高三物理一轮复习：静电场

静电场专题选择题1.如图所示,三条虚线表示某电场中的三个等差值等势面，电势分别为φ1、φ2、φ3.一个带电粒子只在电场力作用下按图中实线轨迹从A点运动到B点，则以下说法正确的是A.φ1＞φ2＞φ3B.粒子在A点的加速度方向与速度方向的夹角为钝角C.粒子在B点的加速度大于A点的加速度D.粒子在A点的电势能大于在B点的电势能2.在正方形的四个顶点分别放置点电荷，电荷量分布情况如图所示(q＞0)，过正方形的中心O点做正方形的垂线，A、B为垂线上关于正方形对称的两点，以无穷远为零电势点，用EA、EB分别表示A、B两点的场强，用φA、φB分别表示A.B两点的电势，则下列说法正确的是A.EA与EB相等B.φA与φB相等C.将一个带正电的点电荷由B点无初速释放，仅在电场力作用下，该电荷从B点运动到0点的过程中加速度一定会一直减小D.将一个带正电的点电荷由A点无初速释放，仅在电场力作用下，该电荷从A点运动到O点的过程中加速度可能先增大后减小3.如图所示，在正点电荷Q的电场中有A、B、C、D四点，A、B、C为直角三角形的三个顶点，D为AC的中点，∠A=30°,A、B、C、D四点的电场强度大小分别用EA、EB、EC、ED表示，已知EA=EC,B、C两点的电场强度方向相同，点电荷Q在A、B、C三点构成的平面内.则A.B.点电荷Q在D点位置C.将一正点电荷q从A点沿直线移到C点，电场力先做正功再做负功D.B、A两点和B、C两点间的电势差满足UBD=UBC4.带电小球在电场力和重力作用下，由静止开始沿竖直方向向下运动.运动过程中小球的机械能随位移关系如图所示，曲线关于x=x0对称，最低点位置坐标为x0在小球运动到x=2x0的过程中，下列说法正确的是A.小球所受电场力方向可能不变B.小球所受电场力始终比重力小C.小球加速度一直增大D.小球在x0位置时，动能最大5.如图所示,两个等量异种点电荷+Q和-Q固定在一条竖直线上,其右侧固定一根竖直的光滑细木杆,有一个带正电小球P套在细杆上.小球P由静止释放,从与-Q等高处运动到与+Q等高处的过程中，下列说法正确的是A.小球P的电势能先减小，后增加B.小球P受到细杆的弹力方向先向右,后向左C.小球P一直做匀加速直线运动D.若细杆换为光滑绝缘金属杆,小球P做匀加速直线运动6.如图所示为静电除尘机理图，废气先经过一个机械过滤装置再进人静电除尘区,放电极(位于中央)和集尘极分别接到高压直流电源的两极上，其间电场线如图。带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极运动并沉积，达到除尘目的。不考虑尘埃间的相互作用及其他作用，下列说法正确的是()A.电场线方向由放电极指向集尘极B.图中a点电场强度小于b点电场强度C.尘埃会沿图中虚线从c到d运动D.尘埃在运动过程中动能增大7.如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上,不带电绝缘小物块b置于绝缘斜面上，通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电小球a连接,连接b的一段细绳与斜面平行。在a所在空间中有竖直向下的匀强电场,当电场强度逐渐增加的情况下,a、b、c都处于静止状态，则()A.b对c的摩擦力一定减小B.地面对c的摩擦力一定减小C.地面对c的摩擦力方向一定向右D.b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上一直增加8.空间存在一沿x轴方向的静电场,电势φ随x变化的关系如图所示，下列说法正确的是()A.沿x轴正方向，从O到无穷远电势先降低后升高，场强先减小后增大B.将带正电粒子由O～x1之间的位置静止释放(不包括点x)仅受电场力作用，粒子先向右加速,后向右减速,最终速度为零C.x1位置场强最小，大小为0D.在图示区域内x2点两侧电场强度方向相反9.如图所示,BCD为竖直平面内固定、光滑且绝缘的半圆形轨道半径为R,C为轨道最低点,BD连线下方有竖直向下的匀强电场.质量为m,电荷量为q的小球(可视为质点)从B点正上方距B为1.5R的A点自由下落,恰从B点进入轨道(进入B点无机械能损失)。已知小球能通过轨道上的C点,不计空气阻力,重力加速度为g,小球电荷量保持不变,则小球经过C点的速度大小可能为()A.0B.gRC.3gRD.10.如图所示，匀强电场分布在边长为L的正方形区域ABCD内，从N分别为AB和AD的中点，一个初速度为v0、质量为m、电荷量为q的带负电粒子沿纸面射入电场.带电粒子的重力不计.如果带电粒子从M点垂直电场方向进入电场，则恰好从D点离开电场.若带电粒子从N点垂直BC方向射入电场，则带电粒子A.从BC边界离开电场B.从AD边界离开电场C.在电场中的运动时间为D.离开电场时的动能为11.在绝缘的光滑水平面上有两个同样的金属小球相距L，分别带有异号电荷。现给两个小球大小相同、方向相反的初速度，此后两小球发生弹性碰撞并有电荷的充分转移，当两小球再次相距L时A．两小球间电场力的大小一定比开始时大B．两小球速度的大小一定比初速度大C．两小球速度是否比初速度大取决于带电量情况D．两小球的速度一定大小相等、方向相反12.如图所示，在匀强电场中，由静止释放一质量为m，电荷量为+q的小球，小球运动的轨迹与水平方向的夹角为θ.已知重力加速度为g，下列说法正确的是A.电场强度方向可能水平向左B.小球的电势能一定减小C.小球的机械能一定增大D.电场强度的最小值为mgsinθ13.如图所示，质量为m=0.1kg的不带电小环A套在粗糙的竖直杆上，小环A与杆间的动摩擦因数μ=33，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。一质量为m2=0.2kg、电荷量为q=0.3C的带正电的小球B与A用一绝缘细线相连，整个装置处于匀强电场中，恰好保持静止，g取10m/s2A.电场强度E值最小时，其正方向与水平方向的夹角θ=30°B.电场强度E值最小时，其正方向与水平方向的夹角θ=60°C.电场强度E的最小值为103N/CD.电场强度E的最小值为53N/C14.如图所示,a、b、c、d、O五点均在匀强电场中，它们刚好是一个半径为R=0.2m的圆周上的四等分点和圆心O,其中b、c、d三点的电势如图所示。已知电场线与圆所在平面平行,关于电场强度的大小和方向,下列说法正确的是A.电场强度的方向由O指向b点B.电场强度的方向由O指向d点C.电场强度的大小为10V/mD.电场强度的大小为105V/m15.如图所示,带电量为＋4Q与＋2Q的两个点电荷分别固定在A、B两点,C、D两点将AB连线三等分,现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动,不计粒子的重力,以无穷远为电势零点,下列说法正确的是A．从C到D电场强度逐渐减小,方向不变B．从C到D电势逐渐降低且始终大于零C．在C、D之间带电粒子一定先减速后加速运动D．在C、D之间带电粒子的电势能可能大于零16.如图所示,正方形ABCD处在匀强电场中,其中电势φA=0,φB=φD=4V.保持该电场强度的大小和方向不变,让正方形以A点为轴在纸面内逆时针转过45°,则此时的B点和C点的电势为A.φB=0V,φC=42VB.φB=42V,φC=42VC.φB=4V,φC=4VD.φB=0V,φC=4V17.在粗糙绝缘的水平面上固定一个带电荷量为Q的正点电荷．已知点电荷周围电场中的电势可表示为已知点电荷周围电场的电势可表示为（取无穷远处电势为零，公式中k为静电力常量，Q为场源电荷的电荷量，r为距场源电荷的距离）．现有一质量为m，电荷量为q（q＞0）的滑块（可视作质点），其与水平面的动摩擦因数为μ，kQqr12A.滑块与带电荷量为Q的正电荷距离为x1时,滑块的电势能为kQqB.若将滑块无初速度地放在距离场源点电荷x1处，滑块最后将停在距离场源点电荷kQqμmgC.若将滑块无初速度地放在距离场源点电荷x1处，滑块运动到距离场源点电荷x3处的加速度为kQqmx1D.若将滑块无初速度地放在距离场源点电荷x1处,滑块运动到距离场源点电荷x3处的速度为v=2kqQ18.如图所示,两块水平放置的平行金属板,板长为2d,相距为d,两板间加有竖直向下的匀强电场,将-质量为m、电荷量为q的带正电小球以大小为v0的水平速度从靠近上板下表面的P点射入,小球刚好从下板右边缘射出,重力加速度为g,则该匀强电场的电场强度大小可能为()A.mgd−mv02qd19.如图所示,真空中有一边长为a的等边三角形ABC,P点是三角形的中心.在A点固定一电荷量为q的负点电荷.在B点固定一电荷量为q的正点电荷,已知静电力常量为k,则以下说法正确的是（）A.C点的电场强度大小为2kqB.C点电势高于P点电势C.某一试探电荷在C点与P点所受静电力大小之比为3D.将某一试探电荷从C点沿CP连线的方向移动到P点的过程中静电力不做功20.如图所示,在光滑水平面上有ABC三个质量均为m的小球,A带正电,B带负电,C不带电.A、B带电量的绝对值均为Q,B、C两个小球用绝缘细线连接在一起.当用外力F拉着A球向右运动时,B、C也跟着A球一起向右运动,在运动过程中三个小球保持相对静止共同运动.则()A.BC间绳的拉力大小23B.DC间绳的拉力大小为12C.AB两球间距为3kD.AB两球间距为3k21.如图在竖直平面内有一匀强电场，其方向与水平方向成α=30°斜向上，在电场中有一质量为m，电量为q的带点小球，用长为L的不可伸长的绝缘细线挂于O点，当小球静止于M点时，细线恰好水平。现用外力将小球拉到最低点P，然后无初速度释放，A．小球再次到M点时，速度刚好为零B．小球从P到M过程中，合外力对它做了3mgL的功C．小球从P到M过程中，小球的机械能增加了3mgLD．如果小球运动到M点时，细线突然断裂，小球以后将做匀变速曲线运动22.如图所示,带正电的点电荷被固定于A点,以O点为坐标原点,AO方向为x轴正方向建立如图所示的直线坐标系.现将一个电荷量很小的带正电的点电荷q,从O点由静止释放,在点电荷运动的过程中,下列关于电荷q的动能EK、电势能EP随坐标x变化的图象中(假设O点电势为零,不计粒子的重力),可能正确的是:()23.如图所示,在一个足够长的固定粗糙绝缘面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的相同小物块A、B,由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终静止在斜面上,在物块的运动过程中,下列说法中正确的是（

）A.两个物块构成的系统机械能逐渐减少B.两个物块构成的系统电势能逐渐减少C.最终静止时A物块受的摩擦力沿斜面向上D.A、B在运动过程中必会同时达到最大速度计算题24.如图所示,竖直面内距地面高度为h=4m的区域内存在着匀强电场,电场强度为E=1.0×106N/C.方向竖直向上,虚线BD为电场的上边界,地面上C点的正上方A点处有一个质量m=1kg.带电量q=1.0×10-5C的带正电的小球,以初速度v0水平抛出.小球进入电场时的位置为图中的D点,此时的速度方向与C、D连线垂直.其中CD长为8m,忽略空气阻力的作用(g取10m/s2.结果可用根式表示),求:(1)小球平抛的初速度v0的大小。(2)小球从抛出到落地所经历的时间t.25.如图所示,一倾斜传送带与水平方向夹角θ=37°传送物体.已知传送带总长度LAB=9.75m,以恒定速度v=2.0m/s顺时针转动.在距传送带底端A点9m的C点上方存在水平向左的匀强电场,电场强度E=5×104N/C,现将一个质量m=2.0kg,电量q=7.5×10-5C的带正电物块由静止轻放于A点被传送带传送到顶端B.物块与传送带间动摩擦因数μ=0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块电量始终保持不变,重力加速度g=10m/s2.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)若不加电场,物块由底端A放上到相对传送带静止,物块相对传送带的位移S相;(2)加电场后,物块由底端A传送到顶端B所用时间t;(3)加电场后,将物块由底端A传送到顶端B过程中,传送带克服物块摩擦力做功W.26.如图所示,x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向上,在xOy平面内有与y轴平行向上的匀强电场区域(在第Ⅰ象限,形状是直角三角形),直角三角形斜边分别与x轴和y轴相交于(L,0)和(0,L)点.区域左侧沿x轴正方向射来一束具有相同质量m、电荷量为-q(q>0)和初速度v0的带电微粒,这束带电微粒分布在0<y<L的区间内,其中从(0,L2)点射入场区的带电微粒刚好从(L,0)点射出场区.带电微粒重力不计.求:

(1)电场强度大小;

(2)从0<y<L227.在直角坐标系中，三个边长都为l=2m的正方形排列如图所示，第一象限正方形区域ABOC中有水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E0，在第二象限正方形COED的对角线CE左侧CED区域内有竖直向下的匀强电场，三角形OEC区域内无电场，正方形DENM区域内无电场．

（1）现有一带电量为+q、质量为m的带电粒子（重力不计）从AB边上的A点静止释放，恰好能通过E点．求CED区域内的匀强电场的电场强度E1；

（2）保持（1）问中电场强度不变，若在正方形区域ABOC中某些点静止释放与上述相同的带电粒子，要使所有的粒子都经过E点，则释放的坐标值x、y间应满足什么关系

（3）若CDE区域内的电场强度大小变为E2=43E28.如图所示，虚线左侧有一场强为E1=E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2=2E的匀强电场，在虚线PQ右侧相距也为L处有一与电场E2平行的屏．现将一电子（电荷量e，质量为m）无初速度放入电场E1中的A点，最后打在右侧的屏上，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：

（1）电子从释放到打到屏上所用的时间；

（2）电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值tanθ；

（3）电子打到屏上的点P到O点的距离x．29.飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的比荷q/m，如图1。带正电的离子经电压为U的电场加速后进入长度为L的真空管AB，可测得离子飞越AB所用时间t1。改进以上方法，如图2，让离子飞越AB后进入场强为E（方向如图）的匀强电场区域BC，在电场的作用下离子返回B端，此时，测得离子从A出发后返回B端飞行的总时间为t2（不计离子重力）。（1）忽略离子源中离子的初速度用t1计算荷质比。（2）离子源中相同比荷的离子由静止开始可经不同的加速电压加速，设两个比荷都为q/m的离子分别经加速电压U1、U2加速后进入真空管，在改进后的方法中，它们从A出发后返回B端飞行的总时间通常不同，存在时间差Δt，可通过调节电场E使Δt＝0。求此时E的大小。30.如图甲所示，A和B是真空中、两块面积很大的平行金属板，O是一个可以连续产生粒子的粒子源，O到A、B的距离都是l．现在A、B之间加上电压，电压UAB随时间变化的规律如图乙所示．已知粒子源在交变电压的一个周期内可以均匀产