2023年高考物理真题同步分类解析专题05电场

2023年高考物理试题分类解析5电场1.2023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P和Q用一样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。同样方法推断，其他不行以平衡。2.全国2卷20．静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下M点由静止开头运动，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，粒子的轨迹确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确定与粒子轨迹在该点的切线平行【答案】AC【解析】电场力做功，电势能削减，C正确。粒子在N点所受电场力的方向确定与粒子轨迹在该点的切线垂直，D错误。3.224.〔12分〕P、Qd。两金属板正中间有一水平放置的金属网G，PQG的尺寸一样。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，重力无视不计。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；假设粒子恰好从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？1〔1〕PG、QG间场强大小相等，均为E，粒子在PGF的方向竖直向下，设粒子的加速度大小为a，有E2①dF=qE=ma②GEk，由动能定理有qEhE

1mv2③k 2 0Gtl，则有h1at2④2l=v0t⑤联立①②③④⑤式解得E=1mv22qh⑥k 2 0 dlv0

mdh⑦q〔2〕设粒子穿过GL为L=2l2v0

mdh⑧q4.全32．如图，电荷量分别>〕的点电荷固定在正方体的两个顶点上、是正方体的另外两个顶点。则〔 〕原题图 解题图1 解题图2A．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2C．a点和b点的电场强度方向一样D．将负电荷从a点移到b点，电势能增加【答案】BC【解析】在原题图的根底上画解题图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点的电场强度方向一样〔电场线的切线〕，所以B、C正确。5.全国3卷24.〔12分〕0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放射两个质量均为m的小球A、B。A不带电，B的电荷量为q〔q>0〕。A从O点放射时的速度大小为v，到达P点所用0时间为t；B从O点到达P点所用时间为t2

。重力加速度为g，求电场强度的大小；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。依据牛顿定律、运动学公式和题给条件，有mg+qE=ma①1a(t)21gt2②2 2 2解得E3mg③q1 〔2〕设B从O点放射时的速度为v，到达P点时的动能为E，O、P两点的高度差为h1 E1mv2mghqEh④k 2 1且有vtvt⑤12 0h1gt2⑥2联立③④⑤⑥式得E=2m(v2g2t2)⑦k 06.北京卷17．如以下图，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〔 〕3A．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】DkQ【解析】依据E=r2

，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〕C的电容器充电，无论承受何种充电方式，其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都一样。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。在如图2所示的充电电路中，R表示电阻，E表示电源〔无视内阻〕。通过转变电路中元件的参数对同一电容器进展两次充电，对应的q–t曲线如图3中①②所示。①②两条曲线不同是 〔选填E或R〕的转变造成的；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。4设想使用抱负的“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〕q；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Ep1E QU, 又QCUp 2故E 1CU2p 2〔2〕a．R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〕电源两端电压“恒流源”增大〔2〕中电源不变通过电源的电流不变减小天津卷3.如以下图，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〔 〕12

m23

机械能增加2m2重力势能增加m22

电势能增加2m2【答案】B5【解析】动能增加E k

m(2v

mv2，A错误；1)21mv23222机械能增加E1)21mv23222e1重力势能增加E WP G

mv2，C错误；2电势能增加Ep

We

2mv2，即减小，D错误。12.〔20分〕2023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AB之间的匀强电场〔初速度无视不计，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。假设引擎获得的推力为F1

ABN为多少；加速正离子束所消耗的功率P不同时，引擎获得的推力FF的表达式；P为提高能量的转换效率，要使

F F尽量大，请提出增天 的三条建议。P P【解析】〔1〕设正离子经过电极B时的速度为，依据动能定理，有1ZeU

0 ①2设正离子束所受的电场力为F，依据牛顿第三定律，有1FF ②1 1设引擎在t时间内飘入电极间的正离子个数为N，由牛顿其次定律，有FNm0 ③N

1 tNt得6FN 1 ④F2ZemU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⑤2考虑到牛顿第三定律得到FF，联立①⑤式得F为使P

尽量大，分析⑥式得到

F 2m ⑥P ZeU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。江苏卷5．一匀强电场的方向竖直向上，t=0时刻，一带电粒子以确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】PFvEqv Eqgt,且P=0，A正确。y 0【易错点】PFvEqvEq 0

(gt)2

,选D21 江苏卷9．如以下图，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Q从无穷远处〔电势为0〕移到C-W．再将Q从C点沿CB移到B点并固定．最终将一电荷量为-2q的点电荷Q从无穷远处移到C点．以下说法正确的有〔21 7W1〔A〕Q移入之前，Cq11〔B〕Q从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为012〔C〕Q从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为2W22〔D〕Q在移到C点后的电势能为-4W2【答案】