高考物理电磁学知识点之静电场难题汇编附答案.docx

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一、选择题
如下图的试验装置中，平行板电容器的极板A 与一灵敏静电计相连，极板B 接
地．假设极板B 稍向上移动一点，由观看到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是〔 〕
两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大B．两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小C．极板上的电荷量几乎不变，两极板间电压变小
D．极板上的电荷量几乎不变，两极板间电压变大
静电场方向平行于 x 轴，将一电荷量为-q 的带电粒子在 x = d 处由静止释放，粒子只
在电场力作用下沿 x 轴运动，其电势能 EP 随 x 的变化关系如下图．假设规定x 轴正方向为电场强度 E、加速度 a 的正方向，四幅示意图分别表示电势j 随 x 的分布、场强 E 随 x 的分
A．
B．
布、粒子的加速度 a 随 x 的变化关系和粒子的动能 Ek 随 x 的变化关系，其中正确的选项是
C．
D．
某静电场的一簇等差等势线如图中虚线所示，从A 点射入一带电粒子，粒子仅在电场力作用下运动的轨迹照实线 ABC 所示。 A、B、C 三点中，A 点的电势最低，C 点的电势最高，则以下推断正确的选项是( )
粒子可能带负电
粒子在 A 点的加速度小于在 C 点的加速度
粒子在 A 点的动能小于在 C 点的动能
粒子在 A 点的电势能小于在 C 点的电势能
如下图，A、B、C、D 为半球形圆面上的四点，处于同一水平面，AB 与 CD 交于球心且相互垂直，E 点为半球的最低点，A 点放置一个电量为+Q 的点电荷，B 点放置一个电量为－Q 的点电荷，则以下说法正确的选项是〔 〕
A．C、E 两点电场强度不一样
B．C 点电势比 E 点电势高
C．沿 CE 连线移动一电量为+q 的点电荷，电场力始终不做功
D．将一电量为+q 的点电荷沿圆弧面从 C 点经 E 点移动到 D 点过程中，电场力先做负功， 后做正功
图中展现的是以下哪种状况的电场线〔 〕
单个正点电荷C．等量异种点电荷
单个负点电荷D．等量同种点电荷
如下图的电场中，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
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照实线所示，
ab BC
P、Q 是这条轨迹上的两点，由此可知
a、b、c 三个等势面中，a 的电势最高
带电质点在P 点的动能比在Q 点大
带电质点在P 点的电势能比在Q 点小
带电质点在P 点时的加速度比在Q 点小
2
如下图，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+Q1 与+Q ，假设规定无穷远处电势为零，则以下说法正确的选项是
〔 〕
A．O 点的电势为零
B．M 点与 N 点的电场强度一样
C．M 点与 N 点的电势一样
D．摸索电荷+q 从 N 点移到无穷远处，其电势能增加
1
如下图，将一带电小球A 通过绝缘细线悬挂于O 点，细线不能伸长。现要使细线偏离竖直线 30°角，可在O 点正下方的B 点放置带电量为q 的点电荷，且BA 连线垂直于
2
OA；也可在O 点正下方C 点放置带电量为q 的点电荷，且CA 处于同一水平线上。则为〔 〕
A．
B．
C．
D．
空间存在平行于纸面方向的匀强电场，纸面内ABC 三点形成一个边长为 1cm 的等边三角形。将电子由A 移动到B 点，电场力做功 2eV，再将电子由B 移动到C 点，抑制电场力做功 1eV。匀强电场的电场强度大小为
A．100V/m B．
V/m
200 3
3
C．200V/m D．200
V/m
3
质量为 m 的带电微粒以竖直向下的初速度v 0进入某电场，由于电场力和重力的作用， 微粒沿竖直方向下落高度 h 后，速度变为零。重力加速度大小为g。该过程中微粒的电势
能的增量为〔 〕
1
2
1
mv 2
0
mgh
1
2
mv 2 + mgh
0
2
mv 2 - mgh
0
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：〔 〕
+q 在d 点所受的电场力较大
+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
如下图，用劲度系数为15N/m ´10-7 C 的小球A，此时弹簧的长度为10cm。在A 的正下方放一个带电球B 时，弹簧伸长量增加4cm ，此时两球相距12cm 。静电力常量为k = 9 ´109 N × m2 /C2 ，A、B 可视为点电荷，则〔 〕
A．A
C．B 球带负电， ´10-5 C
B．A
D．B 球带负电，´10-6 C
以下选项中的各
1 1
圆环大小一样，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各
4 4
圆环间彼此绝缘．坐标原点 O 处电场强度最大的是
C．
D．
P
如下图，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下级板都接地．在两极板间有一固定在P 点的点电荷，以 E 表示两极板间的电场强度， E 表示点电荷在 P 点的电势能，θ 表示静电计指针的偏角．假设保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则〔 〕
θ 增大，E 增大C．θ 减小，EP 增大
θ 增大，EP 不变D．θ 减小，E 不变
某电场的电场线的分布如下图一个带电粒子由M 点沿图中虚线所示的途径运动通过
N 点。以下推断正确的选项是〔 〕
粒子带负电
C．粒子在 N 点的加速度小
电场力对粒子做正功
D．N 点的电势比 M 点的电势高
A．
B．
如图，电荷量为 q1 和 q2 的两个点电荷分别位于 P 点和 Q 点，在 P、Q 连线至某点
R 处的电场强度为零，且 PR=2RQ，则
A．q1=2q2 B．q1=4q2 C．q1=-2q2 D．q1=-4q2
如下图，三条虚线表示某电场的三个等势面，其中φ1=10V，φ2=20V，φ3=30V 一个带电粒子只受电场力作用，按图中实线轨迹从A 点运动到 B 点，由此可知〔 〕
粒子带正电 C．粒子的加速度变大
粒子的速度变大D．粒子的电势能变大
如下图，四个点电荷所带电荷量确实定值均为Q，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a，则正方形两条对角线交点处的电场强度( )
4 2kQ
大小为
4 2kQ
a2
C．大小为
a2
，方向竖直向上
，方向竖直向下
大小为
2 2kQ
2 2kQ
a2
D．大小为
a2
，方向竖直向上
，方向竖直向下
关于电场强度和电势，以下说法正确的选项是( )
由公式 E=F/q 可知 E 与 F 成正比，与 q 成反比
由公式 U=Ed 可知，在匀强电场中，E 为恒值，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比
电场强度为零处，电势不肯定为零 D．无论是正电荷还是负电荷，当它在电场中移动时，假设电场力做功，它肯定是从电势高处移到电势低处，并且它的电势能肯定削减
如下图，在平行于 ABC 平面的匀强电场中，有一一个边长为6 cm 的等边三角形， A、B、C 三点电势分别为 8V，-4V 和 2V，D 为靠近 A 点的 AB 线段的三等分点。以下说法正确的选项是
电场强度为 400 V/m
电场线方向与 AB 平行，方向指向 A
电子在 A 点的电势能小于在 B 点的电势能
假设将一电子从 C 点移至 D 点，电场力做功为-2eV
电源、开关、平行板电容器连成如图电路。闭合开关S，电源对电容器充电后，电容器带电量为 Q，板间电压力为 U，板间电场强度大小为 E，则以下说法正确的选项是
假设将 A 板下移少许，Q 增大；U 减小；E 不变
假设将 A 板下移少许，Q 不变；U 减小；E 减小
假设断开开关，假设将 A 板下移少许，Q 增大；U 不变；E 增大
假设断开开关，假设将 A 板下移少许，Q 不变；U 减小；E 不变
利用图示装置“探究打算电容大小的因素”。试验中静电计的指针已有一个偏角，则在此情境下〔 〕
A．仅增大两板间的距离，指针偏角将增大 B．仅增大两板间的距离，指针偏角将减小 C．仅减小两板间的正对面积，指针偏角将减小 D．仅将一块有机玻璃插到两板间，指针偏角将不变
如图是某电场中的一条电场线，a、b 是这条线上的两点，一负电荷只受电场力作用， 沿电场线从a 运动到b．则在这个过程中，电荷的速度－时间图线如下图，请比较a、b 两点电势的凹凸和场强的大小〔 〕
a b
A．φa>φb，Ea<Eb B．φ <φ ，E =E
ａ ｂ
a b
C．φ <φ ，E >E
ａ ｂ
D．φa>φb，Ea=Eb
如下图，在水平向右的匀强电场中，一质量为m、带电荷为 q 的小球，经过 P 点时
速度大小为v
0
，方向水平向右;经过 Q 点时速度大小也为v
0
，方向竖直向下，Q 点与 P 点
的水平距离与竖直距离相等，重力加速度大小为g, 以下说法正确的选项是
小球从 P 点到 Q 点的运动过程中速度可能先增大后减小
小球从 P 点到 Q 点运动过程中机械能保持不变C．小球运动的加速度大小为 g
mg
D．匀強电场的电场强度大小为 q
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 的变化如下图。一个带电粒子仅在电场力作用下从M 点由静止开头沿x 轴正方向运动，以下说法正确的选项是
A．粒子肯定带负电
B．P 点的电势低于M 点的电势
C．M 点的电场强度小于N 点的电场强度
D．粒子从M 点向N 点运动的过程中，电势能始终减小
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
由图分析可知电容器极板上的电荷量几乎不变，将极板B 稍向上移动一点，极板正对面积
e S Q
减小，依据公式C =
4p kd
，电容减小，由公式C =
U
可推断出电容器极板间电压变大，
静电计张角增大，故D 正确，ABC 错误．
【点睛】
此题要抓住电荷量不变的条件，依据电容的定义式C = Q
U

分析电容如何变化．
2．D
解析：D
【解析】
【分析】
依据电势能和电势的关系确定φ-x 图象，而在φ-x 图象的斜率表示电场强度，推断出场强的大小，由牛顿其次定律F=qE=ma 推断出加速度的变化，由v=v0+at 推断出速度的变化， 依据动能定理推断出动能的变化．
【详解】
A、依据EP=φq 可知，由于粒子带负电，则可知，电势的变化应与图中方向相反，故φ-x
图象应为与EP-x 外形对称的图象；故A 错误；
B、φ-x 图象的斜率表示电场强度，沿电场方向电势降低，则知在x=0 的左侧，存在向左的匀强电场，x=0 右侧存在向右的匀强电场，故B 错误；
C、依据牛顿其次定律知 qE=ma，粒子在匀强电场中运动时加速度不变，由于粒子带负电，粒子的加速度在x=0 左侧加速度为正值，大小不变，在x=0 右侧加速度为负值，且大小不变，故C 错误；
D、在x=0 左侧粒子依据动能定理qEx=Ek2，在x=0 的右侧，依据动能定理可得-qEx=Ek′-
Ek，故给出的图象正确，故D 正确． 应选D．
【点睛】
此题主要考察了φ-x 图象，从图象中推断出斜率即为电场强度，然后利用牛顿其次定律推断出加速度，速度时间公式推断速度．
3．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
曲线运动物体力指向曲线的凹侧，且其受到的电场力方向要与等势面垂直，故粒子在
A 点受到的电场力斜向左下，又j
A
粒子应当带正电，A 错误；
< j ，故粒子受到的电场力方向与场强方向全都，即
C
等差等势面越密的地方场强越大，故A 点场强大于C 点，电荷在A 点的加速度大于C
点，故B 错误；
CD．由于粒子带正电，由Ep = qj 可知，正电荷在电势越低的地方电势能越小，故粒子在A 点的电势能小于在 C 点的电势能，D 正确；粒子动能和势能总和不变，而粒子在A 点的电势能小于C 点电势能，故粒子在A 点的动能大于C 点动能，故C 错误；
应选D。
4．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
A．等量异种电荷形成的电场，依据电场线的分布状况和对称性知，C、E 两点的电场强度大小相等，方向一样，故A 错误。B．由等量异种电荷形成的电场，依据电场线的分布状况和对称性知，C、E 两点在通过AB 连线的中垂面上，C、D、E 在同一等势面上，所以 C 点电势等于 E 点电势，故B 错误。
C．由以上分析知，C、E 在同一等势面上，则沿 CE 连线移动一电量为+q 的点电荷，电场力始终不做功，故C 正确。
D．由上面的方向知，C、D、E 在同一等势面上，所以将一电量为+q 的点电荷沿圆弧面从
C 点经 E 点移动到 D 点过程中，电场力不做功，故D 错误。应选C。
5．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
从图中可以看出，电场线从电荷指向无穷远处，因而是正电荷，且为同种电荷所产生的电场线，D 正确．
6．A
解析：A