2019届高考物理二轮复习专题三电场和磁场电场真题汇编.docx

考点九 静电场1.(2018全国卷I T16)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行于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，【解题指南】解答本题应注意以下三点：(1)判断a、b电荷的带电情况。(2)判断小球c所受a、b电荷库仑力的方向。(3)根据几何关系，找出小球c所受a、b电荷库仑力的关系。【解析】选D。假设a、b的电荷同号，若小球c与a、b的电荷同号，则小球c所受库仑力的合力的方向斜向上；若小球c与a、b的电荷异号，则小球c所受库仑力的合力的方向斜向下，这样与已知条件“小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线”相矛盾，故a、b的电荷异号。设ac与ab的夹角为，则tan=，根据库仑定律有：、， 而tan=，解得。2. (2018全国卷I T21)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2 V。一电子经过a时的动能为10 eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV。下列说法正确的是()A.平面c上的电势为零B.该电子可能到达不了平面fC.该电子经过平面d时，其电势能为4 eVD.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍【解析】选A、B。匀强电场中等势面间距相等，则相邻等势面之间的电势差相等。一电子从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV，则，故Ubc=2 V，即b-c=2 V，而b=2 V，解得：c=0，故选项A正确；由于af之间的电势差Uaf=8 V，一电子经过a时的动能为10 eV，电子运动的方向不确定，则电子可能经过平面f，也可能到达不了平面f，故选项B正确； 因为c=0，则电子在平面b的电势能Epb=-2 eV，而Ubd=4 V，电子从b到d的过程，电场力做功Wbd=-eUbd=-4 eV。电子从b到d的过程，Wbd=Epb-Epd，解得Epd=2 eV，故选项C错误；Uab=2 V、Uad=6 V，电子从a到b的过程根据动能定理有：-eUab=，电子从a到d的过程，根据动能定理有：-eUad=，解得vb=vd，故选项D错误。【易错警示】误认为电子的运动与电场线方向相同，导致漏选答案B。3.(2018全国卷II T21)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(q0)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【解析】选B、D。由于题目没有说明W1、W2的数量关系，故无法确定各点的电势高低，无法确定等势线，也就无法确定场强方向，选项A错误。W1=qUab=q(a-b)，W2=qUcd=q(c-d)，匀强电场中M、N为ac和bd的中点，所以M=，N=，可得，WMN=qUMN=q(M-N)=，选项B正确。无法确定电场强度是否沿cd方向，所以无法确定电场强度的大小是否为，选项C错误。若W1=W2，即Uab=Ucd，故a-b=c-d，所以a-c=b-d，又因为UaM=，UbN=，则UaM=UbN，选项D正确。4.(2018全国卷 T21) 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【解析】选B、D。由于平行板电容器连接在直流电源上，U不变，E不变，两微粒a、b所带电荷量大小相等，则电场力大小相等，经过相同时间，据动量定理Ft=mv-0可知，在t时刻a和b的动量大小相等，D对；因为经过时间t，在下半区域的同一水平面，因此vavb，则maEkb，B对；在同一水平面电势相等，由于a、b所带电荷量大小相等，符号相反，电势能不等，C错；故选B、D。【直击题眼】本题抓住两微粒受到电场力大小相等和作用时间相同，分析动量关系的关键，利用动量定理切入，依据“a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面”获得速度大小关系，由此突破质量和动能的关系。5. (2018北京高考T7)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【解析】选A。当用带电玻璃棒与电容器a板接触，由于静电感应，从而在b板感应出等量的异种电荷，从而使电容器带电，故选项A正确；根据电容的决定式：C=，将电容器b板向上平移，即正对面积S减小，则电容C减小，根据C=可知， 电量Q不变，则电压U增大，则静电计指针的张角变大，故选项B错误；根据电容的决定式：C=，只在极板间插入有机玻璃板，则介电系数增大，则电容C增大，根据C=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；根据电容决定式C=可知，电容C的变化与电量并无关系，因此电量的改变并不会导致电容的变化，故选项D错误。6.(2018天津高考T3)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M、N，粒子在M点和N点时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN。下列判断正确的是()A.vMvN，aMaN B.vMvN，MNC.MN，EpMEpN D.aMaN，EpMEpN【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析：(1)电场中的运动需要找出速度和力的关系。(2)用动能定理判断速度的变化。(3)利用静电力做功与电势能的关系判断电势能的变化。【解析】选D。电场线越密，电场强度越大，同一个粒子受到的电场力越大，根据牛顿第二定律可知其加速度越大，故有aMvN，EpMN。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乙所示，故电场力做正功，电势能减小，动能增大，即vMvN，EpMN。综上所述，D正确。7.(2018江苏高考 T5)如图所示，水平金属板A、B分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态。现将B板右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴()A.仍然保持静止 B.竖直向下运动C.向左下方运动 D.向右下方运动【解析】选D。将B板右端向下移动一小段距离后，电容器内部电荷重新分布，右侧电荷稀疏，左侧电荷密集，电场力方向不再竖直向上，而是向右侧倾斜，使得带电油滴不再受力平衡，合力方向向右下方，如图所示，油滴向右下方运动，选项D正确。8.(2018江苏高考T8)如图所示，电源E对电容器C充电，当C两端电压达到80 V时，闪光灯瞬间导通并发光，C放电。放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对C充电。这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光。该电路()A.充电时，通过R的电流不变B.若R增大，则充电时间变长C.若C增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大D.若E减小为85 V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变【解析】选B、C、D。随着充电过程的进行，电容器两端电压越来越高，电阻上的电压越来越低，电流越来越小，A选项错误；若R增大，则充电电流变小，充电时间变长，选项B正确；根据Q=CU，若C增大，Q增大，选项C正确；若E减小为85 V，电容器仍能充到80 V电压，选项D正确。9.(2018北京高考T12)(1)静电场可以用电场线和等势面形象描述。a.请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式；b.点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面S1、S2到点电荷的距离分别为r1、r2。我们知道，电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小。请计算S1、S2上单位面积通过的电场线条数之比N1N2。 (2)观测宇宙中辐射电磁波的天体，距离越远，单位面积接收的电磁波功率越小，观测越困难。为了收集足够强的来自天体的电磁波，增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要途径。2016年9月25日，世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用，被誉为“中国天眼”。FAST直径为500 m，有效提高了人类观测宇宙的精度和范围。a.设直径为100 m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P1，计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P2；b.在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的，仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，设直径为100 m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0，计算FAST能够观测到的此类天体数目N。【解析】(1)a.在距Q为r的位置放一电荷量为q的检验电荷，根据库仑定律检验电荷受到的电场力，根据电场强度的定义式得。b.穿过每个面的电场线的总条数是相等的，若面积大，则单位面积上分担的条数就少，即单位面积上的电场线条数与面积成反比，故穿过两等势面单位面积上的电场线条数之比。(2)a.在地球上用不同望远镜观测同一