2022届高中物理静电场考点总结.pdf

1 (每日一练每日一练)2022)2022 届高中物理静电场考点总结届高中物理静电场考点总结 单选题 1、如图所示，固定光滑直杆上套有一个质量为m，带电量为+q的小球和两根原长均为L的轻弹簧，两根轻弹簧的一端与小球绝缘相连，另一端分别固定在杆上相距为 2L的A、B两点，空间存在方向竖直向下的匀强电场。已知直杆与水平面的夹角为，两弹簧的劲度系数均3sin，小球在距B点45的P点处于静止状态，Q点距A点45，小球在Q点由静止释放，重力加速度为g。则（）A匀强电场的电场强度大小为sin5 B小球在Q点的加速度大小为65sin C小球运动的最大动能为1225sin D小球运动到最低点的位置离B点距离为15 答案：C 解析：A依题意，小球在距B点45的P点处于静止状态，小球受到两根弹簧的弹力合力大小为 2 =2=2 3sin5=65sin 对小球由共点力平衡可得(+)sin=解得 =5 故 A 错误；B根据对称性，可知小球在Q点的受两弹簧弹力合力情况与P点大小相等，方向相反，根据牛顿第二定律，有 +(+)sin=求得 =125sin 故 B 错误；C小球从Q点由静止下滑时，运动到P点受力平衡，加速度为 0，速度最大，动能最大，从Q到P过程中，根据动能定理可得(+)sin=km 0 由几何关系可求得=2 2 45=25 联立求得 km=1225sin 故 C 正确；3 D依题意，可判断知小球从Q点静止运动到最低点时，小球做简谐振动，P点为平衡位置，根据简谐运动的对称性可知，小球运动最低点到P点距离为25，所以小球运动到最低点的位置离B点距离为 =25=45 25=25 故 D 错误。故选 C。2、如图甲所示，边长为a的正方形，四个顶点上分别固定一个电荷量为+的点电荷；在0 22区间，x轴上电势的变化曲线如图乙所示。现将一电荷量为的点电荷P置于正方形的中心O点，此时每个点电荷所受库仑力的合力均为零。若将P沿x轴向右略微移动后，由静止释放，以下判断正确的是（）A=2+12，释放后P将向右运动 B=2+12，释放后P将向左运动 C=22+14，释放后P将向右运动 D=22+14，释放后P将向左运动 答案：C 解析：对y轴正向的点电荷，由平衡知识可得 222+2(2)2=(22)2 4 解得 =22+14 因在0 22区间内沿x轴正向电势升高，则场强方向沿x轴负向，则将P沿x轴正向向右略微移动后释放，P受到向右的电场力而向右运动。故选 C。3、如图所示，固定光滑直杆上套有一个质量为m，带电量为+q的小球和两根原长均为L的轻弹簧，两根轻弹簧的一端与小球绝缘相连，另一端分别固定在杆上相距为 2L的A、B两点，空间存在方向竖直向下的匀强电场。已知直杆与水平面的夹角为，两弹簧的劲度系数均3sin，小球在距B点45的P点处于静止状态，Q点距A点45，小球在Q点由静止释放，重力加速度为g。则（）A匀强电场的电场强度大小为sin5 B小球在Q点的加速度大小为65sin C小球运动的最大动能为1225sin D小球运动到最低点的位置离B点距离为15 答案：C 解析：5 A依题意，小球在距B点45的P点处于静止状态，小球受到两根弹簧的弹力合力大小为 =2=2 3sin5=65sin 对小球由共点力平衡可得(+)sin=解得 =5 故 A 错误；B根据对称性，可知小球在Q点的受两弹簧弹力合力情况与P点大小相等，方向相反，根据牛顿第二定律，有 +(+)sin=求得 =125sin 故 B 错误；C小球从Q点由静止下滑时，运动到P点受力平衡，加速度为 0，速度最大，动能最大，从Q到P过程中，根据动能定理可得(+)sin=km 0 由几何关系可求得=2 2 45=25 联立求得 km=1225sin 6 故 C 正确；D依题意，可判断知小球从Q点静止运动到最低点时，小球做简谐振动，P点为平衡位置，根据简谐运动的对称性可知，小球运动最低点到P点距离为25，所以小球运动到最低点的位置离B点距离为 =25=45 25=25 故 D 错误。故选 C。4、均匀带电薄球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布有正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球面顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OMON2R。已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为（）A42EB42C22ED22E 答案：C 解析：若将均匀带 2q电荷的薄球壳放在O处，球壳在M、N两点产生的电场强度大小均为 E=22 则由对称关系可知N点的场强大小 EN22E 故选 C。7 5、带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：在电场线上运动，在等势面上做匀速圆周运动。该电场可能由 A一个带正电的点电荷形成 B一个带负电的点电荷形成 C两个分立的带等量负电的点电荷形成 D一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成 答案：A 解析：AB负电荷在电场线上运动，说明电场线是直线；负电荷在等势面上做匀速圆周运动，说明等势线是圆形曲线，能满足以上两种情况的场源电荷可以是一个带正电的点电荷，不可能是带负电的点电荷，所以 A 正确B 错误；C两个分立的带等量正电的点电荷可以满足以上条件，而两个分立的带等量负电的点电荷不能使负电荷完成题中运动，所以 C 错误；D题中情况的等势线不能使负电荷做匀速圆周运动，D 错误。故选 A。6、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1 108F的电容器，在2ms内细胞膜两侧的电势差从70mV变为30mV，则该过程中跨膜电流的平均值为（）A1.5 107AB2 107AC3.5 107AD5 107A 答案：D 解析：根据 Q=CU 可知 8 Q=CU=10-8(30+70)10-3C=10-9C 则该过程中跨膜电流的平均值为 =1092 103A=5 107A 故选 D。7、如图所示，电量为q和q的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有()A体中心、各面中心和各边中点 B体中心和各边中点 C各面中心和各边中点 D体中心和各面中心 答案：D 解析：两个等量同种电荷在其连线的中点处的合场强为零，两个等量同种正电荷在其连线的中垂线上的合场强沿中垂线指向远离正电荷的方向，两个等量同种负电荷在其连线的中垂线上的合场强沿中垂线指向负电荷的方向。在正方体的上面中心，上面的四个电荷分成两组产生的场强都是零，下面的四个电荷分成两组产生的场强等大反向，所以正方体的上面中心处的合场强为零，同理所有各面中心处的合场强都为零。在体中心，可以将八个电荷分成四组，产生的合场强为零。而在各边中心，场强无法抵消，合场强不为零，故选 D。多选题 8、某电场的电场线分布如图实线所示，一带电粒子只在电场力作用下经A点运动到B点，运动轨迹如虚线所9 示。下列说法正确的是（）A若粒子带正电，其加速度增大、电势能减小 B若粒子带正电，其加速度减小、电势能增大 C若粒子带负电，其加速度增大、电势能减小 D若粒子带负电，其加速度减小、电势能增大 答案：AC 解析：由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力大致向右，与轨迹上每一点的切线方向即瞬时速度方向成锐角，则电场力对带电粒子做正功，其电势能减小，动能增大，电场线越来越密，场强增大，粒子所受的电场力增大，加速度增大，这些结论与粒子的电性无关，故 AC 正确，BD 错误。故选 AC。9、某静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为场强正方向，一个带正电的点电荷只在电场力的作用下沿x轴运动，x1、x2、x3、x4四点间隔相等，则（）A点电荷在x2和x4处电势能相等 10 B点电荷由x1运动到x3的过程中电势能减小 Cx1、x2两点之间的电势差小于x3、x4两点之间的电势差 D点电荷由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大 答案：BC 解析：A由x轴上的场强E随x的变化关系可知图线与x轴所围图形的面积表示电势差，所以点电荷在x2和x4处电势能不相等，选项 A 错误；Bx轴正方向为场强正方向，正点电荷受电场力沿x轴正方向，由x1运动到x3的过程中电场力做正功，电势能减小，选项 B 正确；C由x轴上的场强E随x的变化关系可知图线与x轴所围图形的面积表示电势差，x1、x2两点之间的电势差小于x3、x4两点之间的电势差，选项 C 正确；D根据F=qE可知点电荷由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小，选项 D 错误。故选 BC。10、在轴上分别固定两个点电荷1、2，2位于坐标原点O处。两点电荷形成的静电场中，轴上的电势随变化的图像如图所示。下列说法正确的是（）A3处电势最高，电场强度最大 B1带正电，2带负电 C1的电荷量小于2的电荷量 11 D电子从1处沿x轴移动到2处，电势能增加 答案：BD 解析：A由于 =则图像的斜率表示电场强度，所以由图像可知3处电势最高，电场强度最小为 0，则 A 错误；BC由于沿着电场线方向电势逐渐降低，则 O-3电场线方向指向 x 轴的负方向，3+，电场线方向指向 x轴的正方向，并且在3处电势最高，电场强度最小为 0，根据点电荷场强公式 =2 由近小远大规律可知，1的电荷量大于2的电荷量，并且1带正电，2带负电，所以 B 正确；C 错误；D电子从1处沿x轴移动到2处，电场力做负功，电势能增加，所以 D 正确；故选 BD。填空题 11、公式=的意义（1）意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的_与这两点_之比。（2）电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等于沿_方向_上降低的电势。12 （3）电场强度的另一个单位：由=可导出电场强度的另一个单位，即_，符号为_。1 V/m=1 N/C。答案：电势差 沿电场线方向的距离 电场强度 每单位距离上 伏/米 V/m 解析：(1)12在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与这两点沿电场线方向的距离之比。(2)34电场强度在数值上等于沿电场强度方向每单位距离上降低的电势。(3)56由 =AB 可导出电场强度的另一个单位，即伏/米，符号为 V/m。12、如图所示，在一条直线上有两个相距 0.4 m 的点电荷 A、B，A 带电Q，B 带电9Q。现引入第三个点电荷 C，恰好使三个点电荷处于平衡状态，则 C 带_（填正电荷或负电荷），所带电量为_ 答案：负电荷 94Q 解析：1根据平衡条件判断，C 应带负电，放在 A 的左侧且和 AB 在一条直线上。2设 C 的电量为q，与 A 相距x。则以 C 为研究对象，由平衡条件得 2=9(+)2 代入数据解得 =0.2m 再以 A 为研究对象，则有 13 2=922 代入数据解得 =94 13、一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为+Q的电荷，另一电荷量为+q的点电荷放在球心O上，如图所示现在球壳上挖去半径为r（rR）的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受电场力的大小为_（已知静电力常量为k），方向_ 答案：244 由球心指向小圆孔圆心 解析：球壳的电荷面密度=42，球壳上挖去半径为r的小圆孔，去掉的电荷量q=r2=242，关于球心O对称位置相应电荷对球心电荷的电场力大小为F=2=244，方向由球心指向小圆孔圆心，其余部分对球心电荷的合力为零