10年高考全国1卷物理试题分类解析(2010-2019)专题08 电场(解析版)

1、 10 年高考（2010-2019）全国 1 卷物理试题分类解析第 8 章 电场一、选择题1.（2010 年）17静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器。某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab 为该收尘板的横截面。工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上。若用粗黑曲线表示原来静止于 点的带电粉p尘颗粒的运动轨迹，下列 4 幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)【答案】a【解析】粉尘的受力方向应该沿 p 点所在的电场线的切线方向，所以，从静止开始运动，应沿 p 点所在的电场线的切线方向，所以只有 a 正确。本题考查

2、电场和运动综合知识。2.（2012 年）20.一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线 abc 从 a 运动到 c，已知质点的速率是递减的。关于 b 点电场强度 e 的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b 点的切线）1 【解析】带点质点在电场力作用下做曲线运动，电场力方向沿电场强度的反方向，又要指向指向曲线的凹测（相当于圆的圆心），又由于速率递减，合力方向与速度方向（轨道切线）的夹角要大于90o。只有d 选项所示符合条件。选项 d 对。【答案】d。3.（2013 年）15如图，一半径为 r 的圆盘上均匀分布着电荷量为 q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有 a、b、d 三个点，a

3、 和 b、b 和 c、c 和 d 间的距离均为 r，在 a 点处有一电荷量为 q （q0）的固定点电荷。已知 b 点处的场强为零，则 d 点处场强的大小为（k 为静电力常量）acbd【解析】由于 b 点场强为零，因此，圆盘在 b 点的场强方向向左，圆盘带正电，其场强大小等于点电荷 q 在 b 点的场强。由对称性可知，圆盘在 d 点的场强大小为，方向向右。因此，d 点的场强为，方向向右，而点电荷q 在 d 点的场强大小为选项 acd 错误 b 正确。【答案】b。4 .（2013 年）16一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔（小孔对电场的影响可忽略不

4、计）。小孔正上方 处的 p 点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处（未与极板接触）返回。若将下极板向上平移 ，则从 p 点开始下落的相同粒子将2 c 在距上极板 处返回 d 在距上极板 处返回【解析】两次粒子进入场区的初速度相同，设为 v ，则。两次两板间的电势差不变，；对粒子在设为 u 。下极板未上移时，板间场强为，粒子减速运动的加速度大小为电场间的运动有；下极板上移后，。解得：。选项 abc 错误d 正确。【另解】对粒子的两次运动，分别运用动能定理有，。解。【点评】本题考查匀强电场中场强与电势差的关系、牛顿第二定律和匀变速直线运动规律，或动能定理。中等难度。

5、5.（2014 年）21如图，在正点电荷q 的电场中有 m 、n 、p、f 四点，m 、n 、p 为直角三角形的三个顶点，f为mn 的中点， m=30，m 、n 、p、f 四点的电势分别用 、 、 、 表示。已知 = , = ,mnpfmnpf点电荷 q 在m 、n 、p 三点所在的平面内，则（ ）a 点电荷 q 一定在 mp 的连线上b连接 pf 的线段一定在同一等势面上c 将正试探电荷从 p 点搬运到 n 点，电场力做负功d 大于pm3 【解析】已知j=j ,j j= ,点电荷 q 在 m、n、p 三点所在的平面内，所以点电荷 q 在 mn 的中垂线mnpf上，也在 pf 的中垂线上，即中

6、 mn 和 pf 两条线段的中垂线的交点上，如下图，点电荷q 一定在 mp 的连线上，a 正确；以 q 为圆心，以 qp 为半径的圆才是等势面（线），所以 b 错误；j j j），所以将正试探电荷从p 点搬运到 n 点，电场力做正功，c因 qp（pnm错误；并且 d 正确。【答案】21（ ad ）6.（2015 年）15如图，直线 a、b 和 c、d 是处于匀强电场中的两组平行线，m、n、p、q 是它们的交点，四点处的电势分别为j 、jm、j 、j 。一电子由 m 点分别运动到 n 点和 p 点的过程中，电场力npq所做的负功相等。则a直线 a 位于某一等势面内，jjmqnjb直线 c 位于某

7、一等势面内，j mc若电子由 m 点运动到 q 点，电场力做正功d若电子由 p 点运动到 q 点，电场力做负功【解析】根据一电子由m 点分别运动到 n 点和 p 点的过程中，电场力所做的负功相等，知直线d 位于某一4 等势面内，所以直线 c 位于某一等势面内（c 与 d 平行），并且 c 等势线电势高于 d 等势线电势，即j jmn 。若电子由 m 点运动到 q 点，电场力不做功。若电子由 p 点运动到 q 点，电场力做正功。【答案】 l5b7.（2016 年）14.一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上，若将云母介质移出，则电容器a.极板上的电荷量变大，极板间的电场强度变大

8、b.极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大c.极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变d.极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变es=，得电容减小，又q = cu，u 不变，所以极板上的电荷【解析】根据平行板电容器的电容公式c4pkdu=量 q 变小。根据 e【答案】d得极板间的电场强度 e 不变,所以本题选 d。d【点评】本题考查电容器的电容和电场强度与电压的关系，难度：容易8.（2016 年）20.如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直平面（纸面）内，且相对于过轨迹最低点 p 的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知a.q 点的电势比 p 点高b.油滴在 q 点的动能比它在

9、p 点的大c.油滴在 q 点的电势能比它在 p 点的大d.油滴在 q 点的加速度大小比它在 p 点的小【解析】在 p 点，带负电荷的油滴受电场力必向上，所以电场强度向下，沿电场线电势降落，所以q 点的= qjj j,而 q 为负，所以 epqppq比它在 p 点的小，c 错误。因为电场力大于重力，所以从 p 到 q，合力做正功，所以油滴在 q 点的动能比它在 p 点的大，b 正确；因为在匀强电场中并且重力不变，所以油滴在q 点的加速度大小与它在 p 点的相等，d 错误。5 【答案】ab【点评】本题考查电势、电势能和动能及加速度，难度：中等j9.（2017 年）20在一静止点电荷的电场中，任一点

10、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 e 、e 、e 和 e 。点 a 到点电荷的距离 r 与点 a 的电abcda势j已在图中用坐标（r ， ）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jaaa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w 、w 和 w 。下列选项正确的是abbccdae ：e =4:1abbe ：e =2:1cdcw :w =3:1abbcdw :w =1:3bccd1= (f -f )q【解析】根据 e及图中数据，得 a 正确 b 错误；根据w及图中数据得 c 正确

11、 d2rabab错误。【答案】ac10.（2018 年）16如图，三个固定的带电小球 、 和 ，相互间的距离分别为 =5 cm， =3 cm， =4a b c abbccacm。小球 c 所受库仑力的合力的方向平衡于 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169169=ba、b 的电荷异号，k =aa、b 的电荷同号，k6 64276427=da、b 的电荷异号，k =ca、b 的电荷同号，k【解析】画出 c 的受力图如下两种情况：从力的方向可以判断： 、 的电荷异号。a b设小 c 所带电荷量的绝对值为q ，设小球 所带电荷量的绝对值为q ,，则小球 所带电荷量的绝对

12、值为 ，bakqck9fkqq=根据库仑定律 f（此式中的 k 为静电力恒量，与题设 k 不同）有 ac，有根据力三角162fbcr436427f=k，d 正确。形与边三角形相似，有 ac，解得fbc【答案】16d11.（2018 年）21图中虚线 、 、 、 、 代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面 上的电势a b c d fb为 2 v。一电子经过 时的动能为 10 ev，从 到 的过程中克服电场力所做的功为 6 ev。下列说法aad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

13、的 2 倍【解析】设相邻两条等势线之间的电势差为 u ，根据从到的过程中克服电场力所做的功为 6 ev，da0w = e 3u = 6evu = 2v，所 以并且电势从 向 f 逐渐降低。已知平面 上的电势为a2 v，所以平b007 面 上的电势为零，a 正确；c4u = 8v88因为从 a 到 f，电势降低，所以电势能增大 ev ，动能减少 ev ，可能到达 f；但如果在 a0时速度方向在 a 平面内，加速度方向向左，就可能到达不了平面 ，所以 b 正确。f从上图可以看出，该电子经过平面 时，其电势能为 2ev，c 错误；d该电子经过平面 时的动能是经过 时的 2 倍，所以速率是 2 倍。b

14、d【答案】21ab12.（2018 年全国 2 卷）21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 w ：若该粒子从 c 点移动到 d 点，其电势能减小 w ，下列说法正确的是12a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w +w122c若c、d之间的距离为l，则该电场的场强大小一定为w2qld若w =w ，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128 = ed= qu

15、u及得w = qed，我们做功的大小可【解析】因为电势能的减少等于电场力做功，又根据w以 转 换 为 距 离 的 大 小 来 研 究 。 设 过 mn 的 直 线 为 电 场 线 ， 如 下 图 ab= mn - ma-nb，1cd= mn + mc+nd，因为ma= mc， nb = nd，解得mn =(ab+cd)，所以，若该粒子从m2w +w122点移动到 n 点，则电场力做功一定为，b 正确。电场线是其他直线时，方法类似。13. 2019全国1卷15如图，空间存在一方向水平向右的匀强磁场，两个带电小球p和q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则ap和q都带正电

16、荷 bp和q都带负电荷cp带正电荷，q带负电荷【答案】15d【解析】当 带负电荷， 带正电荷，p 受 q 库仑力向右，受电场力向左，方向相反；q 受 p 库仑力向左，dp带负电荷，q带正电荷pq受电场力向右，方向相反；可以平衡。同样方法判断，其他不可以平衡。二、计算题1.（2014 年）25（20 分）如图，o、a、b 为同一竖直平面内的三个点，ob 沿竖直方向，boa=60，3ob= oa。将一质量为 m 的小球以一定的初动能自 o 点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过 a 点。2使此小球带电，电荷量为q（q0），同时加一匀强电场，场强方向与oab 所在平面平行。现从 o 点以同样的初动

17、能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了a 点，到达 a 点时的动能是初动能的 3 倍；若该小球从 o 点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过b 点，且到达 b 点的动能为初动能的 6 倍，重力加速度大小为 g。求：（1）无电场时，小球到达 a 点时的动能与初动能的比值；(2)电场强度的大小和方向。9 【解析】设小球的初速度为，初动能为 e ，从o 点运动到 a 点的时间为 t，令 oa=d ，k0031d，根据平抛运动的规律有 dsin60= t 1 dcos60= gt2 2则 ob=22013mgd8mv45又有 e =k023 由123式得e =k0201e 7mgd设小球到达 a

18、点时的动能为 e ,则e = e +ka k0由45式得=ka62e 3koka(2)电场强度的大小和方向。d 3de e解：加电场后，小球从 o 点到a 点和b 点，高度分别降低了 和，设电势能分别减小和,2 2papb1 2mgd e=3 e - e -e由能量守恒及4式得=72 3 kopak0k03e8=6 e - e - mgd= e2pbk0k0k0在匀强电场中，沿任一直线，电势的降落是均匀的。设直线ob 上的m 点与a 点等电势，m 与o 点的距eex离为 x，如图，则有papb93d2解得 x=d，ma 为等势线，电场必与其垂线oc 方向平行。设电场方向与竖直向下的方向的夹角为

19、 ，由几何关系可得 =30 10即电场方向与竖直向下的方向的夹角为 30。10 3mg6q设场强的大小为 e，有qedcos30=de11由4 7 11式得 e=12pa2.（2017 年）25（20 分）真空中存在电场强度大小为e 的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖直向上做1匀速直线运动，速度大小为 v ，在油滴处于位置 a 时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向0不变。持续一段时间t 后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到b1点。重力加速度大小为 g。（1）油滴运动到 b 点时的速度；（2）求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的t 和 v 应满足的10条件。已知不存在电场时，油滴以初速度 v 做竖直上抛运动的最大高度恰好等