2025年人教版高中物理必修3专项强化：静电场解答题必刷题（原卷版）

专题强化03：静电场解答题必刷题

1.(23-24高一下•重庆渝中•期末)如图所示，有一质量为机、电荷量为的小球(可视为质点)与长为L的绝缘

轻绳相连，轻绳另一端固定在。点，其所在平面存在一与竖直方向夹角为打=45。的匀强电场，小球静止在与。点

等高的A点。现给静止的小球一个竖直向下的初速度，小球恰好能绕。点在竖直平面内做完整的圆周运动，重力加

速度g,试求：

(1)所加匀强电场的大小和方向；

(2)求小球运动到圆周最低点8时的速度。

2.(24-25高二上•云南红河•阶段练习)如图所示，在平面内，有沿x轴正方向的匀强电场(图中未画出)，一

质量为小、电荷量为+4的粒子从。点沿y轴正方向以初速度/射入电场，A、8为其运动轨迹上的两点。已知A点

的纵坐标为切,粒子到达A点时的速度方向与电场方向的夹角为60。，不计重力。

(1)求匀强电场的电场强度大小E；

(2)求。、A两点间的电势差U。；

(3)若粒子运动到8点时速度方向与电场方向的夹角为30。，求粒子从A点到B点所用的时间to

3.(24-25高二上•陕西铜川•阶段练习)如图所示，A、B为某匀强电场中的两点，已知匀强电场的电场强度

E=4.0X103N/C,A、B间距离为4cm,45与电场方向夹角为60。。

<----------------------------

，60）

E

<----------------------------

（1）求A、B两点间的电势差

⑵已知一个电子在A点的电势能耳=3.2xl（）T8j,电子电荷量q=_i.6xl0T9c,求8点的电势。

4.（24-25高二上•吉林长春•阶段练习）一匀强电场，电场强度方向水平向左，如图所示，一个质量为相、带正电的

小球以初速度v从O点出发，在静电力与重力的作用下，恰能沿与电场强度的反方向成。角的直线运动（如图所示）。

E

O

（I）求小球运动到最高点时的电势能与在。点时的电势能之差；

（2）若电场方向变为水平向右，其他初始条件不变，求小球运动到最高点时的电势能与在。点时的电势能之差；

5.（24-25高二上•广东茂名•阶段练习）如图所示，在水平向左的匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直固定放

置，其半径为R,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行，半圆轨道最低点与一水平粗糙绝缘轨道相切于N点。

一小滑块（可视为质点）带正电且电荷量为4,质量为机，与水平轨道间的滑动摩擦力大小为。5磔，现将小滑块

从水平轨道的M点由静止释放，恰能运动到半圆轨道的最高点H。已知电场强度大小为也，重力加速度大小为g,

⑵M点距半圆轨道最低点N的水平距离L；

（3）小滑块通过半圆轨道中点尸时，小滑块对轨道的压力F的大小。

6.（24-25高二上•陕西榆林•阶段练习）如图所示，在竖直平面内固定着一根光滑绝缘细杆MP,细杆左侧。点处固

定着一个带正电的点电荷，以。为圆心的圆周与细杆交于N、P两点，N点为的中点。现将一质量为加、电荷量

为的小球（可视为质点）套在杆上从M点由静止释放，小球滑到N点时的速度大小为麻。已知重力加速度

为g,M点和尸点的高度差为3r,取尸点为零电势点。求:

（DM点的电势;

⑵小球滑至尸点时的速度大小。

7.（24-25高二上•山西大同•阶段练习）如图所示，一真空示波管的电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A

板间的加速电场加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电

场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度方向与电场方向垂直，电子经过偏转电场后恰好从M板边缘

飞出电场并打在荧光屏上的尸点，尸点到。点之间的距离为a,已知加速电压为4,M、N板长是板间距离的G倍,

偏转电场的右端到荧光屏的距离为b,电子的质量为如电荷量为e,不计电子重力。求:

（1）求电子穿过A板时的速度大小v0；

（2）M、N金属板间电势差U；

（3）M、N金属板的板长心

8.（24-25高二上•河北邢台•阶段练习）如图所示，A8C£＞为竖直平面内的绝缘光滑轨道，其中部分为倾角6=30。

的斜面，BCD部分为半径为R的四分之三圆弧轨道，与斜面平滑相切于2点，为直径，整个轨道固定在水平向

右的匀强电场中。现将一电荷量为+分质量为根的小滑块（视为质点）从斜面上的A点由静止释放，小滑块在沿

斜面加速的过程中对斜面始终没有压力，48两点间的距离x=竽，重力加速度大小为g。

(1)求4、B两点间的电势差。题；

(2)小滑块通过C点时求圆弧道对小滑块的支持力大小FN；

(3)已知小滑块恰好通过D点，求小滑块通过D点后落在AB上的落点到B点的距离£o

9.(23-24高一下.江苏无锡.期末)如图所示为一粒子分析装置，它由粒子发射源、加速电场、静电分析器、偏转电

场四部分组成。粒子发射源S可产生初速度为零，质量为加，电量为+4的带电粒子。粒子自A板小孔进入加速电场

加速后，垂直于8板从小孔进入圆弧形的静电分析器，仅在指向圆心的电场力作用下，通过静电分析器的中轴线

做四分之一圆周运动，离开静电分析器后沿偏转电场的中轴线水平进入偏转电场区，此时偏转电场中加上如图乙所

示的交变电压，最后粒子恰好沿水平方向从偏转电场右侧飞出。已知：A3板间的加速电压为4、静电分析器中轴

线C。处的电场强度大小为综、偏转电场的极板长度为L、极板间距为4、图乙中的偏转电压U已知，周期T可

调节但未知，若带电粒子重力不计。求：

(1)带电粒子到达B板的速度好的大小；

(2)带电粒子在静电分析器中运动的时间/；

(3)带电粒子离开偏转电场时的偏离中轴线的距离九

10.(23-24高一下•陕西西安・期末)如图所示，已知AC/ABC=60。,3C=20cm,A、B、C三点都在匀强电

场中，且A、B、C所在平面与电场线平行，把一个电荷量q=lxl0-5c的正电荷从A点移到B点，静电力做功为零：

再从B点移到C点，静电力做功为-有xlO-3J。

(1)求A、C间的电势差；

(2)若规定8点电势为零，求C点的电势；

(3)求匀强电场的电场强度大小，并画出过C点的电场线。

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11.(23-24高一下•湖南长沙.期末)如图所示，一带电荷量为+«、质量为根的小物块处于一倾角为37。的光滑斜面

上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止。重力加速度取g,sin37°=Q6,cos37°=0.8。

求：

(1)匀强电场的电场强度大小；

(2)若将电场强度减小为原来的物块的加速度是多大；

2

(3)电场强度变化后物块下滑的距离L时的动能。

12.(24-25高二上•北京•阶段练习)如图所示，长为/的绝缘细线一端悬于。点，另一端系一质量为机、电荷量为-q

的小球(可视为质点)。现将此装置放在水平的匀强电场中，小球静止在A点，此时细线与竖直方向成37。角。己知

电场的范围足够大，空气阻力可忽略不计，重力加速度为g,sin37o=0.6,cos37o=0.8。

⑴请判断电场强度的方向，并求电场强度E的大小；

⑵求AO两点间的电势差UAO；

(3)若在A点对小球施加一个拉力，将小球从A点拉起至与。点处于同一水平高度释放，求小球运动至。点正下方

时的速度大小。

13.(23-24高一下・山东荷泽・期末)如图所示，空间存在水平向右、电场强度大小为E=4X1()3N/C的匀强电场。一

个半径为R=0.5m的竖直光滑:圆弧轨道与水平面相切于2点。现将一质量为m=0.3kg、带电荷量为

4=+1义10-3c的小球从A点由静止释放，已知A、8间距离小球与水平面间的动摩擦因数为〃=0.2,

取重力加速度g=10m/s2。求：

(1)小球运动到B点时的速度大小；

(2)小球对圆弧轨道BC压力的最大值；

(3)小球在竖直平面内上升的最大高度。

14.(23-24高一下•山东威海.期末)如图所示，直角坐标系xOy中，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场I,第三

象限存在沿x轴正方向的匀强电场II。质量为加、电荷量为q的带正电的粒子，以沿x轴负方向的初速度vo从a点

开始运动，经。点进入第三象限，最终到达y轴上的6点，粒子从a到。和从。到6的时间相等。已知a点的坐标

为(8L,3L),粒子的重力忽略不计。求：

(1)1的电场强度；

(2)11的电场强度；

(3)粒子在电场II中距离y轴的最远距离;

(4)6点的坐标。

15.(24-25高二上•河南•阶段练习)如图所示，竖直平面内光滑绝缘直杆ABC与水平面的夹角。=30，在。点处固

定一正点电荷(电荷量未知)，。点到8、C两点的距离相等。现将质量m=0.。81^、电荷量4=-4><10一3。、套在杆上

的带负电小球从A点由静止开始释放。已知A、C两点间的距离d=2.0m,3、C两点间的距离x=1.6m,小球沿杆下

滑到2点时的速度大小为3m/s,取重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。

（1）求由A到B过程中，电场力对小球做的功叫B；

⑵求小球滑到C点时的速度大小％；

⑶若规定A点的电势为零，求B点的电势处。

16.（24-25高二上•安徽阜阳•开学考试）如图，一质量"ylxioYkg、带电荷量q=-2xl（T8c的微粒以初速度大小％沿

电场场强方向从8点射入一水平向右的匀强电场，当微粒运动到比8点低/?=0.2m的A点时，速度大小为半，方向

竖直向下。g取lOm/s?,求：

B

—-------->----------------------------------------------►

%

--------------------------------------------------------------►

E

--------------------------------------------------------------►

（1）微粒的初速度大小％;

（2）4、8两点间的电势差。.；

（3）匀强电场的场强大小Eo

17.（24-25高二上•天津•阶段练习）如图所示，48CC是半径为R的四分之三光滑绝缘圆形轨道，固定在竖直面内。

以轨道的圆心。为坐标原点，沿水平直径AC方向建立x轴，竖直直径BO方向建立y轴。y轴右侧（含y轴）存在

竖直向上的匀强电场。一质量为机、带电量为+q的小球，从A点由静止开始沿轨道下滑，通过轨道最高点。后，

又落回到轨道上的A点处。不考虑小球之后的运动，不计空气阻力，重力加速度为g,求:

(1)小球落回到A点时的速率;

(2)电场强度的大小；

(3)小球从A下滑到电场内的8点时受到轨道支持力的大小。

18.(24-25高二上•吉林白城•阶段练习)一个初速度为零的电子在经-=H25V的电压加速后，垂直于平行板间的

匀强电场从两极板中心处射入，如图所示，两板间距d=LOcm,板长Z=2.0cm,两板间的电压仇=450V.已知

电子的带电量为e=L6xl()T9c，质量为根=0.9xl(r30kg,只考虑两板间的电场，不计重力，求:

(1)电子经加速电压加速后进入偏转电场的速度为；

(2)电子射出偏转电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y；

(3)若电子射出偏转电场后经过下极板所在平面上的P点，如图，求尸点到下极板右端的距离x.

19.(23-24高一下•山东潍坊・期末)如图所示，A、B、C为匀强电场中的三个点，电场的方向与△ABC所在的平面

8

平行,AB±AC,ZACB=30°o将电荷量q=-1.Ox10-C的点电荷从A点移动到B点，静电力做功WAB=-2.0x10-J；

将该电荷从8点移动到C点，电势能增加了4.0x10-8j。设C点的电势0c=。，&、B的距离L=4cm,求:

AC

B

(1)A与8、C两点间的电势差。题、UAC.

(2)A、8两点的电势％、处和B点的电势能*B；

⑶电场强度E的大小。

20.(2024•内蒙古赤峰•三模)如图甲所示，在水平面的上方，A、8为同一竖直面内的两点，A、B之间的高度差为

h,水平距离为2九将质量为机的不带电小球自A点以一定初动能稣。(未知)水平抛出，经过一段时间小球运动

至8点。若该小球带正电、电荷量为外并在竖直面内加上周期性变化的匀强电场，其变化规律如图乙所示。将小

球在t=0时刻仍从A点以2右稣,的初动能水平向右抛出，在/=7时，小球恰好以2稣。的动能竖直向下经过B点、。

(，小外/I均为己知量，重力加速度为g,运动过程中小球的电荷量保持不变，小球始终没落到水平面上)。求：

(1)不带电小球水平抛出后到达B点时的动能4；

(2)0~7时间内匀强电场的场强瓦的大小和方向；

(3)从抛出开始计时经过3T的时间内，带电小球动能的最小值和全过程位移的大小。

4—

,BE(>

0T-7

甲

3

21.(23-24高一下•湖南•期末)如图所示，8CDG是光滑绝缘的：圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R,下

端与水平绝缘轨道在8点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为机、带正电的小滑块(可

3

视为质点)置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为不阳，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为。$,重力加速度

为g。

(1)若滑块从水平轨道上距离8点s=3R的A点由静止释放，滑块到达B点时速度为多大;

(2)在(1)的情况下，求滑块到达C点时轨道受到的作用力；

(3)为使滑块始终沿轨道滑行，求滑块在水平轨道上距8点距离s的范围。

22.(24-25高二上•浙江•开学考试)如图所示，水平面上固定有一动摩擦因数为0.22的轨道，其中A3段倾斜、BC

段水平(两者间用一极小圆弧连接)。AC段在水平方向的投影长度L=2.5m,A8段在竖直方向的高度差/z=lm。轨

道右侧另有一光滑竖直圆弧轨道。EP轨道半径为H=2m,水平面和圆弧轨道的交点为。，。和圆心。的连线与竖

直方向的夹角为53。。尸与圆心。的连线与竖直方向的夹角为60。。尸点右侧有一实验风洞，风洞能提供大小为10N、

方向与水平成30。的恒定风/。现让质量机=1kg的滑块从A点由静止释放，自C点飞离轨道后由。点无碰撞的切

入圆弧轨道。ER并自尸点离开圆弧轨道进入风洞。重力加速度g=10m/s201137。=0.6,8$37。=0.8)试求：

⑴滑块到达C点的速度%的大小；

(2)。间的水平距离：

(3)滑块经过E点、时对轨道的压力：

(4)滑块在风洞中运动的过程中经过与尸点等高的P点，求尸点到尸点的距离。

23.(24-25高二上•湖北)如图所示，MN为绝缘光滑水平平台的右边缘竖直分界线，两侧分布由图示水平方向的匀

强电场&和石2。平台上一质量为机，电荷量为式4>0)可视为质点的滑块，在左侧电场力的作用下，自距离为

/的。点由静止开始加速，从M点进入电场区，恰好垂直落在水平地面上的尸点(未画