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文檔簡介
五年(2021-2025)高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題08靜電場考點五年考情(2021-2025)命題趨勢考點1電場力的性質(zhì)2024、2022、2021近五年“靜電場”模塊考查展現(xiàn)出基礎(chǔ)性與應(yīng)用性并重的特點?!半妶隽Φ男再|(zhì)”與“電場能的性質(zhì)”作為靜電學(xué)兩大基石,考查頻次較高且常緊密關(guān)聯(lián),凸顯對電場基本屬性深度理解的重視;“帶電粒子在電場中的運動”和“電容器與電容”是重要的應(yīng)用型考點,在2025年同時考查,顯示其結(jié)合命題的潛力。命題情境緊密融合現(xiàn)代科技前沿和國家重大工程。核心考查對基本概念和規(guī)律的辨析能力、利用圖像(如E-x、φ-x圖)分析場分布的能力、以及對粒子運動軌跡與能量轉(zhuǎn)化的定性分析,計算多為基礎(chǔ)公式應(yīng)用。未來趨勢預(yù)計將延續(xù)對電場基本性質(zhì)的核心考查,情境設(shè)計趨向更復(fù)雜和前沿,強(qiáng)化對電場線/等勢面分布的空間想象能力及圖像信息提取能力;“帶電粒子在電場中的運動”考查可能更注重與能量觀點的結(jié)合,并深化對電容器動態(tài)過程的微觀解釋和定性推理,要求考生在具體科技情境中建立清晰的物理圖景,靈活運用核心概念解決實際問題。考點2電場能的性質(zhì)2022、2021考點3電容器與電容2025、2021考點4帶電粒子在電場中的運動2025、2022考點01電場力的性質(zhì)1.(2024·江蘇·高考)在靜電場中的A、B兩點放置試探電荷,其受到的靜電力F與試探電荷的電荷量q的關(guān)系,分別如圖中直線a、b所示。A、B兩點的電場強(qiáng)度之比為()A.1:1 B.2:1 C.3:1 D.4:1【答案】D【詳析】設(shè)F-q圖像的橫坐標(biāo)單位長度電荷量為q0,縱坐標(biāo)單位長度的力大小為F0根據(jù)E=Fq,可知F-q圖像斜率表示電場強(qiáng)度,由圖可知Ea故選D??键c02電場能的性質(zhì)2.(2022·江蘇·高考)如圖所示,正方形ABCD四個頂點各固定一個帶正電的點電荷,電荷量相等,O是正方形的中心?,F(xiàn)將A點的電荷沿OA的延長線向無窮遠(yuǎn)處移動,則()A.在移動過程中,O點電場強(qiáng)度變小B.在移動過程中,C點的電荷所受靜電力變大C.在移動過程中,移動的電荷所受靜電力做負(fù)功D.當(dāng)其移動到無窮遠(yuǎn)處時,O點的電勢高于A點【答案】D【詳析】A.O是等量同種電荷連線的中點,場強(qiáng)為0,將A處的正點電荷沿OA方向移至無窮遠(yuǎn)處,O點電場強(qiáng)度變大,故A不符合題意;B.移動過程中,C點場強(qiáng)變小,正電荷所受靜電力變小,故B錯誤;C.A點電場方向沿OA方向,移動過程中,移動電荷所受靜電力做正功,故C錯誤;D.A點電場方向沿OA方向,沿電場線方向電勢降低,移動到無窮遠(yuǎn)處時,O點的電勢高于A點電勢,故D正確。故選D。3.(2021·江蘇·高考)一球面均勻帶有正電荷,球內(nèi)的電場強(qiáng)度處處為零,如圖所示,O為球心,A、B為直徑上的兩點,OA=OB,現(xiàn)垂直于AB將球面均分為左右兩部分,C為截面上的一點,移去左半球面,右半球面所帶電荷仍均勻分布,則()A.O、C兩點電勢相等B.A點的電場強(qiáng)度大于B點C.沿直線從A到B電勢先升高后降低D.沿直線從A到B電場強(qiáng)度逐漸增大【答案】A【詳析】A.由于球殼內(nèi)部的場強(qiáng)為零,補(bǔ)全以后可知在左右側(cè)球殼在C點的合場強(qiáng)為零,因左右球殼的場強(qiáng)具有對稱性,要想合場強(qiáng)為零只能是兩部分球殼在C點的場強(qiáng)都是水平方向,則可以知道右側(cè)球殼在C點的合場強(qiáng)水平向左,同理OC上其他點的場強(qiáng)都是水平向左,因此OC是等勢線,故A正確;BD.將題中半球殼補(bǔ)成一個完整的球殼,且?guī)щ娋鶆颍O(shè)左、右半球在A點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小分別為E1和E2;由題知,均勻帶電球殼內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零,則知E1=E2,根據(jù)對稱性,左右半球在B點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小分別為E2和E1,且,E1=E2,在圖示電場中,A的電場強(qiáng)度大小為E2,方向向左,B的電場強(qiáng)度大小為E1,方向向左,所以A點的電場強(qiáng)度與B點的電場強(qiáng)度相同,沿直線從A到B電場強(qiáng)度不可能逐漸增大,故BD錯誤;C.根據(jù)電場的疊加原理可知,在AB連線上電場線方向向左,沿著電場線方向電勢逐漸降低,則沿直線從A到B電勢升高,故C錯誤;故選A??键c03電容器與電容4.(2025·江蘇·高考)如圖所示,平行金屬板與電源連接。一點電荷由a點移動到b點的過程中,電場力做功為W?,F(xiàn)將上、下兩板分別向上、向下移動,使兩板間距離增大為原來的2倍,再將該電荷由a移動到b的過程中,電場力做功為(
)A.W2 B.W C.2W D.【答案】A【詳析】根據(jù)題意可知,電容器與電源保持連接,電容器兩端電壓不變,現(xiàn)將電容器兩極板間距增大至原來的兩倍,由公式E=Ud可知,極板間電場強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?2,則有W=Eqd可知,再把電荷由a移至b,則電場力做功變?yōu)樵瓉淼?故選A。5.(2021·江蘇·高考)有研究發(fā)現(xiàn),某神經(jīng)細(xì)胞傳遞信號時,離子從細(xì)胞膜一側(cè)流到另一側(cè)形成跨膜電流,若將該細(xì)胞膜視為1×10-8F的電容器,在2ms內(nèi)細(xì)胞膜兩側(cè)的電勢差從-70A.1.5×10-7A B.2×10-7A【答案】D【詳析】根據(jù)Q=CU,可知?Q=C?U=10-8×(30+70)×10-3C=10-9C,則該過程中跨膜電流的平均值為I=故選D。考點04帶電粒子在電場中的運動6.(2022·江蘇·高考)某裝置用電場控制帶電粒子運動,工作原理如圖所示,矩形ABCD區(qū)域內(nèi)存在多層緊鄰的勻強(qiáng)電場,每層的高度均為d,電場強(qiáng)度大小均為E,方向沿豎直方向交替變化,AB邊長為12d,BC邊長為8d,質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子流從裝置左端中點射入電場,粒子初動能為Ek,入射角為θ(1)當(dāng)θ=θ0時,若粒子能從CD邊射出,求該粒子通過電場的時間(2)當(dāng)Ek=4qEd時,若粒子從CD邊射出電場時與軸線OO'的距離小于(3)當(dāng)Ek=83qEd,粒子在θ為-【答案】(1)t=8dcosθ0?m2Ek;(【詳析】(1)電場方向豎直向上,粒子所受電場力在豎直方向上,粒子在水平方向上做勻速直線運動,速度分解如圖所示粒子在水平方向的速度為v根據(jù)Ekv=解得t=(2)粒子進(jìn)入電場時的初動能E粒子進(jìn)入電場沿電場方向做減速運動,由牛頓第二定律可得qE=ma粒子從CD邊射出電場時與軸線OO'的距離小于2ad>解得-所以入射角的范圍為-30°(3)設(shè)粒子入射角為θ'時,粒子恰好從D點射出,由于粒子進(jìn)入電場時,在水平方向做勻速直線運動,在豎直方向反復(fù)做加速相同的減速運動,加速運動。粒子的速度v'=運動時間為t粒子在沿電場方向,反復(fù)做加速度大小相同的減速運動,加速運動,則-2ad=2ad=-2ad=2ad=-2ad=2ad=則vv則粒子在分層電場中運動時間相等,設(shè)為t0t且d=v'代入數(shù)據(jù)化簡可得6即tan解得tanθ'=解得θ'則從CD邊出射的粒子與入射粒子的數(shù)量之比N:1.(2025·江蘇·模擬六)如圖所示,MN是一半圓形絕緣線,O點為圓心,P為絕緣線所在圓上一點,且OP垂直于MN,等量異種電荷分別均勻分布在絕緣線上、下14A.O點處和P點處的電場強(qiáng)度大小相等,方向相同B.O點處電勢大于和P點處的電勢C.將一正點電荷沿直線從O移動到P,電勢能增加D.將一正點電荷沿直線從O移動到P,電場力始終不做功【答案】D【詳析】分別畫出正、負(fù)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的方向如圖由圖可知,O點與P點的合場強(qiáng)的方向都向下,同理可知,在OP的連線上,各點的合場強(qiáng)的方向均向下;A.O點到兩處電荷的距離比較小,所以兩處電荷在O點產(chǎn)生的場強(qiáng)都大于在P處產(chǎn)生的場強(qiáng),而且在O點出兩處電荷的場強(qiáng)之間的夾角比較小,所以O(shè)點的合場強(qiáng)一定大于P點的合場強(qiáng),故A錯誤;B.根據(jù)對稱性可知OP連線是一條等勢線,故B錯誤;CD.由于OP連線是一條等勢線,將一正試探電荷沿直線從O移動到P,電場力始終不做功,電勢能不變,故C錯誤,D正確;故選D。2.(2025·江蘇南京·二模)如圖,在一點電荷?Q附近有一不帶電的球形導(dǎo)體處于靜電平衡,其電勢為φ1;現(xiàn)把球形導(dǎo)體左側(cè)接地,達(dá)到靜電平衡時斷開接地并移走?Q后,其電勢為φ2;下列說法正確的是()A.接地時電子從大地沿導(dǎo)線向?qū)w移動B.接地達(dá)到靜電平衡后,導(dǎo)體左側(cè)半球不帶電C.接地達(dá)到靜電平衡后,導(dǎo)體左側(cè)半球電荷量不變D.φ1<φ2【答案】D【詳析】A.導(dǎo)體處在負(fù)電荷的電場中,則電勢低于大地的電勢,則接地時電子從導(dǎo)體沿導(dǎo)線向大地移動,選項A錯誤;BC.接地達(dá)到靜電平衡后,導(dǎo)體所帶電荷重新分配,導(dǎo)體左側(cè)半球帶正電,左側(cè)半球電荷量發(fā)生改變,選項BC錯誤;D.開始時導(dǎo)體處在負(fù)電荷的電場中,則電勢低于大地的電勢,φ1<0;斷開開關(guān)并移走-Q后,導(dǎo)體球重新達(dá)到靜電平衡,但是帶正電,電勢φ2>0,可知φ1<φ2,選項D正確。故選D。3.(2025·江蘇揚州中學(xué)·二模)兩個不規(guī)則帶電導(dǎo)體間的電場線分布如圖所示,已知導(dǎo)體附近的電場線均與導(dǎo)體表面垂直,a、b、c、d為電場中幾個點,并且a、d為緊靠導(dǎo)體表面的兩點,以無窮遠(yuǎn)為零電勢點,則()A.場強(qiáng)大小關(guān)系有EB.電勢大小關(guān)系有φC.將一負(fù)電荷放在d點時其電勢能為負(fù)值D.將一正電荷由a點移到d點的過程中電場力做負(fù)功【答案】B【詳析】A.電場線越密的地方,電場強(qiáng)度越大,由圖可知c點的電場線比b點的更密,所以有Ec>EB.沿著電場線,電勢逐漸降低,b點所處的電場線位于右側(cè)導(dǎo)體的前面,即b點的電勢比右側(cè)的導(dǎo)體高,而d點緊靠右側(cè)導(dǎo)體的表面,電勢與導(dǎo)體的電勢幾乎相等,故b點電勢高于d點的電勢,故B正確;C.d點處電勢為負(fù)值,根據(jù)Ep=qφ可知負(fù)電荷放在d點時其電勢能為正值,故D.從圖中可以看出,a點的電勢高于b點的電勢,而b點的電勢又高于d點的電勢,所以a點的電勢高于d點的電勢;正電荷在電勢高處電勢能大,在電勢低處電勢能小,故正檢驗電荷從a點移到d點的過程中,電勢能減小,則電場力做正功,故D錯誤。故選B。4.(2025·江蘇泰州姜堰區(qū)·二模)如圖所示,兩等量同種正電荷Q分別放置在橢圓的焦點A、B兩點,O點為橢圓中心,P、S是橢圓長軸的端點,取無窮遠(yuǎn)處電勢為零,則()A.O點的電勢高于M點和N點的電勢B.O點電場強(qiáng)度為零,電勢也為零C.橢圓上M、N兩點電場強(qiáng)度相同D.將一電子從P點移到S點,電場力一直做正功【答案】A【詳析】A.根據(jù)等量同種電荷的電場線分布可知在中垂線上電場線的方向分別是OM和ON方向,根據(jù)沿著電場線方向,電勢逐漸降低,可知O點的電勢高于M點和N點的電勢,故A正確;B.根據(jù)等量同種正點電荷的電場分布規(guī)律,可知O點電場強(qiáng)度為零,根據(jù)等量同種正點電荷的電勢分布規(guī)律,可知O點電勢大于零,故B錯誤;C.由等量同種點電荷的電場分布特點及題圖中的對稱關(guān)系易知,M、N兩點場強(qiáng)大小相等,方向相反,故C錯誤;D.等量同種正點電荷的電場線與等勢線分布規(guī)律如圖所示根據(jù)等勢線分布規(guī)律可知,P點與S點電勢相等,將一電子從P點移到S點過程中,電勢可能一直不變,也可能先升高后降低或先降低或升高,對應(yīng)電場力一直不做功、先做正功后做負(fù)功、先做負(fù)功后做正功,故D錯誤。故選A。5.(2025·江蘇·調(diào)研)如圖所示,垂直于水平桌面固定一根絕緣光滑細(xì)直桿,帶有同種電荷的絕緣小球甲和乙穿過直桿,電荷量分別為q和Q。在圖示的坐標(biāo)系中,小球乙靜止在坐標(biāo)原點O,A、B、C三點的坐標(biāo)分別為x0、2x0、3x0,t=0時刻小球甲從A處由靜止釋放,向上運動到C處時速度減為零。下列說法正確的是()A.甲球在B點速率最大B.小球甲在A、C兩點的加速度大小相等C.小球甲在A、B間的運動時間小于B、C間的運動時間D.在A、B間和B、C間運動過程中,系統(tǒng)的電勢能減小量相等【答案】C【詳析】A.小球在AC兩點的速度均為零,可知重力勢能和電勢能之和相等,即k解得kQq3x0=mgx0,在B點時mg-kqQ(2xB.在A點時kqQx02-mg=maA,解得aA方向向下,選項B錯誤;C.由以上分析可知,速度最大的位置在AB之間某點,可知AB之間的平均速度大于BC之間的平均速度,因AB=BC,可知小球甲在A、B間的運動時間小于B、C間的運動時間,選項C正確;D.設(shè)B點速度為v,則由A到B由動能定理W1-mgx0=12則W1>W2,而電場力做功等于電勢能減小量,即W=-ΔEP,可知在A、B故選C。6.(2025·江蘇蘇錫常鎮(zhèn)·二模)三根相同長度的絕緣均勻帶電棒組成等邊三角形,帶電量分別為-Q、+Q和+Q2,其中一根帶電量為+Q的帶電棒在三角形中心O點產(chǎn)生的場強(qiáng)為E,則A.13E2 BC.3E D.【答案】A【詳析】+Q和-Q在O點的合場強(qiáng)為E1=2Ecos30°=3E故選A。7.(2025·江蘇南通如皋·三模)如圖所示,三個點電荷分別固定在等邊三角形的頂點A、B、C上,M、N、L點為三條邊的中點。已知M點的場強(qiáng)方向與BC邊平行,N點的場強(qiáng)方向與BC邊垂直,A處點電荷的電荷量為+q,則()A.B處點電荷帶負(fù)電B.C處點電荷電荷量的絕對值小于qC.帶正電荷的試探電荷在M點的電勢能比在L點的大D.將A處點電荷沿NA連線遠(yuǎn)離BC邊,N點的電勢升高【答案】B【詳析】A.已知N點合電場強(qiáng)度方向豎直向下,A點的電荷在N點的場強(qiáng)沿AN方向,C點處點電荷和B點處點電荷在N點的場強(qiáng)沿CB所在直線,則CB兩點處的點電荷在N點的合場強(qiáng)為零,即C和B點處的點電荷為等量同種電荷。A點的電荷在M點的場強(qiáng)沿AM方向,因為M點的場強(qiáng)方向與BC邊平行,則C點處點電荷和B點處點電荷在M點的場強(qiáng)方向斜向左上,所以C和B點處的點電荷均為正電荷,故A錯誤;B.設(shè)C和B點處的點電荷的電荷量均為Q,三角形的邊長為l,由幾何關(guān)系得CM=32A點電荷在M點的場強(qiáng)豎直分量的大小為EA=kq(12l)2×sin60°=23kql2,方向豎直向下,B點電荷在M點的場強(qiáng)豎直分量的大小EB=kQ(12l)2C.根據(jù)對稱性可知,M點的電勢和L點的電勢相等,所以帶正電荷的試探電荷在M點的電勢能和在L點的一樣大,故C錯誤;D.C和B點處的點電荷在N點的電勢為零;根據(jù)φ=kqr可知,A點處點電荷在N點的電勢降低,故故選B。8.(2025·江蘇南通如皋·三模)電容熱膨脹檢測儀的簡化結(jié)構(gòu)如圖所示,電容器的下極板可隨測量材料的高度變化而上下移動.現(xiàn)將待測材料平放在加熱器上進(jìn)行加熱,閉合開關(guān)S,材料向上膨脹的過程中()A.電容器的電容減小 B.電容器極板間電場減小C.電容器所帶電荷量增加 D.電流從b→a通過電流計【答案】C【詳析】AB.材料溫度升高,材料膨脹,電容器兩板間距減小,根據(jù)C=εrS4πkd,可知,電容增大,由于電容器兩板電勢差不變,根據(jù)E=CD.電容器兩板電勢差不變,根據(jù)C=QU,極板所帶電荷量增加,下板帶負(fù)電,電流方向為從a至b,故C正確,故選C。9.(2025·江蘇蘇州·三模)讓兩個完全相同的金屬球各自帶電后,用兩相同絕緣繩懸掛于O點,兩球靜止時狀態(tài)如圖所示,下列說法正確的是()A.兩球帶異種電荷B.兩球所帶電荷量一定相同C.若絕緣繩縮短相同長度,兩繩夾角增大D.若兩球相碰后分開,再次靜止時夾角減小【答案】C【詳析】A.兩個球相互排斥,帶同種電荷,故A錯誤;B.兩球間的庫侖力大小F=mgtanθ,由庫侖定律F=kq1C.假設(shè)絕緣繩縮短后,角度不變,那么兩個小球之間的距離變短,根據(jù)庫侖定律可知庫侖力變大,角度肯定會變大,所以若絕緣繩縮短相同長度,兩繩夾角增大,故C正確;D.若兩球相碰前電量不相同,設(shè)接觸前甲和乙的電荷電量分別為q1,q2,接觸后甲和乙的電荷電量相等,為q1+q2故選C。10.(2025·江蘇蘇州·三模)某同學(xué)用如圖所示的電路做“觀察電容器的充放電”實驗。將開關(guān)先與“1”端閉合,對電容器進(jìn)行充電,充電完畢后再將開關(guān)與“2”端閉合,電容器放電。傳感器測得的電流I和電壓U隨時間t變化的圖像,正確的是()A. B.C. D.【答案】C【詳析】AB.充電過程中,電壓U越來越大,且增加的越來越慢,切線斜率減小,放電過程中,電壓U越來越小,且減小的越來越慢,切線斜率減小,故AB錯誤;CD.充電過程中,電流I越來越小,且減小的越來越慢,放電過程中,電流I越來越小,且減小的越來越慢,切線斜率均越來越小,故C正確,D錯誤。故選C。11.(2025·江蘇揚州·考前調(diào)研)帶電體空間分布的電場線和等勢面的剖面圖如圖所示,取無窮遠(yuǎn)處電勢為零,下列靜電場的電勢φ在x軸上分布的圖像正確的是()A. B.C. D.【答案】C【詳析】根據(jù)圖示可知,沿+x方向電場線先密集后稀疏,電場線的疏密表示場強(qiáng),則沿+x方向電場強(qiáng)度先增大后減小,而電場線方向一直指向無窮遠(yuǎn)處,由于沿電場線方向電勢逐漸降低知,沿+x方向電勢逐漸降低,而φ-x圖像的斜率的絕對值表示電場強(qiáng)度大小,則φ-x圖像的斜率的絕對值先增大后減小,只有C選項滿足要求。故選C。12.(2025·江蘇南通·四模)兩個相同的帶正電導(dǎo)體球甲、乙,甲球所帶電荷量大于乙球電荷量,現(xiàn)將兩球接觸后不再分開,如圖所示a是兩球接觸點,b是甲球表面離a最遠(yuǎn)的點,則a、b兩處的電場強(qiáng)度大小Ea、Eb和電勢φaA.Ea>Eb B.Ea=【答案】D【詳析】AB.兩個導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),b點處于導(dǎo)體外表面,場強(qiáng)不為零,而a點屬于導(dǎo)體內(nèi)部,場強(qiáng)為零,則Eb>ECD.整個導(dǎo)體是一個等勢體,故φa=φb,故故選D。13.(2025·江蘇泰州·四調(diào))如圖所示,半圓弧兩端點M、N分別固定著等量正電荷.A、B、C、D是半圓弧上的四個點,AB與MN平行,則(
)A.A、B兩點場強(qiáng)相同B.半圓弧上,C點電場強(qiáng)度最小C.半圓弧上,C點電勢最高D.電子沿直線由M點運動到N點,電勢能先減小再增大【答案】B【詳析】A.A、B兩點場強(qiáng)方向不相同故兩點場強(qiáng)不相同,故A錯誤;B.設(shè)半圓半徑R,半圓上某點P與N點連線與MN夾角θ,∠MPN=900,則P點場強(qiáng)E=kQ2Rsinθ22+kQ(2RcosC.等量同種點電荷電場中,根據(jù)電場線和等勢面分布,越靠近正點電荷電勢越高,可知C電勢不是最高,故C錯誤;D.由M點到N點,電勢先降低后升高,電子帶負(fù)電,沿直線由M點運動到N點,電勢能先增大后減小,故D錯誤。故選B。14.(2025·江蘇宿遷·考前模擬)在干燥的冬天,當(dāng)帶負(fù)電的手靠近不帶電的導(dǎo)體板時,圖中描繪手和導(dǎo)體板之間的電場線分布可能正確的是()A. B.C. D.【答案】D【詳析】手帶負(fù)電,則電場線方向從金屬門指向手指,且金屬門表面是等電勢的,所以電場線應(yīng)該垂直于金屬門表面。故選D。15.(2025·江蘇宿遷·三模)如圖所示,在光滑絕緣水平面上,三個完全相同帶正電的小球A、B、C,通過不可伸長的絕緣細(xì)線a、b、c連接成正三角形,小球均處于靜止?fàn)顟B(tài),細(xì)線被拉直。剪斷細(xì)線a,小球開始運動。則()A.剪斷a前,a中張力大于B、C間的庫侖力B.剪斷a瞬間,細(xì)線b、c中張力均變大C.三個球運動至一直線時,整個系統(tǒng)電勢能最大D.球A經(jīng)過B、C初始位置連線中點時的速度最大【答案】B【詳析】A.由受力分析可知,剪斷a前,a中的張力等于B、C間的庫侖力,c中的張力等于A、B間的庫侖力,A錯誤;B.剪斷a瞬間,對B分析,受A對B的斥力、C對B的斥力以及細(xì)線c的拉力,則此時c的拉力Tc'=FAB+FCBcos60°>C.系統(tǒng)初始時靜止,剪斷后開始運動,動能增加,電勢能減小,所以電勢能最大時是初始靜止?fàn)顟B(tài),C錯誤;D.當(dāng)三個小球在同一直線上時,動能最大,電勢能最小,但此時B、C小球已經(jīng)離開了初始位置,D錯誤。故選B。16.(2025·江蘇蘇州八?!と#┤鐖D所示,兩個可看做點電荷的帶電絕緣小球緊靠著塑料圓盤邊緣,小球A固定不動(圖中未畫出)。小球B繞圓盤邊緣在平面內(nèi)從θ=0沿逆時針緩慢移動,測量圓盤中心O處的電場強(qiáng)度,獲得沿x方向的電場強(qiáng)度Ex隨θ變化的圖像(如圖乙)和沿y方向的電場強(qiáng)度Ey隨θ變化的圖像(如圖丙)。下列說法正確的是()A.小球A帶負(fù)電荷,小球B帶正電荷B.小球A、B所帶電荷量之比為1∶2C.小球B繞圓盤旋轉(zhuǎn)一周過程中,盤中心O處的電場強(qiáng)度先增大后減小D.小球B繞圓盤旋轉(zhuǎn)一周過程中,盤中心O處的電場強(qiáng)度最小值為0【答案】B【詳析】A.乙、丙兩圖可知,當(dāng)時θ=π2,小球B在O點正上方,此時Ex=0,Ey=-6V/m,則說明小球A一定在y軸上固定;當(dāng)時θ=0有Ex1=-4V/m,小球B在O點正右側(cè),而水平方向場強(qiáng)方向為x軸負(fù)向,則說明小球B為正電荷,此時Ey1=-2V/m,說明豎直方向的場強(qiáng)方向為y軸負(fù)向,若小球AB.由于兩小球都緊靠在塑料圓盤的邊緣,所以到O點的距離r相同,當(dāng)時θ=0有Ex1=-4V/m、Ey1=-2V/m,由E=kQC.盤中心O處的電場強(qiáng)度為小球A和小球B在O點產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和,隨著小球B從θ=0轉(zhuǎn)到2π的過程中,EA和EB大小都不變,EA和EB的夾角在增大的過程中,當(dāng)θ=π2時,O處的合場強(qiáng)最大;當(dāng)θ=3π2時,O處的合場強(qiáng)最??;所以小球D.小球B繞圓盤旋轉(zhuǎn)一周過程中,當(dāng)θ=3π2時,O處的合場強(qiáng)最小,其值大小為E=EA故選B。17.(2025·江蘇南通如皋·三模)如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy的第一、二象限有沿+x軸方向的勻強(qiáng)電場,在第三、四象限有寬度為d的勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于坐標(biāo)平面向外,長度為d的熒光屏MN與x軸垂直,下端在x軸上.一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從點P(0,d)沿-y軸運動,初速度大小為v0,經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后從點Q(23d,0)進(jìn)入磁場,并垂直于磁場的下邊界離開磁場.已知P點到MN的距離(1)求電場強(qiáng)度大小E;(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B;(3)在勻強(qiáng)磁場下方所有區(qū)域再加一垂直于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)磁場,要使粒子能打到MN上,求所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B′所滿足的條件?!敬鸢浮?1)E=(2)B=(3)B'【詳析】(1)粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運動,在-y方向有d=+x方向有2根據(jù)牛頓第二定律有qE=ma聯(lián)立解得E(2)粒子經(jīng)過Q點時+x方向的分速度v則合速度大小v設(shè)粒子vQ與x軸的夾角為θ,有tan幾何關(guān)系d=r半徑r解得B(3)粒子經(jīng)兩磁場偏轉(zhuǎn)到回到x軸時速度大小不變,方向與+x軸的夾角為θ且斜向右上方,做類斜拋運動,粒子如果能夠打到M點,則+y方向d=+x方向Δ解得Δ①若所加磁場垂直于平面向內(nèi),且粒子恰能到達(dá)N點,幾何關(guān)系x解得r又因為在磁場中半徑r聯(lián)立解得B若B1→∞,粒子回到x軸時的位置與MN間的距離Δx'=d<Δ②若所加磁場垂直于平面向外,且粒子恰能到達(dá)M點,幾何關(guān)系x解得r同理B若B2→∞,粒子回到x軸時的位置與MN間的距離也為Δx'=d<Δx打在屏上,則所加磁場垂直于平面向外,且18.(2025·浙江嘉興·三模)如圖所示是粒子發(fā)射接收裝置,粒子源O(大小不計)能均勻釋放初速度可視為0的電子,單位時間內(nèi)釋放的電子數(shù)為n。在以O(shè)為圓心、半徑為R的水平區(qū)域內(nèi)存在輻向電場,能為電子提供可在eB2R26m~eB2R22m范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的加速電壓U。電子經(jīng)輻向電場加速后沿各個徑向均勻射出,后進(jìn)入同時存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場和電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場的區(qū)域,兩場方向均豎直向上。O'為粒子源
(1)求電子剛從輻向電場射出時速度v的大小范圍;(2)上下移動收集板,求收集板上能收集到電子的區(qū)域的最大面積S;(3)若無論怎樣調(diào)節(jié)輻向電場的加速電壓U,電子在收集板上的落點與收集板中心O'①距離h需滿足的條件;②收集板所受沖擊力大小F?!敬鸢浮?1)3(2)S=4(3)①h=Ee2mt【詳析】(1)從粒子源到輻射電場,根據(jù)動能定理:eU=根據(jù)題意可知電壓范圍為e代入可得速度的最小值為vmin速度的最大值為v所以速度范圍是3(2)根據(jù)洛倫茲力提供向心力qvB=m可得電子運動最大半徑r由圖可知
電子與中心O'的最遠(yuǎn)距離r電子與中心O'的最近距離r收集板上能收集到到電子的區(qū)域面積S=π(3)①由題意可知,接收板只能在電子運動周期整數(shù)倍的位置,才能使所有落在收集板上電子與收集板中心距離都相同。電子運動周期T=根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律h=②垂直方向的速度為v根據(jù)動量定理-F可得F=19.(24-25高三·江蘇無錫澄宜六校·聯(lián)考)如圖甲所示,在xOy平面內(nèi)y軸的左側(cè)有寬為L的電場區(qū)域,在電場區(qū)域的左側(cè)有一加速電場,電壓為U0,一質(zhì)量為m,帶電量為+q的帶電粒子從A點飄入加速電場(忽略初速度),從x軸的P點(-L,0)進(jìn)入電場區(qū)域,粒子進(jìn)入電場區(qū)域時在電場區(qū)域加上圖乙所示的與y軸平行的交變電場,(T未知),y軸正方向為電場的正方向,粒子經(jīng)過交變電場后從y軸上的Q點(0,L)沿著x軸的正方向進(jìn)入第一象限。在第一象限有一垂直紙面的圓形磁場區(qū)域,磁場變化規(guī)律如圖丙所示,磁場變化周期為T0(忽略磁場突變的影響),粒子在t=0時刻進(jìn)入磁場,且始終在磁場區(qū)域內(nèi)運動。求:(1)經(jīng)過P點時的速度v0;(2)交變電場的場強(qiáng)大小E0;(3)圓形磁場區(qū)域的最小面積S?!敬鸢浮?1)2q(2)見解析(3)q【詳析】(1)粒子從A點到P點,由動能定理有q解得v(2)粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場中有L=2n?v0T2(n=1,L=2n?12a(T2)2a=聯(lián)立解得E0=8nU0L(n(3)粒子從Q點射出時速度方向沿x軸正方向,速度大小為v0,粒子在磁場中運動的周期為T=粒子在磁場中運動的軌跡如圖所示設(shè)粒子做圓周運動的半徑為r,則q圓形磁場的最小半徑R=2r最小面積S=π解得S=專題08靜電場考點五年考情(2021-2025)命題趨勢考點1電場力的性質(zhì)2024、2022、2021近五年“靜電場”模塊考查展現(xiàn)出基礎(chǔ)性與應(yīng)用性并重的特點?!半妶隽Φ男再|(zhì)”與“電場能的性質(zhì)”作為靜電學(xué)兩大基石,考查頻次較高且常緊密關(guān)聯(lián),凸顯對電場基本屬性深度理解的重視;“帶電粒子在電場中的運動”和“電容器與電容”是重要的應(yīng)用型考點,在2025年同時考查,顯示其結(jié)合命題的潛力。命題情境緊密融合現(xiàn)代科技前沿和國家重大工程。核心考查對基本概念和規(guī)律的辨析能力、利用圖像(如E-x、φ-x圖)分析場分布的能力、以及對粒子運動軌跡與能量轉(zhuǎn)化的定性分析,計算多為基礎(chǔ)公式應(yīng)用。未來趨勢預(yù)計將延續(xù)對電場基本性質(zhì)的核心考查,情境設(shè)計趨向更復(fù)雜和前沿,強(qiáng)化對電場線/等勢面分布的空間想象能力及圖像信息提取能力;“帶電粒子在電場中的運動”考查可能更注重與能量觀點的結(jié)合,并深化對電容器動態(tài)過程的微觀解釋和定性推理,要求考生在具體科技情境中建立清晰的物理圖景,靈活運用核心概念解決實際問題??键c2電場能的性質(zhì)2022、2021考點3電容器與電容2025、2021考點4帶電粒子在電場中的運動2025、2022考點01電場力的性質(zhì)1.(2024·江蘇·高考)在靜電場中的A、B兩點放置試探電荷,其受到的靜電力F與試探電荷的電荷量q的關(guān)系,分別如圖中直線a、b所示。A、B兩點的電場強(qiáng)度之比為()A.1:1 B.2:1 C.3:1 D.4:1【答案】D【詳析】設(shè)F-q圖像的橫坐標(biāo)單位長度電荷量為q0,縱坐標(biāo)單位長度的力大小為F0根據(jù)E=Fq,可知F-q圖像斜率表示電場強(qiáng)度,由圖可知Ea故選D??键c02電場能的性質(zhì)2.(2022·江蘇·高考)如圖所示,正方形ABCD四個頂點各固定一個帶正電的點電荷,電荷量相等,O是正方形的中心?,F(xiàn)將A點的電荷沿OA的延長線向無窮遠(yuǎn)處移動,則()A.在移動過程中,O點電場強(qiáng)度變小B.在移動過程中,C點的電荷所受靜電力變大C.在移動過程中,移動的電荷所受靜電力做負(fù)功D.當(dāng)其移動到無窮遠(yuǎn)處時,O點的電勢高于A點【答案】D【詳析】A.O是等量同種電荷連線的中點,場強(qiáng)為0,將A處的正點電荷沿OA方向移至無窮遠(yuǎn)處,O點電場強(qiáng)度變大,故A不符合題意;B.移動過程中,C點場強(qiáng)變小,正電荷所受靜電力變小,故B錯誤;C.A點電場方向沿OA方向,移動過程中,移動電荷所受靜電力做正功,故C錯誤;D.A點電場方向沿OA方向,沿電場線方向電勢降低,移動到無窮遠(yuǎn)處時,O點的電勢高于A點電勢,故D正確。故選D。3.(2021·江蘇·高考)一球面均勻帶有正電荷,球內(nèi)的電場強(qiáng)度處處為零,如圖所示,O為球心,A、B為直徑上的兩點,OA=OB,現(xiàn)垂直于AB將球面均分為左右兩部分,C為截面上的一點,移去左半球面,右半球面所帶電荷仍均勻分布,則()A.O、C兩點電勢相等B.A點的電場強(qiáng)度大于B點C.沿直線從A到B電勢先升高后降低D.沿直線從A到B電場強(qiáng)度逐漸增大【答案】A【詳析】A.由于球殼內(nèi)部的場強(qiáng)為零,補(bǔ)全以后可知在左右側(cè)球殼在C點的合場強(qiáng)為零,因左右球殼的場強(qiáng)具有對稱性,要想合場強(qiáng)為零只能是兩部分球殼在C點的場強(qiáng)都是水平方向,則可以知道右側(cè)球殼在C點的合場強(qiáng)水平向左,同理OC上其他點的場強(qiáng)都是水平向左,因此OC是等勢線,故A正確;BD.將題中半球殼補(bǔ)成一個完整的球殼,且?guī)щ娋鶆?,設(shè)左、右半球在A點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小分別為E1和E2;由題知,均勻帶電球殼內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零,則知E1=E2,根據(jù)對稱性,左右半球在B點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小分別為E2和E1,且,E1=E2,在圖示電場中,A的電場強(qiáng)度大小為E2,方向向左,B的電場強(qiáng)度大小為E1,方向向左,所以A點的電場強(qiáng)度與B點的電場強(qiáng)度相同,沿直線從A到B電場強(qiáng)度不可能逐漸增大,故BD錯誤;C.根據(jù)電場的疊加原理可知,在AB連線上電場線方向向左,沿著電場線方向電勢逐漸降低,則沿直線從A到B電勢升高,故C錯誤;故選A??键c03電容器與電容4.(2025·江蘇·高考)如圖所示,平行金屬板與電源連接。一點電荷由a點移動到b點的過程中,電場力做功為W?,F(xiàn)將上、下兩板分別向上、向下移動,使兩板間距離增大為原來的2倍,再將該電荷由a移動到b的過程中,電場力做功為(
)A.W2 B.W C.2W D.【答案】A【詳析】根據(jù)題意可知,電容器與電源保持連接,電容器兩端電壓不變,現(xiàn)將電容器兩極板間距增大至原來的兩倍,由公式E=Ud可知,極板間電場強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?2,則有W=Eqd可知,再把電荷由a移至b,則電場力做功變?yōu)樵瓉淼?故選A。5.(2021·江蘇·高考)有研究發(fā)現(xiàn),某神經(jīng)細(xì)胞傳遞信號時,離子從細(xì)胞膜一側(cè)流到另一側(cè)形成跨膜電流,若將該細(xì)胞膜視為1×10-8F的電容器,在2ms內(nèi)細(xì)胞膜兩側(cè)的電勢差從-70A.1.5×10-7A B.2×10-7A【答案】D【詳析】根據(jù)Q=CU,可知?Q=C?U=10-8×(30+70)×10-3C=10-9C,則該過程中跨膜電流的平均值為I=故選D。考點04帶電粒子在電場中的運動6.(2022·江蘇·高考)某裝置用電場控制帶電粒子運動,工作原理如圖所示,矩形ABCD區(qū)域內(nèi)存在多層緊鄰的勻強(qiáng)電場,每層的高度均為d,電場強(qiáng)度大小均為E,方向沿豎直方向交替變化,AB邊長為12d,BC邊長為8d,質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子流從裝置左端中點射入電場,粒子初動能為Ek,入射角為θ(1)當(dāng)θ=θ0時,若粒子能從CD邊射出,求該粒子通過電場的時間(2)當(dāng)Ek=4qEd時,若粒子從CD邊射出電場時與軸線OO'的距離小于(3)當(dāng)Ek=83qEd,粒子在θ為-【答案】(1)t=8dcosθ0?m2Ek;(【詳析】(1)電場方向豎直向上,粒子所受電場力在豎直方向上,粒子在水平方向上做勻速直線運動,速度分解如圖所示粒子在水平方向的速度為v根據(jù)Ekv=解得t=(2)粒子進(jìn)入電場時的初動能E粒子進(jìn)入電場沿電場方向做減速運動,由牛頓第二定律可得qE=ma粒子從CD邊射出電場時與軸線OO'的距離小于2ad>解得-所以入射角的范圍為-30°(3)設(shè)粒子入射角為θ'時,粒子恰好從D點射出,由于粒子進(jìn)入電場時,在水平方向做勻速直線運動,在豎直方向反復(fù)做加速相同的減速運動,加速運動。粒子的速度v'=運動時間為t粒子在沿電場方向,反復(fù)做加速度大小相同的減速運動,加速運動,則-2ad=2ad=-2ad=2ad=-2ad=2ad=則vv則粒子在分層電場中運動時間相等,設(shè)為t0t且d=v'代入數(shù)據(jù)化簡可得6即tan解得tanθ'=解得θ'則從CD邊出射的粒子與入射粒子的數(shù)量之比N:1.(2025·江蘇·模擬六)如圖所示,MN是一半圓形絕緣線,O點為圓心,P為絕緣線所在圓上一點,且OP垂直于MN,等量異種電荷分別均勻分布在絕緣線上、下14A.O點處和P點處的電場強(qiáng)度大小相等,方向相同B.O點處電勢大于和P點處的電勢C.將一正點電荷沿直線從O移動到P,電勢能增加D.將一正點電荷沿直線從O移動到P,電場力始終不做功【答案】D【詳析】分別畫出正、負(fù)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的方向如圖由圖可知,O點與P點的合場強(qiáng)的方向都向下,同理可知,在OP的連線上,各點的合場強(qiáng)的方向均向下;A.O點到兩處電荷的距離比較小,所以兩處電荷在O點產(chǎn)生的場強(qiáng)都大于在P處產(chǎn)生的場強(qiáng),而且在O點出兩處電荷的場強(qiáng)之間的夾角比較小,所以O(shè)點的合場強(qiáng)一定大于P點的合場強(qiáng),故A錯誤;B.根據(jù)對稱性可知OP連線是一條等勢線,故B錯誤;CD.由于OP連線是一條等勢線,將一正試探電荷沿直線從O移動到P,電場力始終不做功,電勢能不變,故C錯誤,D正確;故選D。2.(2025·江蘇南京·二模)如圖,在一點電荷?Q附近有一不帶電的球形導(dǎo)體處于靜電平衡,其電勢為φ1;現(xiàn)把球形導(dǎo)體左側(cè)接地,達(dá)到靜電平衡時斷開接地并移走?Q后,其電勢為φ2;下列說法正確的是()A.接地時電子從大地沿導(dǎo)線向?qū)w移動B.接地達(dá)到靜電平衡后,導(dǎo)體左側(cè)半球不帶電C.接地達(dá)到靜電平衡后,導(dǎo)體左側(cè)半球電荷量不變D.φ1<φ2【答案】D【詳析】A.導(dǎo)體處在負(fù)電荷的電場中,則電勢低于大地的電勢,則接地時電子從導(dǎo)體沿導(dǎo)線向大地移動,選項A錯誤;BC.接地達(dá)到靜電平衡后,導(dǎo)體所帶電荷重新分配,導(dǎo)體左側(cè)半球帶正電,左側(cè)半球電荷量發(fā)生改變,選項BC錯誤;D.開始時導(dǎo)體處在負(fù)電荷的電場中,則電勢低于大地的電勢,φ1<0;斷開開關(guān)并移走-Q后,導(dǎo)體球重新達(dá)到靜電平衡,但是帶正電,電勢φ2>0,可知φ1<φ2,選項D正確。故選D。3.(2025·江蘇揚州中學(xué)·二模)兩個不規(guī)則帶電導(dǎo)體間的電場線分布如圖所示,已知導(dǎo)體附近的電場線均與導(dǎo)體表面垂直,a、b、c、d為電場中幾個點,并且a、d為緊靠導(dǎo)體表面的兩點,以無窮遠(yuǎn)為零電勢點,則()A.場強(qiáng)大小關(guān)系有EB.電勢大小關(guān)系有φC.將一負(fù)電荷放在d點時其電勢能為負(fù)值D.將一正電荷由a點移到d點的過程中電場力做負(fù)功【答案】B【詳析】A.電場線越密的地方,電場強(qiáng)度越大,由圖可知c點的電場線比b點的更密,所以有Ec>EB.沿著電場線,電勢逐漸降低,b點所處的電場線位于右側(cè)導(dǎo)體的前面,即b點的電勢比右側(cè)的導(dǎo)體高,而d點緊靠右側(cè)導(dǎo)體的表面,電勢與導(dǎo)體的電勢幾乎相等,故b點電勢高于d點的電勢,故B正確;C.d點處電勢為負(fù)值,根據(jù)Ep=qφ可知負(fù)電荷放在d點時其電勢能為正值,故D.從圖中可以看出,a點的電勢高于b點的電勢,而b點的電勢又高于d點的電勢,所以a點的電勢高于d點的電勢;正電荷在電勢高處電勢能大,在電勢低處電勢能小,故正檢驗電荷從a點移到d點的過程中,電勢能減小,則電場力做正功,故D錯誤。故選B。4.(2025·江蘇泰州姜堰區(qū)·二模)如圖所示,兩等量同種正電荷Q分別放置在橢圓的焦點A、B兩點,O點為橢圓中心,P、S是橢圓長軸的端點,取無窮遠(yuǎn)處電勢為零,則()A.O點的電勢高于M點和N點的電勢B.O點電場強(qiáng)度為零,電勢也為零C.橢圓上M、N兩點電場強(qiáng)度相同D.將一電子從P點移到S點,電場力一直做正功【答案】A【詳析】A.根據(jù)等量同種電荷的電場線分布可知在中垂線上電場線的方向分別是OM和ON方向,根據(jù)沿著電場線方向,電勢逐漸降低,可知O點的電勢高于M點和N點的電勢,故A正確;B.根據(jù)等量同種正點電荷的電場分布規(guī)律,可知O點電場強(qiáng)度為零,根據(jù)等量同種正點電荷的電勢分布規(guī)律,可知O點電勢大于零,故B錯誤;C.由等量同種點電荷的電場分布特點及題圖中的對稱關(guān)系易知,M、N兩點場強(qiáng)大小相等,方向相反,故C錯誤;D.等量同種正點電荷的電場線與等勢線分布規(guī)律如圖所示根據(jù)等勢線分布規(guī)律可知,P點與S點電勢相等,將一電子從P點移到S點過程中,電勢可能一直不變,也可能先升高后降低或先降低或升高,對應(yīng)電場力一直不做功、先做正功后做負(fù)功、先做負(fù)功后做正功,故D錯誤。故選A。5.(2025·江蘇·調(diào)研)如圖所示,垂直于水平桌面固定一根絕緣光滑細(xì)直桿,帶有同種電荷的絕緣小球甲和乙穿過直桿,電荷量分別為q和Q。在圖示的坐標(biāo)系中,小球乙靜止在坐標(biāo)原點O,A、B、C三點的坐標(biāo)分別為x0、2x0、3x0,t=0時刻小球甲從A處由靜止釋放,向上運動到C處時速度減為零。下列說法正確的是()A.甲球在B點速率最大B.小球甲在A、C兩點的加速度大小相等C.小球甲在A、B間的運動時間小于B、C間的運動時間D.在A、B間和B、C間運動過程中,系統(tǒng)的電勢能減小量相等【答案】C【詳析】A.小球在AC兩點的速度均為零,可知重力勢能和電勢能之和相等,即k解得kQq3x0=mgx0,在B點時mg-kqQ(2xB.在A點時kqQx02-mg=maA,解得aA方向向下,選項B錯誤;C.由以上分析可知,速度最大的位置在AB之間某點,可知AB之間的平均速度大于BC之間的平均速度,因AB=BC,可知小球甲在A、B間的運動時間小于B、C間的運動時間,選項C正確;D.設(shè)B點速度為v,則由A到B由動能定理W1-mgx0=12則W1>W2,而電場力做功等于電勢能減小量,即W=-ΔEP,可知在A、B故選C。6.(2025·江蘇蘇錫常鎮(zhèn)·二模)三根相同長度的絕緣均勻帶電棒組成等邊三角形,帶電量分別為-Q、+Q和+Q2,其中一根帶電量為+Q的帶電棒在三角形中心O點產(chǎn)生的場強(qiáng)為E,則A.13E2 BC.3E D.【答案】A【詳析】+Q和-Q在O點的合場強(qiáng)為E1=2Ecos30°=3E故選A。7.(2025·江蘇南通如皋·三模)如圖所示,三個點電荷分別固定在等邊三角形的頂點A、B、C上,M、N、L點為三條邊的中點。已知M點的場強(qiáng)方向與BC邊平行,N點的場強(qiáng)方向與BC邊垂直,A處點電荷的電荷量為+q,則()A.B處點電荷帶負(fù)電B.C處點電荷電荷量的絕對值小于qC.帶正電荷的試探電荷在M點的電勢能比在L點的大D.將A處點電荷沿NA連線遠(yuǎn)離BC邊,N點的電勢升高【答案】B【詳析】A.已知N點合電場強(qiáng)度方向豎直向下,A點的電荷在N點的場強(qiáng)沿AN方向,C點處點電荷和B點處點電荷在N點的場強(qiáng)沿CB所在直線,則CB兩點處的點電荷在N點的合場強(qiáng)為零,即C和B點處的點電荷為等量同種電荷。A點的電荷在M點的場強(qiáng)沿AM方向,因為M點的場強(qiáng)方向與BC邊平行,則C點處點電荷和B點處點電荷在M點的場強(qiáng)方向斜向左上,所以C和B點處的點電荷均為正電荷,故A錯誤;B.設(shè)C和B點處的點電荷的電荷量均為Q,三角形的邊長為l,由幾何關(guān)系得CM=32A點電荷在M點的場強(qiáng)豎直分量的大小為EA=kq(12l)2×sin60°=23kql2,方向豎直向下,B點電荷在M點的場強(qiáng)豎直分量的大小EB=kQ(12l)2C.根據(jù)對稱性可知,M點的電勢和L點的電勢相等,所以帶正電荷的試探電荷在M點的電勢能和在L點的一樣大,故C錯誤;D.C和B點處的點電荷在N點的電勢為零;根據(jù)φ=kqr可知,A點處點電荷在N點的電勢降低,故故選B。8.(2025·江蘇南通如皋·三模)電容熱膨脹檢測儀的簡化結(jié)構(gòu)如圖所示,電容器的下極板可隨測量材料的高度變化而上下移動.現(xiàn)將待測材料平放在加熱器上進(jìn)行加熱,閉合開關(guān)S,材料向上膨脹的過程中()A.電容器的電容減小 B.電容器極板間電場減小C.電容器所帶電荷量增加 D.電流從b→a通過電流計【答案】C【詳析】AB.材料溫度升高,材料膨脹,電容器兩板間距減小,根據(jù)C=εrS4πkd,可知,電容增大,由于電容器兩板電勢差不變,根據(jù)E=CD.電容器兩板電勢差不變,根據(jù)C=QU,極板所帶電荷量增加,下板帶負(fù)電,電流方向為從a至b,故C正確,故選C。9.(2025·江蘇蘇州·三模)讓兩個完全相同的金屬球各自帶電后,用兩相同絕緣繩懸掛于O點,兩球靜止時狀態(tài)如圖所示,下列說法正確的是()A.兩球帶異種電荷B.兩球所帶電荷量一定相同C.若絕緣繩縮短相同長度,兩繩夾角增大D.若兩球相碰后分開,再次靜止時夾角減小【答案】C【詳析】A.兩個球相互排斥,帶同種電荷,故A錯誤;B.兩球間的庫侖力大小F=mgtanθ,由庫侖定律F=kq1C.假設(shè)絕緣繩縮短后,角度不變,那么兩個小球之間的距離變短,根據(jù)庫侖定律可知庫侖力變大,角度肯定會變大,所以若絕緣繩縮短相同長度,兩繩夾角增大,故C正確;D.若兩球相碰前電量不相同,設(shè)接觸前甲和乙的電荷電量分別為q1,q2,接觸后甲和乙的電荷電量相等,為q1+q2故選C。10.(2025·江蘇蘇州·三模)某同學(xué)用如圖所示的電路做“觀察電容器的充放電”實驗。將開關(guān)先與“1”端閉合,對電容器進(jìn)行充電,充電完畢后再將開關(guān)與“2”端閉合,電容器放電。傳感器測得的電流I和電壓U隨時間t變化的圖像,正確的是()A. B.C. D.【答案】C【詳析】AB.充電過程中,電壓U越來越大,且增加的越來越慢,切線斜率減小,放電過程中,電壓U越來越小,且減小的越來越慢,切線斜率減小,故AB錯誤;CD.充電過程中,電流I越來越小,且減小的越來越慢,放電過程中,電流I越來越小,且減小的越來越慢,切線斜率均越來越小,故C正確,D錯誤。故選C。11.(2025·江蘇揚州·考前調(diào)研)帶電體空間分布的電場線和等勢面的剖面圖如圖所示,取無窮遠(yuǎn)處電勢為零,下列靜電場的電勢φ在x軸上分布的圖像正確的是()A. B.C. D.【答案】C【詳析】根據(jù)圖示可知,沿+x方向電場線先密集后稀疏,電場線的疏密表示場強(qiáng),則沿+x方向電場強(qiáng)度先增大后減小,而電場線方向一直指向無窮遠(yuǎn)處,由于沿電場線方向電勢逐漸降低知,沿+x方向電勢逐漸降低,而φ-x圖像的斜率的絕對值表示電場強(qiáng)度大小,則φ-x圖像的斜率的絕對值先增大后減小,只有C選項滿足要求。故選C。12.(2025·江蘇南通·四模)兩個相同的帶正電導(dǎo)體球甲、乙,甲球所帶電荷量大于乙球電荷量,現(xiàn)將兩球接觸后不再分開,如圖所示a是兩球接觸點,b是甲球表面離a最遠(yuǎn)的點,則a、b兩處的電場強(qiáng)度大小Ea、Eb和電勢φaA.Ea>Eb B.Ea=【答案】D【詳析】AB.兩個導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),b點處于導(dǎo)體外表面,場強(qiáng)不為零,而a點屬于導(dǎo)體內(nèi)部,場強(qiáng)為零,則Eb>ECD.整個導(dǎo)體是一個等勢體,故φa=φb,故故選D。13.(2025·江蘇泰州·四調(diào))如圖所示,半圓弧兩端點M、N分別固定著等量正電荷.A、B、C、D是半圓弧上的四個點,AB與MN平行,則(
)A.A、B兩點場強(qiáng)相同B.半圓弧上,C點電場強(qiáng)度最小C.半圓弧上,C點電勢最高D.電子沿直線由M點運動到N點,電勢能先減小再增大【答案】B【詳析】A.A、B兩點場強(qiáng)方向不相同故兩點場強(qiáng)不相同,故A錯誤;B.設(shè)半圓半徑R,半圓上某點P與N點連線與MN夾角θ,∠MPN=900,則P點場強(qiáng)E=kQ2Rsinθ22+kQ(2RcosC.等量同種點電荷電場中,根據(jù)電場線和等勢面分布,越靠近正點電荷電勢越高,可知C電勢不是最高,故C錯誤;D.由M點到N點,電勢先降低后升高,電子帶負(fù)電,沿直線由M點運動到N點,電勢能先增大后減小,故D錯誤。故選B。14.(2025·江蘇宿遷·考前模擬)在干燥的冬天,當(dāng)帶負(fù)電的手靠近不帶電的導(dǎo)體板時,圖中描繪手和導(dǎo)體板之間的電場線分布可能正確的是()A. B.C. D.【答案】D【詳析】手帶負(fù)電,則電場線方向從金屬門指向手指,且金屬門表面是等電勢的,所以電場線應(yīng)該垂直于金屬門表面。故選D。15.(2025·江蘇宿遷·三模)如圖所示,在光滑絕緣水平面上,三個完全相同帶正電的小球A、B、C,通過不可伸長的絕緣細(xì)線a、b、c連接成正三角形,小球均處于靜止?fàn)顟B(tài),細(xì)線被拉直。剪斷細(xì)線a,小球開始運動。則()A.剪斷a前,a中張力大于B、C間的庫侖力B.剪斷a瞬間,細(xì)線b、c中張力均變大C.三個球運動至一直線時,整個系統(tǒng)電勢能最大D.球A經(jīng)過B、C初始位置連線中點時的速度最大【答案】B【詳析】A.由受力分析可知,剪斷a前,a中的張力等于B、C間的庫侖力,c中的張力等于A、B間的庫侖力,A錯誤;B.剪斷a瞬間,對B分析,受A對B的斥力、C對B的斥力以及細(xì)線c的拉力,則此時c的拉力Tc'=FAB+FCBcos60°>C.系統(tǒng)初始時靜止,剪斷后開始運動,動能增加,電勢能減小,所以電勢能最大時是初始靜止?fàn)顟B(tài),C錯誤;D.當(dāng)三個小球在同一直線上時,動能最大,電勢能最小,但此時B、C小球已經(jīng)離開了初始位置,D錯誤。故選B。16.(2025·江蘇蘇州八?!と#┤鐖D所示,兩個可看做點電荷的帶電絕緣小球緊靠著塑料圓盤邊緣,小球A固定不動(圖中未畫出)。小球B繞圓盤邊緣在平面內(nèi)從θ=0沿逆時針緩慢移動,測量圓盤中心O處的電場強(qiáng)度,獲得沿x方向的電場強(qiáng)度Ex隨θ變化的圖像(如圖乙)和沿y方向的電場強(qiáng)度Ey隨θ變化的圖像(如圖丙)。下列說法正確的是()A.小球A帶負(fù)電荷,小球B帶正電荷B.小球A、B所帶電荷量之比為1∶2C.小球B繞圓盤旋轉(zhuǎn)一周過程中,盤中心O處的電場強(qiáng)度先增大后減小D.小球B繞圓盤旋轉(zhuǎn)一周過程中,盤中心O處的電場強(qiáng)度最小值為0【答案】B【詳析】A.乙、丙兩圖可知,當(dāng)時θ=π2,小球B在O點正上方,此時Ex=0,Ey=-6V/m,則說明小球A一定在y軸上固定;當(dāng)時θ=0有Ex
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