静电场-三年（2019-2021）高考物理真题分项汇编（含教师版和学生版）

专题08静电场

1.（2021・山东卷）如图甲所示，边长为。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

（也a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。的点电荷P置于正方形的中

2

心。点，此时每个点电荷所受库仑力的合力均为零。若将尸沿x轴向右略微移动后，由静止释放，以下判

断正确的是（）

A.Q=释放后P将向右运动

B.Q=§J.g，释放后P将向左运动

C.2£+）,释放后p将向右运动

D.2=当上1夕，释放后P将向左运动

2.（2021•浙江卷）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

3.（2021•浙江卷）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“、

人是同一条实线上的两点，c是另一条实线上的一点，d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.形导体右侧表面附近电场强度方向均相同

D.电荷从。点到c点再到b点电场力做功一定为零

4.（2021•浙江卷）据《自然》杂志2021年5月17日报道，中国科学家在稻城“拉索”基地（如图）探测到

迄今为止最高能量的/射线，能量值为1.40x1O^eV，即（）

A.1.40x1015VB.2.24乂10飞C.2.24x10、D.2.24xl(F*j

5.（2021•全国卷）如图（a）,在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷。由于静电感应，在金属平

板上表面产生感应电荷，金属板上方电场的等势面如图（b）中虚线所示，相邻等势面间的电势差都相等。

若将一正试探电荷先后放于M和N处，该试探电荷受到的电场力大小分别为时和相应的电势能分别

为EpM和EpN,则（）

o

、'、J'、二-N—J

----------------T-M'

图(a)一图(b)

A.<FN,EpM>EpNB.FM>FN,EpM>EpN

C.Ew<FN,EpM<EpND.FM>FN,EpM<EpN

6.(2021.广东卷)图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，6是其路径上的两点，不计液滴

重力，下列说法正确的是()

—7Hl----

高压电源

『发射极\

带电液滴//吸板

//

等势面

A.4点的电势比方点的低

B.”点的电场强度比〃点的小

C.液滴在。点的加速度比在力点的小

D.液滴在a点的电势能比在匕点的大

7.(2021・湖南卷)如图，在(a,0)位置放置电荷量为q的正点电荷，在(0,a)位置放置电荷量为4的负点

电荷，在距P(a,a)为0。的某点处放置正点电荷Q,使得P点的电场强度为零。则。的位置及电荷量

分别为()

2a-

a4幺----1P(a,a)

A.(0,2a),yflcjB.(0,2a),2岛

C.（2a,0）,五qD.（2a,0）,2仅

8.（2021・河北卷）如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B,导轨间距

最窄处为一狭缝，取狭缝所在处。点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为夕，一电容为C的电容

器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力尸作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽

略所有电阻，下列说法正确的是（）

A.通过金属棒的电流为tan。

B.金属棒到达/时，电容器极板上的电荷量为BCvXotan。

C.金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电

D.金属棒运动过程中，外力尸做功的功率恒定

9.（2021•浙江卷）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（）

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8点的过程中电场力做正功，电

势能减小

10.（2021•全国卷）四个带电粒子的电荷量和质量分别（+4,加）、（+4,2㈤、（+3q,3㈤、（-q,加）它们

先后以相同的速度从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与y轴平行，不计重力，下列描绘

这四个粒子运动轨迹的图像中，可能正确的是（）

11.（2021.湖南卷）如图，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，。。和cd为该圆直径。

将电荷量为q〈q>0）的粒子从。点移动到方点，电场力做功为2W（W>0）；若将该粒子从。点移动到d点,

电场力做功为W。下列说法正确的是（）

A.该匀强电场的场强方向与a匕平行

B.将该粒子从d点移动到〃点，电场力做功为0.5W

C.a点电势低于c点电势

D.若只受电场力，从d点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动

12.（2021•全国卷）某电场的等势面如图所示，图中“、b、c、d、e为电场中的5个点，则（）

A.一正电荷从6点运动到e点，电场力做正功

B.一电子从。点运动到〃点，电场力做功为4eV

C.人点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右

D.“、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大

13.（2021•河北卷）如图，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，其坐标分别为

（4/,0）、（-4/,0）,（0,%）和（0,-%），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（尤片0），下列说法正确的是（）

y\

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.当为=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

1.（2020•海南卷）空间存在如图所示的静电场，a、b、c、d为电场中的四个点，则（）

A.4点的场强比匕点的大

B."点的电势比c点的低

C.质子在4点的电势能比在c点的小

D.将电子从。点移动到b点，电场力做正功

2.（2020.江苏卷）如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球（不计重力）。开始时，两小球

分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E,在静电力作用下，小球绕轻杆中点。转到水平位置。取。

点的电势为0。下列说法正确的有（）

A.电场E中A点电势低于B点

B.转动中两小球的电势能始终相等

C.该过程静电力对两小球均做负功

D.该过程两小球的总电势能增加

3.（2020.山东卷）真空中有两个固定的带正电的点电荷，电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者

连线上的。点时，仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过。点作两正电荷连线的垂线，以。点为圆心

的圆与连线和垂线分别交于。、c和氏d,如图所示。以下说法正确的是（）

A.a点电势低于。点

B.。点电势低于c点

C.该试探电荷在。点的电势能大于在6点的电势能

D.该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能

4.（2020•全国卷）如图，NM是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q“>0）的点电荷固定在尸点。

下列说法正确的是（）

A.沿MN边,从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大

B.沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小

C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大

D.将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负

5.（2020•全国卷）如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。a、〃为圆环

水平直径上的两个点，c、d为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均相等。则（）

A.a、h两点的场强相等B.a、〃两点的电势相等

C.c、d两点的场强相等D.c、d两点的电势相等

6.（2020•北京卷）真空中某点电荷的等势面示意如图，图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是

B.P点的场强一定比。点的场强大

C.尸点电势一定比。点电势低

D.正检验电荷在尸点比在Q点的电势能大

7.（202。浙江卷）如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大

小为B的匀强磁场。长为/的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴00'上，随轴以

角速度0匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器,

有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g,不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的

是（）

1,

A.棒产生的电动势为一8尸口

2

B.微粒的电荷量与质量之比为笑-

Br2a）

C.电阻消耗的电功率为金々

2R

D.电容器所带的电荷量为CB六/

8.（2020•浙江卷）如图所示，一质量为，小电荷量为夕（q>0）的粒子以速度%从MN连线上的P点水

平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知MN与水平方向成45。角，粒子的重力可以忽略，

则粒子到达MN连线上的某点时（）

A.所用时间为隼

qE

B.速度大小为3%

C.与尸点的距离为迈瓯.

qE

D.速度方向与竖直方向的夹角为30°

9.（2020•浙江卷）空间P、。两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中。点处为正电荷，P、。两点

附近电场的等势线分布如图所示，。、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0,则（）

A.e点的电势大于0

B.。点和6点的电场强度相同

C.。点的电势低于d点的电势

D.负电荷从〃点移动到c点时电势能增加

10.（2020•上海卷）以下图示中p表示质子，e表示电子，距离。＞d,其中O点的场强最大的排布方式是

11.（2020.全国卷）CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。

图（a）是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图（b）所示。图（b）中M、N

之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场；经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示

的方向前进，打到靶上，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）;将电子束打到靶上的点记为尸点。则（）

A.M处的电势高于N处的电势

B.增大M、N之间的加速电压可使P点左移

C.偏转磁场的方向垂直于纸面向外

D.增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移

12.（2020•浙江卷）如图所示，在倾角为a的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数

为女0的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A,B、C三小球的质量均为M,=%>0,qB=-q0,

当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k,则（）

A.%=1%

MPsina

B.弹簧伸长量为号——

ko

C.A球受到的库仑力大小为2Mg

D.相邻两小球间距为外

13.（2020•浙江卷）如图所示，电子以某一初速度沿两块平行板的中线方向射入偏转电场中，已知极板长度

I,间距"，电子质量加，电荷量e。若电子恰好从极板边缘射出电场，由以上条件可以求出的是（）

++++

i_______________

A.偏转电压B.偏转的角度C.射出电场速度D.电场中运动的时间

14.（2020・北京卷）如图甲所示，真空中有一长直细金属导线MN,与导线同轴放置一半径为R的金属圆

柱面。假设导线沿径向均匀射出速率相同的电子，已知电子质量为"？，电荷量为仁不考虑出射电子间的

相互作用。

（1）可以用以下两种实验方案测量出射电子的初速度:

a.在柱面和导线之间，只加恒定电压；

b.在柱面内，只加与MN平行的匀强磁场。

当电压为或磁感应强度为为时，刚好没有电子到达柱面。分别计算出射电子的初速度%。

（2）撤去柱面，沿柱面原位置放置一个弧长为长度为匕的金属片，如图乙所示。在该金属片上检测到出

射电子形成的电流为/,电子流对该金属片的压强为求单位长度导线单位时间内出射电子的总动能。

金属圆柱面

甲乙

15.（2020.天津卷）多反射飞行时间质谱仪是一种测量离子质量的新型实验仪器，其基本原理如图所示，从

离子源A处飘出的离子初速度不计，经电压为U的匀强电场加速后射入质量分析器。质量分析器由两个反

射区和长为/的漂移管（无场区域）构成，开始时反射区1、2均未加电场，当离子第一次进入漂移管时，

两反射区开始加上电场强度大小相等、方向相反的匀强电场，其电场强度足够大，使得进入反射区的离子

能够反射回漂移管。离子在质量分析器中经多次往复即将进入反射区2时，撤去反射区的电场，离子打在

荧光屏B上被探测到，可测得离子从A到B的总飞行时间。设实验所用离子的电荷量均为q,不计离子重

力。

（1）求质量为>n的离子第一次通过漂移管所用的时间Z;

（2）反射区加上电场，电场强度大小为E,求离子能进入反射区的最大距离x；

（3）已知质量为加°的离子总飞行时间为2,待测离子的总飞行时间为叫两种离子在质量分析器中反射

相同次数，求待测离子质量犯。

16.（2020•全国卷）在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面积是以。为圆心，半径为R的圆，A8为圆的

直径，如图所示。质量为加，电荷量为q（q>0）的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，

速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C点以速率W穿出电场，AC

与AB的夹角伊60。。运动中粒子仅受电场力作用。

（1）求电场强度的大小；

（2）为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？

（3）为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为，so,该粒子进入电场时的速度应为多大?

1.（2019.海南卷）如图，静电场中的一条电场线上有N两点，箭头代表电场的方向，则（）

A/_*N

A.M点的电势比N点的低

B.M点的场强大小一定比N点的大

C.电子在M点的电势能比在N点的低

D.电子在例点受到的电场力大小一定比在N点的大

2.（2019.江苏卷）一匀强电场的方向竖直向上，U0时刻，一带电粒子以一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，则尸Y关系图象是

3.（2019•天津卷）如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为，〃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（）

__________________________________>

V八

__________________________________>

___________________________入%

A.动能增加!B.机械能增加2/nt?

2

3,

C.重力势能增加一加？D.电势能增加2机。2

2

4.（2019•北京卷）如图所示，八人两点位于以负点电荷-Q（2>0）为球心的球面上，c点在球面外，则

A.。点场强的大小比b点大

B.人点场强的大小比。点小

C.。点电势比8点高

D.b点电势比c点低

5.（2019•全国卷）如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球尸和Q用相同的绝缘细绳悬

挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则

A.P和。都带正电荷B.P和Q都带负电荷

C.P带正电荷，。带负电荷D.P带负电荷，。带正电荷

6.（2019•浙江卷）下列器件中是电容器的是

D.7.（2019・浙江卷）用长为1.4m的轻质柔软绝缘细

线，拴一质量为1.0X102kg、电荷量为2.0X10-8C的小球，细线的上端固定于O点.现加一水平向右的匀强

电场，平衡时细线与铅垂线成37。，如图所示.现向左拉小球使细线水平且拉直，静止释放，则（sin37J0.6）

A.该匀强电场的场强为3.75X107N/C

B.平衡时细线的拉力为0.17N

C.经过0.5s,小球的速度大小为6.25m/s

D.小球第一次通过O点正下方时，速度大小为7nVs

8.（2019•浙江卷）质子疗法进行治疗，该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞.现用一直线加速

器来加速质子，使其从静止开始被加速到1.0x107m/s.已知加速电场的场强为1.3X1O5N/C,质子的质量为

27

1.67xl0-kg）电荷量为1.6xl0」9c,则下列说法正确的是

A.加速过程中质子电势能增加

B.质子所受到的电场力约为2X10-15N

C.质子加速需要的时间约为8xl（y6s

D.加速器加速的直线长度约为4m

9.（2019•浙江卷）下列陈述与事实相符的是

A.牛顿测定了引力常量

B.法拉第发现了电流周围存在磁场

C.安培发现了静电荷间的相互作用规律

D.伽利略指出了力不是维持物体运动的原因

10.（2019•浙江卷）用国际单位制的基本单位表示电场强度的单位，下列正确的是（）

A.N/C

B.V/m

C.kg«m/（C*s2）

D.kg»m/（A»s3）

11.（2019•浙江卷）等量异种电荷的电场线如图所示，下列表述正确的是（）

A.a点的电势低于匕点的电势

B.«点的场强大于b点的场强，方向相同

C.将一负电荷从〃点移到h点电场力做负功

D.负电荷在。点的电势能大于在6点的电势能

12.（2019•浙江卷）电荷量为4x106c的小球绝缘固定在4点，质量为0.2kg、电荷量为-5x106c的小球

用绝缘细线悬挂，静止于B点.A、B间距离为30cm,AB连线与竖直方向夹角为60。.静电力常量为

9610田・102/2,小球可视为点电荷.下列图示正确的是（）

13.（2019・江苏卷）如图所示，A8C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

+4的点电荷勒从无穷远处（电势为0）移到C点，此过程中，电场力做功为-W.再将。从C点沿C8移

到8点并固定.最后将一电荷量为-2q的点电荷Q从无穷远处移到C点.下列说法正确的有

W

A.Q移入之前，C点的电势为一

q

B.Qi从C点移到8点的过程中，所受电场力做的功为0

C.。2从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为2W

D.。2在移到c点后的电势能为4W

14.（2019•全国卷）如图，电荷量分别为q和-«S>0）的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a,6是正方

体的另外两个顶点，则（）

A.”点和〃点的电势相等

B.。点和b点的电场强度大小相等

C.a点和匕点的电场强度方向相同

D.将负电荷从a点移到匕点，电势能增加

15.（2019•全国卷）静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，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N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合

C.粒子在仞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一定与粒子轨迹在该点的切线平行

16.（2019,北京卷）电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用.对给定电容值为C的电容器充电,

无论采用何种充电方式，其两极间的电势差〃随电荷量q的变化图像都相同.

（1）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£P.

（）

u

0

图1

（2）在如图2所示的充电电路中，R表示电阻，E表示电源（忽略内阻）.通过改变电路中元件的参数对同

一电容器进行两次充电，对应的q-t曲线如图3中①②所示.

a.①②两条曲线不同是（选填E或R）的改变造成的；

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.

（3）设想使用理想的“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——

17.（2019•天津卷）2018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

污染物排放.引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、3之

间的匀强电场（初速度忽略不计），A、8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，离子质量为加，电荷量为Ze,其中Z是正整数，e是

元电荷.

-®©

气体二©©

-©®

电离室A

（1）若引擎获得的推力为《，求单位时间内飘入A、8间的正离子数目N为多少;

（2）加速正离子束所消耗的功率P不同时，引擎获得的推力户也不同，试推导下■的表达式；

（3）为提高能量的转换效率，要使土尽量大，请提出增大上的三条建议.

PP

18.（2019•全国卷）空间存在一方向竖直向下的匀强电场，0、尸是电场中的两点.从。点沿水平方向以不

同速度先后发射两个质量均为，"的小球A、B.A不带电，8的电荷量为4A从。点发射时的速度

大小为v。,到达P点所用时间为f;8从O点到达尸点所用时间为;.重力加速度为g,求

（1）电场强度的大小；

（2）B运动到尸点时的动能.

19.（2019•全国卷）如图，两金属板P、。水平放置，间距为乩两金属板正中间有一水平放置的金属网G,

PQG的尺寸相同。G接地，P、Q的电势均为9（9>0）。质量为，小电荷量为q（q>0）的粒子自G的左端

上方距离G为〃的位置，以速度也平行于纸面水平射入电场，重力忽略不计。

（1）求粒子第一次穿过G时的动能，以及它从射入电场至此时在水平方向上的位移大小；

（2）若粒子恰好从G的下方距离G也为6的位置离开电场，则金属板的长度最短应为多少？

-P

已G

~1

Q

20.（2019•浙江卷）小明受回旋加速器的启发，设计了如图1所示的“回旋变速装置两相距为d的平行金

属栅极板M、N,板M位于x轴上，板N在它的正下方.两板间加上如图2所示的幅值为％的交变电压，

十2兀m一

周期”=—-板M上方和板N下方有磁感应强度大小均为B、方向相反的匀强磁场.粒子探测器位于y

qB

轴处，仅能探测到垂直射入的带电粒子.有一沿x轴可移动、粒子出射初动能可调节的粒子发射源，沿y

轴正方向射出质量为机、电荷量为q（q>0）的粒子.r=0时刻，发射源在（x,0）位置发射一带电粒子.忽

略粒子的重力和其它阻力，粒子在电场中运动的时间不计.

（1）若粒子只经磁场偏转并在广和处被探测到，求发射源的位置和粒子的初动能；

（2）若粒子两次进出电场区域后被探测到，求粒子发射源的位置x与被探测到的位置y之间的关系

专题08静电场

1.（2021・山东卷）如图甲所示，边长为。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

04%＜也。区间，x轴上电势。的变化曲线如图乙所示。现将一电荷量为-Q的点电荷?置于正方形的中

2

心。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（）

A.Q=Stlq,释放后尸将向右运动

B.Q=^±Lq,释放后P将向左运动

C.2V^+iq,释放后P将向右运动

D.Q=2当+）,释放后p将向左运动

【答案】C

【解析】

对），轴正向的点电荷，由平衡知识可得

『）

解得

c2V2+I

Q=-4-q

因在04x<2a区间内沿x轴正向电势升高，则场强方向沿x轴负向，则将P沿x轴正向向右略微移动

2

后释放，P受到向右的电场力而向右运动。

故选Co

2.（2021.浙江卷）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

【答案】C

【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。

故选Co

3.（2021•浙江卷）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。、

b是同一条实线上的两点，c是另一条实线上的一点，”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”点最近的导体表面电荷密度最大

C.形导体右侧表面附近电场强度方向均相同

D.电荷从。点到c点再到b点电场力做功一定为零

【答案】D

【解析】

A.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；

B.根据等势面的疏密表示场强的强弱，则d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；

C.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：

D.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；

故选D。

4.（2021•浙江卷）据《自然》杂志2021年5月17日报道，中国科学家在稻城“拉索”基地（如图）探测到

迄今为止最高能量的/射线，能量值为1.40x10%V，即（）

A.1.40x1015VB.2.24x10^C.2.24X10-4WD.2.24xlO-4J

【答案】D

【解析】

1.40xl0l5eV=1.40xl0l5xl.6xl0-l9J=2.24xl0-4J

故选D。

5.（2021•全国卷）如图（a）,在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷。由于静电感应，在金属平

板上表面产生感应电荷，金属板上方电场的等势面如图（b）中虚线所示，相邻等势面间的电势差都相等。

若将一正试探电荷先后放于M和N处，该试探电荷受到的电场力大小分别为心和心，相应的电势能分别

为EpM和EpN,则（）

/一-、、

//、\

，'/--、\

!;

»!’'।I

㊀''A-'

I”

----------------T-M

图（a）图（b）

A.卜M<FN,E「乂>后踹B.>FN，E刚>PN

C.FM<FN,EpM<EpND.Fy>FN,EpM<EpN

【答案】A

【解析】

由图中等势面的疏密程度可知

EM<EN

根据

F=qE

可知

FM<FN

由题可知图中电场线是由金属板指向负电荷，设将该试探电荷从M点移到N点，可知电场力做正功，电势

能减小，即

EpM>EpN

故选A。

6.（2021・广东卷）图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，"、6是其路径上的两点，不计液滴

重力，下列说法正确的是（）

—---------

高压电源

、发射极\

=^--b

带电液滴//吸板

//

等势面

A.“点的电势比b点的低

B.a点的电场强度比人点的小

C.液滴在4点的加速度比在6点的小

D.液滴在“点的电势能比在匕点的大

【答案】D

【解析】

A.高压电源左为正极，则所加强电场的场强向右，而沿着电场线电势逐渐降低，可知

>%

故A错误;

B.等差等势线的疏密反映场强的大小，由图可知。处的等势线较密，则

%>纥

故B错误;

C.液滴的重力不计，根据牛顿第二定律可知，液滴的加速度为

a*

m

因E«>Eh,可得

生，>4

故C错误；

D.液滴在电场力作用下向右加速，则电场力做正功，动能增大，电势能减少，即

Epa>Epb

故D正确;

故选D。

7.（2021・湖南卷）如图，在（。，（））位置放置电荷量为9的正点电荷，在（（），位置放置电荷量为4的负点

电荷，在距P（a,。）为0a的某点处放置正点电荷Q,使得尸点的电场强度为零。则。的位置及电荷量

分别为（）

产

2a-

a0-........iP（a,a）

ua2ax

A.（0,2a）,y/2qB.（0,2a）,20

C.（2a,0）,0qD.（2a,0）,2鸟

【答案】B

【解析】

K

根据点电荷场强公式

E=k£

r

两点量异种点电荷在P点的场强大小为

E°=唯,方向如图所示

a

两点量异种点电荷在P点的合场强为

E,=V2£=>/24，

0方向与+4点电荷与-4点电荷的连线平行如图所示

a

Q点电荷在〃点的场强大小为

E,=k。的

'（缶）~2,

二点电荷的合场强为0,则当方向如图所示，大小有

&=E2

解得

Q=2四

由儿何关系可知。的坐标为（0,2a）

故选B。

8.（2021・河北卷）如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B,导轨间距

最窄处为一狭缝，取狭缝所在处。点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为6,一电容为C的电容

器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力厂作用下从。点开始以速度v向右匀速运动，忽

略所有电阻，下列说法正确的是（）

A.通过金属棒的电流为2BCu2tan8

B.金属棒到达/时，电容器极板上的电荷量为BCVXotan。

C.金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电

D.金属棒运动过程中，外力尸做功的功率恒定

【答案】A

【解析】

C.根据楞次定律可知电容器的上极板应带正电，C错误；

A.山题知导体棒匀速切割磁感线，根据几何关系切割长度为

L=2.rtan0,x=vt

则产生的感应电动势为

E=

山题图可知电容器直接与电源相连，则电容器的电荷量为

Q=CE=2BCy2/tan9

则流过导体棒的电流

/=—=28CVtan6

N

A正确;

B.当金属棒到达M）处时，导体棒产生的感应电动势为

E'=2Bvx（）tan，

则电容器的电荷量为

Q=C£=2BCvxotan6>

B错误；

D.由于导体棒做匀速运动则

F=F0=BIL

由选项A可知流过导体棒的电流/恒定，但乙与r成正比，则F为变力，再根据力做功的功率公式

P=Fv

可看出F为变力，v不变则功率P随力F变化而变化：

D错误；

故选Ao

9.（2021.浙江卷）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（）

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8点的过程中电场力做正功，电

势能减小

【答案】D

【解析】

A.带电导体处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为0,导体表面为等势血，整个导体为一个等势体，

A错误：

B.沿电场线方向电势降低，所以A、C两点的电势大于B点的电势，B错误；

C.电场线的疏密程度表示电场强度的弱强，所以3点的电场强度小于A点的电场强度，C错误；

D.根据与=利?可知，正电荷从高电势A点沿虚线移动到低电势8点，电势能减小，电场力做正功，D正

确。

故选D。

10.（2021.全国卷）四个带电粒子的电荷量和质量分别（+4，加）、（+q,2加）、（+3q,3m）、（-<7,机）它们

先后以相同的速度从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与〉轴平行，不计重力，下列描绘

【答案】AD

【解析】

带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，加速度为

qE

a---

m

由类平抛运动规律可知，带电粒子的在电场中运动时间为

I

t=—

%

离开电场时，带电粒子的偏转角的正切为

匕%mvo

因为四个带电的粒子的初速相同，电场强度相同，极板长度相同，所以偏转角只与比荷有关，前面三个带

电粒子带正电，一个带电粒子带负电，所以一个粒子与另外三个粒子的偏转方向不同；（+切机）粒子与

（+3q,3㈤粒子的比荷相同，所以偏转角相同，轨迹相同，且与（-4,加）粒子的比荷也相同，所以（+4，加）、

（+3q,3〃z）、（一q,〃。三个粒子偏转角相同，但（一“，相）粒子与前两个粒子的偏转方向相反；（+q，2〃。粒

子的比荷与（+4，相）、（+3g3m）粒子的比荷小，所以（+/2〃。粒子比（+4，加）、（+3/3加）粒子的偏转角

小，但都带正电，偏转方向相同。

故选AD。

11.（2021・湖南卷）如图，圆心为。的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，和cd为该圆直径。

将电荷量为q（q>0）的粒子从a点移动到b点,电场力做功为2W（W>0）；若将该粒子从c点移动到d点,

电场力做功为W。下列说法正确的是（）

A.该匀强电场的场强方向与ab平行

B.将该粒子从d点移动到8点，电场力做功为0.5W

C.a点电势低于。点电势

D.若只受电场力，从〃点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动

【答案】AB

【解析】

A.由于该电场为匀强电场，可采用矢量分解的的思路，沿W方向建立x轴，垂直与加方向建立），轴如下

图所示

X

y

在X方向有

W=Exq2R

在y方向有

2W=E、q6R+E、qR

经过计算有

由于电场方向与水平方向成60。，则电场与仍平行，且沿〃指向4A正确:

B.该粒从4点运动到5点，电场力做的功为

R

W=Eq—=0.5W

B正确；

C.沿电场线方向电势逐渐降低，则〃点的电势高于c点的电势，C错误；

D.若粒子的初速度方向与他平行则粒子做匀变速直线运动，D错误。

故选AB»

12.（2021•全国卷）某电场的等势面如图所示，图中。、氏c、4、e为电场中的5个点，则（）

A.一正电荷从力点运动到e点，电场力做正功

B.一电子从。点运动到d点，电场力做功为4eV

C.b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右

D.“、b、c、d四个点中，6点的电场强度大小最大

【答案】BD

【解析】

A.由图象可知

(pb=<Pe

则正电荷从。点运动到e点，电场力不做功，A错误;

B.由图象可知