（北京專用）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 專題九 靜電場練習(xí)

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1、專題九靜電場挖命題【考情探究】考點考向5年考情預(yù)測熱度考題示例學(xué)業(yè)水平關(guān)聯(lián)考點素養(yǎng)要素電場力的性質(zhì)帶電物體在電場中的平衡問題2017北京理綜,22,16分3動能定理科學(xué)推理關(guān)于電場描述及性質(zhì)的論證問題2018北京理綜,24,20分5等勢面模型建構(gòu)電場能的性質(zhì)通過電場線和等勢面判斷場強和電勢的高低2014北京理綜,15,6分3科學(xué)推理電場力做功及能量變化分析結(jié)合帶電粒子運動軌跡分析問題電容器、帶電粒子在電場中的運動帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)運動2016北京理綜,23,18分4牛頓運動定律、類平拋運動、動能定理科學(xué)推理、科學(xué)論證2015北京理綜,24,20分5電流、電動勢、電功率、閉合電路歐姆定

2、律科學(xué)推理、科學(xué)論證、模型建構(gòu)平行板電容器的動態(tài)分析2018北京理綜,19,6分3電容器的電容的影響因素科學(xué)推理分析解讀本專題內(nèi)容是高考考查的重點,高考中涉及本專題內(nèi)容的題目較多,既有選擇題又有計算題。選擇題主要考查對基本概念和物理模型的理解,如對電場的分布特點、電勢及電勢能的理解;在計算題中,帶電粒子在電場中的運動是高考的熱點內(nèi)容。帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)問題常與牛頓運動定律、功能關(guān)系等內(nèi)容綜合考查。有時也與實際生活、科技聯(lián)系,如噴墨打印機、速度加速器和電容式傳感器等,有可能成為高考新情景的命題素材。本專題的知識、方法也會出現(xiàn)在高考壓軸題中,通過本專題概念的建立方法、規(guī)律的表述方法等考查

3、模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證等學(xué)科素養(yǎng)?！菊骖}典例】破考點【考點集訓(xùn)】考點一電場力的性質(zhì)1.(多選)用絕緣柱支撐著貼有小金屬箔的導(dǎo)體A和B,使它們彼此接觸,起初它們不帶電,貼在它們下部的并列平行雙金屬箔是閉合的?，F(xiàn)將帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A,發(fā)現(xiàn)金屬箔都張開一定的角度,如圖所示,則()A.導(dǎo)體B下部的金屬箔感應(yīng)出負電荷B.導(dǎo)體B下部的金屬箔感應(yīng)出正電荷C.導(dǎo)體A和B下部的金屬箔都感應(yīng)出負電荷D.導(dǎo)體A感應(yīng)出負電荷,導(dǎo)體B感應(yīng)出等量的正電荷答案BD2.真空中兩相同的帶等量異號電荷的金屬小球A和B(均可看做點電荷),分別固定在兩處,它們之間的距離遠遠大于小球的直徑,兩球間靜電力大小為F?，F(xiàn)用一個

4、不帶電的同樣的絕緣金屬小球C與A接觸,然后移開C,此時A、B球間的靜電力大小為()A.2FB.FC.2F8D.F2答案D3.在一個水平向右的勻強電場中,用一條絕緣細線懸掛一個帶正電的小球,小球的質(zhì)量為m,所帶電荷量為q。當(dāng)小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時,懸線與豎直方向的夾角為,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。求:(1)該電場的場強大小;(2)剪斷細線后經(jīng)過時間t0,小球的電勢能的變化量Ep;(3)將該電場方向迅速改為水平向左,小球到達最低點時對細線的拉力F。答案(1)mgtanq(2)-m(gt0tan)22(3)3mg+2mg(tansin-cos),方向豎直向下4.靜電場有很多性質(zhì),其中之一就是電場力做功只

5、與電荷運動的初末位置有關(guān),與運動的路徑無關(guān)。圖1圖2圖3(1)如圖1所示,電子以初速度v0沿平行于板面的方向從A點射入偏轉(zhuǎn)電場,并從另一側(cè)的C點射出。已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e。偏轉(zhuǎn)電場可以看做勻強電場,極板間電壓為U,極板長度為L,板間距為d。忽略電子所受重力,求電子通過偏轉(zhuǎn)電場的過程中,沿垂直板面方向偏移的距離y和電場力對電子所做的功W。(2)在原有電場區(qū)域加一個垂直紙面方向的勻強磁場,如圖2所示。使另一電子以初速度v0沿平行于板面的方向也從A點射入,在電場和磁場的共同作用下,電子經(jīng)過一段復(fù)雜的路徑后仍從另一側(cè)的C點射出。求此過程中電場力對電子所做的功W和電子經(jīng)過C點時的速度大小vc。(

6、3)某同學(xué)認為在兩個帶電導(dǎo)體之間可以存在如圖3所示的靜電場,它的電場線相互平行,但間距不等。請你結(jié)合靜電場的基本性質(zhì),判斷這種電場是否存在,并分析論證。答案(1)電子在垂直于板面方向做勻加速直線運動,y=12at2電子在平行于板面方向做勻速直線運動,L=v0t根據(jù)牛頓第二定律得Ee=ma,在勻強電場中U=Ed聯(lián)立以上各式解得y=UeL22dmv02電場力對電子所做的功W=Eey解得W=U2e2L22d2mv02(2)電場力做功與運動路徑無關(guān),所以W=Eey=U2e2L22d2mv02根據(jù)動能定理得W=12mvc2-12mv02解得vc=v02+U2e2L2d2m2v02(3)這種電場不存在法1

7、:如圖甲,若存在,則可以引入檢驗電荷+q,讓+q從a點沿矩形路線abcda(ab與電場線平行,bc與電場線垂直)運動一周回到a點。設(shè)ab處的場強大小為E1,cd處的場強大小為E2,根據(jù)功的定義,電場力做的總功Waa=Wab+Wbc+Wcd+Wda,其中,Wab=qE1xab,Wcd=-qE2xcd=-qE2xab,bc段和da段電場力始終與運動方向垂直,故Wbc=Wda=0,得Waa=Wab+Wbc+Wcd+Wda=qE1xab+0+0-qE2xab=q(E1-E2)xab0,但根據(jù)電場力做功的特點,做功與路徑無關(guān),故Waa=0,與上述假設(shè)矛盾,故這種電場不存在。法2:如果存在這樣的電場,根據(jù)

8、等勢面的特點,它的等勢面ac、bd應(yīng)該如圖乙所示,a、b兩點的電勢差Uab應(yīng)該等于c、d兩點的電勢差Ucd,即Uab=Ucd,從圖中可以看出,a、b兩點的距離等于c、d兩點的距離,ab處的場強大于cd處的場強,根據(jù)U=Ed,可得UabUcd。前后矛盾,所以這樣的電場不可能存在。5.(1)已知均勻帶電球殼內(nèi)部任意一點的場強均為零,均勻帶電球體可以看成由一層層的均勻帶電球殼組成的。球體積公式為V=43r3。實驗證明,一個半徑為R的均勻帶電球體(或球殼)在球的外部產(chǎn)生的電場,與一個位于球心、電荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同,研究均勻帶電球體(或球殼)在球外產(chǎn)生的電場時可以認為全部電荷集中在球心。如圖

9、甲所示,一個半徑為R的均勻帶電球體,帶電荷量為Q,球體中心為O點,取空間中任意一點為P,O到P點的距離為r,求:甲當(dāng)rR(P在球體外)時,P點的電場強度大小;當(dāng)raB,則Q靠近M端且為正電荷C.無論Q為正電荷還是負電荷一定有EpAQB.直線c位于某一等勢面內(nèi),MNC.若電子由M點運動到Q點,電場力做正功D.若電子由P點運動到Q點,電場力做負功答案B11.(2018課標(biāo),21,6分)(多選)圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強電場內(nèi)間距相等的一組等勢面,已知平面b上的電勢為2V。一電子經(jīng)過a時的動能為10eV,從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV。下列說法正確的是()A.平面c上的電勢為零B

10、.該電子可能到達不了平面fC.該電子經(jīng)過平面d時,其電勢能為4eVD.該電子經(jīng)過平面b時的速率是經(jīng)過d時的2倍答案AB12.(2017江蘇單科,4,3分)如圖所示,三塊平行放置的帶電金屬薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分別位于O、M、P點。由O點靜止釋放的電子恰好能運動到P點。現(xiàn)將C板向右平移到P點,則由O點靜止釋放的電子()A.運動到P點返回B.運動到P和P點之間返回C.運動到P點返回D.穿過P點答案A13.(2015課標(biāo),14,6分)如圖,兩平行的帶電金屬板水平放置。若在兩板中間a點從靜止釋放一帶電微粒,微粒恰好保持靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將兩板繞過a點的軸(垂直于紙面)逆時針旋轉(zhuǎn)45,再由a點從靜

11、止釋放一同樣的微粒,該微粒將()A.保持靜止?fàn)顟B(tài)B.向左上方做勻加速運動C.向正下方做勻加速運動D.向左下方做勻加速運動答案D14.(2017北京理綜,22,16分)如圖所示,長l=1m的輕質(zhì)細繩上端固定,下端連接一個可視為質(zhì)點的帶電小球,小球靜止在水平向右的勻強電場中,繩與豎直方向的夾角=37。已知小球所帶電荷量q=1.010-6C,勻強電場的場強E=3.0103N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8。求:(1)小球所受電場力F的大小。(2)小球的質(zhì)量m。(3)將電場撤去,小球回到最低點時速度v的大小。答案(1)3.010-3N(2)4.010-4kg(

12、3)2.0m/s15.(2014安徽理綜,22,14分)如圖所示,充電后的平行板電容器水平放置,電容為C,極板間距離為d,上極板正中有一小孔。質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從小孔正上方高h處由靜止開始下落,穿過小孔到達下極板處速度恰為零(空氣阻力忽略不計,極板間電場可視為勻強電場,重力加速度為g)。求:(1)小球到達小孔處的速度;(2)極板間電場強度大小和電容器所帶電荷量;(3)小球從開始下落運動到下極板處的時間。答案(1)2gh(2)mg(h+d)qdCmg(h+d)q(3)h+dh2hgB組提升題組1.(2015江蘇單科,8,4分)(多選)兩個相同的負電荷和一個正電荷附近的電場線分布如圖所示

13、。c是兩負電荷連線的中點,d點在正電荷的正上方,c、d到正電荷的距離相等,則()A.a點的電場強度比b點的大B.a點的電勢比b點的高C.c點的電場強度比d點的大D.c點的電勢比d點的低答案ACD2.(2016課標(biāo),15,6分)如圖,P是固定的點電荷,虛線是以P為圓心的兩個圓。帶電粒子Q在P的電場中運動,運動軌跡與兩圓在同一平面內(nèi),a、b、c為軌跡上的三個點。若Q僅受P的電場力作用,其在a、b、c點的加速度大小分別為aa、ab、ac,速度大小分別為va、vb、vc。則()A.aaabac,vavcvbB.aaabac,vbvcvaC.abacaa,vbvcvaD.abacaa,vavcvb答案D

14、3.(2017江蘇單科,8,4分)(多選)在x軸上有兩個點電荷q1、q2,其靜電場的電勢在x軸上分布如圖所示。下列說法正確的有()A.q1和q2帶有異種電荷B.x1處的電場強度為零C.負電荷從x1移到x2,電勢能減小D.負電荷從x1移到x2,受到的電場力增大答案AC4.(2014上海單科,19,3分)(多選)靜電場在x軸上的場強E隨x的變化關(guān)系如圖所示,x軸正向為場強正方向,帶正電的點電荷沿x軸運動,則點電荷()A.在x2和x4處電勢能相等B.由x1運動到x3的過程中電勢能增大C.由x1運動到x4的過程中電場力先增大后減小D.由x1運動到x4的過程中電場力先減小后增大答案BC5.(2017課標(biāo)

15、,21,6分)(多選)一勻強電場的方向平行于xOy平面,平面內(nèi)a、b、c三點的位置如圖所示,三點的電勢分別為10V、17V、26V。下列說法正確的是()A.電場強度的大小為2.5V/cmB.坐標(biāo)原點處的電勢為1VC.電子在a點的電勢能比在b點的低7eVD.電子從b點運動到c點,電場力做功為9eV答案ABD6.(2015四川理綜,6,6分)(多選)如圖所示,半圓槽光滑、絕緣、固定,圓心是O,最低點是P,直徑MN水平。a、b是兩個完全相同的帶正電小球(視為點電荷),b固定在M點,a從N點靜止釋放,沿半圓槽運動經(jīng)過P點到達某點Q(圖中未畫出)時速度為零。則小球a()A.從N到Q的過程中,重力與庫侖力

16、的合力先增大后減小B.從N到P的過程中,速率先增大后減小C.從N到Q的過程中,電勢能一直增加D.從P到Q的過程中,動能減少量小于電勢能增加量答案BC7.(2015山東理綜,20,6分)(多選)如圖甲,兩水平金屬板間距為d,板間電場強度的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時刻,質(zhì)量為m的帶電微粒以初速度v0沿中線射入兩板間,0T3時間內(nèi)微粒勻速運動,T時刻微粒恰好經(jīng)金屬板邊緣飛出。微粒運動過程中未與金屬板接觸。重力加速度的大小為g。關(guān)于微粒在0T時間內(nèi)運動的描述,正確的是()A.末速度大小為2v0B.末速度沿水平方向C.重力勢能減少了12mgdD.克服電場力做功為mgd答案BC8.(2015天津理綜,7

17、,6分)(多選)如圖所示,氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無初速地飄入電場線水平向右的加速電場E1,之后進入電場線豎直向下的勻強電場E2發(fā)生偏轉(zhuǎn),最后打在屏上。整個裝置處于真空中,不計粒子重力及其相互作用,那么()A.偏轉(zhuǎn)電場E2對三種粒子做功一樣多B.三種粒子打到屏上時的速度一樣大C.三種粒子運動到屏上所用時間相同D.三種粒子一定打到屏上的同一位置答案AD9.(2015課標(biāo),24,12分)如圖,一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子在勻強電場中運動,A、B為其運動軌跡上的兩點。已知該粒子在A點的速度大小為v0,方向與電場方向的夾角為60;它運動到B點時速度方向與電場方向的夾角為30。不計重力

18、。求A、B兩點間的電勢差。答案mv02q10.(2015四川理綜,10,17分)如圖所示,粗糙、絕緣的直軌道OB固定在水平桌面上,B端與桌面邊緣對齊,A是軌道上一點,過A點并垂直于軌道的豎直面右側(cè)有大小E=1.5106N/C,方向水平向右的勻強電場。帶負電的小物體P電荷量是2.010-6C,質(zhì)量m=0.25kg,與軌道間動摩擦因數(shù)=0.4。P從O點由靜止開始向右運動,經(jīng)過0.55s到達A點,到達B點時速度是5m/s,到達空間D點時速度與豎直方向的夾角為,且tan=1.2。P在整個運動過程中始終受到水平向右的某外力F作用,F大小與P的速率v的關(guān)系如表所示。P視為質(zhì)點,電荷量保持不變,忽略空氣阻力

19、,取g=10m/s2。求:v/(ms-1)0v22v5v5F/N263(1)小物體P從開始運動至速率為2m/s所用的時間;(2)小物體P從A運動至D的過程,電場力做的功。答案(1)0.5s(2)-9.25J11.(2016四川理綜,9,15分)中國科學(xué)院2015年10月宣布中國將在2020年開始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人類揭示物質(zhì)本源的關(guān)鍵設(shè)備,在放射治療、食品安全、材料科學(xué)等方面有廣泛應(yīng)用。如圖所示,某直線加速器由沿軸線分布的一系列金屬圓管(漂移管)組成,相鄰漂移管分別接在高頻脈沖電源的兩極。質(zhì)子從K點沿軸線進入加速器并依次向右穿過各漂移管,在漂移管內(nèi)做勻速直線運動,在漂移管間被

20、電場加速,加速電壓視為不變。設(shè)質(zhì)子進入漂移管B時速度為8106m/s,進入漂移管E時速度為1107m/s,電源頻率為1107Hz,漂移管間縫隙很小,質(zhì)子在每個管內(nèi)運動時間視為電源周期的1/2。質(zhì)子的比荷取1108C/kg。求:(1)漂移管B的長度;(2)相鄰漂移管間的加速電壓。答案(1)0.4m(2)6104V12.(2016北京理綜,23,18分)如圖所示,電子由靜止開始經(jīng)加速電場加速后,沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場,并從另一側(cè)射出。已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e,加速電場電壓為U0。偏轉(zhuǎn)電場可看做勻強電場,極板間電壓為U,極板長度為L,板間距為d。(1)忽略電子所受重力,求電子射入偏轉(zhuǎn)電場

21、時的初速度v0和從電場射出時沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離y。(2)分析物理量的數(shù)量級,是解決物理問題的常用方法。在解決(1)問時忽略了電子所受重力,請利用下列數(shù)據(jù)分析說明其原因。已知U=2.0102V,d=4.010-2m,m=9.110-31kg,e=1.610-19C,g=10m/s2。(3)極板間既有靜電場也有重力場。電勢反映了靜電場各點的能的性質(zhì),請寫出電勢的定義式。類比電勢的定義方法,在重力場中建立“重力勢”G的概念,并簡要說明電勢和“重力勢”的共同特點。答案(1)2eU0mUL24U0d(2)考慮電子所受重力和電場力的數(shù)量級,有重力G=mg10-29N電場力F=eUd10-15N由于F

22、G,因此不需要考慮電子所受重力。(3)電場中某點電勢定義為電荷在該點的電勢能Ep與其電荷量q的比值,即=Epq由于重力做功與路徑無關(guān),可以類比靜電場電勢的定義,將重力場中物體在某點的重力勢能EG與其質(zhì)量m的比值,叫做“重力勢”,即G=EGm。電勢和“重力勢”G都是反映場的能的性質(zhì)的物理量,僅由場自身的因素決定。13.(2018北京理綜,24,20分)(1)靜電場可以用電場線和等勢面形象描述。a.請根據(jù)電場強度的定義和庫侖定律推導(dǎo)出點電荷Q的場強表達式;b.點電荷的電場線和等勢面分布如圖所示,等勢面S1、S2到點電荷的距離分別為r1、r2。我們知道,電場線的疏密反映了空間區(qū)域電場強度的大小。請計

23、算S1、S2上單位面積通過的電場線條數(shù)之比N1/N2。(2)觀測宇宙中輻射電磁波的天體,距離越遠單位面積接收的電磁波功率越小,觀測越困難。為了收集足夠強的來自天體的電磁波,增大望遠鏡口徑是提高天文觀測能力的一條重要途徑。2016年9月25日,世界上最大的單口徑球面射電望遠鏡FAST在我國貴州落成啟用,被譽為“中國天眼”。FAST直徑為500m,有效提高了人類觀測宇宙的精度和范圍。a.設(shè)直徑為100m的望遠鏡能夠接收到的來自某天體的電磁波功率為P1,計算FAST能夠接收到的來自該天體的電磁波功率P2;b.在宇宙大尺度上,天體的空間分布是均勻的。僅以輻射功率為P的同類天體為觀測對象,設(shè)直徑為100

24、m望遠鏡能夠觀測到的此類天體數(shù)目是N0,計算FAST能夠觀測到的此類天體數(shù)目N。答案(1)a.在距Q為r的位置放一電荷量為q的檢驗電荷。根據(jù)庫侖定律檢驗電荷受到的電場力F=kQqr2根據(jù)電場強度的定義E=Fq得E=kQr2b.穿過兩等勢面單位面積上的電場線條數(shù)之比N1N2=E1E2=r22r12(2)a.地球上不同望遠鏡觀測同一天體,單位面積上接收的功率應(yīng)該相同,因此P2=50021002P1=25P1b.在宇宙大尺度上,天體的空間分布是均勻的。因此,一個望遠鏡能觀測到的此類天體數(shù)目正比于以望遠鏡為球心、以最遠觀測距離為半徑的球體體積。設(shè)地面上望遠鏡能觀測到此類天體需收集到的電磁波的總功率的最

25、小值為P0,直徑為100m望遠鏡和FAST能觀測到的最遠距離分別為L0和L,則P0=50022P4L2=10022P4L02可得L=5L0則N=L3L03N0=125N0C組教師專用題組1.(2013江蘇單科,3,3分)下列選項中的各14圓環(huán)大小相同,所帶電荷量已在圖中標(biāo)出,且電荷均勻分布,各14圓環(huán)間彼此絕緣。坐標(biāo)原點O處電場強度最大的是()答案B2.(2013山東理綜,19,5分)(多選)如圖所示,在x軸上相距為L的兩點固定兩個等量異種點電荷+Q、-Q,虛線是以+Q所在點為圓心、L2為半徑的圓,a、b、c、d是圓上的四個點,其中a、c兩點在x軸上,b、d兩點關(guān)于x軸對稱。下列判斷正確的是(

26、)A.b、d兩點處的電勢相同B.四個點中c點處的電勢最低C.b、d兩點處的電場強度相同D.將一檢驗電荷+q沿圓周由a點移至c點,+q的電勢能減小答案ABD3.(2013江蘇單科,6,4分)(多選)將一電荷量為+Q的小球放在不帶電的金屬球附近,所形成的電場線分布如圖所示,金屬球表面的電勢處處相等。a、b為電場中的兩點,則()A.a點的電場強度比b點的大B.a點的電勢比b點的高C.檢驗電荷-q在a點的電勢能比在b點的大D.將檢驗電荷-q從a點移到b點的過程中,電場力做負功答案ABD4.(2013上海單科,10,3分)兩異種點電荷電場中的部分等勢面如圖所示,已知A點電勢高于B點電勢。若位于a、b處點

27、電荷的電荷量大小分別為qa和qb,則()A.a處為正電荷,qaqbC.a處為負電荷,qaqb答案B5.(2016課標(biāo),20,6分)(多選)如圖,一帶負電荷的油滴在勻強電場中運動,其軌跡在豎直面(紙面)內(nèi),且相對于過軌跡最低點P的豎直線對稱。忽略空氣阻力。由此可知()A.Q點的電勢比P點高B.油滴在Q點的動能比它在P點的大C.油滴在Q點的電勢能比它在P點的大D.油滴在Q點的加速度大小比它在P點的小答案AB6.(2013安徽理綜,20,6分)如圖所示,xOy平面是無窮大導(dǎo)體的表面,該導(dǎo)體充滿z0的空間為真空。將電荷量為q的點電荷置于z軸上z=h處,則在xOy平面上會產(chǎn)生感應(yīng)電荷?？臻g任意一點處的電

28、場皆是由點電荷q和導(dǎo)體表面上的感應(yīng)電荷共同激發(fā)的。已知靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零,則在z軸上z=h2處的場強大小為(k為靜電力常量)()A.k4qh2B.k4q9h2C.k32q9h2D.k40q9h2答案D7.(2013課標(biāo),15,6分)如圖,一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個點,a和b、b和c、c和d間的距離均為R,在a點處有一電荷量為q(q0)的固定點電荷。已知b點處的場強為零,則d點處場強的大小為(k為靜電力常量)()A.k3qR2B.k10q9R2C.kQ+qR2D.k9Q+q9R2答案B8.(2014安徽理綜,17,6分

29、)一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用,做初速度為零的直線運動。取該直線為x軸,起始點O為坐標(biāo)原點,其電勢能Ep與位移x的關(guān)系如圖所示。下列圖像中合理的是()答案D9.(2014江蘇單科,4,3分)如圖所示,一圓環(huán)上均勻分布著正電荷,x軸垂直于環(huán)面且過圓心O。下列關(guān)于x軸上的電場強度和電勢的說法中正確的是()A.O點的電場強度為零,電勢最低B.O點的電場強度為零,電勢最高C.從O點沿x軸正方向,電場強度減小,電勢升高D.從O點沿x軸正方向,電場強度增大,電勢降低答案B10.(2016天津理綜,4,6分)如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計相連,靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地。在兩極

30、板間有一固定在P點的點電荷,以E表示兩板間的電場強度,Ep表示點電荷在P點的電勢能,表示靜電計指針的偏角。若保持下極板不動,將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置,則()A.增大,E增大B.增大,Ep不變C.減小,Ep增大D.減小,E不變答案D11.(2013課標(biāo),16,6分)一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d,極板分別與電池兩極相連,上極板中心有一小孔(小孔對電場的影響可忽略不計)。小孔正上方d2處的P點有一帶電粒子,該粒子從靜止開始下落,經(jīng)過小孔進入電容器,并在下極板處(未與極板接觸)返回。若將下極板向上平移d3,則從P點開始下落的相同粒子將()A.打到下極板上B.在下極板處返回C

31、.在距上極板d2處返回D.在距上極板25d處返回答案D12.(2013廣東理綜,15,4分)噴墨打印機的簡化模型如圖所示。重力可忽略的墨汁微滴,經(jīng)帶電室?guī)ж撾姾?以速度v垂直勻強電場飛入極板間,最終打在紙上。則微滴在極板間電場中()A.向負極板偏轉(zhuǎn)B.電勢能逐漸增大C.運動軌跡是拋物線D.運動軌跡與帶電荷量無關(guān)答案C13.(2013浙江理綜,24,20分)“電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測板組成。偏轉(zhuǎn)器是由兩個相互絕緣、半徑分別為RA和RB的同心金屬半球面A和B構(gòu)成,A、B為電勢值不等的等勢面,其過球心的截面如圖所示。一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動能從偏轉(zhuǎn)器左端M板

32、正中間小孔垂直入射,進入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域,最后到達偏轉(zhuǎn)器右端的探測板N,其中動能為Ek0的電子沿等勢面C做勻速圓周運動到達N板的正中間。忽略電場的邊緣效應(yīng)。(1)判斷半球面A、B的電勢高低,并說明理由;(2)求等勢面C所在處電場強度E的大小;(3)若半球面A、B和等勢面C的電勢分別為A、B和C,則到達N板左、右邊緣處的電子,經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場前、后的動能改變量Ek左和Ek右分別為多少?(4)比較|Ek左|與|Ek右|的大小,并說明理由。答案(1)B板電勢高于A板,理由見解析(1)電子(帶負電)做圓周運動,電場力方向指向球心,電場方向從B指向A,B板電勢高于A板。(2)4Ek0e(RA+RB)(3)Ek左

33、為e(B-C)Ek右為e(A-C)(4)根據(jù)電場線特點,等勢面B與C之間的電場強度大于C與A之間的電場強度,考慮到等勢面間距相等,有|B-C|A-C|即|Ek左|Ek右|14.(2013課標(biāo),24,14分)如圖,勻強電場中有一半徑為r的光滑絕緣圓軌道,軌道平面與電場方向平行。a、b為軌道直徑的兩端,該直徑與電場方向平行。一電荷量為q(q0)的質(zhì)點沿軌道內(nèi)側(cè)運動,經(jīng)過a點和b點時對軌道壓力的大小分別為Na和Nb。不計重力,求電場強度的大小E、質(zhì)點經(jīng)過a點和b點時的動能。答案質(zhì)點所受電場力的大小為f=qE設(shè)質(zhì)點質(zhì)量為m,經(jīng)過a點和b點時的速度大小分別為va和vb,由牛頓第二定律有f+Na=mva2

34、rNb-f=mvb2r設(shè)質(zhì)點經(jīng)過a點和b點時的動能分別為Eka和Ekb,有Eka=12mva2Ekb=12mvb2根據(jù)動能定理有Ekb-Eka=2rf聯(lián)立式得E=16q(Nb-Na)Eka=r12(Nb+5Na)Ekb=r12(5Nb+Na)【三年模擬】時間:45分鐘分值:100分一、選擇題(本題6分,共72分)1.(2019屆人大附中高三12月月考,13)如圖所示,有向直線為某點電荷電場中的一條電場線,其上兩點a、b相距為d,電勢差為U,a點的場強大小為E,把電荷量為q的檢驗電荷從a點移到b點,電場力做功為W,該檢驗電荷在b點所受的電場力大小為F,下列關(guān)系式一定正確的是()A.E=FqB.W

35、=qUC.E=kqd2D.U=Ed答案B2.(2019屆清華附中高三11月月考,1)關(guān)于靜電場的電場線,下列說法正確的是()A.電場強度較大的地方電場線一定較疏B.沿電場線方向,電場強度一定越來越小C.沿電場線方向,電勢一定越來越低D.電場線一定是帶電粒子在電場中運動的軌跡答案C3.(2017朝陽期末,6)在某靜電場中把一個帶電荷量為+q的檢驗電荷從電場中的A點移到無限遠處時,電場力做功為W,則檢驗電荷在A點的電勢能EpA以及電場中A點的電勢A分別為()A.EpA=W,A=WqB.EpA=W,A=-WqC.EpA=-W,A=WqD.EpA=-W,A=-Wq答案A4.(2019屆人大附中高三12

36、月月考,16)類比是一種常用的研究方法。如圖所示,O為橢圓ABCD的左焦點,在O點固定一個正電荷,某電子P正好沿橢圓ABCD運動,該種運動與太陽系內(nèi)行星的運動規(guī)律類似。下列說法中正確的是()A.電子在A點的線速度小于C點的線速度B.電子在A點的加速度小于C點的加速度C.電子由A運動到C的過程中電場力做正功,電勢能增大D.若有另外一個電子Q繞O點以O(shè)C為半徑做勻速圓周運動(Q的運動軌跡在圖中并沒有畫出),不計P、Q之間的作用力,則P、Q分別運動到C點時速度大小關(guān)系為vP,則造成的原因是()A.m1m2C.q1q2答案A9.(2018豐臺二模,19)電流和電壓傳感器可以測量電流和電壓,傳感器與計算機相連,對采集的數(shù)據(jù)進行處理,并擬合出相應(yīng)的函數(shù)圖像。如圖所示,把原來不帶電的電容器接入電路,閉合開關(guān)后,下列圖像中能夠正確反映充電過程中電荷量與電壓、電流與時間關(guān)系的是()答案A10.(2018石景山一模,20)如圖所示,直徑為L的光滑絕緣半圓環(huán)固定在豎直面內(nèi),電荷量為q1、q2的兩個正點電荷分別置于半圓環(huán)的兩個端點A、B處,半圓環(huán)上