高考物理一轮复习 高考AB卷 专题七 静电场

专题七 静电场

A 卷 全国卷

库仑定律 电场强度

1．(2013·新课标全国Ⅰ卷，15，6分)(难度★★★)如图所示，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 b 点处的场强为零，说明q 与Q 在b 点处产生的场强大小相等、方向相反，即k

q

R 2

＝E b 。由于d 点和b 点相对于圆盘是对称的，因此Q 在d 点产生的场强E d ＝k q R

2。d 点处

的合电场强度E 合＝k q （3R ）2＋k q R 2＝k 10q

9R

2，故B 正确。

答案 B

2．(2013·新课标全国Ⅱ卷，18，6分)(难度★★★)如图所示，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 对c 受力分析，小球处于静止状态，满足3k

qq c l 2＝q c E ，

可得E ＝3kq

l

2，故B 正确。

答案 B

电场能的性质

3.(2016·全国卷Ⅲ，15，6分)(难度★★)关于静电场的等势面，下列说法正确的是( )

A．两个电势不同的等势面可能相交

B．电场线与等势面处处相互垂直

C．同一等势面上各点电场强度一定相等

D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功

解析若两个不同的等势面相交，则在交点处存在两个不同电势数值，与事实不符，A 错；电场线一定与等势面垂直，B对；同一等势面上的电势相同，但电场强度不一定相同，C错；将一负电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做负功，故D 错。

答案 B

4．(2016·全国卷Ⅰ，20，6分)(难度★★★)(多选)如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知( )

A．Q点的电势比P点高

B．油滴在Q点的动能比它在P点的大

C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大

D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小

解析由于油滴受到的电场力和重力都是恒力，所以合外力为恒力，加速度恒定不变，所以D选项错；由于油滴轨迹相对于过P的竖直线对称且合外力总是指向轨迹弯曲内侧，所以油滴所受合外力沿竖直向上的方向，因此电场力竖直向上，且qE>mg，则电场方向竖直向下，所以Q点的电势比P点的高，A选项正确；当油滴从P点运动到Q点时，电场力做正功，电势能减小，C选项错误；当油滴从P点运动到Q点的过程中，合外力做正功，动能增加，所以Q点动能大于P点的动能，B选项正确。

答案AB

5．(2016·全国卷Ⅱ，15，6分)(难度★★★)如图，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为a a、

a b、a c，速度大小分别为v a、v b、v c，则( )

A ．a a >a b >a c ，v a >v c >v b

B ．a a >a b >a c ，v b >v c >v a

C ．a b >a c >a a ，v b >v c >v a

D ．a b >a c >a a ，v a >v c >v b 解析 由库仑定律F ＝

kq 1q 2

r 2

可知，粒子在a 、b 、c 三点受到的电场力的大小关系为F b >F c >F a ，由a ＝F m

，可知a b >a c >a a 。根据粒子的轨迹可知，粒子Q 与场源电荷P 的电性相同，二者之间存在斥力，由c →b →a 整个过程中，电场力先做负功再做正功，且W ba >|W cb |，结合动能定理可知，v a >v c >v b ，故选项D 正确。 答案 D

6.(2015·新课标全国Ⅰ，15，6分)(难度★★★)如图，直线a 、b 和c 、d 是处于匀强电场中的两组平行线，M 、N 、P 、Q 是它们的交点，四点处的电势分别为φM 、φN 、φP 、φQ 。一电子由M 点分别运动到N 点和P 点的过程中，电场力所做的负功相等。则( )

A ．直线a 位于某一等势面内，φM ＞φQ

B ．直线c 位于某一等势面内，φM ＞φN

C ．若电子由M 点运动到Q 点，电场力做正功

D ．若电子由P 点运动到Q 点，电场力做负功

解析 电子带负电荷，电子由M 点分别运动到N 点和P 点的过程中，电场力所做的负功相等，有W MN ＝W MP ＜0，而W MN ＝qU MN ，W MP ＝qU MP ，q ＜0，所以有U MN ＝U MP ＞0，即φM ＞φN ＝

φP ，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP 和MQ 分别是两条等势线，有φM ＝φQ ，

故A 错误，B 正确；电子由M 点到Q 点过程中，W MQ ＝q (φM －φQ )＝0，电子由P 点到Q 点过程中，W PQ ＝q (φP －φQ )＞0，故C 、D 错误。 答案 B

7．(2014·新课标全国Ⅱ，19，6分)(难度★★)(多选)关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是( )