10 静电场2高考真题分项详解(解析板)
高三物理真题分类汇编专题静电场2(解析版)
高三物理真题分类汇编专题静电场2（解析版）静电场2 题型一、带电粒子在电场中的运动以及相应的功能关系1 题型二、带电粒子在复合场中的运动的综合类问题5 题型三、带点粒子在电场中运动的综合类问题8 题型一、带电粒子在电场中的运动以及相应的功能关系1.（20xx江苏）一匀强电场的方向竖直向上，t=0时刻，一带电粒子以一定初速度水平射入该电场，电场力对粒子做功的功率为P，不计粒子重力，则P-t关系图象是（）【答案】A 【解析】由于带电粒子在电场中类平抛运动，在电场力方向上做匀加速直线运动，加速度为，经过时间，电场力方向速度为，功率为，所以P 与t成正比，故A正确。
2.（20xx·江苏卷）在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示．下列说法正确有（）A.q1和q2带有异种电荷 B.x1处的电场强度为零C.负电荷从x1移到x2，电势能减小 D.负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大【答案】AC 【解析】：图像的斜率代表场强的大小，x1处的电势为0，可见只能带异种电荷，故A 正确，从图像可知从x1到x2电势增加，可见场强的方向沿x 轴负方向，所以电场力对负电荷做正功，电势能减小；从x1到x2斜率逐渐减小，场强减小，电场力减小；3.（20xx全国卷1）．通常一次闪电过程历时约0.2～O.3s，它由若干个相继发生的闪击构成。
每个闪击持续时间仅40～80μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。
在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×v，云地间距离约为l km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时间约为60μs。
假定闪电前云地间的电场是均匀的。
根据以上数据，下列判断正确的是（） A.闪电电流的瞬时值可达到1×A B．整个闪电过程的平均功率约为l×W C．闪电前云地间的电场强度约为l×106V/m D.整个闪电过程向外释放的能量约为6×J 【答案】：C 【解析】选AC.由I＝＝A ＝1×105 A知，A对．由E＝＝V/m＝1×106 V/m知，C对；由W＝qU＝6×1.0×109 J＝6×109J知，D错；＝＝W＝3×1010W，B错．4.（20xx·全国卷）地球表面附近某区域存在大小为150 N/C、方向竖直向下的电场．一质量为1.00×10－4 kg、带电荷量为－1.00×10－7 C的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0 m．对此过程，该小球的电势能和动能的改变量分别为(重力加速度大小取9.80 m/s2，忽略空气阻力) （）A．－1.50×10－4 J和9.95×10－3 J B．1.50×10－4 J和9.95×10－3 J C．－1.50×10－4 J和9.65×10－3 J D．1.50×10－4 J和9.65×10－3 J 【答案】D 【解析】：本题考查功与能．设小球下落的高度为h，则电场力做的功W1＝－qEh＝－1.5×10－4 J，电场力做负功，电势能增加，所以电势能增加1.5×10－4 J；重力做的功W2＝mgh＝9.8×10－3 J，合力做的功W＝W1＋W2＝9.65×10－3 J，根据动能定理可知ΔEk＝W＝9.65×10－3 J，因此D项正确．5.(20xx全国1)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() A．打到下极板上B．在下极板处返回C．在距上极板处返回D．在距上极板d处返回【答案】D 【解析】选D.本题应从动能定理的角度解决问题．带电粒子在重力作用下下落，此过程中重力做正功，当带电粒子进入平行板电容器时，电场力对带电粒子做负功，若带电粒子在下极板处返回，由动能定理得mg(＋d)－qU＝0；若电容器下极板上移，设带电粒子在距上极板d′处返回，则重力做功WG＝mg(＋d′)，电场力做功W电＝－qU′＝－qU＝－qU，由动能定理得WG＋W电＝0，联立各式解得d′＝d，选项D正确．6.(20xx天津)两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点．一带负电的试探电荷q，从A由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则() A．q由A 向O的运动是匀加速直线运动B．q由A向O运动的过程电势能逐渐减小C．q运动到O点时的动能最大D．q运动到O点时的电势能为零【答案】BC. 【解析】：等量同种电荷的电场线如图所示，负试探电荷q在A点由静止释放，在电场力的作用下从A向O 7.（20xx四川卷）如图所示，圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面，相邻两等势面间的电势差相等。
2010年全国统一高考真题物理试卷(全国卷ⅱ)(含答案及解析)
2010年全国统一高考物理试卷（全国卷Ⅱ）一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48分）1．（6分）原子核Z A X与氘核12H反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知（）A．A=2，Z=1B．A=2，Z=2C．A=3，Z=3D．A=3，Z=2 2．（6分）一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播．已知t=0时的波形如图所示，则（）A．波的周期为1sB．x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动C．x=0处的质点在t=s时速度为0D．x=0处的质点在t=s时速度值最大3．（6分）如图，一绝热容器被隔板K 隔开a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中（）A．气体对外界做功，内能减少B．气体不做功，内能不变C．气体压强变小，温度降低D．气体压强变小，温度不变4．（6分）在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为104V/m，已知一半径为1mm 的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10m/s2，水的密度为103kg/m3．这雨滴携带的电荷量的最小值约为（）A．2×10﹣9C B．4×10﹣9C C．6×10﹣9C D．8×10﹣9C5．（6分）如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b、c（位于磁场中）和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为F b、F c和F d，则（）A．F d＞F c＞F b B．F c＜F d＜F b C．F c＞F b＞F d D．F c＜F b＜F d 6．（6分）图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P为滑动头．现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止．用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率（这里的电流、电压均指有效值：电功率指平均值）．下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是（）A．B．C．D．7．（6分）频率不同的两束单色光1和2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是（）A．单色光1的波长小于单色光2的波长B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角8．（6分）已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍．若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为（）A．6小时B．12小时C．24小时D．36小时二、解答题（共5小题，满分72分）9．（5分）利用图中所示的装置可以研究自由落体运动．实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落．打点计时器会在纸带上打出一系列的小点．（1）为了测试重物下落的加速度，还需要的实验器材有．（填入正确选项前的字母）A．天平B．秒表C．米尺（2）若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重物加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此错误差的原因：．10．（13分）（1）为了探究平抛运动的规律，某同学采用图示的装置进行实验，他用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球松开，自由下落，由此实验结果可以得出的结论是若增大打击金属片的力度，上述结论将（填“不”或”仍然”）成立．（2）．用螺旋测微器（千分尺）测小球直径时，示数如图甲所示，这时读出的数值是mm；用游标卡尺（卡尺的游标有20等分）测量一支铅笔的长度，测量结果如图乙所示，由此可知铅笔的长度是cm．（3）一热敏电阻R T放在控温容器M内：A为毫安表，量程6mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9Ω；S为开关．已知R T在95℃时阻值为150Ω，在20℃时的阻值约为550Ω．现要求在降温过程中测量在95℃～20℃之间的多个温度下R T的阻值．（a）在图中画出连线，完成实验原理电路图（b ）完成下列实验步骤中的填空①依照实验原理电路图连线②调节控温容器M内的温度，使得R T温度为95℃③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全④闭合开关．调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录．⑤将R T的温度降为T1（20℃＜T1＜95℃）；调节电阻箱，使得电流表的读数，记录．⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值R T1=．⑦逐步降低T1的数值，直至20℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥11．（15分）如图，MNP为竖直面内一固定轨道，其圆弧段MN与水平段NP 相切于N、P端固定一竖直挡板．M相对于N的高度为h，NP长度为s．一木块自M端从静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处．若在MN段的摩擦可忽略不计，物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为μ，求物块停止的地方与N点距离的可能值．12．（18分）小球A和B的质量分别为m A和m B，且m A＞m B．在某高度处将A和B先后从静止释放．小球A与水平地面碰撞后向上弹回，在释放处的下方与释放处距离为H的地方恰好与正在下落的小球B发生正碰．设所有碰撞都是弹性的，碰撞时间极短．求小球A、B碰撞后B上升的最大高度．13．（21分）图中左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为U；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0，方向平行于板面并垂直于纸面朝里。
高考物理十年试题分类解析 静电场
拾躲市安息阳光实验学校十年高考试题分类解析-物理一．高考题1. （2012·山东理综）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1.【答案】CD3.（2012·江苏物理）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，其电容量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C．C减小，U增大 D．C和U均减小3【答案】：B【解析】：根据平行板电容器的决定式，在两极板间插入一电介质，其电容量C 增大；由C=Q/U可知，两极板间的电势差U减小，选项B正确。
【考点定位】此题考查平行板电容器的决定式和电容量定义式。
4（2012·江苏物理）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∶95. （2012·福建理综）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5.【答案】：C【解析】：根据题述，点电荷Q为负点电荷，A点电势小于B点电势，A点电场强度大于B点电场强度，选项AB错误；由q1U1=q2 U2可知，q1的电荷量小于q2的电荷量，q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能电势，选项C正确D错误。
【考点定位】此题考查带电粒子在点电荷电场中的运动及其相关知识6. （2012·广东理综物理）图5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6【答案】：BD【解析】：带正电的矿粉受到向左的电场力作用，落在左侧，电场力对矿粉做正功，矿粉电势能变小，选项BD正确。
【精品】2020届高考精选试题物理静电场(全套答案及解析)高中物理
【精品】2020届高考精选试题物理静电场（全套答案及解析）高中物理第Ⅰ课时 库仑定律·电场强度1．下述讲法正确的选项是〔 〕A ．依照E = F/q ，可知电场中某点的场强与电场力成正比．B ．依照E = KQ/r 2，可知点电荷电场中某点的场强与该点电荷的电量Q 成正比．C ．依照场强叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强．D ．电场线确实是点电荷在电场中的运动轨迹【答案】B2.如图9－1－6所示，三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上．a 和c 带正电，b 带负电，a 所带电量的大小比b 的小．c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是〔 〕 A F 1 B F 2 C F 3 D F 4【解析】依照库仑定律以及同种电荷相斥，异种电 荷相吸，结合平行四边形定那么可得B 对 【答案】B3．电场强度E 的定义式为q F E = ，依照此式，以下讲法中正确的选项是〔 〕 ①此式只适用于点电荷产生的电场 ②式中q 是放入电场中的点电荷的电荷量，F 是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E 是该点的电场强度 ③式中q 是产生电场的点电荷的电荷量，F 是放在电场中的点电荷受到的电场力，E 是电场强度 ④在库仑定律的表达式221r q kq F =中，能够把22r kq 看作是点电荷2q 产生的电场在点电荷1q 处的场强大小，也能够把21r kq 看作是点电荷1q 产生的电场在点电荷2q 处的场强大小A ．只有①②B ．只有①③C ．只有②④D ．只有③④【答案】C4．用绝缘细线将一个质量为m 、带电量为q 的小球悬挂在天花板下面，设空间中存在着沿水平方向的匀强电场．当小球静止时把细线烧断〔空气阻力不计〕．小球将做〔 〕图9－1－6A ．自由落体运动B ．曲线运动C ．沿悬线的延长线做匀加速直线运动D ．变加速直线运动 【解析】小球在重力和电场力的合力作用下，从静止开始沿悬线的延长线做匀加速直线运动．【答案】C5．如图9－1－7所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A →O →B 匀速飞过，电子重不计，那么电子所受另一个力的大小和方向变化情形是〔 〕A ．先变大后变小，方向水平向左B ．先变大后变小，方向水平向右C ．先变小后变大，方向水平向左D ．先变小后变大，方向水平向右【解析】 依照电场线分布和平稳条件判定． 【答案】B6．在图9－1－8所示的竖直向下的匀强电场中，用绝缘的细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点O 做圆周运动，以下讲法正确的选项是〔 〕①带电小球有可能做匀速率圆周运动 ②带电小球有可能做变速率圆周运动 ③带电小球通过最高点时，细线拉力一定最小 ④带电小球通过最低点时，细线拉力有可能最小A ．②B ．①②C ．①②③D ．①②④【解析】利用等效场〔复合场〕处理． 【答案】D7、在光滑的水平面上有两个电量分不为Q 1、 Q 2的带异种电荷的小球，Q 1＝4Q 2，m 2＝4m 1咨询要保持两小球距离不变，能够使小球做 运动；两小球的速度大小之比为 ．(只受库仑力作用)【解析】如图甲所示，两小球可绕它们连线上共同的圆心O 作匀速圆周运动． 对m 1有： 121221r m L Q KQ ω= 对m 2有： 222221r m LQ KQ ω= 两球角速度ω相等，L 为两球距离可得：2211r m r m =因此214r r =图9－1－7图9－1－8 图甲由r v ω= 可得1421=v v 【答案】作匀速圆周运动；4／18．在场强为E ，方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m 的带电小球，电荷量分不为+2q 和-q ，两小球用长为L 的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O 点处于平稳状态，如下图，重力加速度为g ，那么细绳对悬点O 的作用力大小为_______．【解析】先以两球整体作为研究对象，依照平稳条件求出 悬线O 对整体的拉力，再由牛顿第三定律即可求出细线对 O 点的拉力大小． 【答案】2mg+Eq9、如图9－1－10所示，真空中一质量为m ，带电量为－q 的液滴以初速度为v 0，仰角α射入匀强电场中以后，做直线运动，求： 〔1〕所需电场的最小场强的大小，方向． 〔2〕假设要使液滴的加速度最小，求所加的电场场强大小和方向． 【解析】〔1〕依照矢量合成定那么，当电场力与速度0v 垂直指向左上方时，电场力最小，现在液滴作匀减速直线运动，有：αcos 1mg qE = 得 q mg E αcos 1=，方向与v 0垂直指向右下方〔2〕当带电粒子作匀速直线运动时，加速度最小有：mg qE =2，得q mg E =2，方向竖直向下．【答案】〔1〕q mg E αcos 1=，方向与v 0垂直指向右下方 〔2〕q mg E =2，方向竖直向下10．在一高为h 的绝缘光滑水平桌面上，有一个带电量为+q 、质量为m 的带电小球静止，小球到桌子右边缘的距离为s ，突然在空间中施加一个水平向右的匀强电场E ，且qE = 2 mg ，如图9－1－11所示，求：〔1〕小球经多长时刻落地？ 〔2〕小球落地时的速度．图9－1－9图9－1－10 图9－1－11【解析】〔1〕小球在桌面上做匀加速运动，t 1=gsqE smd s ==22,小球在竖直方向做自由落体运动，t 2=gh 2,小球从静止动身到落地所通过的时刻：t =t 1+t 2=g hg s 2+(2)小球落地时gh gt v y 22==,gh gs gt t mqEat v x 2222+====． 落地速度sh g gs gh v v v y x 2841022++=+=．【答案】〔1〕ghg s 2+〔2〕sh 2g 8gs 4gh 10++11、长木板AB 放在水平面上如下图9-1-12，它的下表面光滑而上表面粗糙，一个质量为m 、电量为q 的小物块C 从A 端以某一初速起动向右滑行，当存在向下的匀强电场时，C 恰能滑到B 端，当此电场改为向上时，C 只能滑到AB 的中点，求此电场的场强.【解析】当电场方向向上时，物块C 只能滑到AB 中点，讲明现在电场力方向向下，可知物块C 带负电.电场方向向下时有： 220)(2121)(V m M mv L qE mg +-=-μ V M m mv )(0+=电场方向向上时，有： 220)(21212)(V m M mv L qE mg +-=+μ V M m mv )(0+=2)()(LqE mg L qE mg +=-μμq mgE 3=【答案】qmgE 3=第Ⅱ课时 电势能·电势差·电势1、关于电势和电势能以下讲法中正确的选项是( )A. 在电场中，电势高的地点，电荷在该点具有的电势能就大；图9－1－12B. 在电场中，电势高的地点，放在该点的电荷的电量越大，它所具有的电势能也越大；C. 在电场中的任何一点上，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能；D. 在负的点电荷所产生的电场中任何一点上，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能. 【解析】由qAA εϕ=可知，A A q ϕε=可得结果【答案】D2、如图9－2－9所示，M 、N 两点分不放置两个等量种异电荷，A 为它们连线的中点，B 为连线上靠近N 的一点，C 为连线中垂线上处于A 点上方的一点，在A 、B 、C 三点中〔 〕 A ．场强最小的点是A 点，电势最高的点是B 点 B ．场强最小的点是A 点，电势最高的点是C 点 C ．场强最小的点是C 点，电势最高的点是B 点 D ．场强最小的点是C 点，电势最高的点是A 点【解析】依照等量异种点电荷的电场线和等势面分布以及电场的迭加运算可知 【答案】C3．某电场中等势面分布如下图，图9－2－10中虚线表示等势面，:过a 、c 两点的等势面电势分不为40 V 和10 V ，那么a 、c 连线的中点b 处的电势应〔 〕 A.确信等于25 V B.大于25 V C.小于25 V D.可能等于25 V【解析】由电势的a 高b 低可知，电场线从a 等势面指向b 等势面；而且由等势面的形状可知〔等势面一定跟电场线垂直〕电场强度左边强，右边弱．因此bc ab U U > 【答案】C4．AB 连线是某电场中的一条电场线，一正电荷从A 点处自由开释，电荷仅在电场力作用下沿电场线从A 点到B 点运动过程中的速度图象如图9－2－11所示，比较A 、B 两点电势φ的高低和场强E 的大小，以下讲法中正确的选项是〔 〕A.φA ＞φB ，E A ＞E B图9－2－9图9－2－10图9－2－11B.φA ＞φB ，E A ＜E BC.φA ＜φB ，E A ＞E BD.φA ＜φB ，E A ＜E B【解析】由速度越来越大可知，动能增大，电势能减小，且由图中速度变化律可知，加速度越来越小，即电场力越来越小． 【答案】A5．如图9－2－12所示，长为L ，倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为 +q ，质量为m 的小球，以初速度v 0由斜面底端的A 点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为v 0，那么〔 〕 A ．A 、B 两点的电势差一定为mgL sin θ/q B ．小球在B 点的电势能一定大于小球在A 点的电势能 C ．假设电场是匀强电场，那么该电场的场强的最大值一定是mg /q D ．假设该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q 产生的，那么Q一定是正电荷【解析】由动能定理可知：0=-mgh qU AB ，qmgL U AB ϑsin =．A 对电场力做正功，电势能减少，B 错； 假设对匀强电场，因为dU E AB=而d 不确定，因此C 错 【答案】A6、 在水深超过200m 的深海，光线极少，能见度极小．有一种电鳗具有专门的适应性，能通过自身发出生物电，猎取食物，威逼敌害，爱护自己．该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104N/C 时可击昏敌害．身长50cm 的电鳗，在放电时产生的瞬时电压可达 V ． 【解析】V m C N Ed U 50005.0/104=⨯== 【答案】5000V7、.质量为m 、电荷量为q 的质点，在静电力作用下以恒定速率v 沿圆弧从A 点运动到B 点，其速度方向改变的角度为θ〔rad 〕，AB 弧长为s ，那么A 、B 两点间的电势差AB U =_______，AB 弧中点的场强大小E =_______.【解析】如图甲所示，带电体匀速圆周运动，一定在点电荷 的电场中运动，设点电荷为Q ，可知弧AB 为一等图9－2－12O BAr 图甲θ势面，因此0=AB U ．弧AB 上个点场强相等，有：2rkQE = 而对圆周运动：r mv r kQq 22=，因此qr mv r kQ 22= 又因为θsr =得qsmv E 2θ=【答案】0=AB U ，qsmv E 2θ=8、在匀强电场中建立一直角坐标系，如图9－2－13所示从坐标系原点沿y +轴前进0.346 m 到A 点，电势降低34.6V ；从坐标原点沿x -前进0.2m 到B 点，电势升高34.6V ，求匀强电场的大小和方向．【解析】找出A 点关于x 轴的对称点A ′,由题意可知A ′和B 电势相等,连接这两点是一等势线,作A ′B 连线的垂线，便是电场线，由题意可知电场的方向斜向上如图甲，有：31346.02.0'0tan ===A OB θ， 030=θ 030sin AO E U U AO BO •== m V AO U E AO /20030sin 0==方向如图斜向上9、倾角为30°的直角三角形底边长为2L ，底边处在水平位置，斜边为光滑绝缘导轨，现图9－2－13在底边中点O 处固定一正电荷Q ，让一个质量为m 的带正电质点q 从斜面顶端A 沿斜边滑下〔不脱离斜面〕，如图9－2－14所示，已测得它滑到B 在斜面上的垂足D 处时速度为v ，加速度为a ，方向沿斜面向下，咨询该质点滑到斜边底端C 点时的速度和加速度各为多大?【解析】在D 点：ma F mg D =-0030cos 30sin在C 点：c D ma F mg =+0030cos '30sinD 和C 在同一等势面上，F D =F D ′可得a g a c -=又因为D 和C 在同一等势面上，质点从D 到C 的过程中电场力不作功，运用动能定理可得：220212160sin mv mv mgL C -=v C =gL v 32+ 【答案】v C =gL v 32+，a g a c -=10．如下图有三根长度皆为l ＝1.00 m 的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的 O 点，另一端分不挂有质量皆为m ＝1.00×210-kg 的带电小球A 和B ，它们的电量分不为一q 和＋q ，q ＝1.00×710-C ．A 、B 之间用第三根线连接起来．空间中存在大小为E ＝1.00×106N/C 的匀强电场，场强方向沿水平向右，平稳时 A 、B 球的位置如图9－2－15所示．现将O 、B 之间的线烧断，由于有空气阻力，A 、B 球最后会达到新的平稳位置．求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少．〔不计两带电小球间相互作用的静电力〕【解析】图〔甲〕中虚线表示A 、B 球原先的平稳位置，实线表示烧断后重新达到平稳的位置，其中α、β分不表示OA 、AB 与竖直方向的夹角．A 球受力如图〔乙〕所示：重力mg ，竖直向下；电场力qE ，水平向左；细线OA 对A 的拉力T 1，方向如图；细线AB 对A 的拉力T 2，方向如图．由平稳条件得-q q O A BE图9－2－15 图9－2－14qE T T =+βαsin sin 21① βαcos cos 21T mg T +=②B 球受力如图〔丙〕所示：重力mg ，竖直向下；电场力qE ，水平向右；细线AB 对B 的拉力T 2，方向如图．由平稳条件得qE T =βsin 2③ mg a T =cos 2④联立以上各式并代入数据，得0=α⑤ 45=β⑥由此可知，A 、B 球重新达到平稳的位置如图〔丁〕所示．与原先位置相比，A 球的重力势能减少了 )60sin 1(-=mgl E A ⑦ B 球的重力势能减少了 )45cos 60sin 1(+-=mgl E B ⑧ A 球的电势能增加了 W A =qElcos 60°⑨B 球的电势能减少了 )30sin 45(sin-=qEl W B ⑩ 两种势能总和减少了 B A A B E E W W W ++-= 代入数据解得 J W 2108.6-⨯=第Ⅲ课时 电场力做功与电势能变化1、如图9－3－9，O 是一固定的点电荷，另一点电荷P 从专门远处以初速度0v 射入点电荷O 的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN ．a 、b 、c 是以O 为中心，c b a R R R 、、为-qqO A B E 图〔4〕图 4图甲图乙图丙图丁半径画出的三个圆，a b b c R R R R -=-．1、2、3、4为轨迹MN 与三个圆的一些交点．以12W 表示点电荷P 由1到2的过程中电场力做的功的大小，34W 表示由3到4的过程中电场力做的功的大小，那么〔 〕 〔2004年春季高考理综〕A ．34122W W =B ．34122W W >C ．P 、O 两电荷可能同号，也可能异号D ．P 的初速度方向的延长线与O 之间的 距离可能为零【解析】由图中轨迹可可判定两电荷一定是异种电荷，且一定不对心，故C 、D 错；尽管a b b c R R R R -=-，但越靠近固定电荷电场力越大，因此3412F F >可得34122W W >，故B 正确 【答案】B2、如图9－3－10所示，光滑绝缘的水平面上M 、N 两点各放一电荷量分不为+q 和+2q ，完全相同的金属球A 和B ，给A 和B 以大小相等的初动能E 0〔现在动量大小均为p 0〕使其相向运动刚好能发生碰撞，碰后返回M 、N 两点时的动能分不为E 1和E 2，动量大小分不为p 1和p 2，那么〔 〕A.E 1=E 2=E 0 p 1=p 2=p 0B.E 1=E 2＞E 0 p 1=p 2＞p 0C.碰撞发生在M 、N 中点的左侧D.两球不同时返回M 、N 两点【解析】完全相同的两金属球初动能、动量大小相同，那么初速度大小相同，于M 、N 中点相碰时速度均减为零，之后由于库仑斥力变大，同时返回M 、N 两点时速度大小同时变大但彼此相等，方向相反. 【答案】B3、一个带正电的质点，电量q =2.0×10-9库，在静电场中由a 点移到b 点，在这过程中，除电场力外，其他力作的功为6.0×10-5焦，质点的动能增加了8.0×10-5焦，那么a 、b 两点间的电势差ab U 为〔 〕．A. 3×104伏；B. 1×104伏；图9－3－9图9－3－10C. 4×104伏；D. 7×104伏． 【解析】 由动能定理 K ab E W qU ∆=+【答案】B 4、如下图9-3-11四个图中，坐标原点O 都表示同一半径为R 的带正电的实心金属球的球心O 的位置，横坐标表示离球心的距离，纵坐标表示带正电金属球产生的电场电势和场强大小．坐标平面上的线段及曲线表示场强大小或电势随距离r 的变化关系，选无限远处的电势为零，那么关于纵坐标的讲法，正确的选项是 〔 〕A ．图①表示场强，图②表示电势B ．图②表示场强，图③表示电势C ．图③表示场强，图④表示电势D ．图④表示场强，图①表示电势【解析】处于静电平稳状态的导体是一个等势体，内部场强处处为零 【答案】B5、如图9－3－12所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即U ab =U bc ，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知〔 〕 A ．三个等势面中，a 的电势最高 B ．带电质点通过P 点时的电势能较Q 点大 C ．带电质点通过P 点时的动能较Q 点大 D ．带电质点通过P 点时的加速度较Q 点大【解析】先画出电场线，再依照速度、电场力和轨迹的关系，能够判定：质点在各点受的电场力方向是斜向下方．由因此正电荷，因此电场线方向也沿电场线向下方，相邻等差等势面中，等势面越密处，场强与大．【答案】BD6、如图9－3－13，在匀强电场中，a 、b 两点连线与电场线成60o 角．将正电荷由a 点移到O R ①r O R ② O ④ O r R ③ 图9－3－11图9－3－12b 点，电场力做正功，能够判定电场线的方向是由_______指向_______的．假如ab 相距0.20m,场强为2×103N/C,正电荷的电量为4×10-4C,那么电荷的电势能变化了_______焦耳. 【解析】因为电场力做正功，能够判定电场线的方向是是从下方指向上方；J qES W ab ab 2010860cos -⨯==【答案】从下方指向上方； J 2108-⨯7、ΔABC 处于匀强电场中．将一个带电量C q 6102-⨯-=的点电荷从A 移到B 的过程中，电场力做功J W 51102.1-⨯-=；再将该点电荷从B 移到C ，电场力做功J W 62106-⨯=．A点的电势φA =5V ，那么B 、C 两点的电势分不为____V 和____V ．试在图9－3－14中画出通过A 点的电场线．【解析】先由W =qU 求出AB 、BC 间的电压分不为6V 和3V ，再依照负电荷A →B 电场力做负功，电势能增大，电势降低；B →C 电场力做正功，电势能减小，电势升高，知V B 1-=ϕ 、V C 2=ϕ沿匀强电场中任意一条直线电势差不多上平均变化的，因此AB 中点D 的电势与C 点电势相同，CD 为等势面，过A 做CD 的垂线必为电场线，方向从高电势指向低电势，因此斜向左下方如图甲．【答案】V B 1-=ϕ V C 2=ϕ8、在电场中一条电场线上有A 、B 两点，如下图9-3-15.假设将一负电荷C q 7100.2-⨯=，从A 点移至B 点，电荷克服电场力做功J 4100.4-⨯.试求： (1)电场方向；(2)A 、B 两点的电势差，哪一点电势高?(3)在这一过程中，电荷的电势能如何样变化?(4)如在这一电场中有另一点C ，V U AC 500=，假设把这一负荷从B 移至C 电场力做多少功?是正功依旧负功?图9－3－13ABC图9－3－14ABC DE甲图9-3-15【解析】(1)依照题意负电荷从A 点移至B 点电场力电场力做负功,可知电场方向A 指向B (2) 电场方向A 指向B,因此A 点电势高 V CJ q W U AB AB374102102104⨯=⨯-⨯-==-- (3) 在这一过程中，电荷的电势能增加J 4100.4-⨯(4)因为V U AC 500=而V U AB 3102⨯=因此V U BC 1500-=J V C qU W BC BC 47103)1500()102(--⨯=-⨯⨯-==电场力做正功9、如图9－3－16所示，一条长为L 的细线，上端固定，下端拴一质量为m 的带电小球．将它置于一匀强电场中，电场强度大小为E ，方向是水平的，当细线离开竖直的位置偏角为α时，小球处于平稳，咨询：〔1〕小球带何种电荷？求小球所带电量．〔2〕假如细线的偏角由α增大到 ϕ,然后将小球由静止开始开释, 那么ϕ应多大,才能使在细线到竖直位置时,小球的速度刚好为零. 【解析】〔1〕由受力平稳可得：αtan mg qE =Emg q αtan = 正电荷〔2〕解法〔一〕由动能定理可知：00sin )cos 1(-=--ϕϕqEl mglϕϕsin cos 1-=mg qE 又因为 αtan =mgqE2tan2cos2sin22sin 2sin cos 1tan 2ϕϕϕϕϕϕα==-=因此2ϕα=得：ϕϕ2=解法〔二〕利用等效场〔重力和电场力所构成的复合场〕当细线离开竖直的位置偏角为α时，小球处于平稳的位置为复合场的平稳位置，即〝最低〞位置，小球的振动关于该平稳位置对称，可知ϕϕ2=【答案】①正电荷,q=mgtga/E ②ϕ=2a图9－3－1610、静止在太空的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子，形成向外发射的粒子流，从而对飞行器产生反冲力，使其获得加速度．飞行器的质量为M ，发射的是2价氧离子，发射功率为P ，加速电压为U ，每个氧离子的质量为m ，单位电荷的电量为e ，不计发射氧离子后飞行器质量的变化．求： 〔1〕射出的氧离子速度； 〔2〕每秒钟射出的氧离子数；〔3〕射出离子后飞行器开始运动的加速度． 【解析】〔1〕据动能定理知：2212mv eU =m eU v 2= 〔2〕由NeU P 2=，得eUPN 2=〔3〕以氧离子和飞行器为系统，设飞行器的反冲速度为V ，依照动量守恒定律：0=-∆MV tmv N MV tmv N =∆因此飞行器的加速度eUmM P M Nmv t V a ==∆=第Ⅳ课时 电容·带电粒子在电场中的直线运动1、如下图9-4-11,让平行板电容器带电后,静电计的指针偏转一定角度,假设不改变A 、B 两极板带的电量而减小两极板间的距离,同时在两极板间插入电介质,那么静电计指针的偏转角度 ( )A 、一定减小B 、一定增大C 、一定不变D 、可能不变 【解析】由kd s C πε4=和CQU =，电量不变，可知A 对 【答案】A2、如图9－4－12所示，平行板电容器经开关S 与电池连接，a 处有一电荷量专门小的点电荷，S 是闭合的，φa 表示a 点的电势，F 表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B 板向下略微移动，使两板间的距离增大，那么A.φa 变大，F 变大B.φa 变大，F 变小C.φa 不变，F 不变D.φa 不变，F 变小【解析】极板间电压U 不变，两极板距离d 增大,因此场强E减小故F 变小．a 到B 板距离变大那么a 到B 板的电势差增大，图9－4－11图9－4－12而B 板接地，因此φa 变大，故B 对． 【答案】B3、.离子发动机飞船，其原理是用电压U 加速一价惰性气体离子，将它高速喷出后，飞船得到加速，在氦、氖、氩、氪、氙中选用了氙，理由是用同样电压加速，它喷出时〔 〕A.速度大B.动量大C.动能大D.质量大【解析】由动能定理： 221mv qU =得到动能均相同 但 动量K mE P 2=，质量越大，动量越大，反冲也大．应选B【答案】B4、如图9－4－13所示，水平放置的平行金属板a 、b 分不与电源的两极相连，带电液滴P 在金属板a 、b 间保持静止，现设法使P 固定，再使两金属板a 、b 分不绕中心点O 、O /垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度α，然后开释P ，那么P 在电场内将做〔 〕 A ．匀速直线运动 B ．水平向右的匀加速直线运动 C ．斜向右下方的匀加速直线运动 D ．曲线运动 【解析】原先有：mg qE = 即mg dUq= 设转过α角时〔如图甲〕，那么两极板距离为变αcos 'd d = U 保持不变，在竖直方向有：mg dUq d U qqE ===αααcos cos cos '因此竖直方向合外力为零水平方向受到恒定的外力αsin 'qE因此带电液滴P 将水平向右的匀加速直线运动，B【答案】B5、如图9－4－14所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔．右极板电势随时刻变化的规律如下图．电子原先静止在左极板小孔处．〔不计重力作用〕以下讲法中正确的选项是〔 〕A.从t=0时刻开释电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上B.从t=0时刻开释电子，电子可能在两板间振动图9－4－13qE ′ mg P甲C.从t=T /4时刻开释电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D.从t=3T /8时刻开释电子，电子必将打到左极板上【解析】从t=0时刻开释电子，假如两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T /2，接着匀减速T /2，速度减小到零后，又开始向右匀加速T /2，接着匀减速T /2……直到打在右极板上．电子不可能向左运动；假如两板间距离不够大，电子也始终向右运动，直到打到右极板上．从t=T /4时刻开释电子，假如两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T /4，接着匀减速T /4，速度减小到零后，改为向左先匀加速T /4，接着匀减速T /4．即在两板间振动；假如两板间距离不够大，那么电子在第一次向右运动过程中就有可能打在右极板上．从t=3T /8时刻开释电子，假如两板间距离不够大，电子将在第一次向右运动过程中就打在右极板上；假如第一次向右运动没有打在右极板上，那就一定会在第一次向左运动过程中打在左极板上．选AC 【答案】AC6、如图9－4－15所示,水平放置的两平行金属板相距为d,充电后其间形成匀强电场.一带电量为+q,质量为m 的液滴从下板边缘射入电场,并沿直线运动恰好从上板边缘射出.可知,该液滴在电场中做_______运动,电场强度为_______,电场力做功大小为_______ 【解析】由题意可知，带电粒子只能作匀速直线运动，所受 重力和电场力的合外力为零．有：mg qE =qmgE =，依照动能定理：0=-mgd qU mgd qU =【答案】作匀速直线运动，qmgE =，mgd W = 7、密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性.如下图是密立根实验的原理示意图9－4－16，设小油滴质量为m ，调剂两板间电势差为U ，当小油滴悬浮不动时，测出两板间距离为d .可求出小油滴的电荷量q =_______. 【解析】受力平稳可得：mg qE =mg dUq= tuU 0 -U 0o 2T T图9－4－14图9－4－15图9－4－16U S接地－+L图9－4－19Umgdq = 【答案】Umgd8、如图9－4－17所示，在倾角37°的斜面两端，垂直于斜面方向固定两个弹性板，两板相距2米，质量10克，带电量1×10-7库仑的物体与斜面的摩擦系数为0.2，物体在斜面中点时速度大小为10米/秒，物体在运动中与弹性板碰撞中机械能不缺失，物体在运动中电量不变，假设匀强电场场强E=2×106牛/库，求物体在斜面上通过的路程？〔g=10米/秒2〕【解析】N mg F f N 016.037cos ===μμmg sin370=0.06N Eq =0.2N f + mg sin37°<Eq故最后应停在紧靠上边弹性板处，由动能定理得：2210sin 22mv fS L mg L Eq-=--θ解得：S =40m 【答案】S =40m9、如图9－4－18所示，空间相距为d 的平行金属板加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场，其变化如图，当t=0时，A 板电势比B 板电势高，这时在靠近B 板处有一初速度为零的电子〔质量为m ，电量为q 〕在电场力作用下开始运动，假设要使这电子到达A 板时具有最大的动能，那么所加交变电压的频率最大不能超过多少？ 【解析】依照题意当电子从t=0时开始运动， 运动时刻t ∆≤2T时，电子到达A 板时具有最 大的动能． 临界条件：202)2(2121T md qU at d ==28qU md T =因此 208md qU f =【答案】不能超过28md qU10、〔2003年上海高考〕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亮有机玻璃，它的上下底面是面积204.0m A =的金属板，间距m L 05.0=，当连接到V U 2500=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9－4－19所示．现把一定量平均分布的烟尘颗粒密闭在容图9－4－17图9－4－18器内，每立方米有烟尘颗粒1310个，假设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒带电量为C q 17100.1-⨯+=，质量为kg m 15100.2-⨯=，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： ⑴通过多长时刻烟尘颗粒能够被全部吸附？ ⑵除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？⑶通过多长时刻容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？ 【解析】⑴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：L qU F =而222121t mLqU at L ==可得s t 02.0= ⑵由于板间烟尘颗粒平均分布，能够认为烟尘的质心位置位于板的中心位置 ，因此除尘过程中电场力对烟尘做的总功为：J NALqU W 4105.221-⨯==⑶设烟尘颗粒下落距离为x ，那么当时所有烟尘颗粒的总动能：)()(212x L NA x LqU x L NA mv E K -•=-•=当L x 21=时，K E 最大，又依照2121at x =得s L qUma xt 014.021===第Ⅴ课时 带电粒子在电场中的曲线运动1、假如不计重力的电子，只受电场力作用，那么，电子在电场中可能做 〔 〕 A ．匀速直线运动 B ．匀加速直线运动 C ．匀变速曲线运动 D ．匀速圆周运动 【解析】电子绕核运动便可看成匀速圆周运动 【答案】B C D2、一束由不同种正离子组成的粒子流以相同的速度，从同一位置沿垂直于电场方向射入匀强电场中，所有离子的轨迹差不多上一样的，这讲明所有粒子〔 〕 A.都具有相同的比荷 B.都具有相同的质量C.都具有相同的电量D.都属于同一元素的同位素 【解析】当粒子从偏转电场中飞出时的侧移y ，速度的偏角θ相同时，那么粒子的轨迹相同.由222121⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛==vL dm Uq at y 及2000tan dmv UqL v at v v y ===θ知：当粒子的比荷mq 相同时，侧移y 、偏角θ相同.。
高考物理二轮复习专题静电场测含解析.doc
静电场【满分：110分时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中， 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
）1．1878年英国科学家克鲁克斯发明了接近真空的“克鲁克斯管”，即阴极射线管，为X射线的发现提供了基本实验条件。
如图1所示是一个阴极射线管的结构示意图，要使射线管发出射线，须在P、Q两电极间加上几万伏的直流高压,使用时以下说法正确的是：错误！未指定书签。
A．阴极射线是负离子，高压电源正极应接在P点B．阴极射线是负离子，高压电源正极应接在Q点C．阴极射线是正离子，高压电源正极应接在P点D．阴极射线是正离子，高压电源正极应接在Q点【答案】 A错误！未指定书签。
2．空间有一匀强电场，一质量为m的带电微粒由静止释放后，其运动方向一竖直向下的方向间的夹角为60°，加速度大小等于重力加速度g，不计空气阻力。
以下说法中正确的是（）A．微粒所受电场力大小有可能等于1.5mgB．运动过程中微粒的机械能增大C．运动过程中微粒的机械能守恒D．运动过程中微粒的电势能不变【答案】 B【解析】【详解】以带电微粒为研究的对象，由题意，其受力如图：错误！未指定书签。
错误！未指定书签。
【点睛】该题中，由于运动方向与竖直向下的方向间的夹角为60°，加速度大小等于重力加速度g，所以微粒所受电场力大小是一定值．综上所述本题答案为:C5．如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受电场力作用，根据此图可做出的正确判断是( )错误！未指定书签。
A．带电粒子所带电荷的正、负B．带电粒子在a、b两点的受力方向C．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大D．带电粒子在a、b两点的速度何处较大【答案】 BCD【解析】错误！未指定书签。
2012-2021高考真题物理汇编：静电场中的能量(2)(解析版)
2012-2021高考真题物理汇编：静电场中的能量（2）一．选择题（共22小题）1．（2016•浙江）以下说法正确的是( )A ．在静电场中，沿着电场线方向电势逐渐降低B ．外力对物体所做的功越多，对应的功率越大C ．电容器电容C 与电容器所带电荷量Q 成正比D ．在超重和失重现象中，地球对物体的实际作用力发生了变化2．（2016•天津）如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。
在两极板间有一个固定在P 点的点电荷，以E 表示两板间的电场强度，p E 表示点电荷在P 点的电势能，θ表示静电计指针的偏角。
若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则( )A ．θ增大，E 增大B ．θ增大，P E 不变C ．θ减小，P E 增大D ．θ减小，E 不变 3．（2016•新课标Ⅲ）关于静电场的等势面，下列说法正确的是( )A ．两个电势不同的等势面可能相交B ．电场线与等势面处处相互垂直C ．同一等势面上各点电场强度一定相等D ．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功4．（2016•新课标Ⅲ）一平行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5．（2015•上海）两个正、负点电荷周围电场线分布如图所示，P 、Q 为电场中两点，则( )A ．正电荷由P 静止释放能运动到QB ．正电荷在P 的加速度小于在Q 的加速度C ．负电荷在P 的电势能高于在Q 的电势能D ．负电荷从P 移动到Q ，其间必有一点电势能为零6．（2015•新课标Ⅲ）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M ϕ，N ϕ，P ϕ，Q ϕ，一电子由M 点分别到N 点和P 点的过程中，电场力所做的负功相等，则( )A ．直线a 位于某一等势面内，M Q ϕϕ>B ．直线c 位于某一等势面内，M N ϕϕ>C ．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7．（2015•海南）如图，一充电后的平行板电容器的两极板相距l ．在正极板附近有一质量为M 、电荷量为(0)q q >的粒子；在负极板附近有另一质量为m 、电荷量为q -的粒子．在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动．已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距25l 的平面．若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则:M m 为( )A ．3:2B ．2:1C ．5:2D ．3:18．（2015•浙江）如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置，工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属极板中间，则( )A．乒乓球的左侧感应出负电荷B．乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上C．乒乓球共受到电场力、重力和库仑力三个力的作用D．用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞9．（2015•安徽）一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e，在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为()A．22mveLB．2mv SneC．nevρD．evSLρ10．（2014•海南）如图，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d，在下极板上叠放一厚度为l的金属板，其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中，当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P开始运动，重力加速度为g。
十年高考真题分类汇编2010-2019物理专题09静电场Word版含解析
W A.Q1 移入之前，C 点的电势为 q
B.Q1 从 C 点移到 B 点的过程中，所受电场力做的功为 0
C.Q2 从无穷远处移到 C 点的过程中，所受电场力做的功为 2W D.Q2 在移到 C 点后的电势能为－4W
【答案】ABD
由题意可知，C 点的电势为C
Ep q
W q
，故 A 正确；由于 B、C 两点到 A 点(＋q)的距离
2W q
，所以电势能为 Ep
4W
，故 D 正确。
7.(2019•海南卷•T1)如图，静电场中的一条电场线上有 M、N 两点，箭头代表电场的方向， 则
A.M 点的电势比 N 点的低 B.M 点的场强大小一定比 N 点的大
4
C.电子在 M 点的电势能比在 N 点的低 D.电子在 M 点受到的电场力大小一定比在 N 点的大 【答案】C 顺着电场线电势逐渐降低，可知 M 点的电势比 N 点的高，选项 A 错误；一条电场线不能确 定疏密，则不能比较 MN 两点场强的大小，也不能比较电子在 MN 两点受电场力的大小， 选项 BD 错误；负电荷在高电势点的电势能较低，选项 C 正确； 8.(2019•天津卷•T3)如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为 m 的带电小球，以初速度 v 从 M 点竖直向上运动，通过 N 点时，速度大小为 2v，方向与电场方向相反，则小球从 M 运动到 N 的过程
8
对平行放置。工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂 在金属极板中间，则
A. 动能增加 1 m 2 2
C. 重力势能增加 3 m 2 2
B. 机械能增加 2m2 D. 电势能增加 2m2
【答案】B
【详解】由动能的表达式 Ek
1 mv2 可知带电小球在 2
高考物理一轮复习专题13静电场2知识点练习含解析
专题13.2 静电场（2）全部能力提升1.（单选）如图所示,一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上,上端连接一带正电的小球P,小球所处的空间存在着方向竖直向上的匀强电场,小球平衡时,弹簧恰好处于原长状态。
现给小球一竖直向上的初速度,小球最高能运动到M点。
在小球从开始运动到运动至最高点时,以下说法正确的是( )A．小球电势能的减少量大于小球重力势能的增加量B．小球机械能的改变量等于电场力做的功C．小球动能的减少量等于电场力和重力做功的代数和D．弹簧弹性势能的增加量等于小球动能的减少量【答案】D【解析】由小球平衡时,弹簧恰好处于原长状态可知,小球所受重力大小等于其受到的电场力大小,即：mg＝qE;小球在竖直向上运动的过程中,其重力做的功和电场力做的功的代数和为零;则弹簧弹性势能的增加量等于小球动能的减少量,故A、C错,D对;小球受到电场力、重力和弹力三个力的作用,故小球机械能的改变量等于电场力做的功和弹簧的弹力做的功之和,故B错。
2.(多选)(2017·江苏单科·8)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。
下列说法正确的有( )A．q1和q2带有异种电荷B．x1处的电场强度为零C．负电荷从x1移到x2,电势能减小D．负电荷从x1移到x2,受到的电场力增大【答案】AC【解析】本题考查识别φx图象、场强与电势差的关系、电场力做功与电势能变化关系。
φx图线的切线斜率表示场强,由图可知从x1到x2过程中,图线切线斜率变小,到x2处斜率为0,即场强从x1到x2一直减小,且E2＝0,电场力F＝Eq,负电荷从x1移动到x2,受到电场力减小,选项B、D错误;沿x轴方向电势由负到正,故x轴上的两个电荷q1、q2为异种电荷,选项A正确;由图可知φx1<φx2,负电荷由低电势到高电势,电场力做正功,电势能减小,选项C正确。
3.（单选）静电计是在验电器的基础上制成的,用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小。
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十年高考分类汇编专题10静电场2（2011—2020）目录题型一、带电粒子在复合场中的运动 ................................................................................................ 1 题型二、带电粒子在纯电场、复合场中运动的综合类问题 (5)题型一、带电粒子在复合场中的运动1.（2019天津）如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m 的带电小球，以初速度v 从M 点竖直向上运动，通过N 点时，速度大小为2v ，方向与电场方向相反，则小球从M 运动到N 的过程（ ）A ．动能增加212mvB ．机械能增加22mv C ．重力势能增加232mv D ．电势能增加22mv【考点】：功能关系、动能定理、运动的独立性、电场力做功【答案】：C【解析】：小球的动能增加量为2222321)2(21mv mv v m E E KM KN =-=-；故A 错误；除重力外其它力对小球做功的大小为小球机械能的增加量，在本题中电场力对小球做功的大小为小球机械能的增加量，在水平方向上研究小球可知电场力对其做正功，电势能减小，可求得电场力对小球做功大小为小球水平方向动能的增量2221）（v m ；即小球的机械能增加了22mv ；电势能减小了22mv ；故B 对，D 错；从M 点到N 点对小球应用动能定理得：2221)2(21mv v m W W G D -=-；又22mv W D =；可求得221mv W G =故C 错；2.（2016江苏）如图所示，水平金属板A 、B 分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态．现将B 板右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴（ ）A. 仍然保持静止B. 竖直向下运动C. 向左下方运动D. 向右下方运动【考点】带电粒子在复合场中的运动、受力分析【答案】D【解析】两极板平行时带电粒子处于平衡状态，则重力等于电场力，当下极板旋转时，板间距离增大场强减小，电场力小于重力；由于电场线垂直于金属板表面，所以电荷处的电场线如图所示，所以重力与电场力的合力偏向右下方，故粒子向右下方运动，选项D正确.3.(2013广东)喷墨打印机的简化模型如图所示．重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中( )A．向负极板偏转B．电势能逐渐增大C．运动轨迹是抛物线D．运动轨迹与带电量无关【考点】带电粒子在复合场中的运动、受力分析、类平抛运动【答案：C】【解析】选C.带电微滴垂直进入电场后，在电场中做类平抛运动，根据平抛运动的分解——水平方向做匀速直线运动和竖直方向做匀加速直线运动．带负电的微滴进入电场后受到向上的静电力，故带电微滴向正极板偏转，选项A错误；带电微滴垂直进入电场受竖直方向的静电力作用，静电力做正功，故墨汁微滴的电势能减小，选项B错误；根据x＝v0t，y ＝12at 2及a ＝qE m ，得带电微滴的轨迹方程为y ＝qEx22mv 20，即运动轨迹是抛物线，与带电量有关，选项C 正确，D 错误．4.（2016全国1） 如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面（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 【考点】带电粒子在复合场中的运动 【答案】AB【解析】由于匀强电场中的电场力和重力都是恒力，所以合外力为恒力，加速度恒定不变，所以D 选项错。
由于油滴轨迹相对于过P 的竖直线对称且合外力总是指向轨迹弯曲内侧，所以油滴所受合外力沿竖直方向，电场力竖直向上。
当油滴得从P 点运动到Q 时，电场力做正功，电势能减小，C 选项错误；油滴带负电，电势能减小，电势增加，所以Q 点电势高于P 点电势，A 选项正确；在油滴从P 点运动到Q 的过程中，合外力做正功，动能增加，所以Q 点动能大于P 点，B 选项正确；所以选AB 。
5.（2014·天津）如图所示，平行金属板A 、B 水平正对放置，分别带等量异号电荷．一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么( )A ．若微粒带正电荷，则A 板一定带正电荷B ．微粒从M 点运动到N 点电势能一定增加C ．微粒从M 点运动到N 点动能一定增加D. 微粒从M 点运动到N 点机械能一定增加【考点】带电粒子在复合场中的运动、受力分析、动能定理、功能关系 【答案】C【解析】： 本题是对带电微粒在复合场中的运动、动能定理、机械能守恒定律、受力分析的综合考查，通过图像中的运动轨迹，无法判断电场力的方向，只能判断出微粒所受的合外力方向竖直向下，运动过程中合力的方向与运动方向的夹角为锐角，合外力做正功，微粒的动能增加，A 、B 错误，C 正确．由于不能判断出电场力的方向，所以机械能的变化也不能确定，D 错误．6.（2010全国卷2） 在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为410V/m.已知一半径为1mm 的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10m/2s ,水的密度为310kg/3m 。
这雨滴携带的电荷量的最小值约为（ ）A ．2⨯910-C B. 4⨯910-C C. 6⨯910-C D. 8⨯910-C 【考点】带电粒子在复合场中的运动、受力分析 【答案】B【解析】带电雨滴在电场力和重力最用下保持静止，根据平衡条件电场力和重力必然等大反向mg=Eq ，则339944410 3.14103341010r mgq C EEρπ--⨯⨯⨯====⨯。
7.(2013全国1)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计)．小孔正上方d2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d3，则从P 点开始下落的相同粒子将( )A ．打到下极板上B ．在下极板处返回C ．在距上极板d 2处返回D ．在距上极板25d 处返回【考点】带电粒子在复合场中的运动、受力分析、动能定理 【答案】D【解析】选D.本题应从动能定理的角度解决问题．带电粒子在重力作用下下落，此过程中重力做正功，当带电粒子进入平行板电容器时，电场力对带电粒子做负功，若带电粒子在下极板处返回，由动能定理得mg (d2＋d )－qU ＝0；若电容器下极板上移d 3，设带电粒子在距上极板d ′处返回，则重力做功W G ＝mg (d2＋d ′)，电场力做功W 电＝－qU ′＝－qd ′d －d 3U ＝－q 3d ′2d U ，由动能定理得W G ＋W 电＝0，联立各式解得d ′＝25d ，选项D 正确．题型二、带电粒子在纯电场、复合场中运动的综合类问题8.（2020全国1）在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面积是以O 为圆心，半径为R 的圆，AB 为圆的直径，如图所示。
质量为m ，电荷量为q （q >0）的带电粒子在纸面内自A 点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。
已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C 点以速率v 0穿出电场，AC 与AB 的夹角θ=60°。
运动中粒子仅受电场力作用。
（1）求电场强度的大小；（2）为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？（3）为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为mv 0，该粒子进入电场时的速度应为多大？【考点】带电粒子在复合场中的运动、受力分析、动能定理【答案】(1) 22mv E qR=；(2)0124v v ；(3)0或0232v v 【解析】（1）由题意知在A 点速度为零的粒子会沿着电场线方向运动，由于q >0，故电场线由A 指向C ，根据几何关系可知：ACx R所以根据动能定理有：20102ACqEx mv解得：202mv E qR=；（2）根据题意可知要使粒子动能增量最大则沿电场线方向移动距离最多，做AC 垂线并且与圆相切，切点为D ，即粒子要从D 点射出时沿电场线方向移动距离最多，粒子在电场中做类平抛运动，根据几何关系有1sin 60x R v t21cos602yR R at 而电场力提供加速度有qE ma =联立各式解得粒子进入电场时的速度：124v v ； （3）因为粒子在电场中做类平抛运动，粒子穿过电场前后动量变化量大小为mv 0，即在电场方向上速度变化为v 0 ，过C 点做AC 垂线会与圆周交于B 点，故由题意可知粒子会从C 点或B 点射出。
当从B 点射出时由几何关系有223BCx Rv t2212ACx Rat电场力提供加速度有qE ma =联立解得232v v ；当粒子从C 点射出时初速度为0。
9.（2019全国2）如图，两金属板P 、Q 水平放置，间距为d 。
两金属板正中间有一水平放置的金属网G ，PQG 的尺寸相同。
G 接地，PQ 的电势均为ϕ（ϕ>0）。
质量为m ，电荷量为q （q>0）的粒子自G 的左端上方距离G 为h 的位置，以速度v0平行于纸面水平射入电场，重力忽略不计。
（1）求粒子第一次穿过G 时的动能，以及她从射入电场至此时在水平方向上的位移大小； （2）若粒子恰好从G 的下方距离G 也为h 的位置离开电场，则金属板的长度最短应为多少？ 【考点】带电粒子在纯场中的运动、受力分析、类平抛运动【答案】（1）2k 012=2E mv qhd ϕ+；mdh l v q ϕ=2）=22mdh L l v q ϕ=【解析】（1）PG 、QG 间场强大小相等，均为E ，粒子在PG 间所受电场力F 的方向竖直向下，设粒子的加速度大小为a ，有2E d ϕ=①F=qE=ma ②设粒子第一次到达G 时动能为Ek ，由动能定理有2k 012qEh E mv =-③设粒子第一次到达G 时所用时间为t ，粒子在水平方向的位移为l ，则有212h at =④l=v0t ⑤联立①②③④⑤式解得2k 012=2E mv qhd ϕ+⑥mdh l v q ϕ=（2）设粒子穿过G 一次就从电场的右侧飞出，则金属板的长度最短，由对称性知，此时金属板的长度L 为=22mdh L l v q ϕ=10.（2019全国3）空间存在一方向竖直向下的匀强电场，O 、P 是电场中的两点。
从O 点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m 的小球A 、B 。
A 不带电，B 的电荷量为q （q>0）。
A 从O 点发射时的速度大小为v0，到达P 点所用时间为t ；B 从O 点到达P 点所用时间为2t。