2013年高考物理 真题分类解析 专题8 静电场

2013高考物理分类解析

专题八、静电场

1. （2013全国新课标理综II 第18题）如图，在光滑绝缘水平面上。三个带电小球a 、b 和c 分别位于边长为l 的正三角形的三个顶点上；a 、b 带正电，电荷量均为q ，c 带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k 。若三个小

球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为 A ．2

33l

kq B ．

2

3l

kq C ．

2

3l

kq D ．

2

32l

kq

1.B

【命题意图】本题考查库仑定律、电场力、平衡条件及其相关知识点，意在考查考生综合运用知识解决问题的能力。

【解题思路】设小球c 带电量Q ，由库仑定律可知小球a 对小球c 的库伦引力为F=k 2

q Q l

，

小球b 对小球c 的库伦引力为F=k

2

q Q l

，二力合力为2Fcos30°。设水平匀强电场的大小为

E ，对c 球，由平衡条件可得：QE=2Fcos30°。解得：E=2

l

，选项B 正确。

【误区警示】错选研究对象，分析小球a 受力或分析小球b 受力，陷入误区。

2. （2013全国新课标理综1第15题）如图，一半径为R 的圆盘上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>O)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 2

3R

q B. k 2

910R

q C. k

2

9R

q Q +

D. k

2

99R

q Q +

【命题意图】本题考查电场叠加、点电荷电场强度公式等基础知识点，意在考查考生应用相

关知识定量分析物理问题，解决问题的能力。 答案：B

解析：根据题述b 点处的场强为零，可知a 点处电荷量为q 的固定点电荷在b 点产生的电场的场强与圆盘在b 点产生的电场的场强大小相等方向相反，即圆盘在b 点产生的电场的场强大小E Q =k

2

R

q 。根据点电荷电场强度公式和电场叠加原理，d 点处的电场E= k

()

2

3R q

+

E Q =k 2

910R

q ，选项B 正确。

3 （2013全国新课标理综1第16题）一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d ，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正上方d/2处的P 点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回。若将下极板向上平移 d/3，则从P 点开始下落的相同粒子将 A.打到下极板上

B.在下极板处返回

C.在距上极板d/2处返回

D.在距上极板2d/5处返回

【命题意图】本题考查电容器、动能定理、带电粒子在电场中的运动等基础知识点，意在考查考生应用相关知识定量分析物理问题，解决问题的能力。 答案：D

解析：根据题述，粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器后电场力做负功。设粒子带电量为q ，电池两极之间的电压为U ，由动能定理，mg(d+d/2)-qU=0.。若将下极板向上平移 d/3，一定不能打在下极板上。设粒子在距上极板nd 处返回，则电场力做功为-3qnU/2，由动能定理，mg(nd+d/2)- 3qnU/2=0.。解得n=2d/5，即粒子将在距上极板2d/5处返回，选项D 正确。

4．（2013高考重庆理综第3题）如题3图所示，高速运动的α粒子被位于O 点的重原子核

散射，实线表示α粒子运动的轨迹，M 、N 和Q 为轨迹上的三点，N 点离核最近，Q 点比M 点离核更远，则

A ．α粒子在M 点的速率比在Q 点的大

B ．三点中，α粒子在N 点的电势能最大

C ．在重核产生的电场中，M 点的电势比Q 点的低

D．α粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为负功

答案：B

解析：高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射，离原子核越近，速率越小，电势能越大，所以α粒子在M点的速率比在Q点的小，三点中，α粒子在N点的电势能最大，选项A 错误B正确。在重核产生的电场中，M点的电势比Q点的高，α粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为正功，选项CD错误。

5．（2013高考上海物理第10题）两异种点电荷电场中的部

分等势面如图所示，已知A点电势高于B点电势。若位

于a、b处点电荷的电荷量大小分别为q a和q b，则

(A)a处为正电荷，q a＜q b

(B)a处为正电荷，q a＞q b

(C)a处为负电荷，q a＜q b

(D)a处为负电荷，q a＞q b

答案：B

解析：根据A点电势高于B点电势可知，a处为正电荷，q a＞q b，选项B正确。

6. （2013高考山东理综第19题）如图所示，在x轴相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q，虚线是以+Q所在点为圆心、L/2为半径的圆，a、

b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d

两点关于x轴对称。下列判断正确的是

A ．b 、d 两点处的电势相同

B ．.四点中c 点处的电势最低

C ．b 、d 两点处的电场强度相同

D ．将一试探电荷+q 沿圆周由a 点移至c 点，+q 的电势能减小 答案：ABD

解析：由对称性可知b 、d 两点处的电势相同，选项A 正确。由于沿两个等量异种点电荷连线的电场最强，所以.四点中c 点处的电势最低，选项B 错误。b 、d 两点处的电场强度大小相等，方向不相同，所以选项C 错误。由于c 点电势低于a 点，将一试探电荷+q 沿圆周由a 点移至c 点，+q 的电势能减小，选项D 正确。

7. （2013高考安徽理综第20题）如图所示，xOy 平面是无穷大导体的表面，该导体充满z<0的空间，z>0的空间为真空。将电荷为q 的点电荷置于z 轴上z=h 处，则在xOy 平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q 和导体表

面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z 轴上z=h/2处的场强大小为（k 为静电力常量） A.2

4q k h

B.2

49q k h

C.2

329q k h

D.2

409q k

h

【答案】D

【 解析】点电荷q 和导体表面上的感应电荷共同激发的电场与相距2h 的等量异号点电荷相同，在z 轴上z=h/2处的场强可看作是处在z=h 处点电荷q 和处在z=-h 处点电荷-q 产生电场的叠加，由点电荷场强公式，E=k

2

2q h ⎛⎫

⎪⎝⎭

+ k

2

32q h ⎛⎫ ⎪⎝⎭

=2

409q k

h

，选项D 正确。

8。(2013高考江苏物理第6题)将一电荷量为+Q 的小球放

在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，