高中物理静电场经典复习题及答案

1、静电学专题习题1和川是两个不带电的物体，它们互相摩擦后掰带正电XIOTC,下 列判断正确的有（）在摩擦前必和艸的内部没有任何电荷摩擦的过程中电子从必转移到N艸在摩擦后一定带负电Xl（Tn）CD掰在摩擦过程中失去 IO-10个电子答案：BC解析：財和沖都不带电，是指这两个物体都呈电中性，没有 “净电荷”（没有中和完的电荷），也就是没有得失电子，但内部仍有相等 数量的正电荷（质子数）和负电荷（电子数），所以选项A错误；必和艸摩擦 后必带正电荷，说明失去电子，电子从財转移到用 选项B正确；根据电荷守恒定律，掰和沖这个与外界没有电荷交换的系统原来电荷的代数和 为0,摩擦后电荷量仍应为0,选项C正确；电

2、子带电荷量为1019 C, 摩擦后必带正电荷 IO-IO c,由于財带电荷量应是电子电荷量的整数倍， 所以必失去IO?个电子，选项D错误.（2010 宜昌模拟）一个带负电的小球，受电场力和重力的作用， 由静止开始运动，已知电场为水平方向的匀强电场，不计空气阻力，设坐 标轴如图所示，X轴的正方向与电场方向一致，y轴的正方向竖直向下， 原点为小球的起始位置，下列哪个图可能表示此小球的运动轨迹（）答案：D解析：受力和初速度决定了运动形式.小球受的重力和电场力都 是恒力，则其合力也是恒力，小球由静止开始沿合力方向做匀加速直线运 动，又因小球带负电，答案D正确.两个半径相同的金属小球，带电荷量之比为1：

3、 7,相距为片，两(12者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用 力可能为原来的（）(12答案：CD解析：设两小球的电荷量分别为Q和7则原来相距珂的相互作用力C少=葺，由于两球的电性 未知，接触后相互作用力的计算可分为两种情况：（1）两球电性相同：相 互接触时两球电荷量平均分配，每球带电量为苓乜=4q.,放回原处后的相互作用力为：A = A- 2-故辛=兰。（2）两球电性不同：相互rr r （接触时电荷先中和再平分，每球带电量为叫1=3q.,放回原处后的相互作用力为：尺=的吕r9作用力为：尺=的吕r9T4（2010 烟台模拟）两个质量分别是加、处 的小球，各用丝线悬挂在同一点，当两球分别带同

4、 种电荷，且电荷量分别为G、G时，两丝线张开一 定的角度“、“2,两球位于同一水平线上，如图 所示，则下列说法正确的是（）A若 zzzt,则 12 B.若 mi=n2,则 I= ?C若加处，则（）O2 D.若Ql=Q2 9 则 I= 2的四分之一圆弧力、B、C、组成，已知当只有力弧带正电Q时，在圆心 。处产生的电场强度大小为庄，则当力、方弧各带正电G C、弧各带负电Q时，在圆心。处的场强大小为(A. 2EqB. 0EQ)D. 22答案：D解析：只有力弧带正电时，在。点的场强大小为由于电 荷均匀分布，可知鸟应与竖直方向成45角，所以方弧带正电为Q时，在。点的场强大小也为庄，且与力弧产生的场强垂直

5、.因为G 弧带负 电，所以弧在O点产生的场强大小为方向与方弧产生的场 强方向相同；C弧在O点产生的场强大小为鸟，方向与力弧产生 的场强相同.由场强叠加可知，在。点的合场强大小为22.两带电量分别为Q和一(7的点电荷放在X轴上，相距为厶 能答案：A解析：根据两等量异种点电荷周围的电场 线可直观地看岀，连线的中点场强最小，但不为零， 关于中点对称的两点场强大小相等，方向相同，所以 两点电荷的连线上的场强先减小后增大，A正确.质量为In的小球A在绝缘细杆上，杆的倾角为a ,小球力带正电,电量为Q-在杆上方点处固定一个电量为0的正电荷, 将小球力由距方点竖直高度为处无初速释放，小 球力下滑过程中电量不

6、变，不计力与细杆间的摩擦, 整个装置处在真空中，已知静电力常量&和重力加 速度g(1M球刚释放时的加速度是多大(2)当A球的动能最大时，求此时A球与方点的距离.答案：（I）in a QClS-（I- （2） My-W析：根据牛顿Inn mgsn QQ第二定律昭sin Cl -F=Inaf又据库仑定律尸 =Q, r=Z/Sin CL,解得 rG=弊in GiJ - .当力球受到合力为零、加速度为零时，动能最大.设此时A球与方点间的距离为R,则 昭SinkQq最大.设此时A球与方点间的距离为R,则 昭SinkQq解得R=kQqzzzQin a如图所示，倾角为的斜面力方是粗糙 且绝缘的，AB长为L,

7、如图所示，倾角为的斜面力方是粗糙 且绝缘的，AB长为L, C为力方的中点，在A. C 之间加一方向垂直斜面向上的匀强电场，与斜面 垂直的虚线为电场的边界.现有一质量为加、 电荷量为Q的带正电的小物块（可视为质点），从点开始在方、C间以速度沿斜面向下做匀速运动，经过C后沿斜面匀加速下滑，到达斜面底端力时的速度大小为匕试求:（1）小物块与斜面间的动摩擦因数 E的大小.（2）匀强电场场强（1）小物块与斜面间的动摩擦因数 E的大小.（2）匀强电场场强答案：（Dtan （）In v- vqQZtan （）F：解析：（1）小物块在氏上匀速运动，由受力平衡得R=ngcos（）, Ff =IngSin O而F

8、f=H尺,由以上几式解得P=Ian （2）小物块在 心上 做匀加速直线运动，受力情况如图所示，则尺 =IngCOS （）_ qE, Ffl =尺。根据牛顿第二定律得ZZ?.Sin O-pf =Ina,r02 = 2a o由以上几式解得E=In v Vq7Ztan （）（2010 课标全国）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，图中直线曰b为该收尘板的横截面，工作时 收尘板带正电，其正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（

9、忽略重力和空气阻力）（）上几式解得E=In v Vq7Ztan （）（2010 课标全国）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，图中直线曰b为该收尘板的横截面，工作时 收尘板带正电，其正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）（）答案：A解析：因粉尘带负电，故带电粉尘所受电场力的方向与电场 抛物线的切线方向相反，轨迹上任何一点的切线方向为运动方向，若粒子做曲线运动，轨迹应出现在速度方向和力的方向所夹的区

10、域内从轨迹找 几个点判断一下，只有A项符合，故A项正确.（2010 全国卷II）在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为10V. 已知一半径为1 mm的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10 ms2,水的密度为103 kgm3,这雨滴携带的电荷量的最小值约为（）2X1OT C B. 4109 C C. 6109 CD. 810C.b WAD.T C得：Q答：B析：带电雨滴在电场力和重力作用下保持静止，则飓=得：Q43j7 P rg=-Zr=4109 C, B 正确.QJ基础达标）如图所示，在等量正点电荷连线的中垂线上取B、a 四点，A. 两点与方、C两点均关于O点对称，令各点电势分 别为必、b

11、. c. d,则下列说法正确的是（）A. a= b- c=z d B. a d c C. a=z d b= c D. a c b d答案：Be解析：等量正点电荷连线的中点。处合场强为0,中垂线上 。点上方合场强沿中垂线向上，下方合场强沿中垂线向下.由“沿场强方 向电势降低”可判定A错误，B正确；电势是标量，由对称性知C正确， D错误.本题还可以根据等量正电荷等势面的分布情况，结合等势面与电 场线的关系判断.如图所示，在沿X轴正方向的匀强电场尸中，有 一质点力以。为圆心、以/为半径逆时针转动，当质点 力转动至其与。点的连线与X轴正方向间夹角为时， 则0、力两点间的电势差为（）A. IJOA=Er

12、 B. UOA=ErSi （） C. UOA= EIOS （） D . IJoA =Ercos （） 答案：C解析：在匀强电场中，两点间的电势差与场强的关系为=刚， 其中d为沿电场方向的两点间的距离，所以UOA=ErCoS（）,故C正确.（2010 南通模拟）一质量为刃的带电小球，在竖直方向的匀强电2场中以水平速度抛出，小球的加速度大小为阻力不计，关于小球在下落h的过程中能量的变化，以下说法中正确的是（）A.动能增加了*Z7詡 B.电势能增加了*Z7詡C.机械能减少了寺矽力2D.重力势能减少了刃詡答案：BC解析：由加速度可求出电场力大小为右昭，方向竖直向上,11小球在下落力的过程中，电场力做功

13、W电=- gmgh,电势能增加如詡；机 TOC o 1-5 h z 29械能减少昭力;合外力做功W 0HO C 0K 0_XO D . Jf）,0答案：C解析：对正电荷08 if=;对负电荷- =y即08Q-QIUW Ir,.v=-.而禰妮，08 = 0,且和均大于0,则a sfP ,选无穷远处电势为0,从图中可 以看出（）AQ电荷量一定小于电荷量P点电场强度是0和之间线上各点电场方向都指向。 可能是同种电荷答案：C解析：幺附近电势大于零，而Q附近电势小于零，可知G 带正电、带负电，D项错；01、G之间电场线由01指向G, C项正确； 两电荷连线上尸点场强一定不为零，B项错；由0=理知，在尸点

14、电势 r为0 =启在尸点电势为必=一启,而尸点电势为0,则有=,r1r2,r1rr1 r2故0, A项错. TOC o 1-5 h z 光滑水平面上有一边长为1的正方形区域处在场强为尸的匀强电 场中，电场方向与正方形一边平行，一质量为也、带电荷XB量为Q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速 L %进入该正方形区域.当小球再次运动到该正方形区域的J边缘时，具有的动能可能为CDC1C20InVQ-qElInVQInVQ-qEl答案：ABC解析：如图所示，如果电场方向是肋方向则电场力可以 做正功，也可以做负功，做负功时有可能使其动能变为零，故选项A正确; 如果电场的方向是力C方向，带电小球到

15、达力或G?时，电场力做功为 /7/2,故选项B可能是正确的；如果带电小球回到同一个边界上，即回 到等势面上，电场力不做功，故选项C可能是正确的；D是无论如何也是 不可能的.（2010 金华模拟）如图所示，在绝缘的斜面上方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上，斜面上的带电金属块 在平行于斜面的力尸作用下沿斜面移动.已知金属块 在移动的过程中，力尸做功32 J,金属块克服电场力 做功8 J,金属块克服摩擦力做功16 J,重力势能增加18J,则在此过程中金属块的（）动能减少10 J动能减少10 J电势能增加24 J机械能减少24 JD.内能增加16 J答案：ADO解析：由动能定理可知厶 = 32

16、 J一8 J-16 J-18 J= -10 J, A正确；克服电场力做功为8 J,则电势能增加8 J, B错误；机 械能的改变量等于除重力以外的其他力所做的总功，故应为 E=32 J-8J-16 J=8 J, C错误；物体内能的增加量等于克服摩擦力所做的功，D 正确.一长为厶的细线，上端固定，下端拴一质量为也、带电荷量为Q 的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中，开始时，将线与小球拉 成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，当细一 线转过60角时，小球到达方点速度恰好为零试求：M两点的电势差弘；(2)匀强电场的场强大 B 小；(3)小球到达方点时，细线对小球的拉力大小.答案：一讐字屁解析

17、：取向下为正：(1)小球由？1到方过程中，由动能定理得IngLSk60o +qU60o +qUAB=所以弘=L-LCOS 60=浮。小球在M间摆动，由对称性知，B处绳拉力与力处绳拉力相等，而在力处，由水平方向平衡有：TA=qE=yi Ing所以TB= TA=ymgf或在E处，沿绳方向合力为零，有T=qEcos 60 zz7cos 30Q =ng.如图所示，在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑离心轨道,-个带负电的小球从斜轨道上的力点由静止释放，沿轨道滑下，已知小球 的质量为in,电量为一Q,匀强电场的场强大小为E,斜轨道的倾角为a (小 球的重力大于所受的电场力)求小球沿斜轨道下滑的加速度的大

18、小.若使小球通过圆轨道顶端的方点，求A点距水平地面的高度力至少应为多大若小球从斜轨道h=5R处由静止释放.假设其能够通过方点，求在此过程中小球机械能的改变量.答案：(1)mg qE Sin aIn答案：(1)mg qE Sin aIn/、5評(3)减少3EqR解析：根据牛顿第二定律：（mg qB sg CL-Ina，a mg qE Sin 口 In2（2）若小球刚好通过方点，据牛顿第二定律：mg-qE=葺,小球由 力到5据动能定理：（殆一必（力一2龙=号，以上联立，得力=|丘。（3）小球从静止开始沿轨道运动到尸点的过程中，机械能的变化量为：AE 机由机=电，W电=_3RE虑,得方机=-3REq

19、.（2010 全国I ）关于静电场，下列结论普遍成立的是（）电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最 快的方向将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力 做功为零答案：C解析：在静电场中，电势沿着电场线逐渐降低，场强方向是 电势降低最快的方向，场强的大小与电场线分布疏密有关，故A项错误, C项正确；电场中两点间的电势差既与场强有关又与距离有关，B项错误; 场强为零的一点到场强为零的另一点间的电势差不一定为零,故电场力做 功不一定为零，D项错误.y/m（2010 安徽理综）如

20、图所示，在XOy平面内有一个以。为圆心、 半径*=加的圆，尸为圆周上的一点，0、尸两点连线与X 轴正方向的夹角为若空间存在沿y轴负方向的匀强电 场，电场强度大小F=IooVm,则0、户两点的电势差可y/m表示为（）UOP=-ZSinO （V）B.观P=IoSin（V）C.=-IOcos0 （V）D.= IOcos（V）答案：A解析：在匀强电场中，IJOP=-E Rsk = -IOSin （V）, 故A对.（2010 江苏单科）空间有一沿X轴对称分布的电场，其电场强度 F随X变化的图象如图所示.下列说法中正确的是（）O点的电势最低卫点的电势最高&和一Xi两点的电势相等Xl和*3两点的电势相等答案

21、：CO解析：电势高低与场强大小无必然联系.。点场强为0,电 势不一定最低，A错；卫点是场强正向最大的位置，电势不是最高，B错; 将电荷从&移到一益可由题图知电场力做功为零，故两点电势相等，而把 电荷从&移到為电场力做功不为零，C对，D错.-、选择题（每题3分，共36分）一带电油滴在匀强电场F中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下.若不计空气 阻力，则此带电油滴从巴运动到b的过程中, 能量的变化情况为（）A.动能减小 B.电势能 增加C.动能和电势能之和减小D.重力势能和电势能之和增加 答案：C解析：该油滴从曰点进入电场，根据其轨迹的弯曲趋势，可 以判断静电力一定竖直向上，且静电力大于重力

22、，所以油滴带负电荷.运 动过程中合力向上做正功，根据动能定理，油滴动能变大，A错误；静电 力做正功，电势能必然减少，B错误；该处能量定恒的形式表现为电势能、 机械能（动能+重力势能）之和守恒.根据能量守恒定律，既然动能增加， 则重力势能与电势能之和一定减少，D错误；油滴上升，重力势能变大， 动能和电势能之和必然减少.如图所示，在y轴上关于O点对称的力、B两n TOC o 1-5 h z 点有等量同种点电荷+ 0,在X轴上Q点有点电荷一P 且CO=OD, ZADO= 60 下列判断正确的是（） 叹 沁 _C O / DX。点电场强度为零/点电场强度为零丿勺若将点电荷+ q从。移向G电势能增大若将

23、点电荷一Q从。移向G电势能增大答案：BD解析：力、方两点处的点电荷在。点处形成的电场的合场强 为零,因此。点处的电场强度应等于C点处的点电荷在。点形成的电场的 电场强度.A错;A. B、C三处点电荷在点处形成的电场强度分别为丛=Jc29 EDB=kzy EJ）C=JG)将细线拉直并使之与电场方向平行，如图所示，若将两小球同 时从静止释放，则释放后细线中张力T为(不计重力及两小球间的库仑 力)()A T=g(q- q) E B. T= (q、一 q E C. T=ql+Q2)B D . T =(g + g)F答案：AO解析：由牛顿第二定律，对球2有T+EQ2 = ma,对球1、2 整体有 EqI

24、 + Eql 2ma两式联立得T=E尹_, A正确.ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZzZzE如图所示，A.方两个带电小球的质量均 为皿所带电量分别为+Q和一G两球间用绝缘 细线连接，A球又用绝缘细线悬挂在天花板上， 细线长均为0现在两球所在的空间加上一方向 向左的匀强电场，电场强度Q丝，A.方两球最ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZzZzEQ后会达到新的平衡位置，则在这个过程中，两个小球()A 总重力势能增加了与也殆B 总重力势能增加了半/z/gZ总电势能减少了$屮IngLD.总电势能减少了李刃就答案：AD解析：A.方两个带电小球所受电场力为零，故创线竖直、 方球向右偏45处

25、最后静止，则总重力势能增加了 Inga-LCOS 45 )= 2 FIngL,故A项正确，总电势能减少了书昭厶 故D项正确示波管可以视为加速电场和偏转电场的组合，若已知前者的电压 为仏，后者的电压为仏，极板长为厶间距为d,电子加速前速度可忽略， 则示波管的灵敏度(偏转电场中每单位偏转电压所引起的偏转量称为“灵 敏度”)与加速电场和偏转电场的关系，正确的是A. 0越大，灵敏度越大B. d越大，灵敏度越大C.必越小，灵敏度越大D.灵敏度与仏无关答案：AC解析：设电子进入偏转电场的速度为r,电子射出偏转电场 时偏转量为y，则U宀,尸卜鴛书，可得：合磊，可见，L 越大，灵敏度越大，越小，灵敏度越大，仏

26、越小，灵敏度越大，故A、C 正确.如图所示，用电池对电容器充电，电路办b之间接有一灵敏电流表，两极板间有一个电荷Q处于 HOr-A静止状态.现将两极板的间距变大，贝J()寸电荷将向上加速运动电荷将向下加速运动电流表中将有从曰到b的电流电流表中将有从b到曰的电流答案：BD解析：充电后电容器的上极板力带正电，不断开电源，增 大两板间距，不变、d增大，由两极板间场强减小，场强减小会 使电荷Q受到的电场力减小，电场力小于重力，合力向下，电荷Q向下加 速运动，由*：；鳥剂电容C减小，由eC知极板所带电荷量减少， 会有一部分电荷返回电源，形成逆时针方向的电流，电流表中将会有由b 到盘的电流如图所示，有一带

27、电粒子贴着力板沿水平方向射入匀强电场，当 偏转电压为仏时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞岀；当偏转电压为仏时，带电粒子沿轨迹落到&板中间；设粒子两次射入电场的水平速度 相同，则两次偏转电压之比为（）A. IA:Z = I：8B. Ul :仏=1 ： 4C. W:Ik = X:2D.仏：仏=1 ： 1答案：A解析：由尸討T黠得：U 驾型，所以g*可知A项正确.0+pO-p如图所示，一个平行板电容器，板间距离为 d,当对其加上电压后，A.方两板的电势分别为+0 和一0,下述结论正确的是（）0+pO-r/ZZZzzZC0X由劲能定埋得：IqE+ 口mg） X = 0-qmv,所以-Yl2=-r-I，代入数据得&= m2 QE-V Pmg可知，当物块向右运动Hl时速度减为零，因物块所受的电场力尸 =QF =N mg,所以物块将沿X轴负方向加速，跨过。点之后在摩擦力作用 下减速，最终停止在O点左侧某处，设该点距。点距离为&，则一 mg（2x 2） =02,解之得卫=m.（10分）（2010 莱芜模拟）一质量为亦带电荷量为+ q的小球以 水平初速度进入竖直向上的匀强电场中，如图甲所示.今测得小球进 入电场后在竖直方向下降的高度y与水平方向的位移X之间的关系如图乙 所示，根据图乙给出的信息，（重力加速度为g）求：（1）匀强电场场强的 大小；（2）小球从进入匀强电场到下降力高度的过