2021年新高考真题物理汇编8 静电场及其应用（解析版）

专题8静电场及其应用

1.（2021高考新课程湖北卷）关于电场，下列说法正确的是（）

A.电场是物质存在的一种形式

B.电场力一定对正电荷做正功

C.电场线是实际存在的线，反映电场强度的大小和方向

D.静电场的电场线总是与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面

【参考答案】AD

【解题思路】电场是物质存在的一种形式，电场力可以对正电荷做负功，选项A正确B错误；电场线是为

了形象化描述电场而画出的线，反映电场强度的大小和方向，不是实际存在的线，静电场的电场线总是与

等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面，选项C错误D正确。

2..（2021高考新课程I卷山东卷）如图甲所示，边长为a的正方形，四个顶点上分别固定一个电荷量为+4

的点电荷；在2区间，x轴上电势。的变化曲线如图乙所示。现将一电荷量为一Q的点电荷P

置于正方形的中心O点，此时每个点电荷所受库仑力的合力均为零。若将P沿x轴向右略微移动后，由静

止释放，以下判断正确的是（）

甲图乙

cV2+1

A.2,释放后P将向右运动

cV2+1

Q=---q

B.2,释放后P将向左运动

八2V2+1

Q=；q

c.4,释放后P将向右运动

八272+1

Q-：q

D.4,释放后P将向左运动

【参考答案】C

V2

【名师解析】边长为a的正方形顶点上点电荷距离原点0距离为2a,根据题述，每个点电荷所受库仑力

Qq

72aq2/2痣+1

的合力均为零，由平衡条件，）=2ka-cos45°+k2«-,解得4。若将P沿x轴向右

略微移动后，由静止释放，由于所受电场力向右，所以释放后P将向右运动，选项C正确。

3.（2021高考新课程湖北卷）如图所示，一匀强电场E大小未知、方向水平向右。两根长度均为L的绝缘

轻绳分别将小球M和N悬挂在电场中，悬点均为O。两小球质量均为m、带等量异号电荷，电荷量大小均

为q（q>0）o平衡时两轻绳与竖直方向的夹角均为0=45。。若仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，两

小球仍在原位置平衡。已知静电力常量为k,重力加速度大小为g,下列说法正确的是

B.N带正电荷

【参考答案】BC

【解题思路】两带电小球之间的库仑力为吸引力，电荷量大小均为q时库仑力设为F,对N受力分析，N

带正电荷，M为负电荷，选项A错误B正确。由平衡条件可知，所受电场力qE与库仑力F之差等于mg,

2

即F=k4「若仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，其库仑力增大到4F,电场力增

（@）-

加］到|2qE,两小球仍在原位置平衡，贝I］有2qE-4F=mg,联立解得q=,选项C正确D错误。

4.（2021新高考湖南卷）如图，在（。,0）位置放置电荷量为q的正点电荷，在（0,。）位置放置电荷量为q的

负点电荷，在距P（a,a）为的某点处放置正点电荷。，使得P点的电场强度为零。则。的位置及电荷

量分别为（)

y

A.（0,2a）,6•qB.（0,2a）,2垃q

C.（2a,0）,6qD.（2a,0）,2&q

【参考答案】.C

【命题意图】本题以坐标系设置点电荷位置，通过点电荷电场叠加，考查考生

【解题思路】本题考查电场叠加、点电荷电场强度公式，主要考查对点电荷电场强度公式和平

行四边形定则的应用能力。（“，0）位置电荷量为q的正点电荷在P（a,a）处产生的电场的场强E+=k工,

a

方向沿y轴正方向，（0，a）位置电荷量为q的负点电荷在P（a,a）处产生的电场的场强E=Z乌，方向

a

沿x轴负方向，合场强为E行乌，方向与y轴正方向夹角为45°,在距离a）为aa的某点,

CT

放置正点电荷Q，使得P点的电场强度为零，根据电场叠加原理，k匕=&g,解得Q=2&q，

（缶y矿

Q的位置为（0,2a）,选项C正确。

【名师点评】

电场强度是矢量，其合成遵循平行四边形定则。

5.（2021年6月浙江选考物理）如图所示，在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，高塔的功能最有

可能的是（）

A.探测发射台周围风力的大小B.发射与航天器联系的电磁波

C.预防雷电击中待发射的火箭D.测量火箭发射过程的速度和加速度

【参考答案】C

【名师解析】

在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，因铁制的高塔有避雷作用，其功能是预防雷电击中发射的火箭,

选项C正确。

【名师点评】本题以火箭发射台四周高塔切入，就需要运用批判性思维假设、对比、论证、反思进行综

合评判。

6.（2021年高考广东学业水平选择性测试）图4是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高

压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面.在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸

极，a、b是其路径上的两点.不计液滴重力.下列说法正确的是

离国龟源

发时机,

带电森超，

J!

等将而

A.a点的电势比b点的低

B.a点的电场强度比b点的小

C.液滴在a点的加速度比在b点的小

D.液滴在a点的电势能比在b点的大

【参考答案】D

【名师解析】根据图中发射极接电源正极，可知a点的电势比b点的高，选项A错误；根据等差等势

面密处电场强度大可知a点的电场强度比b点的大，选项B错误：液滴在a点所受的电场力比在b点的大,

根据牛顿第二定律，液滴在a点的加速度比在b点的大，选项C错误；根据题述，带电液滴从发射极加速

飞向吸极，电场力做正功，电势能减小，所以液滴在a点的电势能比在b点的大，选项D正确。

7.（2021年6月浙江选考物理）某书中有如图所示的图，用来表示横截面是形导体右侧的电场线和等

势面，其中6是同一条实线上的两点，c•是另一条实线上的一点，4是导体尖角右侧表面附近的一点。

下列说法正确的是（）

A.实线表示电场线

B.离d点最近的导体表面电荷密度最大

C.“v”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同

D.电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零

【参考答案】D

【名师解析】

处于静电平衡的导体，是个等势体，则整个导体为等势体，由于电场线方向总是与等势面垂直，所以实线

不是电场线，是等势面，则A错误；根据等势面的疏密表示场强的强弱，则〃点的场强较弱，并且电场强

度越大的地方电荷密度越大，所以B错误；在形导体右侧表面上下部分附近电场强度方向不相同，所以

C错误；由于。、〃在同一等势面上，则电荷从。点到c点再到点电场力做功一定为零，所以D正确。

【名师点评】本题以形导体右侧的电场线和等势面为情景，考查对静电场相关知识点的理解和掌握。

8.（2021年1月浙江选考）如图所示是某一带电导体周围的电场线与等势面，A、C是同一

等势面上的两点，B是另一等势面上的一点。下列说法正确的是

第5题图

A.导体内部的场强左端大于右端

B.A、C两点的电势均低于B点的电势

C.B点的电场强度大于A点的电场强度

D.正电荷从A点沿虚线移到B点的过程中电场力做正功，电势能减小

【参考答案】D

【解题思路】根据导体静电平衡状态的条件可知，导体是等势体，导体表面是等势面，导体内部电场强度

为零，选项A错误；根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，AC两点的电势均高于B点的电势，选项B错

误；根据电场线的疏密表示电场强度的大小，B点的电场强度小于A点的电场强度，选项C错误；正电荷

从A点沿虚线移动到B点的过程中，所受电场力的方向与位移方向夹角小于90°,电场力做正功，电势能

减小，选项D正确。

9.（2021新高考辽宁卷）等量异号点电荷固定在水平向右的匀强电场中，电场分布如图所示，

实线表示电场线，虚线表示等势线。将同一负电荷先后置于ab两点，电势能分别为&和耳”

电荷所受电场力大小分别为北和兄，则

A.瓦”F>Fb

B.EQEpb,Fa<Fb

C.E'Epb,F>Fb

D.E'Epb,FaVFb

【参考答案】D

【解题思路】根据电场线电荷疏密表示电场强度的大小，可知6点的电场强度大于a点，由电

场力公式F=qE可知负电荷在a点所受的电场力小于在b点所受的电场力，即区〈耳。根据在

等量异号点电荷电场中，越靠近正电荷，电势越高，越靠近负电荷，电势越低，可知a点的电

势高于b点的电势。由电势能公式&=q"，而电荷q为负电荷，所以负电荷q在a点的电势能

小于在b点的电势能，即选项D正确。

【一题多解】也可根据等势面密处电场强度大，判断出。点的电场强度大于a点，由电场力公

式F=qE可知负电荷在a点所受的电场力小于在b点所受的电场力，即Fa<Fb。

10.（2021新高考北京卷）如图所示的平面内，有静止的等量异号点电荷，M、N两点关于两电荷连线对

称，M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是

A.M点的场强比P点的场强大；•尸

I

B.M点的电势比N点的电势高㊉_________L________Q

C.N点的场强与尸点的场强相同一

D.电子在〃点的电势能比在P点的电势能大

【参考答案】C

【解题思路】由对称性可知，M点的场强与P点的场强大小相等，/点的场强与P点的场强相同，选

项A错误C正确；例点的电势与N点的电势相同，选项B错误；M点的电势比P点的电势高，根据电势

能公式可知电子在M点的电势能比在P点的电势能小，选项D错误。

11.（2021高考河北物理）如图，四个电荷量均为q（q>0）的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，其坐标

分别为（4/,0）、（-41,0）、（0,%）和（0,-为），其中x轴上的两个点电荷位置固定，y轴上的两个点电荷可

沿y轴对称移动（%*0）。下列说法正确的是（）

V八

凡

/\

Z\

Q-----------------------------------AA

-4/,\斗O//4/x

A.除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零

B.当先取某值时，可使得菱形内部只存在两个电场强度为零的点

C.当先=8/时，将一带负电的试探电荷由点（4/,5/）移至点（0,-3/）,静电力做正功

D.当为=4/时，将一带负电的试探电荷放置在点（/,/）处，其所受到的静电力方向与x轴正方向成45。倾

斜向上

【参考答案】ACD

【名师解析】四个电荷量均为4（4>0）的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，除无穷远处之外，菱形外部

电场强度处处不为零，选项A正确；因为在x轴上的两个点电荷在。点的合场强为零，在y轴上的两

个点电荷，无论yo取何值，因为关于原点对称，则在。点的合场强为零。在横轴和纵轴上除了原点外,

根据对称性可知，出现合场强为零的点