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文檔簡介
202L2025年高考物理真題知識點分類匯編之靜電場(二)
一,選擇題(共12小題)
1.(2024?新課標)如圖,兩根不可伸長的等長絕緣細繩的上端均系在天花板的O點上,下端分別系有均
帶正電荷的小球P、Q;小球處在某?方向水平向右的勻強電場中,平衡時兩細繩與豎直方向的夾角大
小相等。則()
U
A.兩繩中的張力大小一定相等
B.P的質量一定大于Q的質量
C.P的電荷量一定小于Q的電荷量
D.P的電荷量一定大于Q的電荷量
2.(2024?湖南)真空中有電荷量為+的和-q的兩個點電荷,分別固定在x軸上-1和。處。設無限遠處
電勢為0,x正半軸上各點電勢(p隨x變化的圖像正確的是()
A.°k?B.—,
t力d
。廣
C.1D,1
3.(2024?浙江)圖示是“研究電容器兩極板間距對電容大小的影響”實驗,保持電荷量不變,當極板間
距增大時,靜電計指針張角增大,則()
/」JO
A.極板間電勢差減小B.電容器的電容增人
C.極板間電場強度增大D.電容器儲存能量增大
4.(2024?浙江)如圖所示,空間原有大小為E、方向豎直向上的勻強電場,在此空間同一水平面的M、N
點固定兩個等量異種點電荷,絕緣光滑圓環(huán)ABCD垂直MN放置,其圓心O在MN的中點,半徑為R,
AC和BD分別為豎直和水平的直徑。質量為m、電荷量為+q的小球套在圓環(huán)上,從A點沿圓環(huán)以初速
度vo做完整的圓周運動,則()
A.小球從A到C的過程中電勢能減少
B.小球不可能沿圓環(huán)做勻速圓周運動
C.可求出小球運動到B點時的加速度
D.小球在D點受到圓環(huán)的作用力方向平行MN
5.(2024?甲卷)在電荷量為Q的點電荷產生的電場中,將無限遠處的電勢規(guī)定為零時,距離該點電荷r
處的電勢為k,其中k為靜電力常量;多個點電荷產生的電場中某點的電勢,等于每個點電荷單獨存
在時該點的電勢的代數(shù)和。電荷量分別為Qi和Q2的兩個點電荷產生的電場的等勢線如圖中曲線所示
(圖中數(shù)字的單位是伏特),則()
A.Qi<0,=-2B.Qi>0,券=-2
C.Qi<0,=-3D.Qi>0,^-=-3
6.(2024?河北)如圖,真空中有兩個電荷量均為q(q>0)的點電荷,分別固定在正三角形ABC的頂點
B、CoM為三角形ABC的中心,沿AM的中垂線對稱放置一根與三角形共面的均勻帶電細桿,電荷
量為《已知正三角形ABC的邊長為a,M點的電場強度為0,靜電力常量為k。頂點A處的電場強度
大小為()
A
;
/?1M\%
/,、
/I、
B裕..........L……'④C
2y/3kqkqr-
A.——B.—(6+V3)
a2a2
C.母(35/3+1)D.整(3+道)
7.(2024?河北)我國古人最早發(fā)現(xiàn)了尖端放電現(xiàn)象,并將其用于生產生活,如許多古塔的頂端采用“傘
狀”金屬飾物在雷雨天時保護古塔。雷雨中某時刻,一古塔頂端附近等勢線分布如圖所示,相鄰等勢線
電勢差相等,則a、b、c、d四點中電場強度最大的是()
D.d點
8.(2024?江西)蠟燭火焰是一和含有電子、正離子、中性粒子的氣體狀物質,將其置于電壓恒定的兩平
行金屬板間,板間電場視為勻強電場,如圖所示。若兩金屬板間距減小,關于火焰中電子所受的電場力,
下列說法正確的是()
A.電場力增大,方向向左
B.電場力增大,方向向右
C.電場力減小,方向向左
D.電場力減小,方向向右
9.(2024?北京)如圖所示,兩個等量異種點電荷分別位于M、N兩點,P、Q是MN連線上的兩點,且
MP=QNo下列說法正確的是()
MPQN
A.P點電場強度比Q點電場強度大
B.P點電勢與Q點電勢相等
C.若兩點電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍,P點電場強度大小也變?yōu)樵瓉淼?倍
D.若兩點電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍,P、Q兩點間電勢差不變
10.(2024?選擇性)在水平方向的勻強電場中,?帶電小球僅在重力和電場力作用下手豎直面(紙面)內
運動。如圖,若小球的初速度方向沿虛線,則其運動軌跡為宜線;若小球的初速度方向垂直于虛線,則
其從O點出發(fā)運動到O點等高處的過程中()
A.動能減小,電勢能增大
B.動能增大,電勢能增大
C.動能減小,電勢能減小
D.動能增大,電勢能減小
11.(2024?貴州)如圖,A、B、C三個點位于以O為圓心的圓上,直徑AB與弦BC間的夾角為30°。A、
B兩點分別放有電荷量大小為qA、qB的點電荷時,C點的電場強度方向恰好沿圓的切線方向,則器等
于()
M……空可B
1V3
A.-B.—C.V3D.2
33
12.(2024?重慶)沿空間某直線建立x軸,該直線上的靜電場方向沿x軸,某點電勢的3隨位置x變化的
圖像如圖所示,一電荷量為t2帶負電的試探電荷,經過X2點時動能為1.5eV,速度沿x軸正方向,若該
電荷僅受電場力,則其將()
,0/V
二/h
xo0/::\
最3~\x/m
Zr.L.Xi/
A.不能通過X3點B.在X3點兩側往復運動
C.能通過xo點D.在xi點兩側往復運動
二,多選題(共4小題)
(多選)13.(2025?湖南)一勻強電場的方向平行于xOy平面,平面內A點和B點的位置如圖所示。電
荷量為+q、-q和+2q的三個試探電荷先后分別置于O點、A點和B點時,電勢能均為Ej(EP>0)o
下列說法正確的是()
y
...............................d,-jd)
4
A(d,0)~x
A.OA中點的電勢為零
B.電場的方向與x軸正方向成60°角
c.電場強度的大小為絳
qd
2yf2Ev
D.電場強度的大小為一
qd
(多選)14.(2025?湖北)如圖所示,在xOy平面內有一以O點為中心的正五邊形,頂點到O點的距離
為R。在正五邊形的頂點上順時針方向依次固定電荷量為q、2q、3q、4q、5q的正點電荷,且電荷量為
3q的電荷在y軸正半軸上。靜電力常量為k,則O點處的電場強度()
B.方向與x軸負方向成18°夾角斜向下
C.大小為警(cos540+cosl80)
R2
D.大小為學(2cos54°+cos太。)
R2
(多選)15.(2025?河北)如圖,真空中固定在絕緣臺上的兩個相同的金屬小球A和B,帶有等量同種電
荷,電荷量為q,兩者間距遠大于小球直徑,兩者之間的靜電力大小為F。用一個電荷量為Q的同樣的
金屬小球C先跟A接觸,再跟B接觸,移走C后,A和B之間的靜電力大小仍為F,則Q:q的絕對
值可能是()
D.5
(多選)16.(2025?安徽)如圖,兩個傾角相等、底端相連的光滑絕緣軌道被固定在豎直平面內,空間存
在平行于該豎直平面水平向右的勻強電場。帶正電的甲、乙小球(均可視為質點)在軌道上同一高度保
持靜止,間距為L,甲、乙所帶電荷量分別為q、2q,質量分別為m、2m,靜電力常量為k,重力加速
度大小為g。甲、乙所受靜電力的合力大小分別為Fi、F2,勻強電場的電場強度大小為E,不計空氣阻
力,貝I()
A.n=2?2
B.E嗤
C.若將甲、乙互換位置,二者仍能保持靜止
D.若撤去甲,乙下滑至底端時的速度大小u=廄
三,解答題(共4小題)
17.(2025?廣西)帶電粒子繞著帶電最為+Q的源電荷做軌跡為橢圓的曲線運動,源電荷固定在橢圓左焦
點F上,帶電粒子電量為-q:已知橢圓焦距為c,半長軸為a,電勢計算公式為*二華,帶電粒子速
度的平方與其到電荷的距離的倒數(shù)滿足如圖關系。
(1)求在橢圓軌道半短軸頂點B的電勢;
(2)求帶電粒子從A到B的運動過程中,電場力對帶電粒子做的功;
(3)用推理論證帶電粒子動能與電勢能之和是否守恒:若守恒,求其動能與電勢能之和;若不守恒,
說明理由。
18.(2025?江蘇)如圖所示,在電場強度為E,方向豎直向下的勻強電場中,兩個相同的帶正電粒子a、b
同時從O點以初速度vo射出:速度方向與水平方向夾角均為3己知粒子的質量為m。電荷量為q,
不計重力及粒子間相互作用。求:
(1)a運動到最高點的時間t;
(2)a到達最高點時,a、b間的距離H。
19.(2025?廣東)如圖是研究顆粒碰撞荷電特性裝置的簡化圖。兩塊水平絕緣平板與兩塊豎直的平行金屬
平板相接。金屬平板之間接高壓電源產生勻強電場。一帶電顆粒從上方絕緣平板左端A點處,由靜止
開始向右下方運動,與下方絕緣平板在B點處碰撞,碰撞時電荷量改變,反彈后離開下方絕緣平板瞬
間,顆粒的速度與所受合力垂直,其水平分速度與碰前瞬間相同,豎直分速度大小變?yōu)榕銮八查g的k
倍(kVI)。已知顆粒質量為m,兩絕緣平板間的距離為h,兩金屬平板間的距離為d,B點與左平板的
距離為I,電源電壓為U,重力加速度為g。忽略空氣阻力和電場的邊緣效應。求:
(1)顆粒碰撞前的電荷量q。
(2)顆粒在B點碰撞后的電荷量Qo
(3)顆粒從A點開始運動到第二次碰撞過程中,電場力對它做的功W。
20,(2025?河南)流式細胞儀可對不同類型的細胞進行分類收集,其原理如圖所示。僅含有一個A細胞或
B細胞的小液滴從噴嘴噴出(另有一些液滴不含細胞),液滴質量均為m=2.()XI0“°kg。當液滴穿過激
光束、充電環(huán)時被分類充電,使含A、B細胞的液滴分別帶上正、負電荷,電荷量均為q=1.0X10-13g
隨后,液滴以v=2.0m/s的速度豎直進入長度為l=2.0X10-2m的電極板間,板間電場均勻、方向水平
向右,電場強度大小為E=2.0X1()5N/C.含細胞的液滴最終被分別收集在極板下方h=0.lm處的A、B
收集管中。不計重力、空氣阻力以及帶電液滴間的作用。求:
(1)含A細胞的液滴離開電場時偏轉的距離;
(2)A、B細胞收集管的間距。
|溶液|
‘壬充電‘環(huán)
電極板國1~
用一i-
/?\h
o'0o-1"
B收集管A收集管
202L2025年高考物理真題知識點分類匯編之靜電場(二)
參考答案與試題解析
一.選擇題(共12小題)
題號1234567891011
答案BDDCBDCBCDB
題號12
答案B
二,多選題(共4小題)
題號13141516
答案ADADADARD
一,選擇題(共12小題)
1.(2024?新課標)如圖,兩根不可伸長的等長絕緣細繩的上端均系在天花板的O點上,下端分別系有均
帶正電荷的小球P、Q:小球處在某一方向水平向右的勻強電場中,平衡時兩細繩與豎直方向的夾角大
小相等。則()
A.兩繩中的張力大小一定相等
B.P的質量一定大于Q的質量
C.P的電荷量一定小于Q的電荷量
D.P的電荷量一定大于Q的電荷量
【考點】電場強度與電場力的關系和計算;共點力的平衡問迤及求解?.
【專題】定量思想;合成分解法:受力分析方法專題:電場力與電勢的性質專題;推理論證能力.
【答案】B
【分析】確定均帶正電荷的小球P、Q之間的庫侖力方向與各自受到的勻強電場的電場力方向,對P、
Q受力分析?,應用正交分解法,結合平衡條件平衡條件列方程解答。P、Q之間相互作用的庫侖力總是
等大反向,無法判斷兩者的電荷量的大小關系。
【解答】解:AB、設P、Q之間相互作用的庫侖力大小為F,對P、Q受力分析如下圖所示:
由題可知P、Q處于同一水平面內,根據(jù)平衡條件得:
對P在水平方向上有:TpsinB=F+qpE
對P在豎直方向上有:Tpcos0=mpg
同理,對Q在水平與豎直方向上分別有:
TQsin0=F-qQE
TQcos0=mQg
對比可得:TP>TQ,mp>niQ,故A錯誤,B正確:
CD、P、Q之間相互作用的庫侖力總是等大反向,其大小為F=k警,故無法判斷兩者的電荷量的大
小關系,故CD錯誤。
故選:Bo
【點評】本題主要是考查了在猙電力作用下的共點力的平衡問題,關鍵是能夠確定研究對象、進行受力
分析、利用平行四邊形法則進行力的合成或分解,建立平衡方程進行解答。
2.(2024?湖南)真空中有電荷吊為十的和q的兩個點電荷,分別固定在x軸上I和0處。設無限遠處
電勢為0,x正半軸上各點電勢(p隨x變化的圖像正確的是()
o1—―---0~~,--------------------------------?力
A.B.
0
C.D.I
【考點】電勢的定義、單位和物理意義及用定義式計算電勢;電場強度的疊加.
【專題】定量思想;推理法;電場力與電勢的性質專題;推理論證能力.
【答案】D
【分析】根據(jù)點電荷的電勢公式結合電勢的疊加分析電勢為。的位置,再分析該點兩側電勢的正負和變
化情況進行判斷。
【解答】解:解法一:根據(jù)真空中點電荷周圍某點處的電勢公式g=設在X軸正半軸上坐標為xo
位置處的電勢為0,根據(jù)電勢疊加的知識有k盧一+女曰二°,解得即當時,電勢叩
1+Xoxo33
<0,當%?D時,電勢W>0,隨著x的持續(xù)增大,少先增大又逐漸減小為0,故ABC錯浜,D正確。
解法二:電荷量為+4q和-q的兩個點電荷,分別固定在x軸上?1和0處。根據(jù)點電荷的電場疊加,
可知沿x正半軸電場強度先沿-X方向逐漸減小到零,之后沿+x方向先增大再減小。因負耳荷處于x=
。處,故x=0處電勢為負無窮大,根據(jù)電勢與電場強度的關系,年-x圖像的斜率表示電場強度,可知
沿x正半軸電勢由負無窮逐漸升高,電場強度為零處,(p-x圖像的斜率為零,此處電勢最高,之后電
勢逐漸降低,直到無限遠處電勢為零,故ABC錯誤,D正確。
故選:Do
【點評】考查點電荷的電勢公式和電勢的疊加問題,會根據(jù)題意結合圖像進行準確分析和判斷。
3.(2024?浙江)圖示是“研究電容器兩極板間距對電容大小的影響”實驗,保持電荷量不變,當極板間
A.極板間電勢差減小B.電容器的電容增大
C.極板間電場強度增大D.電容器儲存能量增大
【考點】電容器的儲能問題;電容器的動態(tài)分析(Q不變)一一板間距離變化.
【專題】信息給予題;定性思想;推理法;電容器專題:理解能力.
【答案】D
【分析】A.靜電計的張角表示電勢差的大小,據(jù)此分析作答:
B.根據(jù)平行板電容器電容的決定式C=需分析作答;
c.根據(jù)平行板電容器的決定式,、電容器的定義式和勻強電場場強與電勢差的關系分析作答:
D.移動極板的過程中,極板要克服電場力做功,據(jù)此分析電容器儲存的能量。
【解答】解:A.靜電計的張角增大,說明極板間的電勢差增大,故A錯誤;
B.根據(jù)平行板電容器電容的決定式。=浦可知,當板間距增大時,電容器的電容減小,故B錯誤;
C.根據(jù)勻強電場場強與電勢差的關系E=苫和電容的定義式C=2
結合平行板電容器電容的決定式C=?
聯(lián)立解得E=等華
因此場強與板間距無關,故c錯誤;
D.移動極板的過程中,極板要克服電場力做功,電容器儲存的能量增大,故D正確。
故選:D。
【點評】本題主要考查了平行板電容器的動態(tài)變化,要掌握電容器的定義式、勻強電場場強與電勢差的
關系和平行板電容器的決定式。
4.(2024?浙江)如圖所示,空間原有大小為E、方向豎直向上的勻強電場,在此空間同一水平面的M、N
點固定兩個等量異種點電荷,絕緣光滑圓環(huán)ABCD垂直MN放置,其圓心O在MN的中點,半徑為R,
AC和BD分別為豎直和水平的直徑。質量為m、電荷量為+q的小球套在圓環(huán)上,從A點沿圓環(huán)以初速
度vo做完整的圓周運動,則()
A.小球從A到C的過程中電勢能減少
B.小球不可能沿圓環(huán)做勻速圓周運動
C.可求出小球運動到B點時的加速度
D.小球在D點受到圓環(huán)的作用力方向平行MN
【考點】帶電粒子(計重力)在勻強電場中的圓周運動;電荷性質、電勢能和電勢的關系;等量異種電
荷的電勢分布.
【專題】定性思想;推理法;帶電粒子在電場中的運動專題:電場力與電勢的性質專題;推理論證能力.
【答案】C
【分析】根據(jù)等量異種點電荷的電場特點,電勢與電場強度的關系分析小球電勢能增加;根據(jù)勻速圓周
運動的受力特點分析小球沿圓環(huán)是否能做勻速圓周運動;小球在B點具有向心加速度和切向加速度,
分析判斷這兩個分加速度是否可求得;分析小球在D點所需向心力的來源,判斷小球在D點受到圓環(huán)
的作用力方向是否可以平行MNo
【解答】解:A、根據(jù)等量異種點電荷的電場分布特點可知,圓環(huán)所在平面為在M、N點的兩個點電荷
形成的電場的等勢面,勻強電場方向豎直向上,則小球從A到C的過程中所處位置的電勢增加,因小
球帶正電,故其電勢能增加,故A錯誤;
B、當豎直向上的勻強電場的電場強度E滿足:qE=mg,小球沿圓環(huán)運動時所受合力不做功,合力等
于圓周運動所需向心力,小球沿圓環(huán)做勻速圓周運動,故B錯誤;
C、小球從A到B的過程,根據(jù)動能定理可以求出小球運動到B點的速度大小VB,由。“=也,可以求
得小球在B點的向心加速度。根據(jù)牛頓第二定律可以求得小球在B點的切向加速度,再根據(jù)矢量合成
可以求得小球在B點的加速度,故C正確;
D、小球在D點勻強電場的電為力與重力在豎直方向上,在M、N點的兩個點電荷形成的電場對小球的
電場力方向平行于MN,而圓周運動所需向心力由D指向O,則向心力一定由圓環(huán)的作用力來提供,故
圓環(huán)的作用力一定由指向圓環(huán)圓心的分力,所以小球在D點受到圓環(huán)的作用力方向不平行MN,故D
錯誤。
故選:Co
【點評】本題考查了帶電體在電場中的運動問題,掌握等量異種點電荷的電場分布特點,以及勻速圓周
運動的受力特點。
5.(2024?甲卷)在電荷量為Q的點電荷產生的電場中,將無限遠處的電勢規(guī)定為零時,距離該點電荷r
處的電勢為其中k為靜電力常量;多個點電荷產生的電場中某點的電勢,等于每個點電荷單獨存
在時該點的電勢的代數(shù)和。電荷量分別為Qi和Q2的兩個點電荷產生的電場的等勢線如圖中曲線所示
(圖中數(shù)字的單位是伏特),則()
A.Qi<0,=-2B.Qi>0,^-=-2
C.Qi<0,—=-3D.Qi>0,-=-3
Q2Q2
【考點】電勢的定義、單位和物理意義及用定義式計算電勢;點電荷與均勻帶電球體(球殼)周圍的電
場;電場力做功與電勢能變化的關系.
【專題】信息給予題;定量思想;推理法;電場力與電勢的性質專題;理解能力.
【答案】B
【分析】若規(guī)定無限遠處的電勢規(guī)定為零,正電荷周圍的電勢均為正,負電荷周圍的電勢均勻負,據(jù)此
分析Qi、Q2的正負;多個點電荷產生的電場中某點的電勢,等于每個點電荷單獨存在的該點的電勢的
代數(shù)和,根據(jù)點電荷的電勢與距離的關系求解作答。
【解答】解:若規(guī)定無限遠處的電勢規(guī)定為零,正電荷周圍的電勢均為正,負電荷周圍的電勢均勻負,
因此Qi為正電荷,Q2為負電荷,即Qi>0,Q2<0;
根據(jù)點電荷的電勢與距離的關系3=叫
由圖可知,當兩點電荷產生的電勢的代數(shù)和為0時,有口=2建
因此k魚+〃%=0
rlr2
得如二上一也=_2
Qir2r2
綜上分析,故ACD錯誤,B正確。
故選:Bo
【點評】本題主要考查了點電荷產生的電勢,明確多個點電荷產生的電場中某點的電勢,等于每個點電
荷單獨存在的該點的電勢的代數(shù)和以及點電荷的電勢與距離的關系是解題的關鍵;要能夠正確找出兩者
的距離關系。
6.(2024?河北)如圖,真空中有兩個電荷量均為q(q>0)的點電荷,分別固定在正三角形ABC的頂點
B、CoM為三角形ABC的中心,沿AM的中垂線對稱放置一根與三角形共面的均勻帶電細桿,電荷
量為小已知正三角形ABC的邊長為a,M點的電場強度為0,靜電力常量為k。頂點A處的電場強度
大小為()
A
?M\
B后④c
29qB.粵(6+百
A.
C.駕(3百+1)D.粵(3+向
【考點】電場強度的疊加;電場強度與電場力的關系和計算;點電荷與均勻帶電球體(球殼)周圍的電
場.
【專題】定量思想:推理法;電荷守恒定律與庫侖定律專題;推理論證能力.
【答案】D
【分析】M點的場強為零,根據(jù)場強疊加的特點和對稱性得出均勻細桿在A處的場強,再結合庫侖定
律和場強疊加的特點得出A處的場強大小。
【解答】解:M點的電場強度為零,說明兩個點電荷在M點處的場強和帶電細桿在M點的場強大小相
等且方向相反,設均勻細桿在M點的電場強度為Eo,根據(jù)庫侖定律和幾何關系可得:
畬7cos60。=微斗,方向豎直向下
Eo=2x
根據(jù)對稱性可知,均勻細桿在A點的場強大小為Eo,方向豎直向上,則A處的場強大小為:
演=Eo+2x翁必30。=%3+?故D正確,ABC錯誤;
故選:Do
【點評】本題主要考查了電場強度的疊加問題,熟悉場強的計算公式,結合矢量合成的特點即可完成分
析。
7.(2024?河北)我國古人最早發(fā)現(xiàn)了尖端放電現(xiàn)象,并將其用于生產生活,如許多古塔的頂端采用“傘
狀”金屬飾物在雷雨天時保護古塔。雷雨中某時刻,一古塔頂端附近等勢線分布如圖所示,相鄰等勢線
電勢差相等,則a、b、c、d四點中電場強度最大的是()
b
【考點】等勢面及其與電場線的關系:電場線的定義及基本特征;電場線的方向與電場強度方向的關系.
【專題】定性思想;推理法;電場力與電勢的性質專題;理解能力.
【答案】C
【分析】等差等勢線的疏密程度反映電場強度的大小,進行判斷。
【解答】解:在靜電場中,等差等勢線的疏密程度反映電場強度的大小。圖中c點的等差等勢線相對最
密集,故該點的電場強度最大,故C正確,ABD錯誤。
故選:C。
【點評】本題主要注意理解電場線等勢線關系及電場特點,試題比較簡單。
8.(2024?江西)蠟燭火焰是一和含有電子、正離子、中性粒子的氣體狀物質,將其置于電壓恒定的兩平
行金屬板間,板間電場視為勻通電場,如圖所示。若兩金屬板間距減小,關于火焰中電子所受的電場力,
下列說法正確的是()
A.電場力增大,方向向左
B.電場力增大,方向向右
C.電場力減小,方向向左
D.電場力減小,方向向右
【考點】勻強電場中電勢差與電場強度的關系.
【專題】定量思想;控制變量法;電場力與電勢的性質專題;理解能力.
【答案】B
【分析】根據(jù)E=,判斷出E的變化:再判斷出電場力大小及方向。
【解答】解:兩極板之間電壓不變,則根據(jù)
可知當d減小時,E增大;平行金屬板電場強度由正極指向負極,且方向水平向左,故電子所受電場力
方向水平向右,且根據(jù)
F=Ee
可知,電場力增大,故B正確,ACD錯誤。
故選:Bo
【點評】本題考查電場力的大小判斷,其中平行板之間為勻強電場且電場強度變化需熟練掌握.
9.(2024?北京)如圖所示,兩個等量異種點電荷分別位于M、N兩點,P、Q是MN連線上的兩點,且
MP=QN。下列說法正確的是()
?--------------------------------------O
MPQN
A.P點電場強度比Q點電場強度大
B.P點電勢與Q點電勢相等
C.若兩點電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍,P點電場強度大小也變?yōu)樵瓉淼?倍
D.若兩點電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍,P、Q兩點間電勢差不變
【考點】非勻強電場中電勢差大小的比較和應用;電場強度的登加;根據(jù)電場線的疏密判斷場強大小;
等量異種電荷的電勢分布.
【專題】定量思想;推理法;電場力與電勢的性質專題;推理論證能力.
【答案】C
【分析】A.根據(jù)等量異種點電荷的電場線分布規(guī)律分析P、Q兩點的場強大小關系;
B.根據(jù)電場線上的電勢高低規(guī)律進行分析判斷:
CD.根據(jù)點電荷的場強公式和電場強度的疊加知識導出電場強度表達式,結合表達式進行定最分析,又
根據(jù)公式U=F-d做定性的分析。
【解答】解:A.由等量異種點電荷的電場線分布特點知,P、Q兩點電場強度大小相等,故A錯誤;
B.根據(jù)沿電場線方向電勢越來越低的知識可知,P點電勢高于Q點電勢,故B錯誤;
CD.根據(jù)點電荷的場強公式,結合電場疊加得P點電場強度E=+k冬,若僅將兩點電荷的電荷
量均變?yōu)樵瓉淼?倍,則P點電場強度大小也變?yōu)樵瓉淼?倍,同理Q點電場強度大小也變?yōu)樵瓉淼?
倍,PQ間的平均電場強度變大,而PQ間距不變,由U=E?d,故P、Q兩點間電勢差變大,故C正確,
D錯誤。
故選:Co
【點評】考查電場強度、電勢、電場疊加、電勢差等問題,會根據(jù)題意進行準確分析和判斷。
10.(2024?選擇性)在水平方向的勻強電場中,一帶電小球僅在重力和電場力作用下于豎直面(紙面)內
運動。如圖,若小球的初速度方向沿虛線,則其運動軌跡為直線;若小球的初速度方向垂直于虛線,則
其從O點出發(fā)運動到O點等高處的過程中()
A.動能減小,電勢能增大
B.動能增大,電勢能增大
C.動能減小,電勢能減小
D.動能增大,電勢能減小
【考點】電場力做功與電勢能變化的關系.
【專題】信息給予題;定性思想;推理法;動能定理的應用專題;電場力與電勢的性質專題;理解能力.
【答案】D
【分析】小球的初速度方向沿虛線時,小球沿虛線做直線運動,說明合力的方向沿虛線方向,由此判斷
電場力的方向;小球的初速度方向垂直于虛線,小球做類平拋運動;根據(jù)動能定理和電場力做功與電勢
能的關系分析作答。
【解答】解:小球的初速度方向沿虛線時,小球沿虛線做直線運動,根據(jù)物體做直線運動的條件可知小
球所受的合力方向沿虛線方向,電場方向水平向右,如圖所示:
小球的初速度方向垂直于虛線,小球做類平拋運動;
小球從O點出發(fā)運動到O點等高處的過程中,合力做正功,小球的動能增加;
電場力做正功,小球的電勢能減小。
綜上分析,故ABC錯誤,D正確。
故選:D“
【點評】本題考查了帶電小球在復合場中的運動,判斷合力方向和電場力方向是解題的關鍵;要掌握動
能定理和電場力做功與電勢能的關系。
11.(2024?貴州)如圖,A、B、C三個點位于以O為圓心的圓上,直徑AB與弦BC間的夾角為30°。A、
B兩點分別放有電荷量大小為qA、qB的點電荷時,C點的電場強度方向恰好沿圓的切線方向,則”等
于()
…、、
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**"—,-,
1bL
A.-B.—C.V3D.2
33
【考點】單個或多個點電荷周圍的電勢分布.
【專題】信息給予題;定量思想;推理法;電場力與電勢的性質專題;理解能力.
【答案】B
【分析】由于C點的電場強度方向恰好沿圓的切線方向,因此qA、qB帶異種電荷;根據(jù)點電荷的場強
公式、場強的疊加結合數(shù)學知識求解作答。
【解答】解:根據(jù)題意,qA、qB帶異種電荷,假設qA為正點電荷,qB為負點電荷,兩點電荷產生的場
強如圖所示:
設圓的半徑為r,根據(jù)數(shù)學知識A點到C點的距離rA=r
B點到C點的距離=2rcos30°=V3r
根據(jù)點電荷的場強公式,點電荷qA在C點產生的場強治=管=%
點電荷qB在C點產生的場強1=管==gf
根據(jù)數(shù)學知識1即30°=增
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得刨=v
QB3
綜上分析,故ACD錯誤,B正確。
故選:Bo
【點評】本題主要考查了點電荷的場強公式,場強的疊加,抓住C點的合場強方向沿圓周上C點的切
線方向式解題的關鍵。
12.(2024?重慶)沿空間某直線建立x軸,該直線上的靜電場方向沿x軸,某點電勢的<p隨位置x變化的
圖像如圖所示,一電荷量為e帶負電的試探電荷,經過X2點時動能為L5eV,速度沿x軸正方向,若該
A.不能通過X3點B.在X3點兩側往復運動
C.能通過xo點D.在xi點兩側往亞運動
【考點】(p-x圖像的理解與應用;從能量轉化與守恒的角度解決電場中的問題.
【專題】信息給予題;定性思想;推理法;電場力與電勢的性質專題;理解能力.
【答案】B
【分析】在叩-x圖像中,圖像的斜率表示電場強度的大小,斜率為零場強為零;斜率的正、負表示場
強的方向,負電荷所受電場力與場強方向相反,結合動能定理和試探電荷的運動速度分析其運動狀態(tài),
然后作答。
【解答】解:在(P-X圖像中,圖像的斜率表示電場強度的大小,因此在X3處,場強為零。
A.假設試探電荷能到達X3,電場力做功Wi=-e(1-2)V=+leV
根據(jù)動能定理Wi=Ek3-Ek2
代入數(shù)據(jù)解得Ek3=2.5eV,假設成立,故A錯誤;
BCD.當x>x3,場強方向沿x軸正方向,試探電荷所受電場力沿x軸負方向,試探電荷做減速運動至速
度為零,再向左做加速運動,重新回到X2處時,動能為1.5eV,速度方向沿x軸負方向;
在XlVxVX3范圍,場強方向沿X軸負方向,電場力方向沿X軸正方向,試探電荷做減速運動;
設動能減為零時的電勢為①,根據(jù)動能定理-e(1-(P)V=o-1.5eV
解得(p=-O.5V
因此,試探電荷還未運動到xi處,速度減速至零;
當試探電荷減速至零后,試探電荷又向右做加速運動,再次到達X3處速度達到最大,在x>x3區(qū)域,
試探做減速運動至速度為零,再向左先做加速運動,后做減速運動至零,即試探電荷在X3點兩側往復
運動,故B正確,CD錯誤。
故選:Bo
【點評】本題主要考查了(p?x圖像的斜率的含義,電場力做功公式以及動能定理:知道負電荷所受電
場力的方向與場強方向相反。
多選題(共4小題)
(多選)13.(2025?湖南)一勻血電場的方向平行于xOy平面,平面內A點和B點的位置如圖所示。電
荷量為+q、-q和+2q的三個試探電荷先后分別置于O點、A點和B點時,電勢能均為Ej(EP>0)o
下列說法正確的是()
y
d,yd)
?...........4
uA(d,0)i
A.OA中點的電勢為零
B.電場的方向與x軸正方向成60°角
c.電場強度的大小為絳
qd
D.電場強度的大小為一^
qd
【考點】勻強電場中電勢差與電場強度的關系;電場強度的疊加;電勢的定義、單位和物理意義及用定
義式計算電勢.
【專題】定量思想:推理法;電場力與電勢的性質專題:推理論證能力.
【答案】AD
【分析】在勻強電場中,沿同一方向前進相同距離電勢的降低相等,據(jù)此可以得到各點的電勢;先作出
一條等勢線,然后作出等勢線的垂線即為電場線,最后根據(jù)勻強電場中電場強度與電勢差的關系E=,可
以求出電場強度的大小。
【解答】解:A、根據(jù)題意可知。點、A點和B點的電勢分別為的=今,為=一今,外二共
qq乙夕
故OA中點的電勢為9M=緡"=0
故A正確;
B、根據(jù)等勢線與電場線垂直,
由A的分析可知,OA中點M點的電勢為0
Ep
%=-吊
Ep
%二為
設N點為AB的三等分點,同理易知N點電勢為0,
連接MN為一條等勢線,過A點做MN的垂線,可知電場線沿該垂線方向,指向右下方,
,故電場的方向與x軸正方向成45°角,故B錯誤;
CD、根據(jù)電場強度定義式E=,可知,
電場強度的大小為,時藍二.
故C錯誤,D正確。
故選:AD。
【點評】本題要明確在勻強電場中,沿同一方向前進相同的距離,電勢降低相等。在勻強電場中,相互
平行的直線上,距禽相等的兩點間電勢差相等,這是解題的關鍵。
(多選)14.(2025?湖北)如圖所示,在xOy平面內有一以O點為中心的正五邊形,頂點到0點的距離
為R。在正五邊形的頂點上順時針方向依次固定電荷量為q、2q、3q、4q、5q的正點電荷,且電荷量為
3q的電荷在y軸正半軸上。靜電力常量為匕則。點處的電場強度()
A.方向沿x軸負方向
B.方向與x軸負方向成18°夾角斜向下
C.大小為警(cos540+cosl80)
R2
D.大小為警(2cos540+cosl80)
R2
【考點】電場強度的疊加.
【專題】定量思想;推理法;電場力與電勢的性質專題;推理論證能力.
【答案】AD
【分析】根據(jù)點電荷產生的場強公式結合電場的疊加合成知識進行分析解答。
【解答】解:法一:點電荷在O點產生的場強方向如圖所示
由幾何關系可知81=18°,02=54°,將5個場強沿x、y軸分解可得:
Ex=Eicos540+E2cos180-E4cos180-E5cos54°=一當(2cos540+cosl80)
R2
Ey=Eisin54°+E5sin540-E4sinl8°-E2sinl80-E3=^(sin540-sinl80-1)=0
根據(jù)場強疊加原理可知0點電場強度方向沿x軸負方向,大小為"(2cos54°+cosl80),故AD.正
確,BC錯誤。
根據(jù)均勻帶電圓環(huán)在其內部中點的合場強為零,則五個點中3q的電荷在0點產生的合場強為零。
根據(jù)等量異種電荷中垂線電場線的分布特點可知,0點的電場強度方向沿x軸負方向,故A正確、B
錯誤;
CD、根據(jù)圖丙可知,-q的電荷與y軸正方向的夾角為:0==72°,-2q的電荷與y軸負方向
7?°
夾角為:a==36°
根據(jù)電場強度的疊加可知,0點場強大小為E=^COS180+造巴cos54o=翁(2cos54°+cosl8°),
故C錯誤、D正確。
故選:ADo
【點評】考查點電荷產生的場強公式結合電場的疊加合成知識,會根據(jù)題意進行準確分析解答。
(多選)15.(2025?河北)如圖,真空中固定在絕緣臺上的兩個相同的金屬小球A和B,帶有等量同種電
荷,電荷量為q,兩者間距遠大于小球直徑,兩者之間的靜電力大小為F。用一個電荷量為Q的同樣的
金屬小球C先跟A接觸,再跟B接觸,移走C后,A和B之間的靜電力大小仍為F,則Q:q的絕對
值可能是()
&一一…i
B,0
A0
zA
2A
A.iB.2C.3D.5
【考點】電荷守恒定律.
【專題】定量思想;方程法;電荷守恒定律與庫侖定律專題;推理論證能力.
AD
【分析】根據(jù)庫侖定律結合電荷均分原理列方程進行解答。
【解答】解:設A、B間的距離為r,原來A、B間的靜電力:F=^
小球C先跟A接觸,此時A、C的電荷量都變?yōu)椋?1=學
C再跟B接觸,C、B的電荷量都變?yōu)椋簈2=^
移走C后,A和B之間的靜電力:F=%平
rz
整理得:Q2+4Qq-5q2=0
因式分解可得:(Q+5q)(Q-q)=0
解得:Q=?5q或Q=q
所以:|g=5或|一|=1,故AD正確、BC錯誤。
故選:ADo
【點評】本題主要是考查了庫侖定律的計算公式;知道真空中靜止的兩個點電荷之間的庫侖力與它們的
電荷量乘積成正比、與它們之間的距離平方成反比;知道兩個相同的金屬球接觸后電荷均分。
(多選)16.(2025?安徽)如圖,兩個傾角相等、底端相連的光滑絕緣軌道被固定在蛻直平面內,空間存
在平行于該豎直平面水平向右的勻強電場。帶正電的甲、乙小球(均可視為質點)在軌道上同一高度保
持靜止,間距為L,甲、乙所帶電荷量分別為q、2q,質量分別為m、2m,靜電力常量為匕重力加速
度大小為g。甲、乙所受靜電力的合力大小分別為臼、F2,勻強電場的電場強度大小為E,不計空氣阻
力,則()
A.F1=尹2
B,E啜
C.若將甲、乙互換位置,二者仍能保持靜止
D.若撤去甲,乙下滑至底端時的速度大小u二廄
【考點】從能量轉化與守恒的角度解決電場中的問題;帶電體在勻強電場中的受力平衡.
【專題】定量思想;合成分解法;電場力與電勢的性質專題;分析綜合能力.
【答案】ABD
【分析】對兩球進行受力分析,畫出受力圖,分別根據(jù)平衡條件列方程,求出兩球間的庫侖力大小,再
求2,并根據(jù)庫侖定律求出勻強電場的電場強度大小E;若將甲、乙互換位置.,假設二者仍能保持靜止,
根據(jù)平衡條件列式分析;若撤去甲,對乙球,根據(jù)動能定理求乙下滑至底端時的速度大小V。
【解答】解:AB、對兩球進行受力分析,如圖所示。
設兩球間的庫侖力大小為F,辛九道傾角為
對甲球,根據(jù)平衡條件得FNicos8=mg,F=FNisin0+Eq?
對■乙球,根據(jù)平衡條件得FN2cos0=2mg,FN2sin6=F+2Eq②
聯(lián)立解得F=4Eq
則以=出2里=工
F24Eq+2Eq2
根據(jù)庫侖定律得尸=等,解得/=墨,故AB正確:
C、若將甲、乙互換位置,若二者仍能保持靜止,同理可得,對甲,根據(jù)平衡條件有FNrcos8=mg,FNi'sinO
=F+Eq
對乙,根據(jù)平?衡條件有FN2'cosO=2mg,FN2'sine+2Eq=F
聯(lián)立可得F+4Eq=0,無解,假設不成立,故C錯誤:
D、若撤去甲,對乙球,根據(jù)動能定理得2mg?,。九。一2£q?42?27幾戶
結合①②可知[即。二巖
聯(lián)立解得u=廄,故
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