2012年高考物理 最新考点分类解析 考点7 电场

1 20122012 年物理高考试题分类解析年物理高考试题分类解析 考点考点 7 7 电场电场 1 空间中P Q两点处各固定一个点电荷 其中P点处为正电荷 P Q两点附近电场 的等势面分布如图所示 a b c d为电场中的 4 个点 则 A P Q两点处的电荷等量同种 B a点和b点的电场强度相同 C c点的电势低于d点的电势 D 负电荷从a到c 电势能减少 1 D 由图中等势面的对称性知 P Q两处为等量异种电荷 A 错误 由于电场线与 等势面垂直 所以ab两处的电场强度方向不同 B 错误 P处为正电荷 c在离P更近的等 势面上 c点的电势高于d点的电势 C 错误 从a到c 电势升高 负电荷电势能减少 D 正确 2 用金属箔做成一个不带电的圆环 放在干燥的绝缘桌面上 小明同学用绝缘材料做 的笔套与头发摩擦后 将笔套自上向下慢慢靠近圆环 当距离约为 0 5 cm 时圆环 被吸引到笔套上 如图所示 对上述现象的判断与分析 下列说法正确的是 A 摩擦使笔套带电 B 笔套靠近圆环时 圆环上 下部感应出异号电荷 C 圆环被吸引到笔套的过程中 圆环所受静电力的合力大于圆环的重力 D 笔套碰到圆环后 笔套所带的电荷立刻被全部中和 2 ABC 笔套与头发摩擦 笔套带电 故选项 A 正确 带电的笔套靠近金属箔做成的 圆环 由于静电感应 在圆环的上 下部感应出异种电荷 故选项 B 正确 圆环被吸引到笔 套上的过程中 圆环有向上的加速度 静电力大于圆环的重力 故选项 C 正确 笔套碰到圆 环后 笔套上的电荷有一部分转移到圆环 不会立刻被全部中和 故选项 D 错误 两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示 一带负电的粒子 以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行 最后离开电场 粒子只受静电力 作用 则粒子在电场中 A 做直线运动 电势能先变小后变大 B 做直线运动 电势能先变大后变小 C 做曲线运动 电势能先变小后变大 D 做曲线运动 电势能先变大后变小 3 C 带负电的粒子刚进入电场时受力方向与初速度方向垂直 粒子做曲线运动 开 2 始时 粒子所在处电势为零 粒子的电势能也为零 在电场力的作用下 带负电的粒子将向 电势高的一侧偏转 电势能变为负值 最后离开电场 离开电场后粒子的电势能重新变为零 所以该粒子的电势能先变小后变大 4 图中虚线为一组间距相等的同心圆 圆心处固定一带正电的点电荷 一带电粒子以 一定初速度射入电场 实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹 a b c三点是实线与虚 线的交点 则该粒子 A 带负电 B 在c点受力最大 C 在b点的电势能大于在c点的电势能 D 由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化 4 CD 从运动轨迹来看 带电粒子在运动过程中一直受到固定正点电荷的斥力作用 所以带电粒子带的是正电 故 A 错 a点离点电荷最近 所以受力最大 故 B 错 带电粒子 由b点到c点 电场力做正功 带电粒子的电势能减小 所以 C 正确 虚线是一组间距相等 的同心圆 不是等差等势面 所以a b间电势差大于b c间电势差 由a点到b点动能的 增量大于由b点到c点动能的增量 故 D 正确 5 如图 平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度 两极板与一直流电源相 连 若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器 则在此过程中 该粒子 A 所受重力与电场力平衡 B 电势能逐渐增加 C 动能逐渐增加 D 做匀变速直线运动 5 BD 带电粒子所受的电场力与平行板电容器垂直 粒子做直线运动 由受力分析可 得粒子所受的电场力与重力的合力必与运动方向相反 粒子做匀减速直线运动 A C 错误 D 正确 因电场力做负功 故粒子电势能逐渐增加 B 正确 6 真空中 A B 两点与点电荷Q 的距离分别为r 和 3r 则A B 两点的电场强度 大小之比为 A 3 1 B 1 3 C 9 1 D 1 9 6 C 根据点电荷周围的电场强度表达式E k 可知点电荷周围的电场强度的大小 Q r2 与距离的二次方成反比 A B两点与点电荷Q的距离之比为 1 3 所以电场强度大小之比 为 9 1 C 项正确 7 一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积 间距和电荷量不变 在两极板间 插入一电介质 其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是 A C和U均增大 B C增大 U减小 3 C C减小 U增大 D C和U均减小 7 B 由平行板电容器的电容的表达式C 当两极板之间插入一电介质 r变 rS 4 kd 大 则C变大 由C 可知 在电荷量Q不变的情况下 两极板间的电势差U将减小 B 项 Q U 正确 8 如图所示是某种静电矿料分选器的原理示意图 带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场 后 分落在收集板中央的两侧 对矿粉分离的过程 下列表述正确的有 A 带正电的矿粉落在右侧 B 电场力对矿粉做正功 C 带负电的矿粉电势能变大 D 带正电的矿粉电势能变小 8 BD 电场线的方向是由右向左 所以正电荷受到向左的电场力负电荷受到向 右的电场力 电场力对正电荷或负电荷都是做正功 电势能减少 故 AC 错 BD 对 9 如图所示 在平面直角坐标系中 有方向平行于坐标平面的匀强电场 其中坐标原点O处的电势为 0 V 点A处的电势为 6 V 点B处的电势为 3 V 则电场强度的大小为 A 200 V m B 200 V m 3 C 100 V m D 100 V m 3 9 A 如图所示 取OA的中点C 则C点的电势为 3 V 连接B C 可得直线BC为一 等势线 过A点作BC的垂线交BC于D 由图可知 tan 得 30 因 3 3 AD CA sin 0 03 m 0 015 m 故E V m 200 V m A 正确 1 2 U AD 3 0 015 10 如图 1 所示 半径为R的均匀带电圆形平板 单位面积带电荷量为 其轴 线上任意一点P 坐标为x 的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出 E 2 k 方向沿x轴 现考虑单位面积带电荷量为 0的无限大均匀带电平板 从其中间 挖去一半径为r的圆板 如图 2 所示 则圆孔轴线上任意一点Q 坐标为x 的电场强度为 4 图 1 图 2 A 2 k 0 B 2 k 0 22 xr x 22 xr x C 2 k 0 D 2 k 0 x r r x 1 A 由公式E 2 k 可知 当R 时 0 则E 2 k 即单位 22 xR x 面积带电量为 0的无限大均匀带电平板在Q处产生的电场强度E0 2 k 0 而挖去的一 个半径为r 的圆板在Q处产生的电场强度E 2 k 0 所以此时的电场强度 E E0 E 2 k 0 故 A 正确 22 xr x 11 如图 在点电荷Q产生的电场中 将两个带正电的试探电荷q1 q2分别置于 A B两点 虚线为等势线 取无穷远处为零电势点 若将q1 q2移动到无穷远的过程中外力 克服电场力做的功相等 则下列说法正确的是 A A点电势大于B点电势 B A B两点的电场强度相等 C q1的电荷量小于q2的电荷量 D q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能 11 C 由于在移动电荷过程中克服电场力做功 故电场力应指向Q 所以点 电荷Q为负电荷 作出Q的电场线 如图所示 A点比B点离负电荷Q更近 故B点电势高 于A点电势 A 错 在点电荷Q产生的电场中 A点比B点离点电荷Q更近 故A点电场强 度较大 B 错 电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从该点移到选定的零势点的过 程中电场力所做的功 所以q1 q2两电荷在A B两处的电势能相等 D 错 将q1 q2 分别从A B两点移到无穷远过程中 克服电场力做的功相 等 q1对应的电势差U1比 较大 由W qU可知 q1 q2 C 对 12 匀强电场的方向沿x轴正向 电场强度E随x的分布如图所示 图中E0和d均为 已知量 将带正电的质点A在O点静止释放 A离开电场足够远后 再将另一带正电的质点 B放在O点也由静止释放 当B在电场中运动时 A B间的相互作用力及相互作用能均为零 B离开电场后 A B间的相互作用视为静电作用 已知A的电荷量为Q A和B的质量分别 为m和 不计重力 m 4 1 求A在电场中的运动时间t 2 若B的电荷量q Q 求两质点相互作用能的最大值Epm 4 9 3 为使B离开电场后不改变运动方向 求B所带电荷量的最大值qm 5 12 答案 1 2 QE0d 3 Q 2dm QE0 1 45 16 9 1 由牛顿第二定律 A在电场中运动的加速度a F m QE0 m A在电场中做匀速直线运动 d at2 1 2 解得运动时间t 2d a 2dm QE0 2 设A B离开电场时的速度分别为vA0 vB0 由动能定理 有 QE0d mvA02 qE0d vB02 1 2 1 2 m 4 A B相互作用过程中 动量和能量守恒 A B相互作用力为斥力 A受的力与其运动方 向相同 B受的力与其运动方向相反 相互作用力对A做正功 对B做负功 A B靠近的过 程中 B的路程大于A的路程 由于作用力大小相等 作用力对B做功的绝对值大于对A做 功的绝对值 因此相互作用力做功之和为负 相互作用能增加 所以 当A B最接近时相 互作用能最大 此时两者速度相同 设为v 有 m v mvA0 vB0 m 4 m 4 Epm mvA02 vB02 m v 2 1 2 1 2 m 4 1 2 m 4 已知q Q 由 式解得相互作用能的最大值Epm QE0d 4 9 1 45 3 考虑A B在x d区间的运动 由动量守恒 能量守恒 且在初态和末态均无相互 作用 有 mvA vB mvA0 vB0 m 4 m 4 mvA2 vB2 mvA02 vB02 1 2 1 2 m 4 1 2 1 2 m 4 由 解得vB vB0 vA0 3 5 8 5 因B不改变运动方向 故 vB vB0 vA0 0 3 5 8 5 由 解得 q Q 16 9 即B所带电荷量的最大值qm Q 16 9 6 13 如图 一平行板电容器的两个极板竖直放置 在两极板间有一带电小球 小球用 一绝缘轻线悬挂于O点 现给电容器缓慢充电 使两极板所带电荷量分别为 Q和 Q 此时 悬线与竖直方向的夹角为 再给电容器缓慢充电 直到悬线和竖直方向的夹角增加到 6 且小球与两极板不接触 求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量 3 答案 2Q 设电容器电容为C 第一次充电后两极板之间的