专题八静电场

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资源描述

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.233lkqB.23lkqC.23lkqD.232lkq.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=k2qQl,小球b对小球c的库伦引力为F=k2qQl,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=23kql,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(qO)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.k23RqB.k2910RqC.k29RqQD.k299RqQ【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EQ=k2Rq。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23Rq+EQ=k2910Rq,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错误!未找到引用源。,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.在距上极板错误!未找到引用源。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错误!未找到引用源。,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qa和qb,则(A)a处为正电荷,qa<qb(B)a处为正电荷,qa>qb(C)a处为负电荷,qa<qb(D)a处为负电荷,qa>qb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,qa>qb,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z0的空间,z0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.24qkhB.249qkhC.2329qkhD.2409qkh【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=k22qh+k232qh=2409qkh,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,金属球表面的电势处处相等。a、b为电场中的两点,则(A)a点的电场强度比b点的大(B)a点的电势比b点的高(C)检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大(D)将检验电荷-q从a点移到b点的过程中,电场力做负功答案:ABD解析:根据电场线的疏密表示电场强度大小可知a点的电场强度比b点的大,选项A正确。根据沿电场线方向电势逐渐降低,a点的电势比b点的高,选项B正确。由电势能与电势的关系可知,检验电荷-q在a点的电势能比在b点的小,选项C错误。将检验电荷-q从a点移到b点的过程中,电场力做负功,电势能增大,选项D正确。9.(2013高考江苏物理第3题)下列选项中的各14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14圆环间彼此绝缘。坐标原点O处电场强度最大的是答案:B解析:将圆环分割成微元,由对称性分析可得,D图中O处电场强度为零点。C图中两个带+q的14圆环在坐标原点O处电场强度为零。所以坐标原点O处电场强度最大的是图B。10.(2013高考天津理综物理第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点为MN上的一点。一带负电的试探电荷q,从A点由静止释放,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点时电势能为零答案:BC解析:在两个带等量正电的点电荷连线的中垂线上,电场线方向由O指向A。O点电场强度为零,A点电场强度大于零。一带负电的试探电荷q,从A点由静止释放,所受静电力由A指向O,只在静电力作用下运动,电场力做功,电势能减小,q向O点做加速度逐渐减小的加速运动,q由A向O运动的过程电势能逐渐减小,q运动到O点时的动能最大,电势能不为零,选项BC正确AD错误.11.(2013高考广东理综第19题)图7,游乐场中,从高处A到水面B处有两条长度相等的光滑轨道,甲、乙两小孩沿着不同轨道同时从A处自由滑向B处,下列说法正确的有A.甲的切向加速度始终比乙大B.甲、乙在同一高度的速度大小相等C.甲、乙在同一时刻总能到达同一高度D.甲比乙先到达B处考点:力和运动,动能定理,力的分解答案:BD解析:在光滑轨道上任取一点,作切线,设切线与水平方向成的锐角为θ,则小孩重力沿轨道切向方向分力为:mgsinθ=mat,其切向加速度a=gsinθ。可以看出来甲的切向加速度一直减小,乙的切向加速度一直增大,前半段,甲的切向加速度比乙大,后半段,甲的切向加速度比乙小,选项B错误。当甲乙下降相同的高度h时,由动能定理得:221mvmgh即:ghv2,甲、乙在同一高度的速度大小相等,选项B正确。在同一时刻,甲的位移总比乙大,甲比乙先到达B处,选项C错误D正确。12.(2013高考广东理综第15题)喷墨打印机的简化模型如图4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考点:带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,电场力做功和电势能关系,牛顿第二定律,匀强电场的计算公式。答案:C解析:不计重力的微滴带负电,所受电场力方向指向带正电荷的极板,微滴在极板间向正极板偏转,选项A错。电场力做功,电势能减小,选项B错误。不计重力的带负电微滴初速方向和恒定电场力方向垂直,其运动轨迹为抛物线,选项C正确。带电墨汁微滴所受电场力与电量成正比,所以运动轨迹与带电量有关,选项D错误。13.(2013高考北京理综第18题)某原子电离后其核外只有一个电子,若该电子在核的库仑力作用下绕核做匀速圆周运动,那么电子运动A.半径越大,加速度越大B.半径越小,周期越大C.半径越大,角速度越小D.半径越小,线速度越小答案:C解析:电子在核的库仑力作用下绕核做匀速圆周运动,由k2rQe=ma可知,半径r越大,加速度a越小,选项A错误。由k2rQe=mω2r可知,半径r越大,角速度ω越小,选项C正确。由ω=2π/T可知,半径r越大,周期T越大,半径越小,周期越小,选项B错误。由k2rQe=mrv2可知,半径r越大,线速度v越小,选项D错误。

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