2018届高考物理二轮复习 卷汇编 静电场 卷 13页

全*品*高*考*网， 用后离不了！‎ ‎1．【2017·新课标Ⅰ卷】（多选）在一静止点电荷的电场中，任一点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Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标（ra，a）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Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是： （ ）‎ A．Ea：Eb=4:1 B．Ec：Ed=2:1‎ C．Wab:Wbc=3:1 D．Wbc:Wcd=1:3‎ ‎【答案】AC ‎【名师点睛】本题主要考查学生的识图能力，点电荷场强及电场力做功的计算。‎ ‎2．【2016·全国新课标Ⅲ卷】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 ‎【答案】B ‎【解析】等势面相交，则电场线一定相交，故在同一点存在两个不同的电场强度方向，与事实不符，A错误；电场线与等势面垂直，B正确；同一等势面上的电势相同，但是电场强度不一定相同，C错误；将一负电荷从高电势处移动到低电势处，受到的电场力的方向是从低电势指向高电势，所以电场力的方向与运动的方向相反，电场力做负功，D错误。‎ ‎【方法技巧】电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面；等势面与电场线垂直，沿着等势面移动点电荷，电场力不做功，等势面越密，电场强度越大，等势面越疏，电场强度越小。‎ ‎3．【2016·全国新课标Ⅱ卷】如图，P为固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则： （ ）‎ A．aa>ab>ac，va>vc>vb 　　　　　　 B．aa>ab>ac，vb>vc>va C．ab>ac>aa，vb>vc>va 　　　　　　 D．ab>ac>aa，va>vc>vb ‎【答案】D ‎【名师点睛】此题考查带电粒子在电场中的运动问题；关键是掌握点电荷的电场分布规律；能根据粒子的运动轨迹判断粒子电性和点电荷电性的关系；要知道只有电场力做功时粒子的动能与电势能之和守恒。‎ ‎4．【2016·上海卷】如图，质量为m的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，处于静止状态。施加一水平向右的匀强电场后A向右摆动，摆动的最大角度为60°，则A受到的电场力大小为 。 在改变电场强度的大小和方向后，小球A的平衡位置在α=60°处，然后再将A的质量改变为2 m，其新的平衡位置在α=30°处，A受到的电场力大小为 。‎ ‎【答案】；mg ‎【方法技巧】先通过动能定理计算带电小球运动到最高点过程中受到的电场力，再通过平衡条件和正弦定理计算小球在α=60°处和α=30°处时的电场力。‎ ‎5．【2015·全国新课标Ⅱ·24】如图所示，一质量为m、电荷量为q（q>0）的例子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°。不计重力。求A、B两点间的电势差。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】 设带电粒子在B点的速度大小为vB，粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即 vBsin30°=v0sin60°‎ 由此得 设A、B两点间的电热差为UAB，由动能定理有：‎ 解得 ‎【方法技巧】本题主要是动能定理在带电粒子在电场中运动的应用和类平抛运动 ‎1．如图所示，在水平放置两平行金属板M、N之间的P点，固定有一个带电荷量为－q的点电荷，两金属板通过电阻R接到直流电源上，其中N板接地． （ ）‎ A. 当保持其它条件不变，而将M板向上移动的过程中，金属板带电荷量将增加 B. 当保持其它条件不变，而将M板向上移动的过程中，通过R的电流方向是b指向a C. 当保持其它条件不变，而将M板向上移动到某处稳定后与移动前相 比，p处点电荷的电势变小 D. 当保持其它条件不变，而将M板向上移动到某处稳定后与移动前相 比，p处点电荷的电势能变小 ‎【答案】C ‎【点睛】电容器和电源相连，两端的电势差不变，通过电容的变化，结合Q=CU得出电荷量的变化，通过电容器带电量的变化确定通过R的电流流向．结合电场强度的变化，得出pN间电势差的变化，从而确定p点电势的变化，得出p点电势能的变化．‎ ‎2．如图所示为航母上电磁弹射装置的等效电路图（俯视图），使用前先给超级电容器C充电，弹射时，电容器释放储存电能所产生的强大电流经过导体棒EF，EF在磁场（方向垂直纸面向外）作用下加速。则下列说法正确的是 （ ）‎ A. 电源给电容器充电后，M板带正电 B. 导体棒在安培力作用下向右运动 C. 超级电容器相当电源，放电时两端电压不变 D. 在电容器放电过程中，电容器电容不断减小 ‎【答案】B ‎【解析】电容器下极板接正极，所以充电后N乙极带正电，故A错误；放电时，电流由F到E，则由左手定则可知，安培力向右，所以导体棒向右运动，故B正确；电容器放电时，电量和电压均减小，故C错误；电容是电容器本身的性质，与电压和电量无关，故放电时，电容不变，故D错误．故选B．‎ 点睛：本题考查电容以及安培力的性质，要注意掌握左手定则以及电容的性质等基本内容，明确电容由导体本身的性质决定．‎ ‎3．为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，如图所示，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，上下底面是金属板。当金属板连接到高压电源正负两极时，在两金属板间产生匀强电场。现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，颗粒带负电，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。下列说法正确的是 （ ）‎ A. 烟尘颗粒向下运动 B. 两金属板间电场方向向上 C. 烟尘颗粒在运动过程中电势能减少 D. 烟尘颗粒电荷量可能是电子电量的1.5倍 ‎【答案】C ‎4．如图甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1带负电，a、b两点在它们连线的延长线上．现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动（粒子只受电场力作用），粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度图象如图乙所示．以下说法中正确的是 （ ）‎ ‎【来.源：全,品…中&高*考*网】‎ A. Q2带负电 B. Q2的电量一定大于Q1的电量 C. a点电势高于b点电势 D. 整个运动过程中，粒子的电势能先减小后增大 ‎【答案】C ‎5．（多选）一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能E随位移x变化的关系如图所示，其中0～ 段是对称的曲线， ～段是直线，则下列说法正确的是 （ ）‎ A. 处电场强度为零 B. 、、处电势、、的关系为>>‎ C. 粒子在0～段做匀变速运动， ～段做匀速直线运 D. ～段是匀强电场 ‎【答案】ABD ‎【解析】A、根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，场强与电势的关系： ，得： ，由数学知识可知Ep-x图象切线的斜率处为零，电场强度等于零，A正确；‎ B、由图可知， 、、处电势能EP1＜EP2＜EP3，根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，粒子带负电，所以、、处电势、、的关系为>>‎ C、粒子在0～段斜率变化，电场强度变化，电场力变化，粒子做变速运动，不是匀变速运动， ～段图线斜率不变，电场强度不化，电场力不化，粒子做匀速运动，C错误，D正确；‎ 故选：ABD。‎ ‎6．（多选）如图所示，初速度不计的电子从电子枪中射出，在加速电场中加速，从正对P板的小孔射出，设加速电压为U1，又垂直偏转电场方向射入板间并射出，设偏转电压为U2。则： （ ）‎ A. U1变大，则电子进入偏转电场的速度变大 B. U1变大，则电子在偏转电场中运动的时间变短 C. U2变大，则电子在偏转电场中运动的加速度变小 D. 若要电子离开偏转电场时偏移量变小，仅使U1变大，其它条件不变即可 ‎【答案】ABD 点晴：本题考查了带电粒子在电场中的运动，可以根据动能定理和牛顿第二定律、运动学公式结合推导出。‎ ‎7．一绝缘“⊂”形杆由两段相互平行的足够长的水平直杆PQ、MN和一半径为R的光滑半圆环MAP组成，固定在竖直平面内，其中MN杆是光滑的，PQ杆是粗糙的．现将一质量为m的带正电荷的小环套在MN杆上，小环所受的电场力为重力的.‎ ‎(1)若将小环由D点静止释放，则刚好能到达P点，求DM间的距离；‎ ‎(2)若将小环由M点右侧5R处静止释放，设小环与PQ杆间的动摩擦因数为μ，小环所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功．‎ ‎【答案】(1) DM间的距离j4R；（2）若μ≥，整个运动过程中克服摩擦力所做的功为 考点：动能定理的应用；带电粒子在匀强电场中的运动 ‎8．如图所示，两个带电滑块甲和乙系于一根绝缘细绳的两端，放在一个光滑的绝缘平面上，整体置于方向水平向右、大小为N/C的匀强电场中，甲的质量为kg，带电荷量为C，乙的质量为kg，带电荷量为C。开始时细绳处于拉直状态。由静止释放两滑块，t=3s时细绳断裂，不计滑块间的库仑力。试求：‎ ‎（1）细绳断裂前，两滑块的加速度；‎ ‎（2）由静止开始释放后的整个运动过程中，乙的电势能增量的最大值；‎ ‎【答案】（1）（2）‎ 点睛：本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，理清物块在整个过程中的运动规律是解决本题的关键，知道电场力做功等于电势能的减小量．‎ ‎1．一电场线在竖直平面上的分布如图所示。电场中的A、B两点的电场强度分别为、，电势分别为、。一个质量为m、电荷量为q的带电小球，从电场中的A点运动到B点，A、B两点间的高度差为h。小球经过A点时的速度大小为，运动至B点时的速度大小为，该过程的速度偏向角为α，电场力做功为W，则以下判断中正确的是(   ) （ ）‎ A. >‎ B. <‎ C. 如果电荷为负电荷，则>‎ D. ‎ ‎【答案】D ‎2．某静电场中有一条电场线与x轴重合，纵轴φ表示该条电场线上对应各点的电势φ随x的变化规律，如图所示．x轴上坐标为x1＝－x0点的电势和电场强度大小分别为φ1和E1，坐标x2＝x0点的电势和电场强度大小分别为φ2和E2，下列有关判断正确的是 （ ）‎ A. φ1＞φ2，E1＞E2‎ B. φ1＜φ2，E1＞E2‎ C. φ1＞φ2，E1＜E2‎ D. φ1＜φ2，E1＜E2‎ ‎【答案】B ‎【解析】由题意可知电场线方向沿x负方向，沿着电场线方向电势降低，故有φ1＜φ2，A、C错；在φx图象中某点的斜率表示电场强度的大小，故有E1＞E2，故B正确；‎ 综上所述本题答案是：B ‎3．在某匀强电场中有M、N、P三点，在以它们为顶点的三角形中，∠M＝30°、∠P＝90°，直角边NP的长度为4 cm。已知电场方向与三角形所在平面平行，M、N和P点的电势分别为3 V、15 V和12 V。则电场强度的大小为 （ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎4．将两个质量均为m的小球a、b用绝缘细线相连，竖直悬挂于O点，其中球a带正电、电荷量为q，球b不带电，现加一电场强度方向平行竖直平面的匀强电场(没画出)，使整个装置处于平衡状态，且绷紧的绝缘细线Oa与竖直方向的夹角为θ＝30°，如图所示，则所加匀强电场的电场强度大小可能为 （ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】取小球a、b整体作为研究对象，则受重力2mg、悬线拉力FT和电场力F作用处于平衡，此三力满足如图所示的三角形关系，‎ 由图知F的最小值为，由，知 ，故B对 综上所述所述本题答案是：B ‎ ‎5．（多选）某区域的电场线分布如图所示，其中间一根电场线是直线，一带正电的粒子从直线上的O点由静止开始在电场力作用下运动到A点。取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向，粒子的重力忽略不计。在O到A运动过程中，下列关于粒子运动速度v和加速度a随时间t的变化、粒子运动径迹上的电势φ和动能Ek随位移x的变化图线可能正确的是 （ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】BD ‎6．（多选）某静电场中，与x轴重合的电场线的电势φ在x轴上的分布如图所示．下列说法正确的是 （ ）‎ A. 在x轴上，x3处的电场强度最大 B. x1处的电场强度大于x4处的电场强度 C. 负电荷从x2移到x4，电势能减小 D. 电荷量为q的正点电荷从x3移到x4，电场力做功为 ‎【答案】BD ‎7．有个演示实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放了许多锡箔纸揉成的小球，当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动.现取以下简化模型进行定量研究.‎ 如图所示，电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置，相距为d，与电动势为ε、内阻可不计的电源相连.设两板之间只有一个质量为m的导电小球，小球可视为质点.已知：若小球与极板发生碰撞，则碰撞后小球的速度立即变为零，带电状态也立即改变，改变后，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的α倍（α<<1）.不计带电小球对极板间匀强电场的影响.重力加速度为g. ‎ ‎(1)欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势ε至少应大于多少？‎ ‎(2)设上述条件已满足，在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动.求在T时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量.‎ ‎【答案】(1) ‎ ‎(2) , ‎ ‎【解析】(1)用Q表示极板电荷量的大小，q表示碰后小球电荷量的大小.要使小球能不停地往返运动，小球所受的向上的电场力至少应大于重力，则 其中 q=αQ又有Q=Cε 由以上三式有 ‎(2)当小球带正电时，小球所受电场力与重力方向相同，向下做加速运动.以a1表示其加速度，t1表示从A板到B板所用的时间，则有 ‎【点睛】本题重点在于明确题意，要求学生能够从题干中找出物体运动的情景，并能联系所学规律进行解题；对学生要求较高．‎ ‎8．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，坐标系内有A．B两点，其中A点坐标为，B点坐标为，坐标原点O处的电势为0，点A处的电势为，点B处的电势为，现有一带电粒子从坐标原点O处沿电势为0的等势线方向以速度射入电场，粒子运动中恰好通过B点，不计粒子所受重力，求带电粒子的比荷大小。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎