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高考物理真题专题分类汇编电场

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专题5 电场

1.2019全国1卷15．如图，空间存在一方向水平向右的匀强磁场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则（ ）

A．P和Q都带正电荷 B．P和Q都带负电荷

C．P带正电荷，Q带负电荷 D．P带负电荷，Q带正电荷

【答案】D

【解析】当P带负电荷，Q带正电荷，P受Q库仑力向右，受电场力向左，方向相反；Q 受P库仑力向左，受电场力向右，方向相反；可以平衡。同样方法判断，其他不可以平衡。

2. 全国2卷20．静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则（ ）

A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小

B.在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合

C.粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能

D.粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行

【答案】AC

【解析】电场力做功，电势能减少，C正确。粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线垂直，D错误。

3.全国2卷24.（12分）

如图，两金属板P、Q水平放置，间距为d。两金属板正中间有一水平放置的金属网G，PQG的尺寸相同。G接地，PQ的电势均为（>0）。质量为m，电荷量为q（q>0）的粒子自G的左端上方距离G为h的位置，以速度v0平行于纸面水平射入电场，重力忽略不计。

（1）求粒子第一次穿过G时的动能，以及她从射入电场至此时在水平方向上的位移大小；

（2）若粒子恰好从G的下方距离G也为h的位置离开电场，则金属板的长度最短应为多少？

【解析】（1）PG、QG间场强大小相等，均为E，粒子在PG间所受电场力F的方向竖直向下，设粒子的加速度大小为a，有 2Ed①

F=qE=ma②

设粒子第一次到达G时动能为Ek，由动能定理有

③

设粒子第一次到达G时所用时间为t，粒子在水平方向的位移为l，则有

212hat④

l=v0t⑤

联立①②③④⑤式解得

⑥

0mdhlvq⑦

（2）设粒子穿过G一次就从电场的右侧飞出，则金属板的长度最短，由对称性知，此时金属板的长度L为⑧

4. 全国3卷21．如图，电荷量分别为q和–q（q>0）的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点。则（ ）

原题图 解题图1 解题图2

A．a点和b点的电势相等

B．a点和b点的电场强度大小相等

C．a点和b点的电场强度方向相同

D．将负电荷从a点移到b点，电势能增加

【答案】BC

【解析】在原题图的基础上画解题图1，O点是QQ’的中点，A、B分别是a、b向QQ’作垂线的垂足，此图说明a、b是关于O点的对称点。解题图2是两等量异种点电荷的电场线，从解题图2可以看出，a点和b点的电场强度大小相等，a点和b点的电场强度方向相同（电场线的切线），所以B、C正确。

5. 全国3卷24.（12分）

空间存在一方向竖直向下的匀强电场，O、P是电场中的两点。从O点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m的小球A、B。A不带电，B的电荷量为q（q>0）。A从O点发射时的速度大小为v0，到达P点所用时间为t；B从O点到达P点所用时间为2t 。重力加速度为g，求

（1）电场强度的大小；

（2）B运动到P点时的动能。

【答案】（1）设电场强度的大小为E，小球B运动的加速度为a。根据牛顿定律、运动学公式和题给条件，有

mg+qE=ma①

2211()222tagt②

解得

3mgEq③

（2）设B从O点发射时的速度为v1，到达P点时的动能为Ek，O、P两点的高度差为h，根据动能定理有

④

且有

102tvvt⑤

212hgt⑥

联立③④⑤⑥式得

⑦

6. 北京卷17．如图所示，a、b两点位于以负点电荷–Q（Q>0）为球心的球面上，c点在球面外，则（ ）

A．a点场强的大小比b点大 B．b点场强的大小比c点小

C．a点电势比b点高 D．b点电势比c点低

【答案】D

【解析】根据E=2rkQ，a点场强大小等于b点场强，A错误；b点场强的大小比c点大，B错误；。a点电势与b点相等，C错误；b点比c点离-q近，所以b点电势比c点低，D正确。

7.北京卷23．（18分）

电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用。对给定电容值为C的电容器充电，无论采用何种充电方式，其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同。

（1）请在图1中画出上述u–q图像。类比直线运动中由v–t图像求位移的方法，求两极间电压为U时电容器所储存的电能Ep。

（2）在如图2所示的充电电路中，R表示电阻，E表示电源（忽略内阻）。通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电，对应的q–t曲线如图3中①②所示。

a．①②两条曲线不同是______（选填E或R）的改变造成的；

b．电容器有时需要快速充电，有时需要均匀充电。依据a中的结论，说明实现这两种充电方式的途径。

（3）设想使用理想的“恒流源”替换（2）中电源对电容器充电，可实现电容器电荷量随时间均匀增加。请思考使用“恒流源”和（2）中电源对电容器的充电过程，填写下表（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

“恒流源” （2）中电源

电源两端电压

通过电源的电流

【答案】（1）u–q图线如答图1；

电压为U时，电容器带电Q，图线和横轴围成的面积为所储存的电能Ep

故2p12ECU

（2）a．R

b．减小电阻R，可以实现对电容器更快速充电；增大电阻R，可以实现更均匀充电。

（3）

“恒流源” （2）中电源

电源两端电压 增大 不变

通过电源的电流 不变 减小

8. 天津卷3.如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为2，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程（ ）

A.动能增加212m B.机械能增加22m

C.重力势能增加232m D.电势能增加22m

【答案】B

【解析】

动能增加，A错误；

机械能增加，B正确；

重力势能增加，C错误；

电势能增加，即减小，D错误。

9.天津卷12.（20分）2018年，人类历史上第一架由离子引擎推动的飞机诞生，这种引擎不需要燃料，也无污染物排放。引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场（初速度忽略不计），A、B间电压为U，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推力。单位时间内飘入的正离子数目为定值，离子质量为m，电荷量为Ze，期中Z是正整数，e是元电荷。

（1）若引擎获得的推力为1F，求单位时间内飘入A、B间的正离子数目N为多少；

（2）加速正离子束所消耗的功率P不同时，引擎获得的推力F也不同，试推导FP的表达式；

（3）为提高能量的转换效率，要使FP尽量大，请提出增天FP的三条建议。

【解析】 （1）设正离子经过电极B时的速度为，根据动能定理，有

①

设正离子束所受的电场力为1F，根据牛顿第三定律，有

11FF ②

设引擎在t时间内飘入电极间的正离子个数为N，由牛顿第二定律，有

③

联立①②③式，且NNt得

④

（2）设正离子束所受的电场力为F，由正离子束在电场中做匀加速直线运动，有

12PF ⑤

考虑到牛顿第三定律得到FF，联立①⑤式得

2FmPZeU ⑥

（3）为使FP尽量大，分析⑥式得到

三条建议：用质量大的离子；用带电量少的离子；减小加速电压。

10. 江苏卷5．一匀强电场的方向竖直向上，t=0时刻，一带电粒子以一定初速度水平射入该电场，电场力对粒子做功的功率为P，不计粒子重力，则P-t关系图象是（ ）

【答案】A

【解析】,且P0=0，A正确。

【易错点】,选D

11.江苏卷9．如图所示，ABC为等边三角形，电荷量为+q的点电荷固定在A点．先将一电荷量也为+q的点电荷Q1从无穷远处（电势为0）移到C点，此过程中，电场力做功为-W．再将Q1从C点沿CB移到B点并固定．最后将一电荷量为-2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点．下列说法正确的有（ ）

（A）Q1移入之前，C点的电势为Wq

（B）Q1从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0

（C）Q2从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为2W

（D）Q2在移到C点后的电势能为-4W

【答案】ABD

【解析】逐项研究

（A）根据电势的定义，正确；

（B）因为C和B为等势点，根据，正确；

（C）因为有两个电荷并且对称，所以C点的电势为q2'WC，所以，Q2从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为W=-，C错误；

（D）Q2在移到C点后的电势能为，D正确。

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高考物理试卷物理带电粒子在电场中的运动题分类汇编及解析

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一、高考物理精讲专题带电粒子在电场中的运动

1．如图，质量分别为mA=1kg、mB=2kg的A、B两滑块放在水平面上，处于场强大小E=3×105N/C、方向水平向右的匀强电场中，A不带电，B带正电、电荷量q=2×10－5C．零时刻，A、B用绷直的细绳连接(细绳形变不计)着，从静止同时开始运动，2s末细绳断开．已知A、B与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.1，重力加速度大小g=10m/s2．求：

(1)前2s内，A的位移大小；

(2)6s末，电场力的瞬时功率．

【答案】(1) 2m (2) 60W

【解析】

【分析】

【详解】

（1）B所受电场力为F=Eq=6N；绳断之前，对系统由牛顿第二定律：F-μ(mA+mB)g=(mA+mB)a1

可得系统的加速度a1=1m/s2；

由运动规律：x=12a1t12

解得A在2s内的位移为x=2m；

（2）设绳断瞬间，AB的速度大小为v1，t2=6s时刻，B的速度大小为v2，则v1=a1t1=2m/s；

绳断后，对B由牛顿第二定律：F-μmBg=mBa2

解得a2=2m/s2；

由运动规律可知：v2=v1+a2(t2-t1)

解得v2=10m/s

电场力的功率P=Fv，解得P=60W

2．如图甲所示，极板A、B间电压为U0，极板C、D间距为d，荧光屏到C、D板右端的距离等于C、D板的板长．A板O处的放射源连续无初速地释放质量为m、电荷量为+q的粒子，经电场加速后，沿极板C、D的中心线射向荧光屏（荧光屏足够大且与中心线垂直），当C、D板间未加电压时，粒子通过两板间的时间为t0；当C、D板间加上图乙所示电压（图中电压U1已知）时，粒子均能从C、D两板间飞出，不计粒子的重力及相互间的作用．求：

（1）C、D板的长度L；

（2）粒子从C、D板间飞出时垂直于极板方向偏移的最大距离；

（3）粒子打在荧光屏上区域的长度．

2023 高考真题分类汇编-电场

2023 高考真题分类汇编-电场

2023高考真题分类汇编-电场

1．（2023·海南·高考）如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合

开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为（）

A．CEB．1

2CE

C．2

5CE

D．3

5CE

2．（2023·山东·高考）（多选）如图所示，正六棱柱上下底面的中心为O和O

，A、D两点分别

固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是（）

A．F

点与C

点的电场强度大小相等

B．B

点与E

点的电场强度方向相同

C．

A点与F

点的电势差小于O

点与

D¢

点的电势差

D．将试探电荷q

由F点沿直线移动到O点，其电势能先增大后减小

3．（2023·北京·高考）如图所示，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上，E、F是MN连

线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，EO=OF。一带负电的点电荷在E点由静止释放后（）

A．做匀加速直线运动

B．在O点所受静电力最大

C．由E到O的时间等于由O到F的时间

D．由E到F的过程中电势能先增大后减小

4．（2023·天津·高考）如图，一个固定正电荷产生的电场中，同一个正电荷q两次以大小相同、

方向不同的初速度从P点出发，分别抵达M点，N点，且q在M，N点时速度大小也一样，则

下列说法正确的有（）

A．P点电势大于MB．M点电势大于N

C．q从P到M一直做减速运动D．M、N两点处电场强度大小相同

5．（2023·海南·高考）（多选）如图所示，正三角形三个顶点固定三个等量电荷，其中AB、

带正

电，C

带负电，OMN、、

为AB边的四等分点，下列说法正确的是（）

A．M、N

两点电场强度相同B．M、N

两点电势相同

C．负电荷在M点电势能比在O

点时要小D．负电荷在N

点电势能比在O

点时要大

6．（2023·全国乙卷高考）（多选）在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方。从P点由

静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段

轨迹如图所示。M、N是轨迹上的两点，OP>OM，OM=ON，则小球（）

2020-2024全国高考真题物理汇编：电势差与电场强度的关系

2020-2024全国高考真题物理汇编：电势差与电场强度的关系

第1页/共4页2020-2024全国高考真题物理汇编

电势差与电场强度的关系

一、单选题

1．（2024江西高考真题）极板间一蜡烛火焰带有正离子、电子以及其他的带电粒子，两极板电压保持不变，当电极板距离减小时，电场强度如何变？电子受力方向？（ ）

A．电场强度增大，方向向左 B．电场强度增大，方向向右

C．电场强度减小，方向向左 D．电场强度减小，方向向右

2．（2024北京高考真题）如图所示，两个等量异种点电荷分别位于M、N两点，P、Q是MN连线上的两点，且MPQN。下列说法正确的是（ ）

A．P点电场强度比Q点电场强度大

B．P点电势与Q点电势相等

C．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P点电场强度大小也变为原来的2倍

D．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P、Q两点间电势差不变

二、多选题

3．（2021海南高考真题）如图，在匀强电场中有一虚线圆，ab和cd是圆的两条直径，其中ab与电场方向的夹角为60，0.2mab，cd与电场方向平行，a、b两点的电势差20VabU。则（ ）

A．电场强度的大小200V/mE

B．b点的电势比d点的低5V

C．将电子从c点移到d点，电场力做正功

D．电子在a点的电势能大于在c点的电势能

4．（2022重庆高考真题）如图为两点电荷Q、Q的电场等势面分布示意图，Q、Q位于x轴上，相邻等势面的电势差为3V。若x轴上的M点和N点位于0V等势面上，P为某等势面上一点，则（ ） 第2页/共4页

A．N点的电场强度大小比M点的大

B．Q为正电荷

C．M点的电场方向沿x轴负方向

D．P点与M点的电势差为12V

三、填空题

5．（2023福建高考真题）“场离子显微镜”的金属钨针尖处于球形真空玻璃泡的球心O，玻璃泡内壁有一层均匀导电膜：在钨针和导电膜间加上高电压后，玻璃泡上半部分的电场可视为位于O点处点电荷形成的电场，如图所示。a、b、c、d、O为同一平面上的5个点，abc是一段以O为圆心的圆弧，d为ob的中点。a、d两点场强大小分别为Ea、Ed，o、a、c、d四点电势分别为φo、φa、φc、φd，则φa φd；φa

高考物理试题真题分类汇编物理带电粒子在电场中的运动含解析

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一、高考物理精讲专题带电粒子在电场中的运动

1．如图所示，xOy平面处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．点3,03PL处有一粒子源，可向各个方向发射速率不同、电荷量为q、质量为m的带负电粒子．不考虑粒子的重力．

（1）若粒子1经过第一、二、三象限后，恰好沿x轴正向通过点Q（0，-L），求其速率v1；

（2）若撤去第一象限的磁场，在其中加沿y轴正向的匀强电场，粒子2经过第一、二、三象限后，也以速率v1沿x轴正向通过点Q，求匀强电场的电场强度E以及粒子2的发射速率v2；

（3）若在xOy平面内加沿y轴正向的匀强电场Eo，粒子3以速率v3沿y轴正向发射，求在运动过程中其最小速率v.

某同学查阅资料后，得到一种处理相关问题的思路：

带电粒子在正交的匀强磁场和匀强电场中运动，若所受洛伦兹力与电场力不平衡而做复杂的曲线运动时，可将带电粒子的初速度进行分解，将带电粒子的运动等效为沿某一方向的匀速直线运动和沿某一时针方向的匀速圆周运动的合运动． 请尝试用该思路求解．

【答案】（1）23BLqm（2）2219BLqm（3）22030BEEvB

【解析】

【详解】

（1）粒子1在一、二、三做匀速圆周运动，则2111vqvBmr

由几何憨可知：2221133rLrL 得到：123BLqvm

（2）粒子2在第一象限中类斜劈运动，有：133Lvt，212qEhtm

在第二、三象限中原圆周运动，由几何关系：12Lhr，得到289qLBEm

又22212vvEh，得到：22219BLqvm

（3）如图所示，将3v分解成水平向右和v和斜向的v，则0qvBqE，即0EvB

而'223vvv

所以，运动过程中粒子的最小速率为vvv

即：22003EEvvBB