18分)如图所示,虚线左侧存在非匀强电场,mo 是电场中的某条电场线,方向水平向右,长直光滑绝缘细杆cd 沿该电场线放置.质量为m1、电荷量为+q1 的a 球和质量为m2、电荷量为+q2 的b 球穿过细杆(均可视为点电荷).当t=0时a 在o点获得向左的初速度v0,同时b 在o 点右侧某处获得向左的初速度v1,且v1v0.结果发现,在b 向o 点靠近过程中,a 始终向左做匀速运动.当t=t0 时b 到达o 点(未进入非匀强电场区域),a 运动到p 点(图中未画出),此时两球间距离最小.静电力常量为k.(1)求0t0 时间内a 对b 球做的功; (2)求杆所在直线上场强的最大值;(3)某同学计算出0t0 时间内a 对b 球做的功w1 后,用下列方法计算非匀强电场po两点间电势差:设0t0 时间内b 对a 球做的功为w2,非匀强电场对a 球做的功为w3,根据动能定理w2+w3=0.又因为w2=-w1,po 两点间电势差u =w3/q1 = w1/q1.分析上述解法是否正确,并说明理由.的功w1、w2 的大小不相等，即w2 w1 是错误的（2 分）3（2012年北约）两个相同的电容器a和b如图连接，它们的极板均水平放置。当它们都带有一定电荷并处于静电平衡时，电容器 a 中的带电粒子恰好静止。现将电容器 b 的两极板沿水平方向移动使两极板错开，移动后两极板仍然处于水平位置，且两极板的间距不变。已知这时带电粒子的加速度大小为g/2 ，求b的两个极板错开后正对着的面积与极板面积之比。设边缘效应可忽略。【点评】此题以电容器切入，意在考查电容量定义式、决定式、电场力、平衡条件、电容器并联、牛顿第二定律及其相关知识。4. （2011同济大学）如图所示，半径为r的光滑半圆环竖直放置，圆环最低点固定一个电荷量为q(q0)的点电荷.质量为m，电荷量为q（q0）的小圆环从右侧最高点由静止释放。距离带电荷量q的点电荷距离为r的点电势可以表示为：=kq/r。（1）推出小圆环达到最大速度时小圆环与o点的连线与水平方向的夹角满足的方程。（2）在（1）的情况下，如果已知，求小圆环的最大速度。5、（2011年卓越自主招生） 如图所示，一半径为r，位于竖直面内的绝缘光滑轨道上静止着两个相同的带电小球a和b（可视为质点），两球质量均为m，距离为r。用外力缓慢推左球a使其到达圆周最低点c，求此过程中外力所做的功。【名师解析】：设小球带电量为q，由库仑定律，两个相同的带电小球a和b之间的库伦力f=k，由平衡条件，tan30=f/mg，联立解得：kq2=mgr2. 外力缓慢推左球a使其到达圆周最低点c，如图所示。重力势能增加e p=mg(-)r 由功能关系可得：此过程中外力所做的功w=e电+e p= kq2()+ mg(-)r. 6. （2010南京大学）右图所示为某超级电容器公交电车停靠在车站正在充电.所谓超级电容器是指电容量达到上千法拉甚至达到十万法拉数量级的大容量电容器,是储能技术一个革命性成果. 超级电容器与蓄电池都是储能设备,都可以做为电源使用,你认为二者的最主要不同是什么? 你知道的超级电容器与蓄电池相比的优点有哪些? (答出其中的三项即可) 据介绍,该法拉级的超级电容器年产量已达几百万只,批量应用于各种数据贮存系统和低功耗无电源器具,大容量级的超级电容器已在高尔夫车和公交车等交通工具上进行应用试验.48v 的高尔夫车使用80只5万法拉的双电层电容器,每2只并联后再串联,工作电流为30a,电容器组的体积与48v180ah的蓄电池相近,70a 充电10分钟,可行驶20千米。.已知两个电容都是c 的电容器并联时总电容c并=2c;两个电容都是c 的电容器串联时总电容c串=c/2.电容器两极间电压是u 、带电荷量为q 时储存的电场能e=qu.请计算:(1)把“80只5万法拉的电容器,每2只并联后再串联”组成电容器组,给它充电,充电电流恒定为70a,充电时间是10min,这次充电使这个电容器组的电压升高多少?(2)如果充电完毕时刻该电容器组两端的电压是48v,那么这次充电过程中,电容器组储存了多少能量?升高的电压uq/c总=(4.2104/2.5103 )v=16.8 v （2分）(2)充电前的电压u1= u2-u31.2 v （1分）由于c=q/u，（1分）所以电容器储存的能量e=qu= cu2。（1分）此次充电储存的能量ecu22-cu12=1.66106 j （2分）四简答题1（2009浙江大学）空间中有一个4q的正电荷，与q的负电荷，相距为r，问正电荷发出的电场线与进入负电荷的电场线哪个多？【名师解析】：正电荷发出的电场线要大于进入负电荷的电场线。2（2009浙江大学）有一个内部中空均匀带电q的球体，半径为