部分物理模拟试题解析汇编专题 静电场

1、专题7 静电场甲 乙1（2013·北京东城二模，20题）如图所示，图甲中MN为足够大的不带电薄金属板，在金属板的右侧，距离为d的位置上放入一个电荷量为+q的点电荷O，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布。P是金属板上的一点，P点与点电荷O之间的距离为r，几位同学想求出P点的电场强度大小，但发现问题很难。几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的。图乙中两异号点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，虚线是两点电荷连线的中垂线。由此他们分别对P点的电场强度方向和大小做出以下判断，其中正确的是A

2、方向沿P点和点电荷的连线向左，大小为 B方向沿P点和点电荷的连线向左， 大小为 C方向垂直于金属板向左，大小为 D方向垂直于金属板向左，大小为 【答案】C【解析】电场强度是矢量，其合成遵守平行四边形定则，由图乙可知对应图甲中P点处的电场强度大小为，方向水平向左，由题意可知图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的，故选项C正确。2（2013·北京朝阳二模，19题）如图所示，一个电荷量为-Q的点电荷甲，固定在绝缘水平面上的O点。另一个电荷量为+q、质量为m的点电荷乙，从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动，运动到B点时速度为v，且为运动过程中速度的最小值。已知点电荷乙受到的阻

3、力大小恒为f，AB间距离为L0，静电力常量为k，则下列说法正确的是A点电荷乙从A点向甲运动的过程中，加速度逐渐增大B点电荷乙从A点向甲运动的过程中，其电势能先增大再减小COB间的距离为D在点电荷甲形成的电场中，AB间电势差【答案】C【解析】滑动摩擦力的大小方向不变，甲乙靠近过程中库仑力逐渐增大，乙在运动到B点之前，有f -F库=ma，因此乙做加速度逐渐减小的减速运动，故A错误；当速度最小时有： f=F库=k，所以解得：r=，故C正确；在乙向左运动过程中电场力一直做正功，因此电势能一直减小，故B错误；乙从A运动B过程中，根据动能定理有：UABq-fL0=mv2-m，所以解得AB间电势差，故D错误

4、故选C3（2013·北京通州二模，19题）空间某一静电场的电势在x轴上分布如图所示，x轴上两点B、C点电场强度在x方向上的分量分别是EBx、Ecx，下列说法中正确的有 AB、C两点的电场强度大小EBxEcx BEBx的方向沿x轴正方向 C电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大 D负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功【答案】D【解析】在B点和C点附近分别取很小的一段d，由图象，B点段对应的电势差大于C点段对应的电势差，将电场看做匀强电场有E=，可见EBxECx，A项错误；同理可知O点场强最小，电荷在该点受到的电场力最小，C项错误；沿电场方向电势降低，在O点左侧，

5、EBx的方向沿x轴负方向，在O点右侧，ECx的方向沿x轴正方向，所以B项错误，D项正确故选D【本题的入手点在于如何判断EBx和ECx的大小，由图象可知在x轴上各点的电场强度在x方向的分量不相同，如果在x方向上取极小的一段，可以把此段看做是匀强电场，用匀强电场的处理方法思考，从而得到结论，此方法为微元法】MNab4（2013·北京东城区高三联考，9题）如图8所示，直线MN是某电场中的一条电场线（方向未画出）。虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下，由a到b的运动轨迹，轨迹为一抛物线。下列判断正确的是A电场线MN的方向一定是由N指向MB带电粒子由a运动到b的过程中动能一定逐渐减小C带电粒子

6、在a点的电势能一定大于在b点的电势能D带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度【答案】 C【解析】由于带电粒子的电性不确定，所以电场线的方向不确定，A错误；带电粒子由a运动到b的过程中，只受电场力的作用，由轨迹的弯曲方向知电场力做正功，电势能减小，动能增加，故B错误C正确；由于仅给出一条电场线，电场强度的大小关系不确定，D错误。5.（2013·北京西城一模，18题）Oxr如右图所示，正电荷Q均匀分布在半径为r的金属球面上，沿x轴上各点的电场强度大小和电势分别用E和表示。选取无穷远处电势为零，下列关于x轴上各点电场强度的大小E或电势随位置x的变化关系图，正确的是OxErE0AOxE

7、BOxr0COxDrE0r【答案】C【解析】由于正电荷Q均匀分布在半径为r的金属球面上，则金属球处于静电平衡状态，金属球内部的电场处处为0，即O至r对应的电场强度为0 ，排除选项AB；又因为处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，表面是个等势面，且无穷远处电势为0可知O至r对应的电势为一大于0的常数，r至无穷远电势逐渐降低，趋近于0.故本题应选C。6（2013·北京石景山一模，18题）带有等量异种电荷的两平行金属板水平放置，a、b、c三个粒子（重力忽略不计）先后从同一点O垂直电场方向进入电场，其运动轨迹如图所示，其中b恰好沿下极板的边缘飞出电场。下列说法正确的是Ab在电场中运动的时间大

8、于a在电场中运动的时问Bb在电场中运动的时间等于c在电场中运动的时间C进入电场时c的速度最大，a的速度最小Da打在负极板上时的速度与b飞离电场时的速度大小相等【答案】C【解析】a、b两个粒子在电场中沿电场的方向上的位移相同，由h=at2可知运动时间也相同，选项A错误b和c在电场中沿电场的方向的位移不同，所以在电场中飞行的时间也就不同，由h=at2可知，c粒子在电场中飞行的时间最短，而在水平方向飞行的距离最大，所以c的速度最大，a、b两粒子飞行时间相等，a的水平位移最小，所以a的速度最小，选项B错误C正确。由能量的转化和守恒可知，三个粒子的动能的增加即为电场力对粒子所做的功，三个粒子受到的电场力

9、相同，在电场力的方向上，谁的位移大，电场力对谁做的功就大，所以对a、b两粒子做的功相等，由于a、b两粒子的初动能不同，故飞离电场时a、b两粒子的速度大小不相等，选项D错误7（2013·北京石景山一模，20题）如图所示，某点O处固定一点电荷+Q，一电荷量为-q1的点电荷以O为圆心做匀速圆周运动，另一电荷量为-q2的点电荷以O为焦点沿椭圆轨道运动，两轨道相切于P点。两个运动电荷的质量相等，它们之间的静电引力和万有引力均忽略不计，且q1> q2。当-q1、-q2经过P点时速度大小分别为v1、v2，加速度大小分别为a1、a2，下列关系式正确的是Aa1=a2 Ba1<a2 Cv1=

10、v2 Dv1>v2【答案】D【解析】在P点时，两电荷受力均为库仑力,分别为F1= ,F2= q1q2F1F2由牛顿第二定律F=ma，因为m相同，所以a1a2，所以AB均错误在P点有a= ，a1a2 V1V2所以C错误，D正确故此题应选D8（2013·北京丰台一模，19题）光滑水平面上有一边长为L的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行。一质量为m、带电量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速v0进入该正方形区域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能不可能为A B C D 【答案】B 【解析】如图所示，若电场的方向平行于AB向

11、左，小球在匀强电场中做匀减速直线运动，到达BD边时，速度可能为0，所以动能可能为0，若速度减到0还未到达另一边缘，那将回头做匀加速运动，根据动能定理，电场力做功为0，动能不变，选项A正确若电场的方向平行于AB向右，小球在匀强电场中做匀加速直线运动，到达BD边时，电场力做功qEL，末动能为，选项D正确。若电场的方向平行于AC向上或向下，小球在匀强电场中做类平抛运动，偏转位移最大为，根据动能定理，电场力做功最多为qE，最大动能为qE+mv02，选项C正确。本题应选B 。 9.（2013·北京东城一模，19题）a、b是x轴上的两个点电荷，电荷量分别为Q1和Q2，沿x轴a、b之间各点对应的电

12、势高 低如图中曲线所示.从图中可看出以下说法中不正确的是A.把带正电的检验电荷沿x轴由a移到b的过程中，电场 力对该电荷先做正功后做负功B.a、p间和p、b间各点的电场方向都指向P点C.电势最低的p点的电场强度为零D.a和b 一定是同种电荷，但是不一定是正电荷【答案】D【解析】P点切线斜率为零，而-x图线的切线斜率表示电场强度的大小，则P点的电场强度为零两电荷在P点的合场强为零，P点距离Q1较远，根据点电荷的场强公式知，Q1的电量大于Q2的电量从坐标x1到x2电势先减小后增大，因为沿电场线方向电势逐渐降低，知Q1和Q2一定是同种电荷，且都为正电荷 P点的左侧电场方向向右，P点的右侧电场方向向左

13、，知正电荷所受的电场力先向右后向左，电场力先做正功再做负功故只有选项D错误ab10.（2013·北京大兴一模，19题） 图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是 a、b两点电势的高低 带电粒子在a、b两点的受力方向 产生该电场的点电荷的电性 带电粒子在a、b两点的电势能何处较大 A B. C. D. 【答案】D【解析】由于带电粒子的电性无法确定，所以也无法确定场源电荷的电性，故电场线的方向不确定，不可选，排除选项ABC，由轨迹的弯曲方向可知粒子所受电场

14、力的方向，由a至b电场力做负功，电势能增大，选项D正确。11（2013·北京朝阳一模，20题）空间存在着平行于x轴方向的静电场，其电势j随x的分布如图所示，A、M、O、N、B为x轴上的点，|OA|OB|，|OM|=|ON|。一个带电粒子在电场中仅在电场力作用下从M点由静止开始沿x轴向右运动，则下列判断中正确的是A粒子一定带正电B粒子从M向O运动过程中所受电场力均匀增大C粒子一定能通过N点D粒子从M向O运动过程电势能逐渐增加【答案】C【解析】由电势j随x的分布图可知电势随x均匀变化，则可知电场为匀强电场，且O点左侧的电场强度大于右侧的电场强度，左侧场强方向沿x轴负向，右侧场强方向沿x轴

15、正向，由于带电粒子在电场中仅在电场力作用下从M点由静止开始沿x轴向右运动，故粒子一定带负电，粒子从M向O运动过程中所受电场力不变，电场力做正功，电势能减小，粒子从O向N运动过程中所受电场力做负功，做减速运动，由于|OA|OB|，|OM|=|ON|，故粒子一定能通过N点，故只有选项C正确。12（2013·北京东城区高三联考，18题）（8分）如图17，A、B两点所在的圆半径分别为r1和r2,这两个圆为同心圆，圆心处有一带电为+Q的点电荷，内外圆间的电势差为U，一电子仅在电场力作用下由A运动到B，电子经过B点时速度为v，若电子质量为m,带电荷量为e，求：（1）电子经过B点时的加速度大小（2

16、）电子在A点时的速度大小v0【答案】见解析 【解析】（1）电子在B点受到的库仑力大小为2分电子在该处的加速度为 2分（2）电子由A点运动到B点，由动能定理得：， 2分解得： 2分图11+qE13（2013·北京海淀一模，22题）（16分）如图11所示，质量m=2.0×10-4kg、电荷量q=1.0×10-6C的带正电微粒静止在空间范围足够大的电场强度为E1的匀强电场中。取g=10m/s2。（1）求匀强电场的电场强度E1的大小和方向；（2）在t=0时刻，匀强电场强度大小突然变为E2=4.0×103N/C，且方向不变。求在t=0.20s时间内电场力做的功；（

17、3）在t=0.20s时刻突然撤掉电场，求带电微粒回到出发点时的动能。【答案】见解析【解析】（1）设电场强度为E，则 Eq=mg2分 E=N/C=2.0×103N/C，方向向上2分（2）在t=0时刻，电场强度突然变化为E2=4.0×103N/C，设微粒的加速度为a，在t=0.20s时间内上升高度为h，电场力做功为W，则q E2-mg=ma1 2分 解得：a1=10m/s2 2分 解得：h=0.20m W=qE2h2分 解得：W=8.0×10-4J1分（3）设在t=0.20s时刻突然撤掉电场时粒子的速度大小为v，回到出发点时的动能为Ek，则 v=at2分Ek=mgh+2分 解得：Ek=8.0×10-4J1分14.（2013·北京大兴一模，22题）（16分） 如图甲所示，电荷量为q=1×10-4C的带正电的小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在方向沿水平向右的电场，电场强度E的大小与时间