2013年高考物理真题汇编全解全析：专题七 静电场 Word版含解析

专题七 静电场

1．(2013·高考新课标全国卷Ⅰ，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 >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 3q R 2

B ．k 10q 9R 2

C ．k Q ＋q R 2

D ．k 9Q ＋q 9R 2

【解析】选B.本题应从点电荷产生的电场和电场的叠加角度解决问题．已知a 处点电荷和带电圆盘均在b 处产生电场，且b 处场强为零，所以带电圆盘在b 处产生的电场场强E 1与

q 在b 处产生的电场场强E ab 等大反向，即E 1＝E ab ＝kq

R 2，带电圆盘在d 处产生的电场场强E 2

＝E 1且方向与E 1相反，q 在d 处产生的电场场强E ad ＝kq (3R )2，则d 处场强E d ＝E 2＋E ad ＝kq R 2＋kq

9R 2＝k 10q

9R

2，选项B 正确． 2．(2013·高考新课标全国卷Ⅰ，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2

5

d 处返回

【解析】选D.本题应从动能定理的角度解决问题．带电粒子在重力作用下下落，此过程中重力做正功，当带电粒子进入平行板电容器时，电场力对带电粒子做负功，若带电粒子在

下极板处返回，由动能定理得mg (d 2＋d )－qU ＝0；若电容器下极板上移d

3

，设带电粒子在距上

极板d ′处返回，则重力做功W G ＝mg (d

2＋d ′)，电场力做功W 电＝－qU ′＝－q d ′(d －d

3

)

U ＝－

q 3d ′2d U ，由动能定理得W G ＋W 电＝0，联立各式解得d ′＝25d ，选项D 正确． 3．(2013·高考新课标全国卷Ⅱ，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.3kq 3l 2

B.

3kq l 2 C.3kq l 2 D.23kq l 2

【解析】选 B.各小球都在力的作用下处于静止状态，分别对各小球受力分析，列平衡方程可求解．以c 球为研究对象，除受另外a 、b 两个小球的库仑力外还受匀强电场的静电力，

如图所示，c 球处于平衡状态，据共点力平衡条件可知F 静＝2k qq c

l

2cos 30°；F 静＝Eq c ，解得E

＝3kq

l

2，选项B 正确．

4．(2013·高考天津卷，6题)两个带等量正电的点电荷，固定在图中P 、Q 两点，MN 为PQ 连线的中垂线，交PQ 于O 点，A 为MN 上的一点．一带负电的试探电荷q ，从A 由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则( )

A ．q 由A 向O 的运动是匀加速直线运动

B ．q 由A 向O 运动的过程电势能逐渐减小

C ．q 运动到O 点时的动能最大

D ．q 运动到O 点时的电势能为零 【解析】选BC.

等量同种电荷的电场线如图所示，负试探电荷q 在A 点由静止释放，在电场力的作用下从A 向O 做变加速直线运动，且电场力做正功，电势能减小，选项A 错误，选项B 正确；负试探电荷q 通过O 点后在电场力的作用下向下做变减速运动，因此q 运动到O 点时的速度最大，动能最大，选项C 正确；因无限远处的电势为零，则O 点的电势φ≠0，所以q 在O 点的电势能不为零，选项D 错误．

5．(2013·高考重庆卷，3题)如图所示，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

【解析】选B.利用动能定理可判断α粒子的速率大小．由电势的高低可判断电势能的大小．重原子核带正电，离核越近，电势越高，选项C 错误；同一正电荷电势越高，其电势能越大，选项B 正确；带正电的α粒子在从M 点到Q 点的过程中，电场力做的总功为正功，据动能定理知，其速率增大，选项A 错误，选项D 错误．

6.(2013·高考山东卷，19题) 如图所示，在x 轴上相距为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 ．四个点中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

【解析】选ABD.根据等量异种点电荷电场线及等势线的分布可知b 、d 两点电势相同，电场强度大小相等、方向不同，选项A 正确，C 错误．c 点电势为0，由a 经b 到c ，电势越来越低，正电荷由a 经b 到c 电势能越来越小，选项B 、D 正确．

7．(2013·高考广东卷，15题)喷墨打印机的简化模型如图所示．重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v 垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中( )

A ．向负极板偏转

B ．电势能逐渐增大

C ．运动轨迹是抛物线

D ．运动轨迹与带电量无关

【解析】选 C.带电微滴垂直进入电场后，在电场中做类平抛运动，根据平抛运动的分解——水平方向做匀速直线运动和竖直方向做匀加速直线运动．

带负电的微滴进入电场后受到向上的静电力，故带电微滴向正极板偏转，选项A 错误；带电微滴垂直进入电场受竖直方向的静电力作用，静电力做正功，故墨汁微滴的电势能减小，

选项B 错误；根据x ＝v 0t ，y ＝12at 2及a ＝qE m ，得带电微滴的轨迹方程为y ＝qEx 2

2m v 20

，即运动轨迹

是抛物线，与带电量有关，选项C 正确，D 错误．

8．(2013·高考江苏卷，3题)下列选项中的各1

4

圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，

且电荷均匀分布，各1

4

圆环间彼此绝缘．坐标原点O 处电场强度最大的是( )