物理电场难题高考题及答案

物理电场难题高考题及答案一、选择题1.一个点电荷q位于电场中，其受到的电场力为F。若将该电荷的电量增加到2q，同时将电场强度增加到原来的2倍，则该点电荷受到的电场力变为：A.2FB.4FC.8FD.F答案：B解析：根据电场力的公式F=qE，其中F为电场力，q为电荷量，E为电场强度。当电荷量增加到2q，电场强度增加到原来的2倍时，新的电场力为F'=(2q)×(2E)=4qE，即F'=4F。2.一个带电粒子在电场中从静止开始运动，经过一段时间后，其动能增加了2倍。若电场力对粒子做的功增加到原来的4倍，则粒子的电势能变化量为：A.增加2倍B.减少2倍C.增加4倍D.减少4倍答案：D解析：根据能量守恒定律，电场力对粒子做的功等于粒子动能的增加量加上电势能的减少量。设初始动能为Ek，电势能变化量为ΔU，则有W=ΔEk+ΔU。当动能增加2倍，即ΔEk'=2Ek，电场力做的功增加到原来的4倍，即W'=4W。则有4W=ΔEk'+ΔU'，代入ΔEk'=2Ek，得到4W=2Ek+ΔU'。由于W=Ek+ΔU，所以ΔU'=4W-2Ek=3W-Ek=3(Ek+ΔU)-Ek=2(Ek+ΔU)。因此，粒子的电势能变化量减少4倍。二、填空题3.一个带电粒子在电场中运动，其受到的电场力为F，电场强度为E。若该粒子的电荷量为q，则电场力与电场强度的关系为：F=________。答案：qE解析：根据电场力的公式F=qE，其中F为电场力，q为电荷量，E为电场强度。4.一个带电粒子在电场中从A点移动到B点，其电势能减少了10J。若A点的电势为φA，B点的电势为φB，则电势差φAB为：φAB=________。答案：φA-φB解析：电势差φAB定义为两点间的电势差，即φAB=φA-φB。由于粒子从A点移动到B点时电势能减少，说明电势降低，即φA>φB。三、计算题5.一个带电粒子在电场中受到的电场力为F，已知电场强度E和粒子的电荷量q。求该粒子在电场中从A点移动到B点时，电势能的变化量ΔU。答案：ΔU=-qE·d·cosθ解析：电场力对粒子做的功等于粒子电势能的变化量，即W=-ΔU。根据功的公式W=F·d·cosθ，其中d为粒子在电场方向上的位移，θ为电场力与位移方向的夹角。将电场力F=qE代入，得到W=qE·d·cosθ。因此，电势能的变化量ΔU=-W=-qE·d·cosθ。6.一个带电粒子在电场中从静止开始运动，经过一段时间后，其动能增加了2倍。若电场力对粒子做的功增加到原来的4倍，则求粒子的电势能变化量ΔU。答案：ΔU=-3W解析：根据能量守恒定律，电场力对粒子做的功等于粒子动能的增加量加上电势能的减少量，即W=ΔEk+ΔU。设初始动能为Ek，电势能变化量为ΔU，则有W=ΔEk+ΔU。当动能增加2倍，即ΔEk'=2Ek，电场力做的功增加到原来的4倍，即W'=4W。则有4W=ΔEk'+ΔU'，代入ΔEk'=2Ek，得到4W=2Ek+ΔU'。由于W=Ek+ΔU，所以ΔU'=4W-2Ek=3W-Ek=3(Ek+ΔU)-Ek=2(Ek+ΔU)。因此，粒子的电势