高考物理《静电场》综合复习练习题(含答案)
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静电场综合复习题一及参考答案本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,试卷满分为100分.考试时间为90分钟.第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分.有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)图11.如图1所示,O是一固定的正点电荷,另有一正点电荷q从很远处以初速度v0正对着点电荷O射入电场中,仅在电场力作用下的运动轨迹是实线MN,虚线a、b、c是以O为圆心,Ra、Rb、Rc为半径画出的三个圆,且Ra-Rb=Rb-Rc.1、2、3为轨迹MN与三个圆的一些交点,以|I12|表示点电荷q从1运动到2的过程中电场力的冲量的大小,|I23|表示q从2运动到3的过程中电场力的冲量的大小;用|W12|表示q从1运动到2的过程中电场力做功的大小,用|W23|表示q从2运动到3的过程中电场力做功的大小.则() A.|I12|>|I23|B.|I12|<|I23|C.|W12|>|W23| D.|W12|<|W23|解析:根据点电荷产生的电场可知,1、2间的电场强度比2、3间的电场强度小,因为Ra -Rb=Rb-Rc,所以|W12|<|W23|,故选项D正确.因为p=2mEk,所以|I12|<|I23|,故选项B正确.答案:BD2.如图2所示,A板发出的电子经加速后,水平射入水平放置的两平行金属板间,金属板间所加的电压为U,电子最终打在光屏P上,关于电子的运动,下列说法中正确的是()图2A.滑动触头向右移动时,电子打在荧光屏上的位置上升B.滑动触头向左移动时,电子打在荧光屏上的位置上升C.电压U增大时,电子打在荧光屏上的速度大小不变D.电压U增大时,电子从发出到打在荧光屏上的时间不变解析:当滑动触头向右滑动时,加速电压增大,因此电子经偏转电场时侧移距离减小,电子打在荧光屏上的位置下降,滑动触头左移则上升,A错B对;电压U增大时,电子打在荧光屏上的速度增大,但电子从出发到打在荧光屏上的时间不受侧向运动的影响保持不变,C 错D对.答案:BD3.如图3所示,一绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中,场强为E.在与环心等高处放有一质量为m、带电+q的小球,由静止开始沿轨道运动,下述说法正确的是()图3A.小球在运动过程中机械能守恒B.小球经过环的最低点时速度最大C.小球经过环的最低点时对轨道压力为3(mg+qE)D.小球经过环的最低点时对轨道压力为(mg+qE)解析:小球滑动过程中有重力和电场力做功,因此机械能不守恒,A错.小球下滑到最低点的过程中,重力和电场力都做正功,小球动能增大,过最低点时速度最大,B对.由动能定理得(qE+mg)R=12mv2,轨道支持力为FN,则FN-(qE+mg)=mv2R,解得C对,D 错.答案:BC图44.空间某区域内存在着电场,电场线在竖直平面上的分布如图4所示,一个质量为m、电荷量为q的小球在该电场中运动,小球经过A点时的速度大小为v1,方向水平向右,运动至B点时的速度大小为v2,运动方向与水平方向之间的夹角为α,A、B两点之间的高度差与水平距离均为H,则以下判断中正确的是()A.若v2>v1,则电场力一定做正功B.A、B两点间的电势差U=m2q(v22-v12)C.小球由A点运动到B点,电场力做的功W=12mv22-12mv12-mgHD.小球运动到B点时所受重力的瞬时功率P=mgv2解析:考查带电粒子在电场与重力场的叠加场中的运动.从A到B,重力做正功,若v2>v1,表明外力做的总功为正,但电场力可能做负功,A错.由动能定理qU+mgH=12mv22-12mv12可知B错,C对.过B点时重力的瞬时功率P=mgv2sinα,D错.答案:C图55.如图5所示,一正点电荷在电场中受电场力作用沿一圆周的圆弧ab运动,已知该点电荷的电荷量为q,质量为m(重力不计),ab弧长为l,电荷经过a、b两点时速度大小均为v0,则下列说法中不正确的是()A.a、b两点的场强方向相同B.a、b两点的场强大小相等C.a、b两点的电势相等D.电荷在a、b两点的电势能相等解析:由题意,电荷经过a、b两点时速度大小均为v0,所以电场力做功为零,电荷在a、b两点的电势能相等,a、b两点的电势也相等,显然形成电场的电荷为点电荷.由于电场是矢量,所以A错,B、C、D正确.答案:A图66.如图6所示,在匀强电场中有a、b、c、d四点,它们处于同一圆周上,且ac、bd分别是圆的直径.已知a、b、c三点的电势分别为φa=9 V,φb=15 V,φc=18 V,则d 点的电势为()A.4 V B.8 VC.12 V D.16 V解析:由于电场是匀强电场,据φa=9 V,φc=18 V,可知,圆心处的电势φ0=φa+φc -φa2=13.5 V,对于匀强电场,φb-φ0=φ0-φd,则φd=12 V,故C正确.答案:C图77.如图7所示,在场强为E的匀强电场中,有相距为L的A、B两点,其连线与场强方向的夹角为θ,A、B两点间的电势差UAB=U1.现将一根长为L的细金属棒沿AB连线方向置于该匀强电场中,此时金属棒两端的电势差UAB=U2,则下列关于U1和U2的说法中正确的是()A.U1=U2=ELcosθB.U1=U2=-ELcosθC.U1=ELcosθ,U2=0D.U1=-ELcosθ,U2=ELcosθ解析:据匀强电场中电势差与场强关系式得,U1=Ed=ELcosθ,将金属杆AB放置于匀强电场中,静电平衡时金属杆AB为等势体,故U2=0,故C选项正确.答案:C8.(2010•北京高考)用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图).设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若()图8A.保持S不变,增大d,则θ变大B.保持S不变,增大d,则θ变小C.保持d不变,减小S,则θ变小D.保持d不变,减小S,则θ不变解析:保持S不变,增大d,平行板电容器的电容减小,由于电容器的电荷量不变,由Q =CU可以判断极板间电势差变大,静电计指针偏角θ变大,选项A正确,B错误;保持d 不变,减小S,电容器电容变小,由Q=CU可以判断极板间电势差变大,选项C、D错误.答案:A9.(2010•天津高考)在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,电场力做了负功,则() A.b点的电场强度一定比a点大B.电场线方向一定从b指向aC.b点的电势一定比a点高D.该电荷的动能一定减小解析:从a→b,电场力对正电荷做负功,该电荷电势能增加,qφa<qφb,即φa<φb,故选项C正确;电场线不一定是直线,选项B错误;该电荷除了受电场力,是否还受其他力不清楚,选项D错误;条件不足,无法判断a、b两点场强的大小,选项A错误.答案:C图910.(2010•福建高考)物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证,有时只需通过一定的分析就可以判断结论是否正确.如图所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为R1和R2的圆环,两圆环上的电荷量均为q(q>0),而且电荷均匀分布.两圆环的圆心O1和O2相距为2a,连线的中点为O,轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r(r<a).试分析判断下列关于A点处电场强度大小E的表达式(式中k为静电力常量)正确的是() A.E=kqR1[R12+(a+r)2]-kqR2[R22+(a-r)2]B. E=kqR1[R12+(a+r)2]32-kqR2[R22+(a-r)2]32C. E=kq(a+r)[R12+(a+r)2]-kq(a-r)[R22+(a-r)2]D. E=kq(a+r)[R12+(a+r)2]32-kq(a-r)[R22+(a-r)2]32解析:由量纲判断选项A、C中电场强度的单位为Nm2C2•C•mm2=NmC,而电场强度的单位为N/C,所以可以排除选项A、C;假设r=a,此时A点位于O2点,A点电场强度应等于左侧小圆环的电荷在该处产生的场强,电场强度的表达式为一项,而选项B中E 的表达式为两项的组合,应排除B;综上所述,只能选D.答案:D第Ⅱ卷(非选择题,共60分)二、填空题(本题共2小题,每题8分,共16分)图1011.如图10所示,一个半径为R的绝缘球壳上均匀带有+Q的电荷,另一个电荷量为+q 的电荷放在球心O上,由于对称性,点电荷受力为0.现在球壳上挖去半径为r(r≪R)的一个小圆孔,则此时置于球心的点电荷所受的力的大小为________(已知静电力恒量为k),方向________.解析:球壳完整时,由对称性得球心上的点电荷受力为0,可知挖去的小孔和剩下的部分对点电荷产生的力大小相等,方向相反,故要计算剩下部分对点电荷产生的力,只要求出挖去的小圆孔对点电荷产生的力即可,由于r≪R,故小圆孔可以看做点电荷,这样可由库仑定律计算.由库仑定律有F=kQ′qR2,其中Q′=Q4πR2•πr2,得出F=kQqr24R4,指向小孔.答案:kQqr24R4指向小孔图1112.某研究性学习小组设计了以下方法来测量物体的带电量.如图11所示的小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球,用绝缘丝线悬挂于O点,O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度α的量角器,M、N是两块相同的、正对着竖直平行放置的金属板(加上电压后其内部电场可看作匀强电场).另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电流表、开关、滑动变阻器及导线若干.该小组的实验步骤如下,请你帮助该小组完成:(1)用天平测出小球的质量m,按如图11所示进行器材的安装,并用刻度尺测出M、N板之间的距离d,使小球带上一定的电量.(2)连接电路(请在图中的虚线框中画出实验所用的电路图,电源、开关已经画出).(3)闭合开关,调节滑动变阻器滑片的位置,读出多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角度θ.(4)以电压U为纵坐标,以________为横坐标作出过原点的直线,求出直线的斜率k.(5)小球的带电量q=________.(用m、d、k等物理量表示)答案:(2)如图12(a)(4)tanα(5)mgdk带电小球的受力如图12(b),根据平衡条件有tanθ=Fmg,又有F=qE=qUd,联立解得,U=mgdqtanθ=ktanθ,所以应以tanθ为横坐标.图12三、计算题(本题共4小题,13、14题各10分,15、16题各12分,共44分,计算时必须有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)图1313.在匀强电场中建立一个直角坐标系,如图13所示,从坐标原点沿+y方向前进0.346 m到A点,电势降低34.6 V;从坐标原点沿-x方向前进0.2 m到B点,电势升高34.6 V,求匀强电场的场强大小和方向.(取3=1.73)解析:令O点电势φO=0,则φA=-34.6 V,φB=34.6 V,再作点B关于点O的对称点B′,因为BO=OB′,则φB′=-34.6 V.连接AB′,并作其垂线OE,则从O→E的方向即场强方向.tanθ=OB′OA=11.73=33E=UOB′d=UOB′OB′sin60°=200 V/m.答案:200 V/m,方向与x轴正方向成30°角.图1414.在点电荷Q产生的电场中有a,b两点,相距为d,已知a点的场强大小为E,方向与ab连线成30°角,b点的场强方向与ab连线成120°角,如图14所示,则b点的场强大小为多大?a,b两点电势哪点更高?解析:图15如图15所示,将a点场强方向和b点场强方向延长,交于O点,由几何知识得ab=d,aO=2dsin60°=3d,而E=kQ(3d)2,Eb=kQd2,所以Eb=3E.以O点为圆心,以d为半径作弧交Oa于c点,则φb=φc,而φa>φc,所以φa>φb,即a点电势更高.答案:3E a图1615.如图16所示,水平放置的两块平行金属板A,B相距为d,电容为C.开始两块板均不带电,A板接地且中央有孔.现将带电荷量为+q,质量为m的带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h处无初速滴下,落向B板的电荷全部传给B板,问:(1)第几滴液滴在A,B板间做匀速直线运动?(2)能够到达B板的液滴不会超过多少滴?解析:(1)设第n滴液滴在A,B板间做匀速直线运动,此时,板上电荷量为Q=(n-1)q,板上电压U=QC=(n-1)qC.板间电场强度E=Ud=(n-1)qCd①由平衡条件得qE=mg②由①②得n=mgCdq2+1(2)设能够到达B板的液滴不会超过x滴,且第(x+1)滴到B板的速度恰为0,然后返回极板上,最大电荷量Q′=xq③极板间最大电压U′=Q′C=xqC④对第(x+1)滴,由动能定理得mg(h+d)-qU′=0⑤由④⑤解得x=mgC(h+d)q2.答案:(1)mgCdq2+1(2)mgC(h+d)q216.(2009•安徽高考)图17如图17所示,匀强电场方向沿x轴的正方向,场强为E.在A(d,0)点有一个静止的中性微粒,由于内部作用,某一时刻突然分裂成两个质量均为m的带电微粒,其中电荷量为q的微粒1沿y轴负方向运动,经过一段时间到达(0,-d)点.不计重力和分裂后两微粒间的作用.试求:(1)分裂时两个微粒各自的速度;(2)当微粒1到达(0,-d)点时,电场力对微粒1做功的瞬时功率;(3)当微粒1到达(0,-d)点时,两微粒间的距离.解析:(1)设分裂时微粒1的初速度为v1,到达(0,-d)点所用时间为t.依题意可知微粒1带负电,在电场力的作用下做类平抛运动,得下列方程:-d=v1t①-d=12at2②qE=ma③由①②③解得v1=--qEd2m④根号外的负号表示沿y轴的负方向.设分裂时另一微粒2的速度为v2,根据动量守恒定律mv1+mv2=0⑤图18得v2=-qEd2m⑥(2)当微粒1运动到B(0,-d)点时,速度在x轴方向上的分量为vBx,则vBx=--2ad ⑦由③⑦解得vBx=--2qEdm电场力对它做功的瞬时功率P=qEvBx=-qE-2qEdm.(3)中性微粒分裂时,根据电荷守恒定律,微粒2带等量的正电荷,所受电场力沿x轴的正方向,在电场力的作用下也做类平抛运动.根据对称性,当微粒1到达B(0,-d)点时,微粒2运动到C(2d,d)点,此时两微粒间的距离是BC=(2d)2+(2d)2=22d.答案:(1)v1=--qEd2m v2=-qEd2m(2)-qE-2qEdm(3)22d。
2025届高考物理一轮复习专题练: 静电场的描述一、单选题1.如图,一均匀带正电荷的圆环,其半径为R ,圆心为O ,AB 和CD 为圆环的直径,AB 与CD 垂直,P 点为圆弧AC 的二等分点,四分之一圆环AC 部分的全部正电荷在圆心O 处产生的电场强度大小为,关于圆环各部分电荷在圆心O 处产生的电场强度,说法正确的是( )A.整个圆环全部正电荷在圆心O 处产生的电场强度大小为C.半圆环ACB 部分的全部正电荷在圆心O处产生的电场强度大小为2.放入电场中某点的电荷所受的静电力F 跟它的电荷量q 的比值,叫做该点的电场强度E ,即A.若将放入该点的电荷从电场中移出,则该点的电场强度变为0B.若将放入该点的电荷量增加一倍,则该点的电场强度将减少一半C.放入该点的正点电荷所受的静电力的方向就是该点的电场强度的方向D.电场强度的国际单位是安培3.如图,在位置放置电荷量为q 的正点电荷,在位置放置电荷量为q 的负点电荷,在距的某点处放置正点电荷Q ,使得P 点的电场强度为零.则Q 的位置及电荷量分别为( )E =0E 04E 0E 0(),0a ()0,a (,P a aA. B. C. D.4.如图所示,abcd 是由粗细均匀的绝缘线制成的正方形线框,其边长为L ,O 是线框的中心,线框上均匀地分布着正电荷,现在线框左侧中M 处取下足够短的带电量为q的距离到N 点处,设线框其他部分的带电量与电荷分布保持不变,若此时在O 点放一个带电量为Q 的带正电的点电荷,静电力常量为k ,则该点电荷受到的电场力大小为( )5.在某一点电荷产生的电场中,两点的电场强度方向如图所示,则两点的电场强度大小之比为( )A. B. C. D.6.如图所示,用绝缘细线将两个带有同种电荷的小球悬挂在天花板上,静止时悬线与竖直方向的夹角分别为和,且,两小球在同一水平面内.已知两小球的质量分别为,带电量分别为.则下列说法正确的是( )A B 、3:1(0,2a (0,2),a (2a (2,0),a L A B 、1:31:44:11θ2θ12θθ>12m m 、12q q 、A.可能小于,一定小于B.一定小于,可能小于C.可能大于,一定大于D.一定大于,可能大于7.用绝缘细线悬挂两个大小相同的小球,它们带有同种电荷,质量分别为和,带电量分别为和,因静电力而使两悬线张开,分别与竖直方向成夹角和,且两球静止时同处一水平线上,若,则下述结论正确的是( )A.一定等于C.一定等于D.必然同时满足8.某区域电场线分布如图所示。
高中物理《静电场》综合测试卷考试时间:90分钟试卷总分:100分一、选择题(本题包括10小题.共40分,1----8题只有一个选项正确,9----13有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1、真空中两相同的带等量异种电荷的金属小球A和B(均可看为质点),分别固定在两处,它们之间的距离远远大于小球的直径,两球间的静电力大小为F。
现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触,再与B接触,然后移开C,此时A、B两金属小球间的静电力大小为()A.4F B.F C.0.25F D.0.125F2、图中实线是某电场中一簇未标明方向的电场线,虚线是一带电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。
根据此图不能判断出来的是()A.a、b两点中,哪点的电势较高B.a、b两点中,哪点的电场强度较大C.带电粒子在a、b两点处,哪点的加速度较大D.带电粒子在a、b两点处,哪点的电势能较大3、如图所示,某带电导体的表面有a、b两点,其中a点的电场强度E1=2.4×102V/m,b点的电场强度E2=4.8×102V/m,导体外有一点c,c点与a点之间的距离为2cm,c点与b点之间的距离为4cm。
现将某检验电荷+q由a点移至c 点,电场力做功为4.8×10-6J。
下列判断正确的是()A .若将检验电荷+q 由b 点移至c 点,则电场力做功为4.8×10-6JB .若将检验电荷+q 由b 点移至c 点,则电场力做功为9.6×10-6JC .若将检验电荷+q 分别放在a 、b 两点,其所受电场力大小相等D .若将检验电荷+q 分别放在a 、b 两点,其所具有的电势能之比为1:2 4、如图所示,在点电荷+q 的电场中,放着一块带有一定电荷量且电荷均匀分布的绝缘椭圆圆形薄板,MN 过几何中心O 点且垂直于板面,点电荷+q 与a 点、O 点、b 点之间的距离分别为0.5d 、1.5d 、2.5d 。
高中物理《静电场专项复习》(人教版)练习题1.如图所示,MN 是负点电荷产生的电场中的一条电场线.一个带正电的粒子(不计重力)从a 到b 穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示,则该带电粒子在a 点的加速度一定 在b 点的加速度.带电粒子在a 点的电势能一定 在b 点的电势能.(填“大于”、“小于”式“等于”)。
2.一个平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,两极板间有一正电荷(电荷量小)固定在P 点,如图所示.以E 表示两极板间的场强,U 表示电容器两极板间的电压,W 表示正电荷在P 点的电势能.若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,那么( )多选A .U 变小,E 不变B .E 变大,W 变大C .U 变小,W 不变D .U 不变,W 不变3.平行板电容器的两板A 、B 接于电池两极,一个带正电小球悬挂在电容器内部,闭合电键S ,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向夹角为θ,如图所示,那么( )多选A .保持电键S 闭合,带正电的A 板向B 板靠近,则θ增大B .保持电键S 闭合,带正电的A 板向B 板靠近,则θ不变C .电键S 断开,带正电的A 板向B 板靠近,则θ增大D .电键S 断开,带正电的A 板向B 板靠近,则θ不变4.如图所示,一个质量为m 、带电量为q 的粒子从两带电平行板的正中间沿与匀强电场垂直的方向射入,不计粒子所受的重力.当粒子的入射速度为v 时,它恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上.现欲使质量为m 、入射速度为2v 的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板,在以下的仅改变某一物理量的方案中,可行的是( )多选A .使粒子的带电量减少为原来的14B .使两板间所接电源的电压减小到原来的一半C .使两板间的距离增加到原来的2倍D .使两极板的长度减小为原来的145.如图所示,在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O 处放一点电荷.现将质量为m 、电荷量为q 的小球从半圆形管的水平直径端点A 静止释放,小球沿细管滑到最低点B 时,对管壁恰好无压力.若小球所带电量很小,不影响O 点处的点电荷的电场,则置于圆心处的点电荷在B 点处的电场强度的大小为( )A .mg qB .2mg qC .3mg qD .4mg q6.真空中有一带电粒子,其质量为m ,带电荷量为q ,以初速度0v 从A 点竖直向上射入水平方向的匀强电场,如图所示.粒子在电场中到达B 点时,速度方向变为水平向右,大小为20v ,则该匀强电场的场强E=______,A 、B 两点间电势差U AB =______。
高中物理静电场练习题学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.2022年的诺贝尔物理学奖同时授予给了法国物理学家阿兰•阿斯佩、美国物理学家约翰•克劳泽及奥地利物理学家安东•蔡林格,以表彰他们在“纠缠光子实验、验证违反贝尔不等式和开创量子信息科学”方面所做出的杰出贡献。
许多科学家相信量子科技将改变我们未来的生活,下列物理量为量子化的是( )A .一个物体带的电荷量B .一段导体的电阻C .电场中两点间的电势差D .一个可变电容器的电容2.如图所示,+Q 为固定的正电荷,在它的电场中,一电荷量为+q 的粒子,从a 点以沿ab 方向的初速度v 0开始运动.若粒子只受电场力作用,则它的运动轨迹可能是图中的( )A .ab 直线B .ac 曲线C .ad 曲线D .ae 曲线 3.电荷量之比为1∶7的带异种电荷的两个完全相同的金属球A 和B ,相距为r 。
两者接触一下放到相距2r 的位置,则稳定后两小球之间的静电力大小与原来之比是( ) A .4∶7B .3∶7C .36∶7D .54∶74.描述电场强弱的物理量是( )A .电荷量B .电场力C .电场强度D .电流强度 5.人体的细胞膜模型图如图a 所示,由磷脂双分子层组成,双分子层之间存在电压(医学上称为膜电位),现研究某小块均匀的细胞膜,厚度为d ,膜内的电场可看作匀强电场,简化模型如图b 所示,初速度可视为零的一价正钠离子仅在静电力的作用下,从图中的A 点运动到B 点,下列说法正确的是( )A .A 点电势等于B 点电势B.钠离子的电势能增大C.若膜电位越小,钠离子进入细胞内的速度越大D.若膜电位增加,钠离子进入细胞内的速度更大6.如图所示为真空中正点电荷的电场线和等势面,实线为电场线,虚线为等势面,电场中有a、b、c三点。
下列关于各点电场强度E的大小和电势φ的高低说法正确的是()A.Ea=Eb B.Ea>Ec C.φb>φc D.φa=φc7.两个较大的平行金属板A、B相距为d,分别接在电压为U的电源正、负极上,这时质量为m、带电荷量为-q的油滴恰好静止在两板之间,如图所示。
.高中物理静电场经典复习资料题目及答案一.电场能的性质( 1)电场强度的定义:放入电场中某点的电荷所受的电场力 F 跟它的电荷量q 的比值,叫做该点的电场强度。
用 E 表示电场强度,则有 E=F/q。
Q(2)正负点电荷Q在真空中形成的电场是非匀强电场,场强的计算公式为E=k r23.电场叠加:电场中某点的电场强度等于各个点电荷在该点产生的电场强度的矢量和。
4.电场力: F=qE。
二.电场能的性质1.电势差:电荷从电场中某点A 移动到另一点 B 电场力所做功 W与该电荷电量的比值。
即:U=W/q。
2.电势:试探电荷在电场中某点具有的电势能E p与电荷量q 的比值,叫做该点的电势。
即φ=E p/q 。
电势差 U AB=φA-φB。
3.电场中电势相等的点组成的面叫做等势面。
等势面的性质:①等势面上任意两点之间的电势差为零;②等势面和电场线垂直,在等势面上移动电荷电场力不做功。
③等势面的疏密表示电场的强弱。
等差等势面越密,电场强度越大。
④任意两个电势不等的等势面不会相交。
4.匀强电场中电势差与电场强度的关系是 E=U/d,公式中 d 是沿电场线方向两点之间的距离。
匀强电场中电势高低变化特点:在匀强电场中,任意一组平行线上等距离的两点之间的电势差相等。
5.电势随空间分布图象所谓φ -x 图象是指静电场中电势φ 随x变化情况图象。
φ-x图象斜率大小表示电场强度沿.x 轴方向分量的大小。
根据φ-x图象斜率大小表示电场强度沿x 轴方向分量的大小判断电场强度(或电场强度分量)的大小。
若图象某段平行x 轴,表明电势φ 在该段不随x 变化,电场强度沿x 轴方向分量为零,空间各点场强与x 轴垂直。
【高考命题动态】静电场是高中物理研究的比较深的物质形态,静电场也是高考重点之一。
高考对静电场的考查重点是:库仑定律、电场力的性质、电场能的性质、电容器和电容、带电粒子在电场中的运动等。
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1.( 2013 无为四校联考)如图所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图.当动极板和定极板之间的距离 d 变化时,电容 C 便发生变化,通过测量电容 C 的变化就可知道两极板之间距离 d 的变化的情况.在下列图中能正确反映 C 与 d 之间变化规律的图象是() 答案: A解析:由电容器的电容决定式, C=rS,C 与 d 成反比,能正确反映C与 d 之间变化规律的4 kd图象是 A。
高中物理题型分类汇总含详细答案----静电场共:15题时间:40分钟一、单选题1.如图所示,平行板电容器A、B间有一带电油滴P正好静止在极板正中间,现将B板向下移动一点,其它条件不变,则()A.油滴带正电B.油滴将向下加速,电流计中电流由a流向bC.油滴将向下加速,电流计中电流由b流向aD.油滴运动的过程中电势能将减少2.两个完全相同的金属小球,分别带有+3Q和–Q的电荷量,当它们相距r时,它们之间的库仑力是F。
若把它们接触后分开,再置于相距的两点,则它们的库仑力的大小将变为()A.FB.3FC.4FD.9F3.如图,绝缘光滑圆环竖直放置,a、b、c为三个套在半径为R圆环上可自由滑动的空心带电小球,已知小球c位于圆环最高点(未画出),ac连线与竖直方向成60°角,bc连线与竖直方向成30°角,小球a的电量为(q>0),质量为m,三个小球均处于静止状态。
下列说法正确的是()A.a、b、c小球带同种电荷B.a、b小球带异种电荷,b、c小球带同种电荷C.a、b小球电量之比为D.小球c电量数值为4.一负电荷仅受电场作用,由静止释放,从电场中的A点运动到B点,在此过程中电荷作匀加速直线运动,则A、B两点电场强度及电势高低情况是()A.E A>E BB.E A=E BC.E A=E BD.E A>E B5.如图,在点电荷+Q形成的电场中有一个带电粒子通过,其运动轨迹如图中实线所示,虚线表示电场的两个等势面,A、B是等势面上两点,则()A.等势面电势A<B,粒子动能E kA>E kBB.等势面电势A>B,粒子动能E kA>E kBC.等势面电势A>B,粒子动能E kA<E kBD.等势面电势A<B,粒子动能E kA<E kB6.带电粒子仅在电场力作用下,从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点,如图,从a到b过程中,下列说法正确的是()A.粒子带负电荷B.粒子先加速后减速C.粒子速度一直增大D.粒子的机械能先减小后增大7.如图所示,一个带负电荷的小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内部,闭合开关后,小球静止时悬线与竖直方向成θ角,则()A.闭合开关后,减小AB板间的距离,则夹角θ增大B.闭合开关后,减小AB板间的距离,则夹角θ减小C.断开开关后,使B板竖直向上移动,则夹角θ减小D.断开开关后,增大AB板间的距离,则夹角θ减小二、多选题8.如图,足够大的光滑绝缘水平面上有两个相距L的带电质点M和N,它们的质量分别为m1、m2,带电量大小分别为q1、q2,它们均绕其连线上的O点做匀速圆周运动。
高考物理最新电磁学知识点之静电场知识点总复习含答案(1)一、选择题1.板间距为d 的平行板电容器所带电荷量为Q 时,两极板间电势差为1U ,板间场强为1E 现将电容器所带电荷量变为2Q ,板间距变为12d ,其他条件不变,这时两极板间电势差2U ,板间场强为2E ,下列说法正确的是A .2121,U U E E ==B .21212,4U U E E ==C .2121,2U U E E ==D .21212,2U UE E ==2.如图所示,足够长的两平行金属板正对竖直放置,它们通过导线与电源E 、定值电阻R 、开关S 相连。
闭合开关后,一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放,最终液滴落在某一金属板上。
下列说法中正确的是( )A .液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线B .电源电动势越大,液滴在板间运动的加速度越大C .电源电动势越大,液滴在板间运动的时间越长D .定值电阻的阻值越大,液滴在板间运动的时间越长3.如图所示,某电场中的一条电场线,一电子从a 点由静止释放,它将沿电场线向b 点运动,下列有关该电场的判断正确的是( )A .该电场一定是匀强电场B .场强E a 一定小于E bC .电子具有的电势能E p a 一定大于E p bD .电势φa >φb4.如图所示,三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面,电势分别为10V 、20V 、30V ,实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹,a 、b 、c 是轨迹上的三个点,下列说法正确的是( )A .粒子在三点所受的电场力不相等B .粒子必先过a ,再到b ,然后到cC .粒子在三点所具有的动能大小关系为E kb >E ka >E kcD .粒子在三点的电势能大小关系为E pc <E pa <E pb5.如图所示的电场中,虚线a 、b 、c 为三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即ab BC U U ,一带负电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹如实线所示,P 、Q 是这条轨迹上的两点,由此可知A .a 、b 、c 三个等势面中,a 的电势最高B .带电质点在P 点的动能比在Q 点大C .带电质点在P 点的电势能比在Q 点小D .带电质点在P 点时的加速度比在Q 点小6.如图所示,在空间坐标系Oxyz 中有A 、B 、M 、N 点,且AO =BO =MO =NO ;在A 、B 两点分别固定等量同种点电荷+Q 1与+Q 2,若规定无穷远处电势为零,则下列说法正确的是( )A .O 点的电势为零B .M 点与N 点的电场强度相同C .M 点与N 点的电势相同D .试探电荷+q 从N 点移到无穷远处,其电势能增加7.在某电场中,把电荷量为2×10-9C 的负点电荷从A 点移到B 点,克服静电力做功4×10-8J ,以下说法中正确的是( )A .电荷在B 点具有的电势能是4×10-8J B .点电势是20VC .电荷的电势能增加了4×10-8J D .电荷的电势能减少了4×10-8J8.a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点,∠abc=120°.现将三个等量的正点电荷+Q固定在a、b、c三个顶点上,将一个电量为+q的点电荷依次放在菱形中心点O点和另一个顶点d点处,两点相比:()A.+q在d点所受的电场力较大B.+q在d点所具有的电势能较大C.d点的电势低于O点的电势D.d点的电场强度大于O点的电场强度9.空间存在着平行于x轴方向的静电场,P、M、O、N、Q为x轴上的点,P、Q之间各点的电势φ随位置坐标x的变化如图所示。
静电场练习题一、选择题1.(3分)如图,在E=2.0×103N/C的匀强电场中有A、M和B三点,其中BM与电场线垂直,AM与电场线成30°角,AM=4cm,BM=2cm,把一电量q=2×10﹣9C的正电荷从A移动到M点,再从M移动到B点,整个过程中电场力做功为()A.8×10﹣8J B.8×10﹣8J C.1.6×10﹣7 J D.2.4×10﹣7 J 2.(3分)如图所示,正电荷在电场中沿某一条电场线从A点运动到B点,下面说法正确的是()A.电场力大小不断变化B.电场力大小保持不变C.电荷克服电场力做功D.电荷的电势能不断减小3.(3分)下列说法中正确的是()A.将电荷从电场中一点移到另一点,电势能的改变量与零电势点的选择无关B.在电场中,电场强度为零的地方电势也一定为零C.电荷在电场中电势较高的地方,具有的电势能较大D.沿着负点电荷的电场线方向,电势升高4.(3分)关于等势面下列说法正确的是()A.电荷在等势面上移动时不受电场力作用,所以不做功B.等势面上各点的场强相等C.等差等势面越密的地方,场强越大D.在负的点电荷形成的电场中,电场线由低等势面指向高等势面5.(3分)如图所示,粗糙且绝缘的斜面体ABC在水平地面上始终静止。
在斜面体AB边上靠近B点固定一点电荷,从A点无初速度释放带负电且电荷量保持不变的小物块(视为质点),运动到P点时速度恰为零。
则小物块从A到P运动的过程()A.水平地面对斜面体没有静摩擦作用B.小物块的电势能先减小后增大C.小物块所受到的合外力减小后增大D.小物块损失的机械能等于增加的电势能6.(3分)如图所示,某一带正电粒子(不计重力)在一平行板间的运动轨迹如图中曲线,P、Q两点为轨迹上两点,则()A.A板带负电,B板带正电B.粒子在P点电势能大于在Q点电势能C.粒子在P点动能大于在Q点动能D.粒子在P点受力大于在Q点受力7.(3分)如图所示,a、b、c、d、e五点在一条直线上,b、c两点间的距离等于d、e两点间的距离。
高考物理《静电场》综合复习练习题(含答案)一、单选题1.两个等量异种点电荷位于x 轴上,相对原点对称分布,正确描述电势ϕ随位置x 变化规律的是图( )A .B .C .D . 2.如图所示,在xOy 平面内有一个以O 为圆心、半径R =0.1m 的圆,P 为圆周上的一点,O 、P 两点连线与x 轴正方向的夹角为θ。
若空间存在沿y 轴负方向的匀强电场,场强大小100V/mE =,则O 、P 两点的电势差可表示为( )A .10sin (V)OP U θ=-B .10sin (V)OP U θ=C .10cos (V)OP U θ=-D .10cos (V)OP U θ=3.如图所示,M 、N 是平行板电容器的两个极板,0R 为定值电阻,1R 、2R 为可调电阻,用绝缘细线将质量为m 、带正电的小球悬于电容器内部.闭合电键S ,小球静止时受到悬线的拉力为F .调节1R 、2R ,关于F 的大小判断正确的是A.保持1R不变,缓慢增大2R时,F将变大B.保持1R不变,缓慢增大2R时,F将变小C.保持2R不变,缓慢增大1R时,F将变大D.保持2R不变,缓慢增大1R时,F将变小4.如图所示,匀强电场中有a、b、c三点.在以它们为顶点的三角形中,∠a=30°、∠c=90°,电场方向与三角形所在平面平行.已知a、b和c点的电势分别为(23)-V、(23)+V和2 V.该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为A.(23)-V、(23)+V B.0 V、4 VC.43(2)3-V、43(2)3-D.0 V、3V5.静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器.某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板,图中直线ab为该收尘板的横截面.工作时收尘板带正电,其左侧的电场线分布如图所示;粉尘带负电,在电场力作用下向收尘板运动,最后落在收尘板上.若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹,下列4幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)A .B .C .D .6.如图,四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边a 、b 、c 、d 上。
移去a 处的绝缘棒,假定另外三根绝缘棒电荷分布不变。
关于长方体几何中心O 点处电场强度方向和电势的变化,下列说法正确的是( )A .电场强度方向垂直指向a ,电势减小B .电场强度方向垂直指向c ,电势减小C .电场强度方向垂直指向a ,电势增大D .电场强度方向垂直指向c ,电势增大7.空间有一沿x 轴对称分布的电场,其电场强度E 随x 变化的图像如图所示.下列说法正确的是A .O 点的电势最低B .2x 点的电势最高C .1x 和- 1x 两点的电势相等D .1x 和 3x 两点的电势相等8.如右图,M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点,O 点为半圆弧的圆心,.电荷量相等、符号相反的两个电荷分别置于M 、N 两点,这时O 点电场强度的大小为E 1;若将N 点处的点电荷移至P 点,则O 点的场强大小变为E 2.E 1与E 2之比为( )A .1:2B .2:1C .D .二、多选题9.图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过M 点,再经过N 点,可以判定( )A .M 点的电势大于N 点的电势B .M 点的电势小于N 点的电势C .粒子在M 点受到的电场力大于在N 点受到的电场力D .粒子在M 点受到的电场力小于在N 点受到的电场力10.两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示,相邻等势面间的电势差相等。
虚线MPN 是一个电子在该电场中的运动轨迹,轨迹与某等势面相切于P 点。
下列说法正确的是( )A.两点电荷可能是异种点电荷B.A点的电场强度比B点的大C.A点的电势高于B点的电势D.电子运动到P点时动能最小11.图为静电除尘器除尘机理的示意图。
尘埃在电场中通过某种机制带电,在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的。
下列表述正确的是()A.到达集尘极的尘埃带正电荷B.电场方向由集尘极指向放电极C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大12.如图所示,C为中间插有电介质的电容器,a和b为其两极板;a板接地;P和Q为两竖直放置的平行金属板,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球;P板与b板用导线相连,Q板接地.开始时悬线静止在竖直方向,在b板带电后,悬线偏转了角度α.在以下方法中,能使悬线的偏角α变大的是A.缩小a、b间的距离B.加大a、b间的距离C.取出a、b两极板间的电介质D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质三、实验题13.电容器是一种重要的电学元件,在电工、电子技术中应用广泛。
使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。
电路中的电流传感器与计算机相连,可以显示电路中电流随时间的变化。
图甲中直流电源电动势E=8V,实验前电容器不带电。
先使S与“1”端相连给电容器充电,充电结束后,使S与“2”端相连,直至放电完毕。
计算机记录的电流随时间变化的i=t曲线如图乙所示。
(1)乙图中阴影部分的面积S1___________S2;(选填“>”、“<”或“=”)(2)计算机测得S1=1 203mA·s,则该电容器的电容为_________F;(保留两位有效数字)(3)由甲、乙两图可判断阻值R1____________R2。
(选填“>”、“<”或“=”)四、解答题14.如图所示,M为粒子加速器;N为速度选择器,两平行导体板之间有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里,磁感应强度为B。
从S点释放一初速度为0、质量为m、电荷量为q的带正电粒子,经M加速后恰能以速度v沿直线(图中平行于导体板的虚线)通过N。
不计重力。
(1)求粒子加速器M的加速电压U;(2)求速度选择器N两板间的电场强度E的大小和方向;(3)仍从S点释放另一初速度为0、质量为2m、电荷量为q的带正电粒子,离开N时粒子偏离图中虚线的距离为d,求该粒子离开N时的动能k E。
15.静电场方向平行于x轴,其电势ϕ随x的分布可简化为如图所示的折线,图中0ϕ和d为已知量.一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心,沿x轴方向做周期性运动.已知该粒子质量为m、电量为-q,其动能与电势能之和为-A(0<A<q0ϕ),忽略重力.求(1)粒子所受电场力的大小;(2)粒子的运动区间;(3)粒子的运动周期.16.质量为m的飞机模型,在水平跑道上由静止匀加速起飞,假定起飞过程中受到的平均阻力恒为飞机所受重力的k倍,发动机牵引力恒为F,离开地面起飞时的速度为v,重力加速度为g.求:(1)飞机模型的起飞距离(离开地面前的运动距离);(2)若飞机起飞利用电磁弹射技术,将大大缩短起飞距离。
图甲为电磁弹射装置的原理简化示意图,与飞机连接的金属块(图中未画出)可以沿两根相互靠近且平行的导轨无摩擦滑动.使用前先给电容为C的大容量电容器充电,弹射飞机时,电容器释放储存电能所产生的强大电流从一根导轨流入,经过金属块,再从另一根导轨流出;导轨中的强大电流形成的磁场使金属块受磁场力而加速,从而推动飞机起飞。
①在图乙中画出电源向电容器充电过程中电容器两极板间电压u 与极板上所带电荷量q 的图像,在此基础上求电容器充电电压为U 0时储存的电能;②当电容器充电电压为U m 时弹射上述飞机模型,在电磁弹射装置与飞机发动机同时工作的情况下,可使起飞距离缩短为x .若金属块推动飞机所做的功与电容器释放电能的比值为η,飞机发动的牵引力F 及受到的平均阻力不变,求完成此次弹射后电容器剩余的电能。
参考答案1.A2.A3.B4.B5.A6.A7.C8.B9.AD10.CD11.BD12.BC13. = 0.15 <14.(1)粒子直线加速,根据功能关系有212qU mv = 解得22mv U q= (2)速度选择器中电场力与洛伦兹力平衡Eq qvB =得E vB =方向垂直导体板向下。
(3)粒子在全程电场力做正功,根据功能关系有k E qU Eqd =+解得2k 12E m qB d =+v v 15. (1) 由图可知,0与d (或-d )两点间的电势差为:U =φ0 电场强度的大小为:0E d ϕ=电场力的大小为:F qE q d ϕ==(2) 设粒子在[-x ,x ]区间内运动,速率为v ,由题意得:212mv q A ϕ-=- 由图可知:01x d ϕϕ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ 由上解得:20112x mv q A d ϕ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭因动能非负,有:010x q A d ϕ⎛⎫--≥ ⎪⎝⎭则有:01A x d q ϕ⎛⎫≤- ⎪⎝⎭ 即:01A x d q ϕ⎛⎫=- ⎪⎝⎭所以可得粒子的运动区间为:01A d q ϕ⎛⎫--≤ ⎪⎝⎭01A x d q ϕ⎛⎫≤- ⎪⎝⎭ (3) 考虑粒子从-x 0处开始运动的四分之一周期,由牛顿第二定律得粒子的加速度:0q a md ϕ= 根据直线运动公式:212x at =联立并代入得:t =故得粒子的运动周期为:2002441md A T t q q ϕϕ⎛⎫==- ⎪⎝⎭16.(1)平均阻力为f kmg =依据牛顿第二定律和运动学规律有F f ma -=F kmg a m-= 设飞机的起飞距离为s ,依据运动学公式22v as =解得2222()v mv s a F kmg ==- (2)①根据Q UC =如图所示依据图像可得电容器储存电能的规律1 2E qU = 由于q CU =则电容器充电电压为U 0时,电容器储存电能20001122E qU CU == ②电容器电压为U m 时,电容器储存电能212m m E CU = 设电容器释放的电能为E ',由动能定理有2 '0E Fx kmgx mv η+-=-解得()'22122E mv kmgx Fx η=+- 电容器剩余的电能'm E E E =-剩解得()22121222m E CU mv kmgx Fx η-=+-剩。