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文档简介
静电场(2)——2025届高考物理电磁知能强化营一、单选题1.电场中有一点P,下列说法中正确的有()A.若放在P点的电荷的电荷量减半,则P点的场强减半B.若P点没有检验电荷,则P点场强为零C.P点的场强越大,则同一电荷在P点受到的电场力越大D.P点的场强方向与放在该点的电荷的受力方向相同2.如图所示,虚线a、b、c是电场中的一簇等势线(相邻等势面之间的电势差相等),实线为一个α粒子(重力不计)仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,是这条轨迹上的两点,据此可知()A.a、b、c三个等势面中,a的电势最高B.电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小C.电子在P点的加速度比Q点的加速度大D.带电质点一定是从P点向Q点运动3.静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示,x轴正向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷()A.在和处电势能相等B.由运动到的过程中电势能减小C.由运动到的过程中电势能增大D.由运动到的过程中电场力先减小后增大4.如图所示,一电子枪发射出的电子(初速度很小,可视为零)进入加速电场加速后,垂直射入偏转电场,射出后偏转位移为y,要使偏转位移增大,下列哪些措施是可行的(不考虑电子射出时碰到偏转电极板的情况)()A.减小偏转电压U B.减小加速电压C.增大偏转电场的极板间距离d D.将发射电子改成发射负离子5.如图所示,由PO和QO两块光滑绝缘的平板组成的“V”形组合体固定在地面上,两平板互相垂直,平板PO与地面的夹角,在两个平板上各放置一个带同种电荷的小球A和B,A、B所带电荷量分别为q和2q,A、B恰在同一条水平线上静止。小球A和B可看成点电荷,A的质量为m,静电力常量为k,,,则()A.B对A的库仑斥力是A对B的库仑斥力的2倍 B.A、B两球所受平板的支持力大小均为C.B球的质量为 D.A、B两球间的距离为二、多选题6.下列说法中正确的是()A.适用于任何电场B.适用于真空中的点电荷形成的电场C.适用于任何电场D.E是矢量,由可知,U也是矢量7.某空间区域的竖直平面内存在电场,其中竖直的一条电场线如图甲所示,一个质量为m、电荷量为q的带正电小球,在电场中从O点由静止开始沿电场线竖直向下运动.以O为坐标原点,取竖直向下为x轴的正方向,小球的机械能E与位移x的关系如图乙所示,则(不考虑空气阻力)()A.电场强度大小恒定,方向沿x轴负方向B.从O到的过程中,小球的速率越来越大,加速度越来越大C.从O到的过程中,相等的位移内,小球克服电场力做的功越来越大D.到达位置时,小球速度的大小为8.带电球体的半径为R,以球心为原点O建立坐标轴x,轴上各点电势φ随x变化如图所示,下列说法正确的是()A.球体带负电荷B.球心处电场强度最大C.A、B两点电势相同,电场强度不相同D.一带负电的试探电荷在B点的电势能比在C点电势能的小9.分别将带等量正电的三个等质量小球,以不同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间,已知上板带正电,下板接地.三小球分别落在图中A、B、C三点,则()A.三小球在电场的加速度大小相等B.三小球在电场中加速度大小关系是C.三小球在电场中运动时间D.三小球到达下板时的动能关系是10.如图所示,虚线是某一静电场的一簇等势线及其电势值,一带电粒子只在电场力的作用下飞经该电场时,恰能沿图中的实线从A点飞到B点,则下列判断正确的是()A.该粒子带正电B.A点的场强大于B点的场强C.粒子在A点的电势能大于在B点的电势能D.粒子在A点的动能小于在B点的动能三、计算题11.把带电荷量的正试探电荷从电场中的A点移动到无穷远处,克服电场力做功,取无穷远处的电势为零。求:(1)该试探电荷在A点的电势能;(2)A点电势。12.用30cm的细线将质量为的带电小球P悬挂在O点下,当空中有方向为水平向右,大小为的匀强电场时,小球偏转37°后处在静止状态。(1)分析小球的带电性质;(2)求小球的带电量;(3)求细线的拉力。13.如图,粗糙绝缘的水平面上,相隔2L的AB两点固定有两个电量均为Q的正点电荷,a,O,b是AB连线上的三点,且O为AB连线的中点,。一质量为m、电量为的点电荷以初速度从a点出发沿AB连线向B运动,在运动过程中电荷受到大小恒定的摩擦力作用,当它第一次运动到O点时速度为,继续运动到b点时速度刚好为零,经过一段时间,最后恰停在O点。已知静电力恒量为k。求:(1)a点的场强大小;(2)摩擦力的大小;(3)电荷在电场中运动的总路程。14.在一个点电荷Q的电场中,让x轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.4m和0.7m,如图甲.在A、B两点分别放置带正电的试探电荷,它们受到的静电力均沿x轴负方向、大小跟试探电荷的电荷量的关系分别对应图乙中的直线a、b。求:(1)A、B两点的电场强度;(2)点电荷Q的电性及所在位置的坐标。四、实验题15.(1)如图所示,可以探究影响电荷间相互作用力的因素。A是一个带电的物体,若把系在细绳上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置,可以比较小球,在不同位置所受带电物体的作用力的大小,这里的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来。若物体的电荷量用Q表示,小球的电荷量用q表示,物体与小球间距离用d表示,物体和小球之间的作用力大小用F表示,则以下对该实验现象判断正确的是()A.保持不变,增大d,则θ变大,说明F与d有关B.保持不变,减小d,则θ变大,说明F与d有关C.保持不变,减小q,则θ变小,说明F与q有关D.保持不变,减小Q,则θ变大,说明F与Q成反比(2)上述完成实验的方法是()A.假设法 B.微元法 C.控制变量法
参考答案1.答案:C解析:A、场强是表示电场本身性质的物理量,由电场本身决定,与试探电荷无关,所以当试探电荷的电荷量减半时,P点的场强不变,故A错误;B、由于场强由电场本身决定,与试探电荷无关,所以当P点没有试探电荷,P点的场强不变,故B错误;C、由得,,q一定时F与E成正比,则知P点的场强越大,同一试探电荷在P点受到的电场力越大,故C正确;D、P点的场强方向为就是放在该点的正试探电荷所受电场力的方向,与P放在该点的负试探电荷所受电场力的方向相反,故D错误;故选:C。2.答案:C解析:A.电荷所受电场力指向轨迹内侧,由于粒子带正电,因此电场线指向上方,沿电场线电势降低,故a等势线的电势最低,c等势线的电势最高,故A错误;B.a等势线的电势最低,c等势线的电势最高;而电子带负电,负电荷在电势高处的电势能小,所以电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大,故B错误;C.等势线密的地方电场线密场强大,故P点位置电场强,电场力大,根据牛顿第二定律,加速度也大,故C正确;D.由图只能判断出粒子受力的方向,不能判断出粒子运动的方向,故D错误。故选C。3.答案:C解析:A.处场强为x轴负方向,则从到处逆着电场线方向移动,电势升高,正电荷在处电势能较大,故A错误;B.处场强为x轴负方向,则从到处逆着电场线方向移动,电势升高,正电荷在处电势能较大,则B错误,C正确;D.由运动到的过程中,由图可以看出电场强度的绝对值先增大后减小,故电场力先增大后减小,故D错误.4.答案:B解析:设电子进入偏转电场的速度为,偏转电场极板的长度为L,极板间距为d,则在加速电场中,有解得电子在偏转电场中,有联立以上各式可得由此可知,要使偏转位移增大,可以增大偏转电压U,减小加速电压,减小偏转电场的极板间距d,而与带电粒子无关。故选B。5.答案:C解析:A.A对B的库仑力与B对A的库仑力是作用力与反作用力,故大小一定相等,A错误;BC.对两个球受力分析,如图所示对A,根据平衡条件,有对B根据平衡条件,有联立解得B错误,C正确;D.由于库仑力根据库仑定律,有解得D错误。故选C。6.答案:BC解析:A.只适用于匀强电场,A错误;B.适用于真空中的点电荷形成的电场,B正确;C.适用于任何电场,C正确;D.E是矢量,U是标量,D错误。故选BC。7.答案:BD解析:A.小球的机械能变化是由电场力做功引起的,由题图乙可知,从O到机械能在减小,即电场力做负功,又因为小球带正电,故场强方向沿x轴负方向,图线切线的斜率的绝对值为电场力大小,由图象可知,从O到斜率的绝对值在减小,故在减小,即场强减小,故A错误.B.由牛顿第二定律可知a在增大,故B正确.C.因为电场力逐渐减小,故相等位移内,小球克服电场力做的功越来越小,故C错误.D.从O到由动能定理得,,D正确.8.答案:AC解析:A.由图可知离带电球体越远,电势越高,可知电场方向由远处指向球体,所以球体带负电,A正确;B.由图知球体是等势体,内部任意两点间的电势差为零,故场强为零,B错误;C.两点电势相同,电场强度大小相等,方向不同,C正确;D.B点的电势比C点电势小,由可知带负电的试探电荷在B点的电势能比在C点电势能的大,D错误。故选AC。9.答案:ACD解析:AB.由于三个小球的电量相等,其质量也相等,又处在同一电场中,故电场力相等,产生的加速度大小相等,A正确,B错误;C.在竖直方向上,它们的位移相等,加速度大小又相等,故三小球在电场中运动时间相等,C正确;D.可见,A球进入电场的速度最大,其动能最大,而电场力和重力做的功对于三个小球来说却是相等的,根据动能定理,则三小球到达下板时的动能A最大,C最小,D正确。故选ACD。10.答案:AB解析:A.电场线和等势线垂直且由高等势线指向低等势线,因此图中电场线方向应垂直等势线大体指向左侧,带电粒子所受电场力沿电场线指向曲线内侧,故粒子应带正电,故A正确;B.由于A点处等势线密,电场线也密,因此A点的场强大于B点的场强,故B正确;C.由于由于粒子带正电,所以粒子在B点的电势能大于在A点的电势能,故C错误;D.根据能量守恒定律,粒子在A点的动能大于在B点的动能,故D错误;故选:AB。11.答案:(1)(2)解析:(1)由题意可知将试探电荷从A点移动到无穷远处,电场力做功为即该试探电荷在A点的电势能为(2)A点电势为12.答案:(1)小球带正电(2)(3)解析:(1)小球受力如图,故带正电。(2)小球受力平衡,在水平方向得(3)如受力图可知13.答案:(1)(2)(3)解析:(1)A点电荷在a点的场强大小为,方向水平向右B点电荷在a点的场强大小为,方向水平向左,a点的场强大小为。(2)根据等量同种电荷的等势面的分布可知,a、b两点的电势相等,则a到b过程电场力做功为0,由动能定理有,解得。(3)第一次从a到O过程,由动能定理有,最后恰好停在O点,由动能定理有,联立解得,电荷在电场中运动的总路程4.5L。14.答案:(1)、,电场强度方向均沿x轴负方向(2)正电,0.85m解析:(1)根据图线的斜率可得由于正试探电荷在A、B两点受到的电场力均沿x轴负方向,可知A、B两点电场强度方向均沿x轴负方向。(2)由于且A、B两点电场强度方向均沿x轴负方向,则Q应该带正电,Q在B点的右侧,设其所在位置与B点相距,则有联立解得则Q所在位置的坐标为0.85m。15.答案:(1)BC(2)C解析:(1)对带电小球受力分析,受重力G、库仑力F和绳的拉力T,小球受力平衡,如图所示,由几何关系可知AB.保持Q、q不变,由库仑定律可得增大d,F减小,则θ变小,说明F与d有关;减小d,F增大,则
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