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高考物理,新高考专用,专题八 电场,考点一电场力的性质,1.(2021北京,9,3分)如图所示的平面内,有静止的等量异号点电荷,M、N两点关于两电荷连线对称,M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是()A.M点的场强比P点的场强大B.M点的电势比N点的电势高C.N点的场强与P点的场强相同D.电子在M点的电势能比在P点的电势能大,答案C,2.(2018课标,16,6分)(多选)如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则()A.a、b的电荷同号,k=B.a、b的电荷异号,k=C.a、b的电荷同号,k=,D.a、b的电荷异号,k=,答案AD,3.(2022吉林白山阶段考,6)如图所示,光滑绝缘的水平面上放着三个带电小球(可看成点电荷),三个小球处在同一条直线上,要使三个小球都处于静止状态,则它们的电荷量为()A.QA=4Q、QB=4Q、QC=4QB.QA=4Q、QB=-5Q、QC=3QC.QA=9Q、QB=-4Q、QC=36QD.QA=-4Q、QB=2Q、QC=-3Q,答案C,4.(2022河北廊坊一中段考,6)如图,光滑绝缘圆环竖直放置,a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球,已知小球c位于圆环最高点,a、c连线与竖直方向成60角,b、c连线与竖直方向成30角,三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是()A.小球a、b、c带同号电荷B.小球a、b带异号电荷C.小球a、b电荷量之比为,D.小球a、b电荷量之比为,答案D,5.(2022湖北,4,4分)密立根油滴实验装置如图所示,两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接,板间产生匀强电场。用一个喷雾器把密度相同的许多油滴从上板中间的小孔喷入电场,油滴从喷口喷出时由于摩擦而带电。金属板间电势差为U时,电荷量为q、半径为r的球状油滴在板间保持静止。若仅将金属板间电势差调整为2U,则在板间能保持静止的球状油滴所带电荷量和半径可以为()A.q,rB.2q,rC.2q,2rD.4q,2r,答案D,考点二电场能的性质,1.(2021辽宁,6,4分)等量异号点电荷固定在水平向右的匀强电场中,电场分布如图所示,实线表示电场线,虚线表示等势线。将同一负电荷先后置于a、b两点,电势能分别为Epa和Epb,电荷所受电场力大小分别为Fa和Fb,则()A.EpaEpb,FaFbB.EpaEpb,FaFbD.EpaEpb,FaFb,答案D,2.(2021浙江6月选考,6,3分)某书中有如图所示的图,用来表示横截面是“”形导体右侧的电场线和等势面,其中a、b是同一条实线上的两点,c是另一条实线上的一点,d是导体尖角右侧表面附近的一点。下列说法正确的是()A.实线表示电场线B.离d点最近的导体表面电荷密度最大C.“”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同D.电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零,答案D,3.(2021全国甲,19,6分)(多选)某电场的等势面如图所示,图中a、b、c、d、e为电场中的5个点,则()A.一正电荷从b点运动到e点,电场力做正功B.一电子从a点运动到d点,电场力做功为4 eVC.b点电场强度垂直于该点所在等势面,方向向右D.a、b、c、d四个点中,b点的电场强度大小最大,答案BD,4.(2021全国乙,15,6分)如图(a),在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷。由于静电感应,在金属平板上表面产生感应电荷,金属板上方电场的等势面如图(b)中虚线所示,相邻等势面间的电势差都相等。若将一正试探电荷先后放于M和N处,该试探电荷受到的电场力大小分别为FM和FN,相应的电势能分别为EpM和EpN,则(),图(a),图(b),A.FMEpNB.FMFN,EpMEpNC.FMFN,EpMEpN,答案A,5.(2022河北,6,4分)如图,真空中电荷量为2q和-q(q0)的两个点电荷分别位于M点与N点,形成一个以MN延长线上O点为球心、电势为零的等势面(取无穷远处电势为零)。P为MN连线上的一点,S为等势面与直线MN的交点,T为等势面上一点。下列说法正确的是()A.P点电势低于S点电势B.T点电场强度方向指向O点,C.除无穷远处外,MN直线上存在两个电场强度为零的点D.将正试探电荷q0从无穷远处移动到P点,静电力做正功,答案B,6.(2021海南,11,4分)(多选)如图,在匀强电场中有一虚线圆,ab和cd是圆的两条直径,其中ab与电场方向的夹角为60,ab=0.2 m,cd与电场方向平行,a、b两点的电势差Uab=20 V。则()A.电场强度的大小E=200 V/mB.b点的电势比d点的低5 VC.将电子从c点移到d点,电场力做正功D.电子在a点的电势能大于在c点的电势能,答案AD,7.(2019课标,20,6分)(多选)静电场中,一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动,N为粒子运动轨迹上的另外一点,则()A.运动过程中,粒子的速度大小可能先增大后减小B.在M、N两点间,粒子的轨迹一定与某条电场线重合C.粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能D.粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行,答案AC,8.(2020课标,21,6分)(多选)如图,M是锐角三角形PMN最大的内角,电荷量为q(q0)的点电荷固定在P点。下列说法正确的是()A.沿MN边,从M点到N点,电场强度的大小逐渐增大B.沿MN边,从M点到N点,电势先增大后减小C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大D.将正电荷从M点移动到N点,电场力所做的总功为负,答案BC,考点三电容器、带电粒子在电场中的运动,1.(2021江苏,2,4分)有研究发现,某神经细胞传递信号时,离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流。若将该细胞膜视为110-8 F的电容器,在2 ms内细胞膜两侧的电势差从-70 mV变为30 mV,则该过程中跨膜电流的平均值为()A.1.510-7 AB.210-7 AC.3.510-7 AD.510-7 A,答案D,2.(2022浙江6月选考,9,3分)如图所示,带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场,板长为L(不考虑边界效应)。t=0时刻,M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v0的相同粒子,垂直M板向右的粒子,到达N板时速度大小为v0;平行M板向下的粒子,刚好从N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用,则()A.M板电势高于N板电势B.两个粒子的电势能都增加C.粒子在两板间的加速度a=,D.粒子从N板下端射出的时间t=,答案C,3.(2018课标,21,6分)(多选)如图,一平行板电容器连接在直流电源上,电容器的极板水平;两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反,使它们分别静止于电容器的上、下极板附近,与极板距离相等。现同时释放a、b,它们由静止开始运动。在随后的某时刻t,a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面。a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是(),A.a的质量比b的大B.在t时刻,a的动能比b的大C.在t时刻,a和b的电势能相等D.在t时刻,a和b的动量大小相等,答案BD,4.(2021全国乙,20,6分)(多选)四个带电粒子的电荷量和质量分别为(+q,m)、(+q,2m)、(+3q,3m)、(-q,m),它们先后以相同的速度从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中,电场方向与y轴平行。不计重力,下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中,可能正确的是(),答案AD,拓展一求解场强的常用方法,1.(2022山东,3,3分)半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置,圆心位于O点,环上均匀分布着电荷量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分,取走A、B处两段弧长均为L的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点,O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变,q为()A.正电荷,q=,B.正电荷,q=C.负电荷,q=D.负电荷,q=,答案C,2.(2022湖南,2,4分)如图,四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边a、b、c、d上。移去a处的绝缘棒,假定另外三根绝缘棒电荷分布不变。关于长方体几何中心O点处电场强度方向和电势的变化,下列说法正确的是(),A.电场强度方向垂直指向a,电势减小B.电场强度方向垂直指向c,电势减小C.电场强度方向垂直指向a,电势增大D.电场强度方向垂直指向c,电势增大,答案A,3.(2019课标,21,6分)(多选)如图,电荷量分别为q和-q(q0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上,a、b是正方体的另外两个顶点。则()A.a点和b点的电势相等B.a点和b点的电场强度大小相等C.a点和b点的电场强度方向相同D.将负电荷从a点移到b点,电势能增加,答案BC,4.(2022江苏如皋中学三模,6)如图所示,电荷均匀分布在半球面上,它在半球的球心O处的电场强度等于E0。一过球心的倾斜平面将球面分为两部分,其中=60。则所分出的较小这部分的电荷在O处的电场强度E为()A.B.C.D.,答案B,5.(2022河北廊坊期末,7)如图甲所示,一半径为R的球面上均匀分布着电荷量为Q的正电荷,电荷在球心O点处产生的电场强度为零。已知下半部分球面上的电荷在球心O点处产生的电场强度大小E0=,方向如图甲所示。现切掉含有Q正电荷的球面,如图乙,若剩下的Q正电荷均匀分布在剩下的球面。则切掉球面后,球心O点处的电场强度大小为(),A.B.C.D.,答案D,6.(2021河北,10,6分)(多选)如图,四个电荷量均为q(q0)的点电荷分别放置于菱形的四个顶点,其坐标分别为(4l,0)、(-4l,0)、(0,y0)和(0,-y0),其中x轴上的两个点电荷位置固定,y轴上的两个点电荷可沿y轴对称移动(y00)。下列说法正确的是(),A.除无穷远处之外,菱形外部电场强度处处不为零B.当y0取某值时,可使得菱形内部只存在两个电场强度为零的点C.当y0=8l时,将一带负电的试探电荷由点(4l,5l)移至点(0,-3l),静电力做正功D.当y0=4l时,将一带负电的试探电荷放置在点(l,l)处,其所受到的静电力方向与x轴正方向成45倾斜向上,答案ACD,拓展二平行板电容器的动态分析,1.(2018北京理综,19,6分)研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是()A.实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电B.实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小C.实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大D.实验中,只增加极板带电荷量,静电计指针的张角变大,表明电容增大,答案A,2.(2021河北新高考适应卷,9)(多选)如图,某电容器由两水平放置的半圆形金属板组成,板间为真空。两金属板分别与电源两极相连,下极板固定,上极板可以绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动。起初两极板边缘对齐,然后上极板转过10,并使两极板间距减小到原来的一半。假设变化前后均有一电子由静止从上极板运动到下极板。忽略边缘效应,则下列说法正确的是(),A.变化前后电容器电容之比为917B.变化前后电容器所带电荷量之比为169C.变化前后电子到达下极板的速度之比为1D.变化前后电子运动到下极板所用时间之比为21,答案AD,3.(2021山西大同联考,6)如图所示,一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连(未画出),极板水平放置,极板间距为D,在下极板上叠放一厚度为d的金属板A,dD,其上部空间有一带负电的粒子P静止在电容器中,当把金属板从电容器中快速抽出后,粒子P开始运动,已知重力加速度为g。则下列判断正确的是(),A.电容器的电容变大B.两板间的电场强度不变C.上极板所带电荷量变大D.粒子运动的加速度大小为g,答案D,4.(2019北京理综,23,18分)电容器作为储能器件,在生产生活中有广泛的应用。对给定电容值为C的电容器充电,无论采用何种充电方式,其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同。(1)请在图1中画出上述u-q图像。类比直线运动中由v-t 图像求位移的方法,求两极间电压为U时电容器所储存的电能Ep。(2)在如图2所示的充电电路中,R表示电阻,E表示电源(忽略内阻)。通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电,对应的q-t曲线如图3中所示。a.两条曲线不同是(选填E或R)的改变造成的;b.电容器有时需要快速充电,有时需要均匀充电。依据a中的结论,说明实现这两种充电方式的途径。,(3)设想使用理想的“恒流源”替换(2)中电源对电容器充电,可实现电容器电荷量随时间均匀增加。请思考使用“恒流源”和(2)中电源对电容器的充电过程,填写下表(选填“增大”、“减小”或“不变”)。,答案(1)u-q图线如图CU2(2)a.Rb.减小电阻R,可以实现对电容器更快速充电;增大电阻R,可以实现更均匀充电。(3),拓展三电场中的图像问题,1.(2021新疆维吾尔自治区3月检测,9)(多选)一带正电粒子仅在电场力作用下从A点由静止开始做直线运动,其v-t图像为正弦曲线,如图所示。已知粒子在t1时刻运动到B点,t2时刻运动到C点,t3时刻运动到D点,t4时刻运动到E点,下列判断正确的是()A.A、E两点重合B.C、D两点场强大小关系为ECED,C.A、C、E三点的电势相等D.粒子从A点经B点运动到C点,电势能先增加后减少,答案AC,