2021屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題七靜電場

1、專題七靜電場1. 2021浙江理綜，14,6分以下說法正確的選項(xiàng)是A. 在靜電場中,沿著電場線方向電勢(shì)逐漸降低B. 外力對(duì)物體所做的功越多，對(duì)應(yīng)的功率越大C. 電容器電容C與電容器所帶電荷量 Q成正比D. 在超重和失重現(xiàn)象中，地球?qū)ξ矬w的實(shí)際作用力發(fā)生了變化答案 A在靜電場中，沿電場線電勢(shì) 0的變化量=,無論q為正還是為負(fù)，總是負(fù)的，即<0,說明沿電 場線方向電勢(shì)逐漸降低,A正確；功率P=,功率P的大小由 W和t共同決定,B錯(cuò)誤；電容器電容C與電容器所帶 電荷量無關(guān),C錯(cuò)誤；無論超重還是失重，地球?qū)ξ矬w的實(shí)際作用力不變 ，D錯(cuò)誤。疑難突破電勢(shì)0 =,電勢(shì)的變化=。正電荷沿電場線方向移動(dòng)時(shí)

2、，電場力做正功，電勢(shì)能減少，AE p<0, A0 =<0,即沿電場線方向電勢(shì)降低；負(fù)電荷沿電場線方向移動(dòng)時(shí)，電場力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，AE p>0, A0 =<0,即沿電場線方向電勢(shì)降低。因此在靜電場中，沿電場線方向電勢(shì)降低是一個(gè)普遍正確的結(jié)論。2. 2021江蘇單科,2,3分靜電現(xiàn)象在自然界中普遍存在，我國早在西漢末年已有對(duì)靜電現(xiàn)象的記載，?春秋緯考異郵?中有“玳瑁吸之說，但以下靜電現(xiàn)象的是A. 梳過頭發(fā)的塑料梳子吸起紙屑B. 帶電小球移至不帶電金屬球附近，兩者相互吸引C.小線圈接近通電線圈過程中D.從枯燥的地毯上走過，假碰到金屬把手時(shí)有被電擊的感覺 答案 C小線圈接

3、近通電線圈過程中象，其他三種現(xiàn)象.,小線圈中產(chǎn)生電流,不屬于靜電現(xiàn)j屬于靜20丄浙江理綜弓6,6,小線圈因磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,選項(xiàng)C符合題意。郢所示為靜電力演示儀，兩金屬極板分別固定于絕緣支架上，且正對(duì)平行放置。工,外表鍍鋁的乒乓球用絕緣細(xì)線懸掛在兩金屬極板中間，那么A. 乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷B. 乒乓球受到擾動(dòng)后，會(huì)被吸在左極板上C. 乒乓球共受到電場力、重力和庫侖力三個(gè)力的作用D. 用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸，放開后乒乓球會(huì)在兩極板間來回碰撞答案 D乒乓球在兩極板中間時(shí)，其左側(cè)會(huì)感應(yīng)出正電荷,A錯(cuò)誤；電場力和庫侖力是同一個(gè)力的不同稱謂,C錯(cuò),碰后帶上負(fù)電，又

4、向右運(yùn)動(dòng)與右極板誤；乒乓球與右極板接觸那么帶正電，在電場力作用下向左運(yùn)動(dòng)與左極板相碰相碰,如此往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以D正確,B錯(cuò)誤。4.2021 海南單科,7,5分多項(xiàng)選擇如圖，兩電荷量分別為 QQ>0和-Q的點(diǎn)電荷對(duì)稱地放置在x軸上原點(diǎn)O的兩側(cè),a點(diǎn)位于x軸上O點(diǎn)與點(diǎn)電荷 Q之間,b點(diǎn)位于y軸O點(diǎn)上方。取無窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零。以下說法正確的選項(xiàng)是A. b點(diǎn)電勢(shì)為零，電場強(qiáng)度也為零B. 正的試探電荷在 a點(diǎn)的電勢(shì)能大于零，所受電場力方向向右C. 將正的試探電荷從 O點(diǎn)移到a點(diǎn)，必須克服電場力做功D. 將同一正的試探電荷先后從O b兩點(diǎn)移到a點(diǎn)，后者電勢(shì)能的變化較大答案 BC由兩等量異種點(diǎn)電荷的電場

5、線分布知：過Q和-Q連線的垂直平分線 Ob的等勢(shì)面為零勢(shì)能面，因此將同一正的試探電荷先后從Ob兩點(diǎn)移到a點(diǎn)做的功相同，因此正試探電荷電勢(shì)能的變化相同，D錯(cuò)。點(diǎn)b在零勢(shì)能面上,b點(diǎn)電勢(shì)為零，由場強(qiáng)的合成法那么知,b點(diǎn)的場強(qiáng)不為零，方向平行x軸向右,A錯(cuò)。在a點(diǎn)放一正的試 探電荷，所受的電場力方向向右，當(dāng)沿x軸正方向移動(dòng)時(shí)，電場力做正功電勢(shì)能減少，在O點(diǎn)減為零，過了 O點(diǎn)電 勢(shì)能為負(fù)值，所以正的試探電荷在 a點(diǎn)電勢(shì)能大于零，反之假設(shè)從0點(diǎn)移到a點(diǎn)，電場力與運(yùn)動(dòng)方向相反，因此電場 力做負(fù)功即克服電場力做功,B、C正確。正D.1 .5變-3k=w重+Wfe=mgh+qE h=9.65 x 10,3分兩

6、異種點(diǎn)電荷電場中的局部等勢(shì)面如下圖，A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)。假設(shè)位于大小分別為qa和qb,那么A.a處為正電荷,q a<qb 答案號(hào)圖為異種點(diǎn)電荷的等勢(shì)面分布 b電荷故qa>$：選項(xiàng)B正確。身廣東理綜,15,4分噴墨打印機(jī)的簡化模型如下圖。重力可忽略的墨汁微滴 -直勻強(qiáng)電場飛入極板間,最終打在紙上。那么微滴在極板間電場中帶電室速度B.a處為正電荷,q a>qb C.a處為負(fù)電荷,q a<qbD.a處為負(fù)電荷,q a>qb,由題知$ a>$ b,因此a處為正電荷,b處為負(fù)電荷，等勢(shì)面密集處靠近,經(jīng)帶電室?guī)ж?fù)電后，以八：； 分多項(xiàng)選擇兩個(gè)相同的負(fù)電荷和一個(gè)正電荷附

7、近的電場線分布如下圖。c是兩負(fù)電荷才“7 :卩點(diǎn)在正電荷的正上方,C、d到正電荷的距離相等,那么/ f I / J I I r J I A 'A. a點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的大B.a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高C.c點(diǎn)的電場強(qiáng)度比d點(diǎn)的大D.c點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的低答案 ACD觀察題中圖可知a點(diǎn)附近電場線比b點(diǎn)附近電場線密,所以Ea>b,A項(xiàng)正確；由沿電場線方向電勢(shì)逐漸降低可知0 b>$ a,B項(xiàng)錯(cuò)；由場強(qiáng)公式E=k和場強(qiáng)疊加原理可知E；>E,C項(xiàng)正確；當(dāng)取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0時(shí)，$ c為負(fù)值，$ d為正值，所以$ d>$ c,D項(xiàng)正確。ft 6. 2021江蘇單科,7,4分多項(xiàng)選擇

8、一帶正電的小球向右水平拋入范圍足夠大的勻強(qiáng)電場，電場方向水平向左。不計(jì)空氣阻力，那么小球A. 做直線運(yùn)動(dòng)B.做曲線運(yùn)動(dòng)C.速率先減小后增大D.速率先增大后減小答案 BC剛開始時(shí)帶電小球所受重力與電場力的合力F跟vo不在同一條直線上，所以它一定做曲線運(yùn)動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。因重力與電場力的合力F為恒力，結(jié)合圖可知運(yùn)動(dòng)過程中合力F與速度之間的夾角由鈍角減小到銳角.,其中直角時(shí)速率最小,所以帶電小球的速率先減小后增大,故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7. 2021山東理綜,19,6分如圖，半徑為R的均勻帶正電薄球殼，其上有一小孔 A。殼內(nèi)的場強(qiáng)處處為零 ； 殼外空間的電場，與將球殼上的全部電荷集中于球心O時(shí)

9、在殼外產(chǎn)生的電場一樣。一帶正電的試探電荷不計(jì)重力從球心以初動(dòng)能 Ek0沿OA方向射出。以下關(guān)于試探電荷的動(dòng)能E<與離開球心的距離r的關(guān)系圖線，可能正確的是 J 打?？ABCD答案 A由于帶正電的試探電荷在球殼內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，不受電場力，沒有力做功，動(dòng)能不變，可知C D項(xiàng)錯(cuò)誤。在球殼外，電場力做正功，動(dòng)能增大，且由F庫=k可知隨r的增大,F庫減小,表達(dá)為丘-r圖線的斜率減小，應(yīng)選項(xiàng)A正 確,B錯(cuò)誤。8. 2021大綱全國,15,6分地球外表附近某區(qū)域存在大小為150 N/C、方向豎直向下的電場。一質(zhì)量為1.00 x 10-4 kg、帶電量為-1.00 x 10-7 C的小球從靜止釋放,在電場區(qū)域

10、內(nèi)下落10.0 m。對(duì)此過程，該小球的電勢(shì)能和動(dòng)能的改變量分別為重力加速度大小取 9.80 m/s 2,忽略空氣阻力A. - 1.50 x 10-4 J 和 9.95 x 10-3 J-4 十-3B. 1.50 x 10 J 和 9.95 x 10 JC. - 1.50 x 10-4 J 和 9.65 x 10-3 J和 9.65 x 10-3 J:AE p=-W電=-qE - h=1.50 x 10 -4 J,動(dòng)能的改變量:AEA.向負(fù)極板偏轉(zhuǎn)B.電勢(shì)能逐漸增大C.運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線D.運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電量無關(guān)答案 C由于微滴帶負(fù)電，其所受電場力指向正極板，故微滴在電場中向正極板偏轉(zhuǎn) ,A項(xiàng)錯(cuò)誤。

11、微滴在電場中 所受電場力做正功，電勢(shì)能減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤。由于極板間電場是勻強(qiáng)電場，電場力不變，故微滴在電場中做勻加速*并且軌跡為拋物線,C項(xiàng)正確。帶電量影響電場力及加速度大小-I,運(yùn)動(dòng)軌跡與加速度大小有關(guān) ，故D項(xiàng),帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場11.2021廣東理綜，20,6分多項(xiàng)選擇圖是某種靜電礦料分選器的原理示意圖 后,分落在收集板中央的兩側(cè)。對(duì)礦粉別離的過程，以下表述正確的有A.帶正電的礦粉落在右側(cè)B. 電場力對(duì)礦粉做正功C. 帶負(fù)電的礦粉電勢(shì)能變大D. 帶正電的礦粉電勢(shì)能變小答案 BD由題知有水平向左的勻強(qiáng)電場，帶正電的礦粉受水平向左的電場力與自身重力的合力，方向偏左下方合力方向與速度

12、方向不在同一條直線上，礦粉做曲線運(yùn)動(dòng)落在左側(cè),A錯(cuò)誤；同理,帶負(fù)電的礦粉落在右側(cè)，由W=qEd#電場力對(duì)正、負(fù)礦粉分別做正功,B正確；再由Wb=EEpb得,當(dāng)W>0時(shí),Ep減小,C錯(cuò)誤,D正確。6«cJ尸ftQ12. 2021海南單科,1,3分如圖，電荷量為q1和q2的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別位于點(diǎn)R處的電場強(qiáng)度為零，且=2。那么A.q 1=2q2B.q 1=4q2C.q 1=-2q 2D.q 1=-4q 2答案 B由R處場強(qiáng)為零可知兩點(diǎn)電荷在該處所產(chǎn)生的場強(qiáng)必是等大反向E=k有 忙k,可得q1=4q2,B 正確。13. 2012安徽理綜,20,6 分如圖1 所示,半徑為R的均勻帶電圓形

13、平板 一點(diǎn)PP點(diǎn)和Q點(diǎn)。在P、Q連線上某,即兩點(diǎn)電荷必帶有同種電荷，由積帶電量為 點(diǎn)Q坐標(biāo)為圖A.2 n k d 0答案 A當(dāng),單位面積帶電量為:E=2 n kd ,方向沿r的圓板，如圖2所示。d,其軸線上任意 x軸?，F(xiàn)考慮單位 那么圓孔軸線上任意一可以由庫侖定律和電場強(qiáng)度的疊加原理求出 勻帶電平板，從其中間挖去一半徑為坐標(biāo)為X的電場強(qiáng)度 d 0的無限的電場強(qiáng)度為W2B.2 n k d 0C.2 n k d 0D.2 n k d 0r變大時(shí)，挖去局部所帶的電量增加,Q點(diǎn)的電場強(qiáng)度應(yīng)減小,B、D項(xiàng)均錯(cuò)誤。時(shí),坐標(biāo)x處電場強(qiáng)度E=2n k d ;圖2中,當(dāng)挖去圓板,r宀0時(shí),坐標(biāo)x處電場強(qiáng)度應(yīng)為

14、2 n k d 評(píng)析此題考查電場強(qiáng)度的疊加原理，熟記物理公式和靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)方法是解決此類問題的關(guān)鍵 背物理公式是解犖決不了問題的。14.2021浙江理綜,19,6分多項(xiàng)選擇用金屬箔做成一個(gè)不帶電的圓環(huán)材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后 示。證上述現(xiàn)象的判斷與分析1中,R取無窮大 o,A正確,C錯(cuò)誤。,單純靠死記硬,放在枯燥的絕緣桌面上。小明同學(xué)用絕緣，將筆套自上向下慢慢靠近圓環(huán)，當(dāng)距離約為0.5 cm時(shí)圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖所,以下說法正確的選項(xiàng)是A. 摩擦使筆套帶電B. 筆套靠近圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)上、下部感應(yīng)出異號(hào)電荷C. 圓環(huán)被吸引到筆套的過程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力D. 筆套碰到圓環(huán)后，

15、筆套所帶的電荷立刻被全部中和答案 ABC筆套與頭發(fā)摩擦帶電,A正確。筆套靠近圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)發(fā)生靜電感應(yīng)，其上、下部感應(yīng)出異種電荷 筆套與圓環(huán)有靜電吸引力，當(dāng)圓環(huán)所受靜電力的合力大于重力時(shí)圓環(huán)將被吸引到筆套上,B、C正確。當(dāng)筆套碰到圓環(huán)時(shí)，其整體所帶電荷量與筆套之前所帶電荷量相同，D錯(cuò)。15. 2021山東理綜,19,5分多項(xiàng)選擇圖中虛線為一組間距相等的同心圓 ，圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷。一帶電 粒子以一定初速度射入電場 ，實(shí)線為粒子僅在電場力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡 ,a、b、c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn)。那么 該粒子A. 帶負(fù)電B. 在c點(diǎn)受力最大C. 在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能D. 由a點(diǎn)到b點(diǎn)

16、的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化答案 CD物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力方向指向軌跡的凹側(cè)，說明粒子帶正電,A錯(cuò)誤；由庫侖定律F=k知離圓心越 遠(yuǎn)，粒子所受的力越小，B錯(cuò)誤；粒子從b點(diǎn)到c點(diǎn)過程中，靜電力做正功，電勢(shì)能減小，C正確；點(diǎn)電荷的等勢(shì)面與 虛線重合，依題意得 次>5又電場力做功 W=qU那么VW>Wc，由動(dòng)能定理得粒子由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化，D正確。16. (2021浙江理綜，24,20分)“電子能量分析器主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測板組成。偏轉(zhuǎn)器是由兩個(gè)相互絕緣、半徑分別為 甩和FB的同心金屬半球面 A和B構(gòu)成，A、B為電勢(shì)值不等的等勢(shì)面，其

17、過球心的截 面如下圖一束電荷量為 e、質(zhì)量為m的電子以不同的動(dòng)能從偏轉(zhuǎn)器左端 M板正中間小孔垂直入射，進(jìn)入偏最后到達(dá)偏轉(zhuǎn)器右端的探測板N,其中動(dòng)能為Ek0的電子沿等勢(shì)面 C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá) N板的正中間。忽略電場的邊緣效應(yīng)。(1) 判斷半球面A、B的電勢(shì)上下，并說明理由；(2) 求等勢(shì)面C所在處電場強(qiáng)度 E的大??； 假設(shè)半球面 A B和等勢(shì)面C的電勢(shì)分別為 0 A、0 B和0 C,那么到達(dá)N板左、右邊緣處的電子，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場 前、后的動(dòng)能改變量AE左和AEk右分別為多少？ 比擬| AE k左|與| AE k右|的大小，并說明理由。答案(1)B板電勢(shì)高于A板,理由見解析(2)(3) AEk左=

18、e(0b-0c)AE k 右=e(0a-0c)(4)| AE k左|>| AE k右|,理由見解析解析(1)電子(帶負(fù)電)做圓周運(yùn)動(dòng)，電場力方向指向球心，電場方向從B指向A,B板電勢(shì)高于A板。(2)據(jù)題意，電子在電場力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，考慮到圓軌道上的電場強(qiáng)度E大小相同，有：eE=m2E<0=mvR=聯(lián)立解得：E=(3) 電子運(yùn)動(dòng)時(shí)只有電場力做功，根據(jù)動(dòng)能定理，有AE k=qU對(duì)到達(dá)N板左邊緣的電子，電場力做正功，動(dòng)能增加，有AEk左=e( 0 b- 0 c)對(duì)到達(dá)N板右邊緣的電子，電場力做負(fù)功，動(dòng)能減小，有AEk右=e( 0 a- 0 c) 根據(jù)電場線特點(diǎn)，等勢(shì)面B與C之間的電場

19、強(qiáng)度大于C與A之間的電場強(qiáng)度，考慮到等勢(shì)面間距相等，有| 0 b- 0 c|>|0 a- 0 c|即| AE k左|>| AE k右I評(píng)析 此題為帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)問題，考查學(xué)生的綜合分析能力，易錯(cuò)點(diǎn)是“誤認(rèn)為 A、 B之間是勻強(qiáng)電場。此題難度中等。17. (2021北京理綜,24,20分)勻強(qiáng)電場的方向沿 x軸正向，電場強(qiáng)度E隨x的分布如下圖，圖中&和d均為 量。將帶正電的質(zhì)點(diǎn) A在O點(diǎn)由靜止釋放。A離開電場足夠遠(yuǎn)后，再將另一帶正電的質(zhì)點(diǎn) B放在O點(diǎn)也由靜止釋放。當(dāng)B在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí),A、B間的相互作用力及相互作用能均為零 為靜電作用。 A的電荷量為 Q A和B的質(zhì)量分

20、別為 m和。不計(jì)重力。；B離開電場后，A、B間的相互作用視(1) 求 A在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t;(2) 假設(shè)B 的電荷量q=Q,求兩質(zhì)點(diǎn)相互作用能的最大值I(3) 為使B離開電場后不改變運(yùn)動(dòng)方向&m；,求B所帶電荷量的最大值qm。答案 (1)(2)QE 0d (3)Qa=o解析(1)由牛頓第二定律,A在電場中運(yùn)動(dòng)的加速度A在電場中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)d=at2解得運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=(2) 設(shè)A、B離開電場時(shí)的速度分別為vas VB0,由動(dòng)能定理，有QEd=m,qE)d= A B相互作用過程中，動(dòng)量和能量守恒。A B相互作用力為斥力,A受的力與其運(yùn)動(dòng)方向相同,B受的力與其運(yùn)動(dòng)方向相反，相互作用力對(duì) A做正功，對(duì)B做負(fù)功。A B靠近的過程中，B的路程大于A的路程，由于作用力大小 相等，作用力對(duì)B做功的絕對(duì)值大于對(duì) A做功的絕對(duì)值，因此相互作用力做功之和為負(fù)，相互作用能增加。所以, 當(dāng)A B最接近時(shí)相互作用能最大，此時(shí)兩者速度相同，設(shè)為V',有(m+)v'=mv ao+Vbo&m=(m+