2019年高考物理 真題同步分類解析 專題05 電場(chǎng)（含解析）

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1、專題5 電場(chǎng) 1.2019全國1卷15如圖，空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)帶電小球P和Q用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下，兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直，則（ ）AP和Q都帶正電荷 BP和Q都帶負(fù)電荷CP帶正電荷，Q帶負(fù)電荷DP帶負(fù)電荷，Q帶正電荷【答案】D 【解析】當(dāng)P帶負(fù)電荷，Q帶正電荷，P受Q庫侖力向右，受電場(chǎng)力向左，方向相反；Q 受P庫侖力向左，受電場(chǎng)力向右，方向相反；可以平衡。同樣方法判斷，其他不可以平衡。2. 全國2卷20靜電場(chǎng)中，一帶電粒子僅在電場(chǎng)力的作用下自M點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，N為粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上的另外一點(diǎn)，則（ ）A運(yùn)動(dòng)過程中，粒子的速度大小可能先增大后減小B.在M、N兩點(diǎn)

2、間，粒子的軌跡一定與某條電場(chǎng)線重合C.粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能不低于其在N點(diǎn)的電勢(shì)能D.粒子在N點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向一定與粒子軌跡在該點(diǎn)的切線平行【答案】AC【解析】電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能減少，C正確。粒子在N點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向一定與粒子軌跡在該點(diǎn)的切線垂直，D錯(cuò)誤。3.全國2卷24.（12分）如圖，兩金屬板P、Q水平放置，間距為d。兩金屬板正中間有一水平放置的金屬網(wǎng)G，PQG的尺寸相同。G接地，PQ的電勢(shì)均為（0）。質(zhì)量為m，電荷量為q（q0）的粒子自G的左端上方距離G為h的位置，以速度v0平行于紙面水平射入電場(chǎng)，重力忽略不計(jì)。（1）求粒子第一次穿過G時(shí)的動(dòng)能，以及她從射入電場(chǎng)至此時(shí)在水平方向上的位移大

3、?。唬?）若粒子恰好從G的下方距離G也為h的位置離開電場(chǎng)，則金屬板的長度最短應(yīng)為多少？【解析】（1）PG、QG間場(chǎng)強(qiáng)大小相等，均為E，粒子在PG間所受電場(chǎng)力F的方向豎直向下，設(shè)粒子的加速度大小為a，有 F=qE=ma設(shè)粒子第一次到達(dá)G時(shí)動(dòng)能為Ek，由動(dòng)能定理有設(shè)粒子第一次到達(dá)G時(shí)所用時(shí)間為t，粒子在水平方向的位移為l，則有l(wèi)=v0t聯(lián)立式解得（2）設(shè)粒子穿過G一次就從電場(chǎng)的右側(cè)飛出，則金屬板的長度最短，由對(duì)稱性知，此時(shí)金屬板的長度L為4. 全國3卷21如圖，電荷量分別為q和q（q0）的點(diǎn)電荷固定在正方體的兩個(gè)頂點(diǎn)上，a、b是正方體的另外兩個(gè)頂點(diǎn)。則（ ） 原題圖 解題圖1 解題圖2Aa點(diǎn)和b點(diǎn)

4、的電勢(shì)相等Ba點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等Ca點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同D將負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電勢(shì)能增加【答案】BC【解析】在原題圖的基礎(chǔ)上畫解題圖1，O點(diǎn)是QQ的中點(diǎn)，A、B分別是a、b向QQ作垂線的垂足，此圖說明a、b是關(guān)于O點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)。解題圖2是兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線，從解題圖2可以看出，a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同（電場(chǎng)線的切線），所以B、C正確。5. 全國3卷24.（12分）空間存在一方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，O、P是電場(chǎng)中的兩點(diǎn)。從O點(diǎn)沿水平方向以不同速度先后發(fā)射兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B。A不帶電，B的電荷量為q（q0）。A從O點(diǎn)發(fā)射時(shí)的速度大小為

5、v0，到達(dá)P點(diǎn)所用時(shí)間為t；B從O點(diǎn)到達(dá)P點(diǎn)所用時(shí)間為 。重力加速度為g，求（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。唬?）B運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能?！敬鸢浮浚?）設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，小球B運(yùn)動(dòng)的加速度為a。根據(jù)牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和題給條件，有mg+qE=ma解得（2）設(shè)B從O點(diǎn)發(fā)射時(shí)的速度為v1，到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為Ek，O、P兩點(diǎn)的高度差為h，根據(jù)動(dòng)能定理有且有聯(lián)立式得6. 北京卷17如圖所示，a、b兩點(diǎn)位于以負(fù)點(diǎn)電荷Q（Q0）為球心的球面上，c點(diǎn)在球面外，則（ ）Aa點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小比b點(diǎn)大 Bb點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小比c點(diǎn)小Ca點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)高 Db點(diǎn)電勢(shì)比c點(diǎn)低【答案】D 【解析】根據(jù)E=，a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小等于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，A錯(cuò)

6、誤；b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小比c點(diǎn)大，B錯(cuò)誤；。a點(diǎn)電勢(shì)與b點(diǎn)相等，C錯(cuò)誤；b點(diǎn)比c點(diǎn)離-q近，所以b點(diǎn)電勢(shì)比c點(diǎn)低，D正確。7.北京卷23（18分）電容器作為儲(chǔ)能器件，在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。對(duì)給定電容值為C的電容器充電，無論采用何種充電方式，其兩極間的電勢(shì)差u隨電荷量q的變化圖像都相同。（1）請(qǐng)?jiān)趫D1中畫出上述uq圖像。類比直線運(yùn)動(dòng)中由vt圖像求位移的方法，求兩極間電壓為U時(shí)電容器所儲(chǔ)存的電能Ep。（2）在如圖2所示的充電電路中，R表示電阻，E表示電源（忽略內(nèi)阻）。通過改變電路中元件的參數(shù)對(duì)同一電容器進(jìn)行兩次充電，對(duì)應(yīng)的qt曲線如圖3中所示。a兩條曲線不同是_（選填E或R）的改變?cè)斐傻?；b電容器有

7、時(shí)需要快速充電，有時(shí)需要均勻充電。依據(jù)a中的結(jié)論，說明實(shí)現(xiàn)這兩種充電方式的途徑。（3）設(shè)想使用理想的“恒流源”替換（2）中電源對(duì)電容器充電，可實(shí)現(xiàn)電容器電荷量隨時(shí)間均勻增加。請(qǐng)思考使用“恒流源”和（2）中電源對(duì)電容器的充電過程，填寫下表（選填“增大”、“減小”或“不變”）?！昂懔髟础保?）中電源電源兩端電壓通過電源的電流【答案】（1）uq圖線如答圖1；電壓為U時(shí)，電容器帶電Q，圖線和橫軸圍成的面積為所儲(chǔ)存的電能Ep故（2）aRb減小電阻R，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電容器更快速充電；增大電阻R，可以實(shí)現(xiàn)更均勻充電。（3）“恒流源”（2）中電源電源兩端電壓增大不變通過電源的電流不變減小8. 天津卷3.如圖所示，

8、在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，質(zhì)量為的帶電小球，以初速度從點(diǎn)豎直向上運(yùn)動(dòng)，通過點(diǎn)時(shí)，速度大小為，方向與電場(chǎng)方向相反，則小球從運(yùn)動(dòng)到的過程（ ）A.動(dòng)能增加B.機(jī)械能增加C.重力勢(shì)能增加D.電勢(shì)能增加【答案】B 【解析】動(dòng)能增加，A錯(cuò)誤；機(jī)械能增加，B正確；重力勢(shì)能增加，C錯(cuò)誤；電勢(shì)能增加，即減小，D錯(cuò)誤。9.天津卷12.（20分）2018年，人類歷史上第一架由離子引擎推動(dòng)的飛機(jī)誕生，這種引擎不需要燃料，也無污染物排放。引擎獲得推力的原理如圖所示，進(jìn)入電離室的氣體被電離成正離子，而后飄入電極、之間的勻強(qiáng)電場(chǎng)（初速度忽略不計(jì)），、間電壓為，使正離子加速形成離子束，在加速過程中引擎獲得恒定的推力。單位時(shí)間

9、內(nèi)飄入的正離子數(shù)目為定值，離子質(zhì)量為，電荷量為，期中是正整數(shù)，是元電荷。（1）若引擎獲得的推力為，求單位時(shí)間內(nèi)飄入、間的正離子數(shù)目為多少；（2）加速正離子束所消耗的功率不同時(shí)，引擎獲得的推力也不同，試推導(dǎo)的表達(dá)式；（3）為提高能量的轉(zhuǎn)換效率，要使盡量大，請(qǐng)?zhí)岢鲈鎏斓娜龡l建議?！窘馕觥?（1）設(shè)正離子經(jīng)過電極時(shí)的速度為，根據(jù)動(dòng)能定理，有設(shè)正離子束所受的電場(chǎng)力為，根據(jù)牛頓第三定律，有設(shè)引擎在時(shí)間內(nèi)飄入電極間的正離子個(gè)數(shù)為，由牛頓第二定律，有聯(lián)立式，且得（2）設(shè)正離子束所受的電場(chǎng)力為，由正離子束在電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有考慮到牛頓第三定律得到，聯(lián)立式得（3）為使盡量大，分析式得到三條建議：用質(zhì)量大

10、的離子；用帶電量少的離子；減小加速電壓。10. 江蘇卷5一勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向豎直向上，t=0時(shí)刻，一帶電粒子以一定初速度水平射入該電場(chǎng)，電場(chǎng)力對(duì)粒子做功的功率為P，不計(jì)粒子重力，則P-t關(guān)系圖象是（ ）【答案】A【解析】,且P0=0，A正確?！疽族e(cuò)點(diǎn)】,選D11.江蘇卷9如圖所示，ABC為等邊三角形，電荷量為+q的點(diǎn)電荷固定在A點(diǎn)先將一電荷量也為+q的點(diǎn)電荷Q1從無窮遠(yuǎn)處（電勢(shì)為0）移到C點(diǎn)，此過程中，電場(chǎng)力做功為-W再將Q1從C點(diǎn)沿CB移到B點(diǎn)并固定最后將一電荷量為-2q的點(diǎn)電荷Q2從無窮遠(yuǎn)處移到C點(diǎn)下列說法正確的有（ ）（A）Q1移入之前，C點(diǎn)的電勢(shì)為（B）Q1從C點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程中，所受電場(chǎng)力做的功為0（C）Q2從無窮遠(yuǎn)處移到C點(diǎn)的過程中，所受電場(chǎng)力做的功為2W（D）Q2在移到C點(diǎn)后的電勢(shì)能為-4W【答案】ABD【解析】逐項(xiàng)研究（A）根據(jù)電勢(shì)的定義，正確；（B）因?yàn)镃和B為等勢(shì)點(diǎn)，根據(jù)，正確；（C）因?yàn)橛袃蓚€(gè)電荷并且對(duì)稱，所以C點(diǎn)的電勢(shì)為，所以，Q2從無窮遠(yuǎn)處移到C點(diǎn)的過程中，所受電場(chǎng)力做的功為W=-，C錯(cuò)誤；（D）Q2在移到C點(diǎn)后的電勢(shì)能為，D正確。 9