高考物理重点新题精选分类解析(第3期)专项07静电场

2019高考物理重点新题精选分类解析（第电场3期）专项07静1、（2018安徽淮北测试）如下图，竖直放置的两个平行金属板强电场，在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球（不计小球之间的电场影响）尸小球从紧靠左极板处由静止开始释放,从两极板正中央由静止开始释放，两小球沿直线运动都打到右的同一点，则从开始释放到打到右极板的过程中：（）A.它们的运动时间的关系为tp>tQB.它们的电荷量之比为qp：qQ=2：1C.它们的动能增量之比为.匚」Ekp:;EkQ=2:1D.它们的电势能减少量之比为正p:正q=2:1答案：B解析：两带电小球在竖直方向均做自由落体运动，它们的运动时间的关系为tp=tQ,选项A错误。两带电小球重力与电场力合力方向均沿各自运动轨迹方向，它们的电荷量之比为qp：qQ=2：1,选项B正确。两带电小球重力做功相同，电场力做功之比为4：1,它们的动能增量之比不为2：1,选项C错误；它们的电势能减少量之比为4：1,选项D错误。第10题图2.（2018年浙江五校联考）现有两个边长不等的正方形ABC讶口abcd,如下图,且AaBbCuDd间距相等。在ABACCDDB的中点分别放等量的点电荷，其中ABAC中点放的点电荷带正电，CDBD第10题图远处电势为零。则以下说法中正确的选项是A.O点的电场强度和电势均为零B.把一正点电荷沿着b-d-c的路径移动时，电场力做功为零C.同一点电荷在a、d两点所受电场力相同D.将一负点电荷由a点移到b点电势能减小

1命题意图］此题考查电场叠加、电场强度.电场力，电势能及其相关知识答案:BC解析:。点的电场强度不为零，电势为零，选项A错误事由于bOt为等势线,所以把一正点电荷沿着匕BdT匚的路径移动时，电场力做功为零，选项B正确।根据电场叠加原理，。、d两点电场强度相同，同一点电荷在0.d两点所受电场力相同，选项C正确；将一负点电荷由口点移到b点，克服电场力做功，电势能增大，选项D错误。3.（2018年浙江五校联考）如下图，圆O处在匀强电场中，场强方向与圆O所在平面平行，带正电的微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中，只在电场力作用下运动，从圆周上不同点离开圆形区域，其中从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大，图中O为圆心，ABCD是圆的直径，/AO*锐角，则A.从弧DB射出的粒子动能都大于初动能d/~^BC.第6题图B.从B点离开的粒子动能最小AC.第6题图C.从D点离开的粒子动能小于初动能D.从弧AC的射出的粒子速率都不相同答案:C解析；根据题述从「点离开圆形区域的带电微粒的动能最大，说明C点是电势最低点，D点是电势最高点，从。点离开的粒子动能小于初动能，动能最小,选项AB错误C正确，从弧内射出的粒子速率有些是相同的，选项D错误.（2018江苏二校联考）如下图，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,电子最终才T在光屏P上，关于电子的运动，则以下TOC\o"1-5"\h\z说法中正确的选项是（）A.滑动触头向右移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上+的位置上升B.滑动触头向左移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上「g『的位置上升Lid——C.电压U增大时，其他不变，则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变D.电压U增大时，其他不变，则电子打在荧光屏上的速度大小不变答案工BC解析：滑动触头向右移动时,其他不变，加速电压增大，电子速度增大，则电子打在荧光屏上的位置下降，选项A错误；滑动触头向左移动时，其他不变，加速电压减小，电子速度减小，则电子打在荧光屏上的位置上升，选项B正确手电压U增大时，其他不变，则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变，电子打在荧光屏上的速度增大，选项C正确D错误。（2018江苏二校联考）真空中有一半径为「0的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势。分布如图，r表示该直线上某点到球心的距离，ri、「2分别是该直线上A、B两点离球心的距离。以下说法中正确的选项是（）A点的电势低于B点的电势A点的电场强度方向由A指向BA点的电场强度大于B点的电场强度D.正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做负功答案：BC解析，A点的电势高于B点的电势，选项A错误；A点的电场强度方向由A指向&A点的电场强度大于B点的电场强度，选项BC正确，正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做正功，选项D错误。6、（2018辽宁铁岭市期中检测）如下图的同心圆是电场中的一簇等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A-C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则以下说法正确的选项是（）A.电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越小二B.电子沿AC方向运动时它具有的电势能越来越大C.电势印：卜永扬夺号近差Uab=UbcD.电势(f)A<D.电势(f)A<(f)B<(f)C答案：B解析：该电场为负点电荷电场，电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越大，选项A错误；根据电子只在电场力作用下沿着直线由ATC运动时的速度越来越小，它具有的电势能越来越大，选项B正确.由于电场为非匀强电场，电势差心”53选项C错误；电势,/彘2I选项D错误*7、（2018辽宁沈阳四校联考）如下图，质量为m的物块（视为质点），带正电Q,开始时让它静止在倾角“=600的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向、大小为E=万mg/Q的匀强电场（设斜面顶端处电势为零），斜面高为Ho释放后，物块落地时的电势能为名，物块落地时的速度大小v,则A.；〈mgHA.；〈mgH.3TmgHc丫=2沟？D-v=2gH工答案tC解析，由电场力做功等于电势能的变化可得物块落地时的电势能为£=-QEH/tan60^=-^mgH/^=-mgH,选项AB错误1由动能定理,卬后的QEH/tan604二之皿：，解得v=2网下，选项C正确D错误.8（8分）.（2018年浙江五校联考）如下图，倾斜角度为0的粗糙程度均匀的绝缘斜面，下方O点处有一带电量为+Q的点电荷，质量为m带电量为-q的小物体（可看成质点）与斜面间的动摩擦因数为科。现使小物体以初速度vo从斜面上的A点沿斜面上滑，到达B点时速度为零，然后又下滑回到A点。小物体所带电荷量保持不变，静电力常数为k,重力加速度为g,OAOBd。求：第17题图（1）小物体沿斜面上滑经过AB中点时的加速度第17题图（2）小物体返回到斜面上的A点时的速度。8.解析：QqFN=mgos0+k（lsin°）21

TOC\o"1-5"\h\zQqmgsin9+科(mgcos0+k(isin°)2)得:a=m2分0—2mv2=—mglsin20+W1分12mV=mglsin20+W1分得：v=*glsin20—V022分(15分)(2018江苏二校联考)如下图，A、B为两块平行金属板，A板带正电、B板带负电。两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为U,在B板上开有两个间距为L的小孔。C、D为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B板的O'处，C带正电、D带负电。两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着B板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向O'。半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计。现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微粒(微粒的重力不计)，问:(1)微粒穿过B板小孔时的速度多大？(2)为了使微粒能在CD板间运动而不碰板，CD板间的电场强度大小应满足什么条件?P(3)从释放微粒开始，经过多长时间微粒通过半圆形金属板间的最P低点P点?9、解析:（1）设微粒穿过E板小孔时的速度为%根据动能定理，有qU=-^-wvi2（I）（2分）解得、=殍（2分）Vm（2）微粒进入半圆形金属板后，电场力提供向心力，有qE=nt—=m——[21（2分）RL联立⑴、⑵，得4U（2分）E=L（3）救粒从释放开始经k射出E板的小孔，则—二竺二城煤131Q分）iV4为乙7■设撇粒在半圆形金属板间运动经过r：第一次到达最低点P点，则所以从释放微粒开始，经过&+逅）=：”+匹]口匚撒粒第一次到达P点；（1分）根据运动的对称性，易知再经过父上+G撒粒再一次经过P点：所次盟时间之比+””+多康，……微粒经过P点，（2分）（15分）（2018江苏二校期中联考）如下图，在A点固定一正电荷，电量为Q在离A高度为H的C处由静止释放某带同种电荷的液珠，开始运动瞬间的加速度大小恰好为重力加速度go已知静电常量为k,两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力。求：（1）液珠的比荷（2）液珠速度最大时离A点的距离ho

（3）若已知在点电荷Q的电场中，某点的电势可表示成kQ，其中r为该点到QrQ的距离（选无限远的电势为零）。求液珠能到达的最高点B离A点的高度「b。10.（15分）解析:,QqkH2-mg（2分）=mg（1）设液珠的电量为,QqkH2-mg（2分）=mg比荷为。口2（2分）q=2gH

mkQ（2）当液珠速度最大时,,Qqkh2mg（2分）得h=2H（2分）⑶设BC间的电势差大小U”油题急得（2分）（2分）Lkm,先一久=——对由释放至液珠到达最高点（速度为零;的全过程应用动能定理得qUCB-mg（rB-H）=O即q隼-争-mg（rB-H）=O将第⑴问的结果代入化简升解得*ra=2HR=H（舍去）（2分）11、（2018辽宁沈阳四校联考）如图，半径为r的绝缘光滑环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m带电量为+q的珠子，现欲加一个与圆环面平行的匀强电场，使珠子由最高点A从静止开始释放，沿圆弧经过BC刚好能运动到D,（1）求所加电场的场强最小值及所对应的场强的方向；珠子由A到达D的过程中速度最大时对环的作用力大小。（2）在（1）问电场中，要使珠子能完成完整的圆运动在A点至少使它具有多大的初动能？

11、解析：（1）设电场力与重力的合力为F,方向NM方向，BC弧中点为M速度最大,在M点建立F,重力，电场力的平行四边形，当E最小时，有E底理mg（2分）方向与CB平行（2分）对&过程，由动能定理得：TOC\o"1-5"\h\zF（r+X）=；nr/-0（2分）一■5竺i（2分）rF、=+1+g（2分）（2）由A到N过程，列动能定理得（2分）（2分）12、（2018江苏常州期中）如下图，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45。角的绝缘直杆AC,其下端（C端）距地面高度h=0.8m。有质量为500g的带电小环套在直杆上，正以某一速度沿杆匀速下滑。小环离杆后正好通过C端的正下方P点处。（g取10m/s2）求：（1）小环离开直杆后运动的加速度大小和方向^（2）小环从C运动到P过程中的动能增量.（3）小环在直杆上匀速运动速度的大小V0.（1）由图可知qE=mg（1分）F合=42mg=maa="72g=10也m/s2,（2分）方向垂直于杆向下。（1分）（2）设小环从C运动到户的过程中动能的增量为（2分）其中网皂二吨卜=4J,郎三=0,所以△星二4J,（3）环离开杆做类平抛运动:平行杆方向匀速运动：（2分）垂直杆方向匀加速运动:（2分）RR的光滑圆轨道固定在竖直平面内,解得”m/se13.（10分）（2018杭州七校联考）有一绝缘的、半径为在其圆心处固定一带正电的点电荷，现有一质量为m,带电量也为正电（其电量远小于圆心处的电荷，对圆心处电荷产生的电场影响很小，可忽略）的小球A,圆心处电荷对小球A的库仑力大小为F。开始小球A处在圆轨道内侧的最低处，如下图。现给小球A一个足够大的水平初速度，小球A能在竖直圆轨道里做完整的圆周运动。（1）小球A运动到何处时其速度最小？为什么?（2）要使小球A在运动中始终不脱离圆轨道而做完整的圆周运动，小球A在圆轨道的最低处的初速度应满足什么条件?13.（10分）解：（1）小球运动到轨道最高点时速度最小在圆心处电荷产生的电场中，圆轨道恰好在它的一个等势面上，小球在圆轨道上运动时，库仑力不做功，当小球运动到圆轨道最高处时，其重力对它做的负功最多，此时速度最小。2分Q）在最低点，小球受到的电场力F与重力mg方向相同，小球不会脱离轨道.在最高点，小球受到的电场力F与重力mg方向相反，当时，在最高点小球也不会脱离轨道小此时，小球在最高点的速度V应满足।。0（1）1分小球从圆轨道最底处运动到最高处的过程中由动能定理得.-ntgxlR=wv*-wvj（2）1分■一由二式解得工i：>2屋这就是在F>mg条件下，小球在最低点速度应满足的条件，一一1分在最高点，当F<啕£时，小球在最高点的速度V应满足,"I加g-F+Fy=中？（F/为轨道对小球的支持力）（3）一:分（4）——1分由（3）和（Q可得：与力5或-必Yw这就是在F4加g条件下，小球在最低点速度应满足的条件“1分（14分）（2018上海13校联考）如下图，在光滑绝缘水平C面上固定着一根光滑绝缘的圆形水平滑槽，其圆心在。点。过。点的一条直径上的AB两点固定着两个点电荷。其中固定于A点的//i为正电荷，电荷量大小为Q;固定于B点的是未知电荷。在它们形UOAjj成的电场中，有一个可视为质点的质量为m电荷量大小为q的带电小球正在滑槽中运动，小球的速度方向平行于水平面，若已知小球在C点处恰好与滑槽内、外壁均无挤压且无沿切线方向的加速度，AB间的距离为L0/ABC=/ACB=30口，CCLOR静电力常量为k,（1）作出小球在水平面上受力，并确定固定在B点的电荷及小球的带电性质；（2）求B点电荷的电荷量大小；（3）已知点电荷的电势计算式为：中=kQr,式中Q为场源电荷的电荷量，「为该点到场源电荷的距离。试利用此式证明小球在滑槽内做的是匀速圆周运动。

114分）解析：（1）由小球在C点恰好与滑槽内外壁无挤压且无切线方向的加速度，可知小球在C点的合力方向一定沿C。且指向。点，所以A处电荷对小球吸引，B处电荷对小球排斥，因为A处电荷为正，所以小球带负电，B带负电，如图所不。（作图2分，电荷判断各1分）（2）因为乙48。=乙丙：8=30工所以乙人二。=30）BC=2ABec§3口工由图凡=电匕Q分）浅一产'I（1分）「川丸）15=Fq（1分）（3）以。为原点，OB为x轴正方，OC为y轴正方，槽上某点的坐标为（x,y）,则该点的kQk、3Q电势为gW+（L/2-x）2—7y+（3L/2-x）2，（3分）而x2+y2=3L2/4，代入上式得中=0。（3分）TOC\o"1-5"\h\z小球运动过程中电势能不变，所以动能也不变，做的是匀速圆周运动（2分）。（2018浙江效实中学检测）如图16所示，绝缘的水平桌面上方,ffIlli有一竖直方向的矩形区域，该区域是由三个边长均为L的正方形||||1111区域ABFEBCG附CDHG■尾相接组成的，且矩形的下边E"1桌举———.一、.•图16面相接.三个正方形区域中分别存在方向为竖直向下、竖直向上、竖直向上的匀强电场，其场强大小比例为1:1:2.现有一带正电的滑块以某一初速度从E点射入场区，初速度方向水平向右，滑块最终恰从D点射出场区.已知滑块在ABFE区域所受静电力和所受重力大小相等，桌面与滑块之间的滑动摩擦因素为0.125,重力加速度为g,滑块可以视作质点.求：（1）滑块进入CDHGC域时的速度大小.（2）滑块在ADH理域运动的总时间.解析:.设三个区域的电场强度大小依次为E,E和2E,滑块在三个区域运动的0t间分别为小口和4（。在CDHG区域，对滑块进行受力分析，由牛顿第二定律有而由题意知在水平方向和竖直方向分别有L=期也.2=1%以上解得.%=后，与二产（4分）qE=mg（2）在qE=mg所以不受摩擦力，做匀速直线运动,在ABFG区域，对滑块进行受力分析，在竖直方向Fn=qEmgFfFf=ma1在水平方向由滑动摩擦力定律:以上解得1aig4

当滑块由E运动到P时，由运动学公式-V£-工(-药)工代入解得豆二/Z仍由运动学公式勺二V「□而解得%—叵地所以F=『1+口+乌=(4分)M(12分)(2018青岛期中)如下图，两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量均为Q固M定于同一条竖直线上的A、B两点处，其中A处的电荷带正电，B处的电荷带负电，AB相距为2d.MN是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球P,质量为mi电荷量为+q(可视为点电荷)，现将小球P从与点电荷A等高的C处由静止释放，小球P向下运动到与C点距离为d的D点时，速度为v.已知MN与AB之间的距离为d,静电力常量为k,重力加速度为g,若取无限远处的电势为零，试求：(1)在A、B所形成的电场中C点的电势。c.(2)小球P经过D点时的加速度［.解析：(1)由等量异种电荷形成的电场特点可知，D点的电