2012年高考物理试题分类汇编_静电场

专题7静电场（2012上海）1．A、B、C三点在同一直线上，AB:BC＝1:2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷。当在A处放一电荷量为＋q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为－2q的点电荷，其所受电场力为（）（A）－F/2（B）F/2（C）－F（D）F11.【考点】本题考查库仑定律【解析】设ABr，2BCr，由题意可知2QqFkr；而2221(2)2QqQqFkkrr，故12FF，选项B正确。【答案】B（2012上海）2．如图，质量分别为mA和mB的两小球带有同种电荷，电荷量分别为qA和qB，用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为1与2（1＞2）。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别为vA和vB，最大动能分别为EkA和EkB。则（）（A）mA一定小于mB（B）qA一定大于qB（C）vA一定大于vB（D）EkA一定大于EkB20.【考点】本题考查共点力的平衡和动能定理【解析】分别以A、B球为研究对象进行受力分析可知两球间的库仑力为12tantanABFmgmg，而1＞2，故ABmm，选项A正确，选项B错误。由于平衡时，两小球恰处于同一水平位置，且1＞2，故两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动到最低点，A球下降的高度要大一些，因而选项C正确。最大动能等于mgh(1-cosθ)/cosθ=mghtanθtan(θ/2)，由于mghtanθ相等，因此开始θ大的球最大动能大.(tan(θ/2)=(1-cosθ)/sinθ)【答案】ACD（2012新课标）3.如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子A．所受重力与电场力平衡B．电势能逐渐增加C．动能逐渐增加D．做匀变速直线运动18.【答案】BD【解析】受力分析如图所示，知重力与电场力的合力与速度方向相反，所以粒子做匀减速直线运动，动能减小，所以A、C错误，D正确；因为电场力与速度方向夹角为钝角，所以电场力做负功，电势能增加，即B正确。12AB（2012广东）4.图5是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的有A.带正电的矿粉落在右侧B.电场力对矿粉做正功C.带负电的矿粉电势能变大D.带正电的矿粉电势能变小【考点】带电粒子在电场中的运动【答案】BD【解析】带正电粒子受电场力向左，落在左侧；电场力对矿粉做正功；其矿粉的电势能减小，动能增加；正确选项为BD。（2012福建）5、.如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷1q、2q分别置于A、B两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将1q、2q移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是A．A点电势大于B点电势B．A、B两点的电场强度相等C．1q的电荷量小于2q的电荷量D．1q在A点的电势能小于2q在B点的电势能【考点】考查点电荷电场中电势、电场强度分布的特点，考查电场力做功与电势能变化的关系。【解析】将正的点电荷从电场中移到无穷远处要克服电场力做功，说明点电荷Q带负电，在负的点电荷电场中离负电荷越远处电势越高，因此A点电势小于B点电势，A项错误；离点电荷越远处电场强度越小，B项错误；A点与无穷远处的电势差U1比B点与无穷远处的电势差U2大，由于两电荷移到无穷远处克服电场力做功相等，因此有2211qUqU，因此q1小于q2，C项正确；由于两电荷移到无穷远处克服电场力做功相等，因此有00q21BAq，即BAq21q，因此两电荷在A、B两点的电势能相等，D项错误。【答案】C【方法规律】负的点电荷电场中的电势都为负，离负的点电荷越远电势越高，正的点电荷电场中的电势都为正，离正的点电荷越远电势越低，不论是正的点电荷还是负的点电荷，离电荷越远，场强越小。（2012江苏）6、．真空中，A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r则A、B两点的电场强度大小之比为A．3：1B．1：3C．9：1D．1：91.【解析】根据库仑定律221rqkqF，选C。【答案】C（2012江苏）7．一充电后的平行板电容器保持两板间的正对面积、间距和电荷量不变，在两板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是A．C和U均增大B．C增大，U减小C．C减小，U增大D．C和U均减小2.【解析】根据kdSC4，电容C增大，根据CQU,U减小，B正确。【答案】B（2012山东）8.图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子A．带负电B．在c点受力最大C．在b点的电势能大于在c点的电势能D．由a点到b点的动能变化大于有b点到c点的动能变化【考点】等势面、电场线、带电粒子在电场中轨迹判断【答案】CD【解析】由粒子运动轨迹可判断粒子受斥力作用粒子带正电，A选项错误；离电荷距离越近受斥力越大，故a点受力最大；B选项错误；由b点到c点的运动过程中电场力对粒子做正功，电势能减小，故b点电势能大于c点电势能，C选项正确；ab与bc处于等距离同心圆上，靠近电荷的电场强度较大，结合UEd可判断电势差abbcUU,电场力做功WqU,abbcWW结合动能定理可知由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化,D选项正确。(2012天津）9、.两个固定的等量异号电荷所产生电厂的等势面如图所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中A．作直线运动，电势能先变小后变大B．作直线运动，电势能先变大后变小C．做曲线运动，电势能先变小后变大D．做曲线运动，电势能先变大后变小5【考点】本题考查等量异种点电荷电场中电势分布的特点。【解析】带负电的粒子开始在零电势线上，电势能为零，进入电场后在电场力的作用下向上偏转，做曲线运动，电势能减小，最后出电场，电势能又增大为零，因此电子整个过程做曲线运动，电势能先变小后变大，C项正确。【答案】C(2012重庆）10．空中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正点电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如题20图所示，a、b、c、d为电场中的四个点。则A．P、Q两点处的电荷等量同种B．a点和b点的电场强度相同C．c点的电热低于d点的电势D．负电荷从a到c，电势能减少20.考点透析:以特殊电场模型为载体综合考察电场线、电势、电势能等概念答案：D解析：根据等势线及电场线（根据电场线垂直等势线画出即可）分布特点可知PQ两点处为等量异种电荷；其中a、b两点电场强度大小相等，方向不同；由电场线的分布及走向可知c点电势高于d点的电势；负电荷由a点到c点电场力做正功，电势能减小；正确选项为D思维拓展：处理含等势面的电场问题，首先要画出电场线，电场线可以辅助判断场强大小和电势的高低，以及移动电荷时电场力的做功正负。（2012海南）11.如图，直线上有o、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等，在o点处有固定点电荷，已知b点电势高于c点电势.若一带电负电荷的粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则（）A.两过程中电场力做的功相等B.前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功C.前一过程中，粒子电势能不断减小D.后一过程中，粒子动能不断减小【考点】电场能的性质【答案】C【解析】根据点电荷电场电场线及电势分布可知，b点电势高于c点，则O点固定的是正电荷，负电荷移动过程中电场力做功WqU,又bcabUU，则前一个过程中电场力做功小于后一个过程电场力的功,A、B选项错误；两个过程中均为电场力做正功，电势能减小，动能增加，C对，D错。（2012海南）12.将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷分别用d、U、E和Q表示.下列说法正确的是（）A.保持U不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的一半B.保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍C.保持d不变，将Q变为原来的两倍，则U变为原来的一半D.保持d不变，将Q变为原来的一半，则E变为原来的一半【考点】电容器【答案】AD【解析】UEd，保持U不变，将d变为原来的两倍，E变为原来的一半，A对；保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的一半，B错；QCU,4SCkd保持d不变，C不变，Q加倍，U加倍，C错；44UQQQESSdCddkdk则Q变为原来的一半，E变为原来的一半，D对。（2012大纲卷）13.（16分）（注意：在试题卷上作答无效．．．．．．．．．）如图，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘清线悬挂于O点。先给电容器缓慢充电，使两级板所带电荷量分别为﹢Q和﹣Q，此时悬线与竖直方向的夹角为π/6。再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3，且小球与两极板不接触。求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。24.解：第一次充电后，设电容器的电容为C，则第一次充电Q后，电容器两极板间电势差CQU1，两板间为匀强电场，场强dUE11，设电场中小球带电量为q，则所受电场力qEF11小球在电容器中受重力，电场力和拉力平衡，由平衡条件有：11tanmgF综合以上各式得：CdQqmg1tan第二次充电后，电容器带电量为Q',同理可得：CdqQmg'tan2解得：QQ3'所以QQQQ2'【参考答案】QQ2(2012四川）14.如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段光滑水平，BC段位光滑圆弧，对应的圆心角θ=37°，半径r=2.5m，CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑链接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2×105N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。质量m=5×10-2kg、电荷量q=+1×10-4C的小球（视为质点）被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行，在C点以速度v0=3m/s冲上斜轨。以小物体通过C点时为计时起点，0.1s以后，场强大小不变，方向反向。已知斜轨与小物体之间的动摩擦因素为μ=0.25。设小物体的电荷量保持不变，取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。（1）求弹簧枪对小物体做的功；（2）在斜轨上小物体能到达的最高点为P，球CP的长。24.解：(1)设弹簧枪对小物体做功为Wf，由动能定理得Wf-mgr(l-cosθ)=12mv02①代人数据得Wf=0.475J②说明：①式4分，②式2分。(2)取沿平直斜轨向上为正方向。设小物体通过C点进入电场后的加速度为a1，由牛顿第二定律得－mgsinθ－μ(mgcosθ+qE)=ma1③小物体向上做匀减速运动，经t1=0.1s后，速度达到v1，有v1=v0+a1t1③由③④可知v1=2.1m/s，设运动的位移为s1，有s1=v0t1+12a1t12⑤电场力反向后，设小物体的加速度为a2，由牛顿第二定律得－mgsinθ－μ(mgcosθ-qE)=ma2⑥设小物体以此加速度运动到速度为0，运动的时间为t2，位移为s2，有0=v1+a2t2⑦s2=v1t2+12a2t22⑧设CP的长度为s，有s=s1+s2⑨联立相关方程，代人数据解得s=0.57m⑩说明：③⑥式各3分，④⑤⑦⑧⑨式各1分，⑩式2分。