高考物理新电磁学知识点之静电场知识点总复习(1)
高考物理新电磁学知识点之静电场知识点总复习(1)
一、选择题
1．如图，电荷量为q 1和q 2的两个点电荷分别位于P 点和Q 点，已知在P 、Q 连线至某点R 处的电场强度为零，且PR =2RQ ，则
A ．q 1=2q 2
B ．q 1=4q 2
C ．q 1=-2q 2
D ．q 1=-4q 2
2．如图所示，A 、B 、C 、D 为半球形圆面上的四点，处于同一水平面，AB 与CD 交于球心且相互垂直，E 点为半球的最低点，A 点放置一个电量为+Q 的点电荷，B 点放置一个电量为－Q 的点电荷，则下列说法正确的是（ ）
A ．C 、E 两点电场强度不相同
B ．
C 点电势比E 点电势高
C ．沿CE 连线移动一电量为+q 的点电荷，电场力始终不做功
D ．将一电量为+q 的点电荷沿圆弧面从C 点经
E 点移动到D 点过程中，电场力先做负功，后做正功
3．空间存在平行于纸面方向的匀强电场，纸面内ABC 三点形成一个边长为1cm 的等边三角形。将电子由A 移动到B 点，电场力做功2eV ，再将电子由B 移动到C 点，克服电场力做功1eV 。匀强电场的电场强度大小为
A ．100V/m
B 2003
C ．200V/m
D ．3V/m
4．质量为m 的带电微粒以竖直向下的初速度0v 进入某电场，由于电场力和重力的作用，微粒沿竖直方向下落高度h 后，速度变为零。重力加速度大小为g 。该过程中微粒的电势能的增量为（ ） A ．201
2
mv B ．mgh C ．
201
2mv mgh + D ．
201
2
mv mgh - 5．a 、b 、c 、d 分别是一个菱形的四个顶点，∠abc=120°．现将三个等量的正点电荷＋Q 固定在a 、b 、c 三个顶点上，将一个电量为＋q 的点电荷依次放在菱形中心点O 点和另一个
顶点d点处，两点相比：（）
A．+q在d点所受的电场力较大
B．+q在d点所具有的电势能较大
C．d点的电势低于O点的电势
D．d点的电场强度大于O点的电场强度
6．研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是( )
A．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电
B．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小
C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大
D．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大
7．某电场的电场线分布如图所示，M、N、Q是以电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点，OQ连线与直线MN垂直．以下说法正确的是
A．O点电势与Q点电势相等
B．M、O间的电势差大于O、N间的电势差
C．将一负电荷由M点移到Q点，电荷的电势能减少
D．正电荷在Q点所受电场力的方向与OQ垂直且竖直向上
8．图甲中AB是某电场中的一条电场线。若将一负电荷从A点处由静止释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图像如图乙所示。关于A、B两点的电势高低和场强大小关系，下列说法中正确的是（）
A ．φA >φ
B ，E A >E B B ．φA >φB ，E A C ．φA <φB ，E A >E B D ．φA <φB ， E A 9．如图所示，A 、B 、C 三个同心球面是同一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个球面的半径之差相等．A 、C 两个等势面电势分別为φA =6V 和φC =2V ，则中间B 等势面的电势是（ ） A ．一定等于4V B ．一定高于4V C ．一定低于4V D ．无法确定 10．如图甲，倾角为θ的光滑绝缘斜面，底端固定一带电量为Q 的正点电荷．将一带正电小物块(可视为质点)从斜面上A 点由静止释放，小物块沿斜面向上滑动至最高点B 处，此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图象如图乙(E 1和x 1为已知量)．已知重力加速度为g ，静电力常量为k ，由图象可求出( ) A ．小物块的带电量 B ．A 、B 间的电势差 C ．小物块的质量 D ．小物块速度最大时到斜面底端的距离 11．某电场的电场线的分布如图所示一个带电粒子由M 点沿图中虚线所示的途径运动通过N 点。下列判断正确的是（ ） A ．粒子带负电 B ．电场力对粒子做正功 C ．粒子在N 点的加速度小 D ．N 点的电势比M 点的电势高 12．如图所示，用劲度系数为15N/m 的轻弹簧悬挂一个绝缘带有电荷量为72.010C -?的小球A ，此时弹簧的长度为10cm 。在A 的正下方放一个带电球B 时，弹簧伸长量增加 4cm ，此时两球相距12cm 。已知静电力常量为922910N m /C k =??，A 、B 可视为点电 荷，则（ ） A ．A 球受到的库仑力是2.1N B ．A 球受到的库仑力是1.5N C ．B 球带负电，电荷量是51.210C -? D ．B 球带负电，电荷量是64.810C -? 13．空间存在竖直向上的匀强电场，质量为m 的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运 动轨迹如图所示，在相等的时间间隔内( ) A ．重力做的功相等 B ．电场力做的功相等 C ．电场力做的功大于重力做的功 D ．电场力做的功小于重力做的功 14．一端固定在天花板上的绝缘细线的另一端与一带正电的小球M 相连接，在小球M 下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N ，在图中，小球M 能处于静止状态的是（ ） A ． B ． C ． D ． 15．点电荷A 和B ，分别带正电和负电，电量分别为4Q 和Q ，如图所示，在AB 连线上，电场强度为零的地方在（ ） A ． B 左侧 B ．A 右侧 C ．A 和B 之间 D ．A 的右侧及B 的左侧 16．如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d为轨迹和虚线圆的交点，不计重力。则（） A．a点的场强和c点的场强相同 B．M带正电荷，N带负电荷 C．N在从c点运动到d点的过程中电场力做正功 D．M在b点的电势能等于N在d点的电势能 17．如图所示，光滑绝缘的水平面上的P点固定着一个带正电的点电荷，在它的右侧N点由静止开始释放一个也带正电的小球（可视为质点）．以向右为正方向，下图中能反映小球运动速度随时间变化规律的是（） A．B．C．D． 18．如图所示，带电粒子以初速度以v0从a点进入匀强磁场，运动过程中经过b点， Oa=Ob，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度以v0从a点进入电场，仍能通过b点，则电场强度E和磁感应强度B的比值为 A．v0B．1/ v0C．2 v0D．v0/2 19．下列说法正确的是（） A．带电粒子只在电场力的作用下一定作匀变速直线运动 B．带电粒子在磁场中只受磁场力作用，一定作匀速圆周运动 C．带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下不可能作匀速圆周运动 D．带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下可以作匀速直线运动 20．一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动v－t图像如图所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的（） A ． B ． C ． D ． 21．如图所示，M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 点为半圆弧的圆心， 60MOP ∠=?。电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M 、N 两点，这时O 点电 场强度的大小为1E ；若将N 点的点电荷移至P 点，则O 点电场强度的大小变为2E 。则 1E 与2E 之比为（ ） A ．1:2 B ．2:1 C ．2:3 D ．4:3 22．如图所示，虚线是某静电场的一簇等势线，边上标有电势的值，一带电粒子只在电场力作用下恰能沿图中的实线从A 经过B 运动到C ，下列判断正确的是( ) A ．粒子一定带负电 B ．A 处场强大于 C 处场强 C ．粒子在A 处电势能大于在C 处电势能 D ．粒子从A 到B 电场力所做的功大于从B 到C 电场力所做的功 23．电源、开关、平行板电容器连成如图电路。闭合开关S ，电源对电容器充电后，电容器带电量为Q ，板间电压力为U ，板间电场强度大小为E ，则下列说法正确的是 A．若将A板下移少许，Q增大；U减小；E不变 B．若将A板下移少许，Q不变；U减小；E减小 C．若断开开关，若将A板下移少许，Q增大；U不变；E增大 D．若断开开关，若将A板下移少许，Q不变；U减小；E不变 24．利用图示装置“探究决定电容大小的因素”。实验中静电计的指针已有一个偏角，则在此情境下（） A．仅增大两板间的距离，指针偏角将增大 B．仅增大两板间的距离，指针偏角将减小 C．仅减小两板间的正对面积，指针偏角将减小 D．仅将一块有机玻璃插到两板间，指针偏角将不变 25．如图所示，在一对带等量异号电荷的平行金属板间，某带电粒子只在电场力作用下沿虚线从A运动到B．则（） A．粒子带负电 B．从A到B电场强度增大 C．从A到B粒子动能增加 D．从A到B粒子电势能增加 【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除 一、选择题 1．B 解析：B 【解析】 【分析】 【详解】 已知点R 处的电场强度为零，可知两点电荷的电性相同．根据题述，q 1和q 2在点R 处的电场强度大小相等，方向相反，由真空中点电荷周围的场强公式2 kQ E r =知，122212kq kq r r =，将r 1=2r 2代入，可得q 1=4q 2，故B 正确ACD 错误。 故选B 。 2．C 解析：C 【解析】 【分析】 【详解】 A ．等量异种电荷形成的电场，根据电场线的分布情况和对称性知，C 、E 两点的电场强度大小相等，方向相同，故A 错误。 B ．由等量异种电荷形成的电场，根据电场线的分布情况和对称性知， C 、E 两点在通过AB 连线的中垂面上，C 、 D 、 E 在同一等势面上，所以C 点电势等于E 点电势，故B 错误。 C ．由以上分析知，C 、E 在同一等势面上，则沿CE 连线移动一电量为+q 的点电荷，电场力始终不做功，故C 正确。 D ．由上面的方向知，C 、D 、 E 在同一等势面上，所以将一电量为+q 的点电荷沿圆弧面从C 点经E 点移动到D 点过程中，电场力不做功，故D 错误。 故选C 。 3．C 解析：C 【解析】 【分析】 根据电场力功与电势差的关系求解AB 和BC 各点之间的电势差，然后找到等势面确定场强的方向，根据E=U/d 求解场强。 【详解】 将电子由A 移动到B 点，电场力做功2eV ，则22AB AB W eV U V q e = ==--；同样：1BC BC W eV U V q e -= ==-，若设C 点的电势为0，则B 点的电势为1V ，A 点的电势为-1V ，则AB 中点的电势与C 点电势相同，可知场强方向沿BA 方向斜向上，场强为 2 1/200/0.510U E V m V m d -= ==?，故选C. 4．C 解析：C 【解析】 【分析】 【详解】 根据动能定理 2 0102 W mgh mv +=- 可得，电场力做功 2 012 W mv mgh =-+（） 电势能增加2 012 mv mgh +，C 正确，ABD 错误。 故选C 。 5．C 解析：C 【解析】 【分析】 【详解】 设ob=l ，ad=2l ，bd=2l ，则 O 点的电场强度为：ac 两电荷相互抵消，得E o =E b =；d 点的电场强度E b =， E a = E ay =E a cos = ，同理E cy = ，E d =E b +E ay +E cy = ，D 错；所以+q 在o 点所受的电场力较大，A 错；由o 到d 电场力做正功，电势能减小，+q 在d 点所具有的电势能较小，B 错；沿电场线方向电势减小，所以d 点的电势低于O 点的电势，C 对； 6．A 解析：A 【解析】 A 、当用带电玻璃棒与电容器a 板接触，由于静电感应，从而在b 板感应出等量的异种电荷，从而使电容器带电，故选项A 正确； B、根据电容器的决定式：，将电容器b板向上平移，即正对面积S减小，则电 容C减小，根据可知，电量Q不变，则电压U增大，则静电计指针的张角变大，故选项B错误； C、根据电容器的决定式：，只在极板间插入有机玻璃板，则介电系数增大，则 电容C增大，根据可知，电量Q不变，则电压U减小，则静电计指针的张角减小，故选项C错误； D、根据可知，电量Q增大，则电压U也会增大，则电容C不变，故选项D错误。点睛：本题是电容器动态变化分析问题，关键抓住两点：一是电容器的电量不变；二是电容与哪些因素有什么关系。 7．B 解析：B 【解析】 【分析】 【详解】 根据电场线与等势线垂直特点，在O点所在电场线上找到Q点的等势点，该等势点在O点的上方，根据沿电场线电势降低可知，O点的电势比Q点的电势高，故A错误；根据电场线分布情况可知，MO间的平均电场强度比ON之间的平均电场强度大，由公式U=Ed可知，M、O间的电势差大于O、N间的电势差，故B正确；M点的电势比Q点的电势高，负电荷由M点移到Q点，电场力做负功，电荷的电势能增加，故C错误．正电荷所受的电场力与该点电场线的切线方向相同，斜向上，故D错误；故选B． 8．C 解析：C 【解析】 【分析】 【详解】 从速度—时间图象可以看出，物体从静止开始向右加速，所以负电荷所受电场力方向向右，而负试探电荷受到的电场力方向为场强的反方向，故场强方向向左，逆着电场力方向，电势升高，故φA＜φB；速度—时间图象的切线的斜率表示加速度，故加速度不断减小，所以电场力不断减小，场强也不断减小，故E A＞E B；C正确，ABD错误。 故选C。 9．C 解析：C 【解析】 【详解】 电场线与等势面互相垂直，由图看出，AB段电场线比BC段电场线密，AB段场强较大，根据公式可知，A、B间电势差大于B、C间电势差，即 ，得到，C正确。 【点睛】 本题的关键是运用匀强电场中场强与电势差的公式，来定性分析电势差的大小，从而判断电势的关系． 10．C 解析：C 【解析】 试题分析：由动能图线得知，小球的速度先增大，后减小．根据库仑定律得知，小球所受的库仑力逐渐减小，合外力先减小后增大，加速度先减小后增大，则小球沿斜面向上做加速度逐渐减小的加速运动，再沿斜面向上做加速度逐渐增大的减速运动，直至速度为零．由动能图线看出，速度有最大值，此时小球受力平衡，由库仑力与重力沿斜面的分力平衡，由于没有x的具体数据，所以不能求得q．故A错误；A到B的过程中重力势能的增加等于电势能的减小，所以可以求出小物块电势能的减小，由于小物块的电量不知道，所以不能求出AB之间的电势差．故B错误；由重力势能线得到E P=mgh=mgssinθ，读出斜率，即可求出m；图象中不能确定哪一点的速度最大，题目中也没有小物块的电量、质量等信息，所以不能确定小物块速度最大时到斜面低端的距离．故D错误．故选C． 考点：功能关系；电势及电势能 【名师点睛】本题首先要抓住图象的信息，分析小球的运动情况，再根据平衡条件和动能定理进行处理． 11．B 解析：B 【解析】 【分析】 【详解】 A．电场线的方向向上，根据粒子的运动的轨迹可以知道，粒子受到的电场力的方向也向上，所以粒子带正电荷，故A错误； BD．从M点到N点，静电力方向与速度方向成锐角，电场力做正功，电势能减小，电势降低，故B正确，D错误； C．电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，所以粒子在N点的受力大，加速度大，故C错误。 故选B。 12．D 解析：D 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．A 球受到的库仑力 2==15410N 0.6N F F k x -??=??=弹库 故AB 错误； CD ．弹簧伸长，说明A 和B 相互吸引，带电性不同，故B 球带负电，根据库仑定律 A B 2 =q q F k r 库 则 2B A F r q kq = 库 解得 6B 4.810C q -=? 故C 错误，D 正确。 故选D 。 13．C 解析：C 【解析】 【分析】 【详解】 带电粒子受到竖直向上的电场力和竖直向下的重力，电场力大于重力，合力也是恒力，方向竖直向上，因此粒子才向上偏转，根据牛顿第二定律，有 qE mg ma -= 带电粒子做类平抛运动，在竖直方向，相等的时间间隔内发生的位移之比为1:3:5:7，因此重力做功不相等，电场力做功也不相等，电场力做功大于重力做功。 故选C 。 14．B 解析：B 【解析】 【详解】 设小球M 受到的重力为G ，细线的拉力为T F ，静电力为F ，如果小球M 能处于静止状态，则G ，T F ，F 三个力的合力必须为零，其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反，对题中的粒子受力分析，结合平行四边形定则，满足条件的只有选项B ，故B 正确，ACD 错误； 15．A 解析：A 【解析】 【分析】 【详解】 A ．在 B 的左侧，A 产生的电场强度向左，B 产生的电场强度向右，电场强度方向相反，而且由于A 的电量大于B 的电量，在B 的左侧处离A 较远，由点电荷场强公式2 kQ E r =可知，在同一点电场强度大小可能相等，所以合场强可能为零．故A 正确； B ．A 的右侧，A 产生的电场强度向右，B 产生的电场强度向左，电场强度方向相反，但由题A 的电量大于B 的电量，且A 较近，由点电荷场强公式2 kQ E r = 可知，在同一点A 的电场强度一定大于B 的电场强度，所以合场强不可能为零．故B 错误； C ．A 和B 之间两点产生的电场强度方向均向向左，合场强不可能为零．故C 错误； D ．由上可知D 错误。 故选A 。 16．C 解析：C 【解析】 【分析】 【详解】 A ．点电荷电场公式2Q E k r =可知，a 点的场强和c 点的场强大小相等，方向不同，A 错误； B ．由粒子运动轨迹可知，M 受到的是吸引力，N 受到的是排斥力，可知M 带负电荷，N 带正电荷，故B 错误； C ．N 从c 到d ，电场力是排斥力与速度方向的夹角为锐角，所以电场力做正功，故C 正确； D ．b 、d 两点在同一等势面上，M 、N 粒子电性相反，根据电势能的公式p E q ?=知，M 在b 点的电势能为负，N 在d 点的电势能为正，两者不等，故D 错误。 故选C 。 17．A 解析：A 【解析】 【分析】 【详解】 试题分析：N 点的小球释放后，受到向右的库仑力的作用，开始向右运动，根据库仑定律 12 2r Q Q F k =可得，随着两者之间的距离的增大，N 受到的库仑力在减小，根据牛顿第二定律F a m = 可得，N 点的点电荷做加速度减小的直线运动，而v t -图像中图像的斜率表示物体运动的加速度，所以A 正确，B 图像表示物体做匀加速直线运动，C 图像表示物体做加速度增大的直线运动，D 图像表示物体先做加速度增大的直线运动，后做加速度减小的直线运动． 18．C 解析：C 【解析】 【详解】 设oa=ob=d ，因为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d ， 粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qv 0B=m 2 v r ，解得：mv B qd =，如果 换成匀强电场，水平方向以v 0做匀速直线运动，在水平方向：d=v 0t 2，竖直沿y 轴负方向 做匀加速运动，即：22211 22qE d at t m ==，解得：2 02mv E qd =，则 E B =2v 0，故选C ． 【点睛】 带电粒子在电场磁场中的运动要把握其运动规律，在电场中利用几何关系得出其沿电场和垂直于电场的运动规律；而在磁场中也是要注意找出相应的几何关系，从而确定圆心和半径． 19．D 解析：D 【解析】 【分析】 【详解】 A ．若带电粒子初速度与电场力不在一条直线上，只在电场力的作用下，做曲线运动，故A 错误； B ．带电粒子在磁场中只受磁场力作用，如果磁场力不恒定，则不一定作匀速圆周运动 ， 故B 错误； C ．带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下时，若磁场力恒定，且重力与电场力平衡，带电粒子可能作匀速圆周运动 ，故C 错误； D ．带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下，若这三个力平衡，合力为0，则带电粒子可以作匀速直线运动，故D 正确； 故选D 。 20．C 解析：C 【解析】 【详解】 AD ．负电荷受到的电场力与电场强度的方向相反，A 、D 选项图中，负电荷在A 点受到的电场力背离AB 方向，负电荷做减速运动，与速度图像不符，，AD 错误； BC ．负电荷受到的电场力从A 指向B ，v t -图像斜率的物理意义为加速度，根据图像可知，负电荷从A 到B 的过程中加速度越来越大，根据牛顿第二定律 qE ma = 可知A 点场强小于B 点场强，则A 处电场线的稀疏程度较大，B 错误，C 正确。 故选C 。 21．B 解析：B 【解析】 【详解】 两个点电荷分别在M 点和N 点时，每个点电荷在O 点产生的电场强度的大小相等、方向相同，所以1M N E E E +=，得1 2 M N E E E == 。将N 点处的点电荷移至P 点时，假设M 点的电荷为正电荷，则O 点的电场强度如图所示。M 点和P 点的点电荷在O 点产生的电场强度的大小仍相等，夹角为120?，所以O 点电场强度1 22M E E E ==，即与12 21E E =，B 正确。 22．B 解析：B 【解析】 【详解】 A ．根据电场线与等势面垂直且由高电势指向低电势，可知电场线方向大致向左，根据粒子轨迹的弯曲方向可知，粒子所受的电场力方向大致向左，则知粒子一定带正电，A 错误； B ．等差等势面的疏密反映电场强度的大小，A 处场强大于 C 处场强，B 正确； C ．从A 点飞到C 点，电场力方向与速度的夹角为钝角，电场力做负功，电势能增大，C 正确； D ．由于电势差相同，根据W Uq =知，电场力做功相同，D 错误． 23．D 解析：D 【解析】 【详解】 AB ．闭合开关S ，由于电源电压不变，所以电容器两端的电压U 不变；若将A 板下移少许，据4πS C kd ε= 知，电容器电容将增大，电容器两端的电压U 不变，Q 增大；据 U E d = ，可得E 增大；故AB 错误； CD ．若断开开关，电路断路，Q 不变；若将A 板下移少许，据4S C kd επ=知，电容器将增大；由Q C U =，可知U 减小；由于4π4πU Q Q kQ E S d Cd S d kd εε==== ?，可得E 不变；故C 错误，D 正确。 24．A 解析：A 【解析】 【详解】 AB ．增大板间距d ，据电容的决定式： r 4S C kd επ= 可知电容变小，电容器电荷量不变，结合电容定义式： Q C U = 可知两极板间的电势差U 变大，静电计指针张角变大，A 正确，B 错误； C ．极板正对面积S 变小，根据电容的决定式： r 4S C kd επ= 可知电容变小，电容器电荷量不变，结合电容定义式： Q C U = 可知两极板间的电势差U 变大，静电计指针张角变大，C 错误； D ．极板间插入有机玻璃则r ε变大，根据电容的决定式： r 4S C kd επ= 可知电容变大，电容器电荷量不变，结合电容定义式： Q C U = 可知两极板间的电势差U 变小，静电计指针张角变小，D 错误。 故选A 。 25．C 解析：C 【解析】 【详解】 一对带等量异号电荷的平行金属板间的电场为匀强电场，则从A 到B 电场强度不变，带电粒子受到的电场力指向轨迹弯曲的内侧，电场力的方向与电场强度的方向相同，且与带电粒子的速度方向夹角为锐角，则可判断粒子带正电，电场力对带电粒子做正功，从A 到B 电势能减少，动能增加，故C 正确．