高考物理新乡电磁学知识点之静电场全集汇编及答案

高考物理新乡电磁学知识点之静电场全集汇编及答案
一、选择题
1．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
2．真空中静电场的电势φ在x正半轴随x的变化关系如图所示，x1、x2、x3为x轴上的三个点，下列判断正确的是（）
A．将一负电荷从x1移到x2，电场力不做功
B．该电场可能是匀强电场
C．负电荷在x1处的电势能小于在x2处的电势能
D．x3处的电场强度方向沿x轴正方向
3．如图所示，真空中有两个带等量正电荷的Q1、Q2固定在水平x轴上的A、B两点。

一质量为m、电荷量为q的带电小球恰好静止在A、B连线的中垂线上的C点，由于某种原因，小球带电荷量突然减半。

D点是C点关于AB对称的点，则小球从C点运动到D点的过程中，下列说法正确的是( )
A．小球做匀加速直线运动
B．小球受到的电场力可能先减小后增大
C．电场力先做正功后做负功
D．小球的机械能一直不变
4．如图所示，某电场中的一条电场线，一电子从a点由静止释放，它将沿电场线向b点运动，下列有关该电场的判断正确的是()
A．该电场一定是匀强电场
B．场强E a一定小于E b
C．电子具有的电势能E p a一定大于E p b
D．电势φa>φb
5．如图所示，水平放置的平行板电容器，上板带负电，下板带正电，断开电源后一带电小球以速度
v水平射入电场，且沿下板边缘飞出，若下板不动，将上板上移一小段距离，小
球仍以相同的速度
v从原处飞入，则带电小球（）
A．将打在下板中央
B．仍沿原轨迹由下板边缘飞出
C．不发生偏转，沿直线运动
D．若上板不动，将下板下移一段距离，小球可能打在下板的中央
6．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
3
V/m C．200V/m D．3V/m
7．在某电场中，把电荷量为2×10-9C的负点电荷从A点移到B点，克服静电力做功4×10-8J，以下说法中正确的是（）
A．电荷在B点具有的电势能是4×10-8J
B．点电势是20V
C．电荷的电势能增加了4×10-8J
D．电荷的电势能减少了4×10-8J
8．如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab=5cm，bc=3cm，
ca=4cm．小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线．设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则（）
A．a、b的电荷同号，
16
9 k=
B．a、b的电荷异号，
16
9 k=
C．a、b的电荷同号，
64
27 k=
D．a、b的电荷异号，
64
27 k=
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
10．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间有一个带正电的检验电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容，E表示两板间的场强，ϕ表示P点的电势，p
E表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离0l，则下列各物理量与负极板移动距离x的关系图像正确的是（）
A ．
B ．
C ．
D ．
11．板间距为d 的平行板电容器所带电荷量为Q 时，两极板间电势差为1U ，板间场强为
1E 现将电容器所带电荷量变为2Q ，板间距变为12
d ，其他条件不变，这时两极板间电势差2U ，板间场强为2E ，下列说法正确的是
A ．2121,U U E E ==
B ．21212,4U U E E ==
C ．2121,2U U E E ==
D ．21212,2U U
E E ==
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．如图所示是一个平行板电容器,其板间距为d ,电容为C ,带电荷量为Q,上极板带正电.现将一个试探电荷q 由两极间的A 点移动到B 点,如图所示, ,A B 两点间的距离为s ,连线AB
与极板间的夹角为30°
,则电场力对试探电荷q 所做的功等于( )
A ． qCs Qd
B ． qQs Cd
C ． 2qQs Cd
D ．2qCs Qd
14．如图是某电场中的一条电场线，a 、b 是这条线上的两点，一负电荷只受电场力作用，沿电场线从a 运动到b ．则在这个过程中，电荷的速度－时间图线如图所示，请比较a 、b 两点电势的高低和场强的大小（ ）
A ．φa >φb ，E a <E b
B ．φａ<φｂ，E a =E b
C ．φａ<φｂ，E a >E b
D ．φa >φb ，
E a =E b
15．如图所示，三条虚线表示某电场的三个等势面，其中φ1=10V ，φ2=20V ，φ3=30V 一个带电粒子只受电场力作用，按图中实线轨迹从A 点运动到B 点，由此可知（ ）
A ．粒子带正电
B ．粒子的速度变大
C ．粒子的加速度变大
D ．粒子的电势能变大
16．如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a 处运动到b 处，以下判断正确的是（ ）
A．电荷从a到b加速度减小
B．b处电势能较大
C．b处电势较高
D．电荷在b处速度大
17．两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是()
A．q1、q2为等量异种电荷
B．N、C两点间场强方向沿x轴负方向
C．N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大
D．将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增大后减小
18．关于电场强度和电势，下列说法正确的是()
A．由公式E=F/q可知E与F成正比，与q成反比
B．由公式U=Ed可知，在匀强电场中，E为恒值，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比
C．电场强度为零处，电势不一定为零
D．无论是正电荷还是负电荷，当它在电场中移动时，若电场力做功，它一定是从电势高
处移到电势低处，并且它的电势能一定减少
19．如图所示，虚线为某电场的等势面，今有两个带电粒子(重力不计)，以不同的速率，
沿不同的方向，从A点飞入电场后，沿不同的轨迹1和2运动，由轨迹可以断定( )
A．两个粒子带电量一定不同
B．两个粒子的电性一定不同
C．粒子1的动能和粒子2的电势能都是先减少后增大
D．经过B、C两点，两粒子的速度可能不等
20．关于电场和磁场，下列说法中正确的是（）
A．电场和磁场不是实际存在的，是人们想象假设出来的
B．电场和磁场的观点是库仑首先提出来的，并得到物理学理论和实验的证实和发展C．磁感应强度的方向就是通电导线在磁场中所受力的方向
D．电场强度是电场本身的性质，与试探电荷的电量及其所受电场力大小无关
21．在如图所示平行板电容器A、B两板上加上如图所示的交变电压，开始时B板的电势比A板的高，这时两板中间原来静止的电子（图中黑点表示）在电场作用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是（不计电子重力）（）
A．电子先向A板运动，然后向B板运动，再返回A板做周期性往返运动
B．电子一直向A板运动
C．电子一直向B板运动
D．电子先向B板运动，然后向A板运动，再返回B板做周期性往返运动
22．两个点电荷Q1、Q2位于x轴上A、B两点，若取无限远处的电势为零，则在它们形成的电场中，沿x轴正方向上各点的电势如图所示，且AP＞PB．由图线提供的信息可知
A．P点的电场强度为零
B．Q1的电荷量较大
C．电子沿x轴从A移到B的过程中，加速度逐渐减小
D．电子沿x轴从A移到B的过程中，电场力先做正功，后做负功
23．一个检验电荷q在电场中某点受到的电场力为F，该点的电场强度为E.下图中能正确表示q、E、F三者关系的是（）
A．
B．
C．
D．
24．如图，半径为R的圆盘均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴
线上有a 、 b 、d 三个点，a 和b 、b 和c 、 c 和d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q （q >0）的固定点电荷，已知b 点处的场强为零，则d 点处场强的大小为（k 为静电力常量）
A ．k 23q R
B ．k 2109q R
C ．k 2Q q R +
D ．k
299Q q R + 25．a 、b 、c 、d 是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点．电场线与矩形所在的平面平行．已知a 点的电势是20V ，b 点的电势是24V ，d 点的电势是4V ，如图．由此可知，c 点的电势为（ ）
A ．4V
B ．8V
C ．12V
D ．24V
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一、选择题
1．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 。

2．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
A ．从1x 移到2x ，电势在降低，将一负电荷从高电势到低电势，其电势能增加，则电场力做负功，故A 错误；
B ．由于电势ϕ与x 的图象斜率表示电场强度，而图象的斜率是变化，因此电场强度是变化，不是匀强电场，故B 错误；
C ．由图像可知，1x 处的电势高于2x 处的电势，则负电荷在1x 处的电势能小于在2x 处的电势能，故C 正确；
D ．从2x 到3x 的电势升高，则逆着电场线方向，因此3x 处的电场强度方向电场强度方向沿x 轴负方向，故D 错误。

故选C 。

3．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．小球初始时能静止，由小球水平方向合力为0可知A 、
B 两电荷电荷量必定相等，设12Q Q Q == ；小球下落过程受到重力和电场力作用，由牛顿第二定律可得
22cos qQ mg k θma r
-= 由于r 和θ均发生变化，故小球不做匀加速运动，故A 错误；
B ．由等量同种电荷的分布可知，其中垂线上从无限远处到两电荷连线中点场强先变大后变小，故小球受到的电场力可能先变大后变小，B 正确；
C ．由题意可知，小球带正电，故从C 到
D 电场力先做负功后做正功，故C 错误； D ．小球运动过程中电场力做功了，故小球机械能不守恒，故D 错误；
故选B 。

4．C
解析：C
【解析】
【详解】
AB ．因电子由静止释放，且由a 向b 运动，则电子所受的电场力一定是由a 指向b ，因为电子带负电荷，所受的电场力方向与场强方向相反，说明电场线的方向一定是由b 指向a 。

由于不知负电荷由a 运动到b 的过程中电场力的变化情况，因此无法确定场强大小关系，故A 错误，B 错误；
C ．由题意知，电场力对电子做正功，电势能减小，所以电子具有的电势能E Pa 一定大于E Pb ，故C 正确；
D ．由分析可知电场方向由b 指向a ，而沿着电场线方向电势降低，所以电势φa 一定低于φb ，故D 错误。

5．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
ABC ．将电容器上板向上移动一段距离，电容器所带的电量Q 不变，由于
4π=U Q kQ E d Cd S
ε== 由公式可知当d 增大时，场强E 不变，以相同的速度入射的小球仍按原来的轨迹运动，故A 错误，B 正确，C 错误；
D ．若上板不动，将下板下移一段距离，由
4π=U Q kQ E d Cd S
ε== 可知，板间电场强度不变，粒子所受的电场力不变，粒子轨迹不变，小球不可能打在下板的中央，故D 错误。

故选B 。

6．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21/200/0.510
U E V m V m d -===⨯，故选C. 7．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．电荷在电场中某点的电势能具有相对性，只有确定了零势点，B 点的电势、电荷在B 点的电势能才是确定的数值，故AB 错误；
CD ．因为电荷从从A 点移到B 点的过程中是克服静电力做功-8410J ⨯，故电荷电势能应该是增加了-8410J ⨯，故D 错误，C 正确。

故选C 。

解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，且小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a ，b 的连线，可知，a 、b 的电荷异号，对小球c 受力分析，如下图所示
因ab =5cm ，bc =3cm ，ca =4cm ，因此ac ⊥bc ，那么两力的合成构成矩形，依据相似三角形之比，则有
43
Fa ac Fb bc == 根据库仑定律有
2c a a Q q F k
ac =，2c b Q qb
F k bc
= 综上所得
224643327
4a b q q =⨯= 故D 正确，ABC 错误。

故选D 。

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】
A ．由电容器的决定式：
4S
C kd
επ=
可知C 与两极板间距离d 成反比，故C 与x 不是线性关系，故A 错误； B ．电容器充电后与电源断开，电荷量Q 不变，由:
4S
C kd
επ=
Q CU =
U Ed =
可得：
4kQ
E S
πε=
所以可知电场强度E 是定值，故B 错误；
C ．因负极板接地，电势为零，所以P 点电势为：
()P E L x ϕ=-
L 为P 点到负极板的初始距离，因为E 不变，ϕ随x 增大而线性减小，故C 正确； D ．由：
p E q ϕ=
可知p E 与ϕ成正比，故也随x 增大而线性减小，故D 错误。

故选C 。

11．C
解析：C 【解析】 由公式C ＝
4S k d επ、C ＝Q U 和E ＝U d 得U ＝4k dQ S πε，E ＝4k Q
S
πε，当Q 变为2Q 、d 变为2d
时，电压U 不变，电场强度E 变为原来的2倍．C 正确． 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】 【详解】
由电容的定义式C=Q/U 得板间电压U=Q/C ，板间场强E=U/d=Q/Cd ．试探电荷q 由A 点移动到B 点，电场力做功为：sin 302qQs
W qEs Cd
=︒=，选项C 正确，ABD 错误，故选C 。

【点睛】
本题只要抓住电场力具有力的一般性质，根据功的一般计算公式就可以很好地理解电场力做功，并能正确计算功的大小．
14．D
解析：D 【解析】
负电子从a 运动到b ，由速度时间图线得到负电荷做减速运动，故电场力向左，因负电荷受到的电场力与场强方向相反，故场强向右，沿场强方向，电势降低，故a b ϕϕ>；因为图线的斜率不变，故加速度不变，因此电场力不变，所以电场强度不变，即a b E E =，D 正确．
15．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
由图象可知带电粒子的轨迹向右偏转，得出粒子所受力的方向向右；又由电场线指向电势降低的方向，得出电场线方向大致向左．因为带电粒子受力与电场的方向相反，所以粒子带负电，故A 错误；由动能定理得，合外力（电场力）做正功，动能增加，故B 正确；由于等势面密的地方电场线也密、电场线密的地方粒子受到的力也大，力越大加速度也越大，所以粒子从A 点运动到B 点，加速度在变小，故C 错误；由电场力做功的公式
得，粒子从A 点运动到B 点，电场力做正功，电势能减小，故D 错误．
【点睛】
做曲线运动物体所受合外力指向曲线内侧，本题中粒子只受电场力，由此可判断电场力向右，根据电场力做功可以判断电势能的高低和动能变化情况，加速度的判断可以根据电场线的疏密进行．
16．B
解析：B
【解析】
【详解】
电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以粒子在b点的加速度大，A错误；从a到b的过程中，电场力做负功，电势能增加，所以b处电势能大，动能减小，速度减小，所以电荷在b处速度小，B正确D错误；根据粒子的运动的轨迹可以知道，负电荷受到的电场力的方向向下，所以电场线的方向向上，所以a点的电势大于b点的电势，C错误．
17．C
解析：C
【解析】
【详解】
A．若是异种电荷，电势应该逐渐减小或逐渐增大，由图象可以看出，应该是等量的同种正电荷，故A错误；
B．沿x正方向从N到C的过程，电势降低，N、C两点间场强方向沿x轴正方向．故B 正确；
C．φ−x图线的斜率表示电场强度，由图可得N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大，故C正确；
D．NC电场线向右，CD电场线向左，将一正点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大．故D错误；
【点睛】
由图象中电势的特点可以判断是同种等量正电荷．由电势图线的斜率可以判断电场强度的大小．沿电场线电势降低，可以判断电场强度的方向，可知电场力做功的正负，从而判断电势能的变化．
18．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
A．电场中某点的场强与试探电荷的电量与其所受的电场力无关，选项A错误；
B．由公式U＝Ed可知，在匀强电场中，任意两点间的电势差与这两点沿电场线方向间的距离成正比，选项B错误；
C．电场强度为零处，电势不一定为零，例如等量同种电荷连线的中点处的场强为零，电势大于零，选项C正确；
D．无论是正电荷还是负电荷，当它在电场中移动时，若电场力做正功，它的电势能一定
减少，但是不一定是从电势高处移到电势低处，选项D 错误． 故选C 。

19．B
解析：B 【解析】
试题分析：由图无法判定两电荷在同一位置时所受电场力的大小，故无法判定两粒子带电量的大小关系，故A 错误．由图可知电荷1受到中心电荷的斥力，而电荷2受到中心电荷的引力，故两粒子的电性一定不同．选项B 正确;由B 选项分析可知2粒子在从A 向C 运动过程中电场力先做正功后做负功，故动能先增大后减小．而粒子1在从A 向B 运动过程中电场力先做负功后做正功，故动能先减小后增大．由于BC 两点在同一等势面上，故粒子1在从A 向B 运动过程中电场力等于2粒子在从A 向C 运动过程中电场力所做的总功．由于两粒子以不同的速率从A 点飞入电场故两粒子的分别经过B 、C 两点时的速率一定不相等．可知C 对；D 错； 思路分析：
考点：考查带电粒子在电场中的运动
点评：根据轨迹判定电荷1受到中心电荷的斥力，而电荷2受到中心电荷的引力，可知两粒子在从A 向B 、C 运动过程中电场力做功情况．根据BC 两点在同一等势面上，，可判定从A 到B 和从A 到C 过程中电场力所做的总功为0
20．D
解析：D 【解析】 【详解】
A.电场和磁场是客观存在的，电场线和磁感线是人们想象假设出来的，故A 错误；
B.电场和磁场的观点是法拉第首先提出来的，并得到物理学理论和实验的证实和发展， 故B 错误；
C. 磁感应强度的方向与通电导线在磁场中所受力的方向无关，通电导线与磁场垂直时，不受安培力，故C 错误；
D. 电场强度是电场本身的性质，与试探电荷的电量及其所受电场力大小无关，故D 正确；
21．C
解析：C 【解析】 【详解】 电子在0～
2T 受力向左指向B 板，做加速运动，2
T
～T 受力向右指向A 板，做减加速运动，到零。

由运动学规律画出如答图所示的v t 图像，
可知电子一直向B 板运动，故C 正确，ABD 错误。

故选：C
22．B
解析：B 【解析】 【详解】
A 、该图象的斜率等于场强E ，则知P 点电场强度不为零，A 错误；
B 、如果Q 1和Q 2为等量异种电荷，点连线中垂线是等势面，故连线中点为零电势点；由于AP ＞PB ，故Q 1＞Q 2，B 正确；
C 、从φ﹣x 图象的斜率可知，A 到B 的区间电场强度先减小后增大，故电子在沿x 轴从A 移到B 的过程中，受到的电场力先减小后增大，加速度也是先减小后增大，C 错误；
D 、电子沿x 轴从A 移到B 的过程中，电场力方向始终指向x 轴负方向，与电子移动方向相反，故电场力一直做负功，D 错误．
23．D
解析：D 【解析】 【详解】
A 、
B 项：因为电场中的电场强度与放入电场中电荷的电量无关，由场源电荷决定。

所以电场强度不随q 、F 的变化而变化，故A 、B 错误；
C 、
D 项：由F
E q
=知，某点的电场强度一定，F 与q 成正比。

故C 错误，D 正确。

故选：D 。

24．B
解析：B 【解析】 【详解】
电荷量为q 的点电荷在b 处产生电场强度的大小为：
2q E k
R
= 而半径为R 均匀分布着电荷量为Q 的圆盘上电荷，与在a 点处有一电荷量为q （q ＞0）的固定点电荷，在b 点处的场强为零，则圆盘在此处产生电场强度大小也为：
2
q E k
R =
根据对称性原理可知，圆盘在d 产生电场强度大小也为：
2
q E k
R = 电荷量为q 的点电荷在d 处产生电场强度的大小为：
()
2
293q
kq E k
R R '==
由于都在d 处产生电场强度方向相同，即为两者大小相加．所以两者这d 处产生电场强度的大小为：
2
109k q
R 故选B ．
25．B
解析：B 【解析】 试题分析：
根据在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分将线段bd 五等分，如图所示，则U be =
15U bd =1
5
×（24-4）=4v ，故U be =φb -φe =4v ，故φf -φd =4v ，故φe =24-4=20v ．φf =8v ．故φa =φe ，连接cf ，则cf ∥ae ，故c 点的电势φc =φf =8v ．故B 正确．故选B ． 考点：电势
【名师点睛】①在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分；②在匀强电场中电场线平行且均匀分布故等势线平行且均匀分布．以上两点是解决此类题目的金钥匙．。