电场部分高考题
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1.如图所示为两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出).图中C点为两点电荷连线的中点,MN为两点电荷连线的中垂线,D为中垂线上的一点,电场线的分布关于MN左右对称,则下列说法中准确的是( )
A.这两点电荷一定是等量异种电荷
B.这两点电荷一定是等量同种电荷
C.D、C两点的电场强度一定相等
【答案】A
3.如图所示,实线为某电场的电场线,虚线表示该电场的等势面,A、B、C是电场中的三点.下列说法准确的是( )
A.三点中,B点的场强最大
B.三点中,A点的电势最高
C.将一带负电的检验电荷从A移动到B,电势能增大
D.将一带正电的检验电荷从A移动到B和从A移动到C,电势能的变化相同
【答案】D
【解析】电场线的疏密表示电场强度的大小,所以三点中,A点场强最大,A错误;沿电场线方向,电势逐渐降低,A点电势最低,B错误;将一带负电的检验电荷从A移动到B,电场力做正功,电势能减小,C错误;因为B、C两点在同一等势面上,所以将一带正电的检验电荷从A移动到B和从A移动到C,电场力做的功相同,电势能变化相同,D准确.学科#网
[典例] (2017·高考北京卷)如图所示,长l=1 m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球所带电荷量q=1.0×10-6 C,匀强电场的场强E=3.0×103 N/C,取重力加速度g=
10 m/s 2
,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求: (1)小球所受电场力F 的大小. (2)小球的质量m .
(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v 的大小.
【答案】(1)3.0×10-3
N (2)4.0×10-4
kg (3)2.0 m/s 【解析】本题考查物体的平衡与动能定理. (1)F =qE =3.0×10-3 N.
(2)由qE mg
=tan 37°,得m =4.0×10-4
kg. (3)由mgl (1-cos 37°)=12
mv 2
,得
v =2gl 1-cos 37°=2.0 m/s.
1.(2016·高考全国卷Ⅲ)关于静电场的等势面,下列说法准确的是( ) 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 【答案】B
1.空间有一沿x 轴对称分布的电场,其电场强度E 随x 变化的图象如图所示,x 1和-x 1为x 轴上对称的两点.下列说法准确的是( )
A .x 1处场强大于-x 1处场强
B .若电子从x 1处由静止释放后向x 轴负方向运动,到达-x 1处时速度为零
C .电子在x 1处的电势能大于在-x 1处的电势能
D .x 1处的电势比-x 1处的电势高 【答案】B
[典例2] 如图所示,在O 点处固定一个正电荷,在过O 点的竖直平面内的A 点,自由释放一个带正电的小球,小球的质量为m 、电荷量为q .小球下落的轨迹如图中虚线所示,它与以
O 为圆心、R 为半径的圆相交于B 、C 两点,O 、C 在同一水平线上,∠BOC =30°,A 距离OC
的竖直高度为h .若小球通过B 点时的速度为v ,试求: (1)小球通过C 点时的速度大小. (2)小球由A 到C 的过程中电场力做的功.
【答案】(1)v 2
+gR (2)12mv 2+12
mgR -mgh
1.(多选)(2016·高考海南卷)如图,一带正电的点电荷固定于O 点,两虚线圆均以O 为圆心,两实线分别为带电粒子M 和N 先后在电场中运动的轨迹,a 、b 、c 、d 、e 为轨迹和虚线圆的交点.不计重力.下列说法准确的是( )
A.M带负电荷,N带正电荷
B.M在b点的动能小于它在a点的动能
C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能
D.N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功
【答案】ABC
1.(2016·高考全国卷Ⅰ)一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上.若将云母介质移出,则电容器( )
A.极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大
B.极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大
C.极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变
D.极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变
【答案】D
[典例1] 如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间的距离为d,上极板正中有一小孔.质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g).求:
(1)小球到达小孔处的速度;
(2)极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量;
(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间.
【答案】(1)2gh (2)mg h +d qd C mg h +d
q
(3)
h +d
h
2h
g
【解析】(1)由v 2
=2gh ,得v =2gh .
(2)在极板间带电小球受重力和电场力作用,由牛顿运动定律知:m g -qE =ma 由运动学公式知:0-v 2
=2ad 整理得电场强度E =
mg h +d
qd
由U =Ed ,Q =CU ,得电容器所带电荷量Q =C mg h +d
q
. (3)由h =12gt 2
1,0=v +at 2,t =t 1+t 2
整理得t =
h +d
h
2h
g
.
3.如图所示,两块平行金属板M 、N 间的距离为d ,两板间电压U 随t 的变化规律如图所示,电压的绝对值为U 0.t =0时刻M 板的电势比N 板低.在t =0时刻有一个电子从M 板处无初速释放,经过1.5个周期刚好到达N 板.电子的电荷量为e ,质量为m .求: (1)该电子到达N 板时的速率v .
(2)在1.25个周期末该电子和N 板间的距离s .
【答案】(1)
2U 0e 3m (2)d
4
【解析】(1)根据题图可知,粒子先匀加速T 2,再匀减速T 2速度减到零,最后匀加速T
2
到达N
板,根据动能定理得e U 03=12
mv 2
-0,解得v =
2U 0e
3m
. (2)根据粒子运动的对称性可知,粒子每T
2运动d
3
的距离,从T 到1.25T 的时间内,粒子运动