（精品）十年上海高三物理高考题分类汇编-第七单元电场全国通用

用心 爱心 专心 第七单元 电场 1 2000 如图 在场强为 E 的匀强电场中有相距为 的 A B 两点 边线 AB 与电场线的夹角l 为 将一电量为 q 的正电荷从 A 点移到 B 点 若沿直线 AB 移动该电荷 电场力做的功 1 W 若沿路径 ACB 移动该电荷 电场力做的功 2 W 若沿曲线 ADB 移动该电荷 电场力做的功 3 W 由此可知 电荷在电场中移动时 电场力做功的特点是 2 2001 A B 两点各放有电量为十 Q 和十 2Q 的点电荷 A B C D 四点在同一直线上 且 AC CD DB 将一正电荷从 C 点沿直线移到 D 点 则 A 电场力一直做正功 B 电场力先做正功再做负功 B 电场力一直做负功 D 电场力先做负功再做正功 3 2001 一束质量为 m 电量为 q 的带电粒子以平行于两极板的 速度 v0进入匀强电场 如图所示 如果两极板间电压为 U 两极板间 的距离为 d 板长为 L 设粒子束不会击中极板 则粒子从进入电场到 飞出极板时电势能的变化量为 粒子的重力忽略不计 4 2002 图中 为放在匀强电场中的天然放射源 其放出的射线在电场的作用下分成 三束 以下判断正确的是 为 射线 为 射线 为 射线 为 射线 为 射线 为 射线 为 射线 为 射线 5 2003 如图所示 在粗糙水平面上固定一点电荷 在 点无初速释放一带有恒定电量的 小物块 小物块在 的电场中运动到 点静止 则从 点运动到 点的过程中 小物块所受电场力逐渐减小 小物块具有的电势能逐渐减小 点的电势一定高于 点的电势 小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功 6 2002 在与 轴平行的匀强电场中 一带电量为 1 0 10 8 质量为 2 5 10 3 的物体在光滑水平面上沿着 轴做直线运动 其位移与时间的关系是 0 16 0 02 式 中 以米为单位 以秒为单位 从开始运动到 5 末物体所经过的路程为 克服 电场力所做的功为 7 2003 一负电荷仅受电场力作用 从电场中的 A 点运动到 B 点 在此过程中该电荷做初速 用心 爱心 专心 度为零的匀加速直线运动 则 A B 两点电场强度 EA EB及该电荷在 A B 两点的电势能 A B之间的关系为 A EA EB B EA B 8 2003 为研究静电除尘 有人设计了一个盒状容器 容器侧面是绝缘的透明有机玻璃 它 的上下底面是面积 A 0 04m2的金属板 间距 L 0 05m 当连接到 U 2500V 的高压电源正负两极时 能在两金属板间产生一个匀强电场 如图所示 现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内 每 立方米有烟尘颗粒 1013个 假设这些颗粒都处于静止状态 每个 颗粒带电量为 q 1 0 10 17C 质量为 m 2 0 10 15kg 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 求合上电键后 经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附 除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功 经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大 9 2004 某静电场沿 x 方向的电势分布如图所示 则 A 在 0 x1之间不存在沿 x 方向的电场 B 在 0 x1之间存在着沿 x 方向的匀强电场 C 在 0 x2之间存在着沿 x 方向的匀强电场 D 在 x1 x2之间存在着沿 x 方向的非匀强电场 10 2004 光滑水平面上有一边长为 l 的正方形区域处在场强为 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 以垂直于该边的初速度 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 具有的动能可能为 A 0 B C D qElmv 2 1 2 1 2 0 2 0 2 1 mvqElmv 3 2 2 1 2 0 11 2004 真空中两个整体上点电荷相距 10cm 它们之间相互作用力大小为 9 10 4N 当它 们合在一起时 成为一个带电量为 3 10 8C 的点电荷 问原来两电荷的带电量各是多少 某同学 求解如下 根据电荷守恒定律地 1 aqq C 103 8 21 根据库仑定律 bF k r qq 24 9 222 2 1 C109 109 1010 以代入 1 式得 12 qbq 0 1 2 1 baqq 解得 C 104109103 2 1 4 2 1 151682 1 baaq 根号中的数值小于 0 经检查 运算无误 试指出求解过程中的问题并给出正确的解答 12 2005 如图 带电量为 q 的点电荷与均匀带电薄板相距为 U S 接地 L U U0 x1x2x 0 ab d q dd 用心 爱心 专心 2d 点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心 若图中 a 点处的电场强度为零 根据对称性 带 电薄板在图中 b 点处产生的电场强度大小为 方向 静电力恒量为 k 13 2005 在场强大小为 E 的匀强电场中 一质量为 m 带电量为 q 的物体以某一初速沿电 场反方向做匀减速直线运动 其加速度大小为 0 8qE m 物体运动 S 距离时速度变为零 则 A 物体克服电场力做功 qES B 物体的电势能减少了 0 8qES C 物体的电势能增加了 qES D 物体的动能减少了 0 8qES 14 2005 如图所示 带正电小球质量为 m 1 10 2kg 带电量为 q 1 10 6C 置于光滑绝 缘水平面上的 A 点 当空间存在着斜向上的匀强电场时 该 小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动 当运动到 B 点时 测得其速度 vB 1 5m s 此时小球的位移为 S 0 15m 求此匀强电场场强 E 的取值范围 g 10 m s2 某同学求解如下 设电场方向与水平面之间夹角为 由动能定理 得0 2 1 cos 2 B mvqES V m 由题意可知 0 所以当V m 时小球将始终沿水平面 cos 75000 cos2 2 B qS mv E 4 105 7 E 做匀加速直线运动 经检查 计算无误 该同学所得结论是否有不完善之处 若有请予以补充 15 2006 如图所示 一束 粒子自下而上进入一水平方向的匀强电场后 发生偏转 则电场方向向 进入电场后 粒子的动能 填 增加 减少 或 不变 15 左 增加 16 2006 A B 是一条电场线上的两点 若在 A 点释放一初速为零 的电子 电子仅受电场力作用 并沿电场线从 A 运动到 B 其速度随时 间变化的规律如图所示 设 A B 两点的电场强度分别为 EA EB 电势 分别为 UA UB 则 A EA EB B EA EB C UA UB D UA UB 17 2006 电偶极子模型是指电量为 q 相距为 l 的一对正负点电荷组成的电结构 O 是中点 电偶极子的方向为从负电荷指向正电荷 用图 a 所示的矢量表示 科学家在描述某类物质的电性质 时 认为物质是由大量的电偶极子组成的 平时由于电偶极子的排列方向杂乱无章 因而该物质不 显示带电的特性 当加上外电场后 电偶极子绕其中心转动 最后都趋向于沿外电场方向排列 从 而使物质中的合电场发生变化 1 如图 b 所示 有一电偶极子放置在电场强度为 E0的匀强外电场中 若电偶极子的方向与 AB E 0 AB t v 用心 爱心 专心 外电场方向的夹角为 求作用在电偶极子上的电场力绕 O 点的力矩 2 求图 b 中的电偶极子在力矩的作用下转动到外电场方向的过程中 电场力所做的功 3 求电偶极子在外电场中处于力矩平衡时 其方向与外电场方向夹角的可能值及相应的电势 能 4 现考察物质中的三个电偶极子 其中心在一条直线上 初始时刻如图 c 排列 它们相互 间隔距离恰等于 l 加上外电场 EO后 三个电偶极子转到外电场方向 若在图中 A 点处引入 一电量为 q0的点电荷 q0很小 不影响周围电场的分布 求该点电荷所受电场力的大小 18 2007 一点电荷仅受电场力作用 由 A 点无初速释放 先后经过电场中的 B 点和 C 点 点电荷在 A B C 三点的电势能分别用 EA EB EC表示 则 EA EB和 EC间的关系可能是 A EA EB EC B EA EB EC C EA EC EB D EA EC EB 19 2007 如图所示 边长为 L 的正方形区域 abcd 内存在着匀强电场 电量为 q 动能为 Ek 的带电粒子从 a 点沿 ab 方向进入电场 不计重力 1 若粒子从 c 点离开电场 求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能 2 若粒子离开电场时动能为 Ek 则电场强度为多大 20 2008 如图所示 把电量为 5 10 9 C 的电荷 从电场中的 A 点移到 B 点 其电势能 选填 增大 减小 或 不变 l O q q 图 a O q q l E0 图 b E0 q q q q q q 图 c d c E a b B A E 用心 爱心 专心 若 A 点的电势 UA 15 V B 点的电势 UB 10 V 则此过程中电场力做的功为 21 2008 1911年卢瑟福依据 粒子散射实验中 粒子发生了 选填 大 或 小 角度散射现象 提出了原子的核式结构模型 若用动能为1 MeV的 粒子轰击金箔 其速度约为 m s 质子和中子的质量均为1 67 10 27 kg 1 MeV 106eV 22 2008 如图所示 在光滑绝缘水平面上 两个带等量正电的点电荷 M N 分别固定在 A B 两点 O 为 AB 连线的中点 CD 为 AB 的垂直平分线 在 CD 之间的 F 点由静止释放一个带 负电的小球 P 设不改变原来的电场分布 在以后的一段时间内 P 在 CD 连线上做往复运动 则 A 小球 P 的带电量缓慢减小 则它往复运动过程中的振幅不断减小 B 小球 P 的带电量缓慢减小 则它往复运动过程中每次经过 O 点时的速率不断减小 C 点电荷 M N 的带电量同时等量地缓慢增大 则小球 P 往复运动过程中周期不断减小 D 点电荷 M N 的带电量同时等量地缓慢增大 则小球 P 往复运动过程中的振幅不断减 小 23 2008 如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图 在 Oxy 平面的 ABCD 区域内 存在两个大小均为 E 的匀强电场 I 和 II 两电场的边界均是边长为 L 的正方形 不 计粒子所受重力 1 在该区域 AB 边的中点处由静止释放电子 求电子离开 ABCD 区域的位置 2 在电场 I 区域内适当位置由静止释放电子 电子恰能从 ABCD 区域左下角 D 处离开 求所有释放点的位置 3 若将左侧电场 II 整体水平向右移动 n 1 仍使电子从 ABCD 区域左下角 D 处离开 L n D 不随电场移动 在电场 I 区域内由静止释放电子的所有位置 24 2009 两带电量分别为 q 和 q 的点电荷放在 x 轴上 相距为 L 能正确反映两电荷连线 上场强大小 E 与 x 关系的是图 25 2009 位于 A B 处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示 y C F B E E L II I D L L O L A E E E E q q q q q q q q O L x O L x O L x O L x A B C D d f A a B c B e 用心 爱心 专心 图中实线表示等势线 则 A a 点和 b 点的电场强度相同 B 正电荷从 c 点移到 d 点 电场力做正功 C 负电荷从 a 点移到 c 点 电场力做正功 D 正电荷从 e 点沿图中虚线移到 f 点 电势能先减小后增大 26 12 分 2009 如图 质量均为 m 的两个小球 A B 固定在弯成 120 角的绝缘轻杆两端 OA 和 OB 的长度均为 l 可绕过 O 点且与纸面垂直的水平轴无摩擦转动 空气阻力不计 设 A 球 带正电 B 球带负电 电量均为 q 处在竖直向下的匀强电场中 开始时 杆 OB 与竖直方向的夹 角 0 60 由静止释放 摆动到 90 的位置时 系统处于平衡状态 求 1 匀强电场的场强大小 E 2 系统由初位置运动到平衡位置 重力做的功 Wg和静电力做的功 We 3 B 球在摆动到平衡位置时速度的大小 v O l l q q A E B 用心 爱心 专心 第七单元 电场答案 1 电场力做功的大小与路径无关 只与始末位置有关 cosqEI cosqEl cosqEl 2 B 3 4 5 6 0 34 3 0 10 5 7 AD 2 0 2 222 2vmd LUq 8 1 当最靠近上表面的烟尘颗粒被吸附到下板时 烟尘就被全部吸附烟尘颗粒受到的电场力 2 4 5 3 设烟尘颗粒下落距离为 x 6 当时 达最大 9 AC 10 ABC 11 题中仅给出相互作用力的大小 两点电荷可能异号 按电荷异号计算 由 得 101 103 215 21 8 21 bCqqaCqq 0 1 2 1 baqq 由此解得 Cq 8 1 105 Cq 8 2 102 12 水平向左 或垂直薄板向左 2 d kq 用心 爱心 专心 13 A C D 14 10 分 该同学所得结论有不完善之处 为使小球始终沿水平面运动 电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力 mgqE sin 所以 3 4 25 2 1015 0 22 2 22 BB v Sg S mv mg tg V m 5 6 2 1025 1 V m 5 4 101 10101 sin q mg E 即7 5 104V m E1 25 105V m 评分标准 本题共 10 分 作出正确判断得 2 分 得出 式得 2 分 得出 式得 3 分 给出 E 的取值范围得 3 分 16 AD 17 14 分 1 q 所受电场力矩为 M1 qE0 sin l 2 q 所受电场力矩为 M2 qE0 sin l 2 电偶极子所受力矩为 M M1 M2 qE0l sin 2 电场力对 q 做功 W1 qE0 1 cos l 2 电场力对 q 做功 W2 qE0 1 cos l 2 电场力对电偶极子做功 W W1 W2 qE0 l 1 cos 3 由 式M qE0l sin 0 得 1 0或 2 1 0 时 设此时点电荷所在位置的电势为 U 电偶极子的电势能 1 qU q U E0l q E0l 2 时 电偶极子的电势能 1 qU q U E0l q E0l 4 三个电偶极子沿电场方向排列 中间的正负电荷相互抵消 两端的正电荷作用在 A 点 处点电荷 q0上的电场大小均为 方向均与外电场相反 三个电偶极子作用在 q0上的电场力为 F 8kq0q 9l 2 用心 爱心 专心 外电场作用在 q0上的电场力F q0 E0 q0所受的电场力为 F F0 F q0 E0 8kq0q 9l 2 评分标准 评分标准 本题共 14 分 第 1 小题 3 分 得出 式 3 分 第 2 小题 3 分 得出 式 3 分 第 3 小题 4 分 得出 式中的两个角度和 式中的两个能量值各得 1 分 第 4