高三物理电场试题

高三物理电场试题
1.下列有关电磁学的四幅图中，说法不正确的是
A．甲图法拉第是英国著名物理学家，他提出了电场的观点，同时引入电场线直观描述电场
B．乙图中通过圆盘的磁通量保持不变，没有电流流经电阻R
C．丙图实验中，如果将通电直导线南北放置，实验效果最好
D．丁图中阴极射线在磁场的作用下向下偏转
【答案】B
【解析】法拉第最早提出场的概念，并引入电场线来描述电场，选项A对。

乙图中虽然通过圆盘
的磁通量没变，但是圆盘的每一条半径都相当于一条导体棒在切割磁感线，整个圆盘就有这些导
体棒组成，而且电源相当于并联，所以产生感应电动势，与电阻构成闭合回路，有电流经过电阻
选项B错。

丙图实验中，由于地磁场，小磁针本来是指南北的，导线若南北放置，通电后在小磁
针附近产生东西方向的磁场，如此小磁针由南北方向偏转为东西方向，比较明显，效果好选项C 对。

丁图中阴极射线受到洛伦兹力，根据左手定则，磁感线穿过手心，四指指正电荷运动方向或
者负电荷运动反方向，即自左向右，判断洛伦兹力向下，选项D对。

【考点】电场磁场
2.如图所示，在真空中有两个等量正电荷Q，分别置于A、B两点，DC为A、B连线的中垂线，D为无限远处，现将一正电荷q由C点沿CD移动到D点的过程中，下述结论中正确的是：（）
A. q的电势能逐渐增大.
B. q的电势能逐渐减小
C. q受到的电场力先增大后减小.
D. q受到的电场力逐渐减小.
【答案】BC
【解析】对于等量同种点电荷产生的电场和电势分布特点：在两电荷连线的中垂线上，C点和无
穷远处的场强均为零，所以中垂线上由C点的场强为零开始，场强是先增大后逐渐减小的，到无
穷远处时减小为零,所以q受到的电场力先增大后减小，C正确D错误；中垂线上任意点关于C
点的对称点的场强大小相等，方向相反。

规定无穷远处电势为零，则从C点向中垂线的两端逐渐
减小，到无穷远处减小为零。

所以q的电势能逐渐减小,A错误B正确。

3.为模拟空气净化过程,有人设计了如图所示的含灰尘空气的密闭玻璃圆桶,圆桶的高和直径相等.
第一种除尘方式是：在圆桶顶面和底面间加上电压U,沿圆桶的轴线方向形成一个匀强电场，尘粒
的运动方向如图甲所示；第二种除尘方式是：在圆桶轴线处放一直导线,在导线与桶壁间加上的电
压也等于U,形成沿半径方向的辐向电场，尘粒的运动方向如图乙所示.已知空气阻力与尘粒运动
的速度成正比，即（k为一定值）,假设每个尘粒的质量和带电荷量均相同,重力可忽略不计,则在这两种方式中
A．尘粒最终一定都做匀速运动
B．电场对单个尘粒做功的最大值相等
C．尘粒受到的的电场力大小相等
D．第一种方式除尘的速度比第二种方式除尘的速度快
【答案】B
【解析】尘粒在两种装置中都做加速直线运动，速度都增大，A错；由电场力做功W=qU可知B 对；D错；乙图中电场线越接近筒边场强越小，电场力F=qE可知电场力减小，C错；
4.N（N>1）个电荷量均为q(q>0)的小球，均匀分布在半径为R的圆周上，示意如图。

若移去位
于圆周上P点的一个小球，则圆心O点处的电场强度大小为，方向。

（已知静电力常量为k）
【答案】沿OP指向P点
【解析】由对称性可知，均匀分布在半径为R的圆周上，N个带电小球在圆心O点处的电场强度大小为零。

若移去位于圆周上P点的一个小球，剩余带电小球在圆心O点处产生的电场强度与P
点小球在圆心O点产生的电场强度大小相等，方向相反。

由点电荷电场强度公式可知，P点带电
小球在圆心处产生的电场强度为，方向沿OP指向P点。

若移去位于圆周上P点的一个小球，则圆心O点处的电场强度大小为方向沿OP指向P点。

5.静电场中，可以根据
A．场强的强弱判断电势的高低
B．电势的高低判断场强的强弱
C．电场线方向判断电势的高低
D．电场线方向判断场强的强弱
【答案】C
【解析】静电场中，场强的强弱和电势高低没有关系，AB错；沿着电场线方向电势降低，C对；根据电场线的疏密程度表示场强的强弱，D错；
6.处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，利用此原理可以进行静电除尘。

如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，铝板与手摇起电机的正极相连，缝被针与手摇起电机的负
极相连，在铝板和缝被针中间放置点燃的蚊香。

转动手摇起电机，蚊香放出的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升。

关于这个现象，下列说法中正确的
是（）
A．烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上
B．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小
C．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大
D．同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电量不变，离铝板越近则加速度越大
【答案】C
【解析】静电能够吸引轻小物体，当烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近，烟尘被加速的时间越长，则速度越大，由于铝板面上分布电荷，烟尘颗粒靠近铝板的过程中，越靠近受力越小，C正确。

7.如图所示，a,b,c是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，ab=cd=L，
ad=bc=2L，电场线与矩形所在平面平行。

已知a点电势为20 V,b点电势为24 V,d点电势为12 V
,一个质子从b点以v
的速度射入此电场，入射方向与bc成45°角，一段时间后经过c点。

不计质子的重力，下列判断正确的是
A．c点电势低于a点电势
B．电场强度的方向由b指向d
C．质子从b运动到c，所用的时间为
D．质子从b运动到c，电场力做功为4eV
【答案】AC
【解析】【考点】电势；动能定理的应用；电势能．
专题：电场力与电势的性质专题．
分析：在匀强电场中，沿着任意方向每前进相同的距离，电势变化相等；根据电场线与等势面垂直垂直画出电场线，根据W=qU计算电场力做的功．
解答：解：A、在匀强电场中，沿着任意方向每前进相同的距离，电势变化相等，故U
a -U
d
=U
b
-U
c
解得U
c
=16V，故A正确；
B、设ad连线中点为O，则其电势为16V，故co为等势面，电场线与等势面垂直，故电场线沿着bo方向
故B错误；
C、电子做类平抛运动，沿速度方向的位移为，质子从b运动到c，所用的时间为，所以C正确
D、根据W=qU，质子从b点运动到c点，电场力做功为W=qU
bc
=1e?（24V-16V）=8eV，
故D错误；
故选AC．
点评：本题关键是抓住匀强电场中沿着任意方向每前进相同的距离电势变化相等以及电场线与等势面垂直进行分析．
8.著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验装置：一块绝缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动，在圆板的中部有一个线圈，圆板的四周固定着一圈带电的金属小球，如图所示。

当线圈接通电源后，将有图示方向的电流流过，则下列说法正确的是：
A．接通电源瞬间，圆板不会发生转动
B．线圈中电流强度的增大或减小会引起圆板向相同方向转动
C．接通电源后，保持线圈中电流强度不变，圆板转动方向与线圈中电流流向相同
D．若金属小球带负电，接通电源瞬间圆板转动方向与线圈中电流流向相同
【答案】D
【解析】接通电源瞬间，线圈中形成电流，电流周围有磁场，磁场增加，使得外围产生电场，则带电金属受电场力，圆板发生转动，故A错误
线圈中电流强度的增大或减小会引起圆板转动，但是同向反向跟金属电性有关，故B错误
接通电源后，保持线圈中电流强度不变，则电流周围的磁场不变，所以不会产生电场，则圆板不会转动，故C错误
若金属小球带负电，接通电源瞬间，形成反向电流，则圆板转动方向与线圈中电流流向相同，故D正确
故选D
9.如图所示，将平行板电容器两极板分别与电池正、负极相接，两板间一带电液滴恰好处于静止状态．现贴着下板插入一定厚度的金属板，则在插入过程中
A．电容器的带电量不变
B．电路将有逆时针方向的短暂电流
C．带电液滴仍将静止
D．带电液滴将向上做加速运动
【答案】BD
【解析】【考点】电容器的动态分析；电场强度．
分析：电容器的定义式C=，和电容器的决定式C=
可以逐项分析电容器的变化的情况．
解答：解：A、插入一金属板相当于极板间距离变小了，由C=可知，电容C变大，而极板
间电压不变，所以Q=CU变大，A错．
B、Q变大，电容器充电，有逆时针方向电流，B正确，
C、场强变大，所以带电液滴向上加速运动，C错，D正确．
本题选错误的，故选BD．
点评：电容器的分析有两种情况，与电源相连时，电容器的电压不变，当与电源断开时，电容器的电荷量不变．
10.如图所示，竖直放置的平行金属板带等量异种电荷，一带电微粒沿图中直线从a向b运动，
下列说法中正确的是
A．微粒可能带正电B．微粒机械能增大
C．微粒电势能增大D．微粒动能减小
【答案】CD
【解析】场强方向水平向右，微粒受重力和电场力，因为合外力方向一定在ab直线上，所以微
粒所受电场力方向水平向左，与场强方向相反，可知微粒带负电，从a向b运动，电场力做负功，电势能增大，合外力做负功，动能减小，故CD正确
故选CD
11.如图所示，在真空中有两个固定的等量异种点电荷+Q和-Q。

直线MN是两点电荷连线的中垂线，O是两点电荷连线与直线MN的交点。

a、b是两点电荷连线上关于O的对称点，c、d是直
线MN上的两个点。

下列说法中正确的是
A．a点的场强大于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小B．a点的场强小于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大C．a点的场强等于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小D．a点的场强等于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大
【答案】C
【解析】因为两端固定的等量异种电荷，所以根据对称性可知a点的场强等于b点的场强；将一
检验电荷沿MN由c移动到d，电场力不做功，沿中垂线场强先变小后变大，在O点场强最小，
所以所受电场力先增大后减小
故选C
12.如图电路，在平行金属板M、N内部左侧中央P有一质量为m的带电粒子（重力不计）以水
平速度v
0射入电场并打在N板的O点.改变R
1
或R
2
的阻值，粒子仍以v
射入电场，则
A．该粒子带正电
B．减少R
2
，粒子还能打在O点
C．减少R
，粒子将打在O点左侧
1
，粒子在板间运动时间不变
D．增大R
1
【答案】BC
【解析】根据电路可知，电容器上极板带负电，下极板带正电，即场强方向向上，因为粒子向下偏，所以可知受向下的电场力，场强方向跟电场力方向相反，所以粒子带负电，A错，不会影响板间场强，所以粒子还能打在O点，B对
减少R
2
减少R
，可以增大两极板间的间电势差，可知场强变大，则粒子所受电场力增大，所以粒
1
子将打在O点左侧，C对
，可以减小两极板间的间电势差，可知场强变小，粒子将打在O点右侧，水平位移
增大R
1
增大（x=vt，则运动时间增长）D错
故应该选BC
13.真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。

在电场中，若将一个质量为m、带正
电的小球由静止释放后小球的运动速度与竖直方向夹角为37°（取）。

现将该小球从该电场中某点以初速度竖直向上抛出。

求抛出之后小球的运动过程中：
（1）小球受到的电场力的大小及方向；
（2）小球从抛出点至最高点的电势能变化量；
（3）小球的最小动量的大小及方向。

【答案】（1）mg 水平向右（2） (3) 方向与电场力方向夹角为37°斜向上。

【解析】（1）根据题设条件，电场力大小
电场力的方向水平向右。

（2）小球沿竖直方向做匀减速运动，速度为
沿水平方向做初速度为0的匀加速运动，加速度为a
x
小球上升到最高点的时间此过程小球沿电场方向位移
电场力做功W=小球上升到最高点的过程中，电势能减少
（3）水平速度，竖直速度故小球的速度
由以上各式得出
解得当
此时·,即与电场方向夹角为37°斜向上
小球动量的最小值为最小动量的方向与电场
方向夹角为37°，斜向上。

14.一绝缘的细线长m，一端固定在O点，另一端系一个带正电的摆球
放在水平向右的匀强电场中，如图；已知小球所受电场力和重力大小相等，小球不动时摆球平衡
在C点，与竖直方向的夹角为（未知），现让摆球位于与点O处于同一水平线的A点，且摆
线拉直，然后无初速度释放摆球，求：摆球经过C点时速度的大小。

（不计空气阻力，g=10m/s2）
【答案】2m／s
【解析】略
15.如图所示，球带正电，单摆摆长为 l，当地的重力加速度为g，其最大摆角为，整个装置处于垂直纸面向里，强度为B的匀强磁场中。

当摆球从如图所示最大摆角处运动到摆线竖直的过程中，下列说法中不正确的是
A．在此过程中，重力的冲量为，方向竖直向下
B．在此过程中，只有重力做功，所以小球的机械能守恒
C．在此过程中，合力对小球的冲量大小为
D．当摆线摆到竖直位置时，线的拉力
【答案】AD
【解析】不加磁场时周期为，根据左手定则，小球所受洛伦兹力背离悬点，周期变小，重力的冲量小于，方向竖直向下，故A错误
在此过程中，只有重力做功，所以小球的机械能守恒，故B正确
在此过程中，根据机械能守恒可得，，所以最低点速度大小为，合力对小球的冲量大小等于动量的改变量，即为，故C正确
最低点，当摆线摆到竖直位置时，线的拉力
，故D错误
因为本题选不正确的，故选AD
16.绝缘光滑水平面内有一圆形有界匀强电场，其俯视图如图所示，图中XOY所在平面与光滑水平面重合，场强方向与x轴正向平行，电场的半径为R=m，圆心O与坐标系的原点重合，场强E = 2N／C，一带电量为q = -1×10-5 C，质量
m =1×10-5kg带负电的粒子，由坐标原点O处以速度v
= 1m/s沿y轴正方向射入电场，求
（1）粒子在电场中运动的时间；
（2）粒子出射点的位置坐标；
（3）粒子射出时具有的动能。

【答案】（1）粒子沿x轴方向做匀加速运动，加速度为a，
Eq="ma " ①
x=at2 ②
沿y轴方向做匀速运动：y=v
t ③
x2+y2=R2 ④
解得：t="1s " ⑤
(2)粒子射出电场边界的位置坐标为x 1="-1m " y 1="1m " ⑥ (3)出射时的动能由动能定理得：Eq ∣x 1∣=E K -mv 20 ⑦
代入解得：E K =2.5×10-5J ⑧ 评分标准：①⑤⑥⑦每式2分，其余每式1分. 【解析】略
17. 如图13所示，A 、B 为两块平行金属板，A 板带正电，B 板带负电。

两板之间存在着匀强电场，两板间距为d ，两板间电势差为U ，在B 板上开有两个间距为L 的小孔。

C 、D 为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B 板的O ˊ处，C 带正电，D 带负电。

两半圆形金属板间的距离很近，两半圆形金属板末端的中心线正对着B 板上的小孔，两半圆形金属板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向O ˊ。

半圆形金属板两端与B 板的间隙可忽略不计。

现从正对B 板小孔、紧靠A 板的O 处由静止释放一个质量为m 、电荷量为q 的带正电微粒（微粒的重力不计）。

求： （1） 微粒穿过B 板小孔时的速度为多大；
（2） 为了使微粒能在CD 板间运动而不碰板，CD 板间的电场强度大小应满足什么条件； （3） 在满足（2）的情况下，从释放微粒开始，经过多长时间微粒会通过半圆形金属板间的最
低点P 。

【答案】（1）设微粒穿过B 板小孔时的速度为v ，根据动能定理，有
解得
----------------------5分
（2）依题意，微粒进入半圆形金属板后做匀速圆周运动，电场力提供向心力，有
解得
---------------------6分
（4） 设微粒从释放开始经t 1射出B 板的小孔，则
----------------------2分
设微粒在半圆形金属板间运动经过t 2第一次到达最低点P ，则
----------------------2分 所以，从释放微粒开始，经过
微粒第一次到达P 点；根据运动的对称性，
可知再经过2（t 1+t 2）微粒再一次经过P 点，所以微粒经过P 点的时间t 为：
--------------------3分 【解析】略
18. 如图所示，质量为 m 、电量为+q 的带电小球固定于一不可伸长的绝缘细线一端，绳的另一端固定于O 点，绳长为，O 点有一电荷量为+Q 的点电荷P ，现加一个水平和右的匀强电场，小球静止于与竖直方向成 θ=300角的A 点。

求： （1）小球静止在A 点处绳子受到的拉力； （2）外加电场大小；
（3）将小球拉起至与O点等高的B点后无初速释放，则小球经过最低点C时，绳受到的拉力。

【答案】（1）带电粒子A处于平衡，其受力如图，其中F为两点电荷间的库仑力，T为绳子拉
力，E
为外加电场，则
Tcosθ-mg-Fcosθs="0 " 2分
Fsinθ+qE
-Tsinθ="0 " 2分
联立式解得：有 3分 3分
（2）小球从B运动到C的过程中，q与Q间的库仑力不做功，由动能定理得
2分
在C点时： 2分
联立解得： 1分
【解析】略
19.如图所示一个带正电的小球，系于长为的不可伸长的轻线一端，线的另一端固定在O点，它们处在匀强电场中，电场的方向水平向右，场强的大小为E。

已知电场对小球的作用力大小等于小球的重力。

现在先把小球拉到图中的处，使轻线拉直，并与场强方向平行，然后由静止释放
小球。

则小球到达与等高的点时速度的大小为：（）
A．B．C．D．0
【答案】B
【解析】略
20.理论研究表明，无限大的均匀带电平面在周围空间会形成与平面垂直的匀强电场。

现有两块
无限大的均匀绝缘带电平板，正交放置如图所示，A
1B
1
两面正电，A
2
B
2
两面负电，且单位面积
所带电荷量相等（设电荷不发生移动）。

图中直线A
1B
1
和A
2
B
2
分别为带正电平面和带负电平面
与纸面正交的交线，O为两交线的交点，C、D、E、F恰好位于纸面内正方形的四个顶点上，且CE的连线过O点。

则下列说法中正确的是
A．C、E两点场强相同
B．D、F两点电势相同
C．电子从C点移到D点电场力做正功
D．在C、D、E、F四个点中电子在F点具有的电势能最大
【答案】ACD
【解析】由题，无限大的均匀带电平面在周围空间会形成与平面垂直的匀强电场，空间任意一点的电场是由两个匀强电场的叠加，根据平行边形定则，确定四个象限电场方向，再根据等势面与电场线垂直画出等势线．
解：研究第一象限的情况：
第一象限内，带正电平面A
1B
1
形成电场方向竖直向上，带负电平面A
2
B
2
形成的电场方向水平向
左，如图细实线所示，合场强方向如图粗黑线所示，根据等势面与电场线垂直可知，等势面如虚
线所示．
同理分析其他象限内等势面的分布情况．如图虚线所示．
点评：本题首先要读题能力，抓住有用信息；其次抓住电场的叠加和等势面与电场线垂直的特点．。