人教版2022年高中物理静电场考点题型与解题方法.pdf

1 (每日一练每日一练)人教版人教版 20222022 年高中物理静电场考点题型与解题方法年高中物理静电场考点题型与解题方法 单选题 1、真空中某静电场，电场线的分布如图所示，如图中P、Q两点关于点电荷q1水平对称。P、Q两点电场强度的大小分别为EP、EQ，电势分别为 P、Q。一个带电粒子沿虚线轨迹从M移动至N。以下选项正确的是（）APEP C此带电粒子带负电，它的电势能先变大后变小 D此带电粒子带正电，它的电势能先变大后变小 答案：C 解析：A根据沿电场线的方向电势降低，P点的电场线密，等差等势面也密，可知 PQ，故 A 错误；B根据电场线的疏密比较电场强度的大小，可知P点电场线密，电场强度大，EPEQ，故 B 错误；CD根据电场线的特点，可知此电场是由不等量的异种电荷产生的，其中q1带负电，q2带正电，粒子从M点运动到N点，轨迹向左弯曲，受到了库仑斥力，所以此带电粒子带负电，电势先降低后升高，所以负电荷的电势能先变大后变小，故 C 正确，D 错误。2 故选 C。2、电场中A、B两点间的电势差为U，一个静止于A点、电量为q的正点电荷，在电场力的作用下从A点移动到B点。电场力所做的功等于（）AUB C DqU 答案：D 解析：由电势差的定义式 =可推导出带电粒子在电场中运动时电场力所做的功为 W=qU 故 D 正确 ABC 错误。故选 D。3、空间有一均匀强电场，在电场中建立如图所示的直角坐标系 ，M、N、P为电场中的三个点，M点的坐标(0,0)，N点的坐标为(,0,0)，P点的坐标为(,2,2)，已知电场方向平行于直线MN，M点电势为 0，N点电势为 1V，则P点的电势为（）A22VB32V C14VD34V 3 答案：D 解析：根据题意已知电场方向平行于直线 MN，点 M 的电势为 0，点 N 的电势为 1V，故=2=1V，将电场强度沿着-x 方向和+y 方向正交分解，设合场强为 E，则-x 和+y 方向的分量分别为：=22，=22，设 P在 xOy 平面上的投影为点，投影点的坐标为(，2，0)，则联立即得=2=22 2=14V，又因 N 点电势为 1V，则电势为34V，即 P 点电势为34V，D 正确 小提示：将电场强度沿坐标轴方向正交分解，求出轴向的 E 的分量值，再选用 U=Ed，求得电势差，得电势。4、两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势随位置变化规律的是图 A B C D 4 答案：A 解析：试题分析：两个等量异号电荷的电场线如下图，根据“沿电场线方向电势降低”的原理，从左侧无穷远处向右电势应升高，正电荷所在位置处最高；然后再慢慢减小，O 点处电势为零，则 O 点右侧电势为负，同理到达负电荷时电势最小，经过负电荷后，电势开始升高，直到无穷远处，电势为零；故 BCD 是错误的；A 正确故选 A 考点：电场线；电场强度及电势.【名师点睛】本题中应明确沿电场线的方向电势降低；并且异号电荷连线的中垂线上的电势为零；因为其中垂线为等势面，与无穷远处电势相等；此题考查学生应用图像观察图像解决问题的能力.5、如图所示，在平面内有一个以为圆心、半径 R=0.1m 的圆，P 为圆周上的一点，、两点连线与轴正方向的夹角为若空间存在沿轴负方向的匀强电场，场强大小=100/，则、两点的电势差可表示为（）A=10sin(V)B=10sin(V)C=10cos(V)D=10cos(V)5 答案：A 解析：本题考查匀强电场中电势差与场强的关系.沿着电场线方向电势越来越低,故由题图可知 O 点电势低,P 点电势高,所以 OP 两点间电势差为负值,匀强电场中两点间电势差取决于两点间沿场强方向的距离,所以有:UOP=-EdOPsin=-10sin,A 项正确.6、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 6 =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；7 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。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 8、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 4eV Cb点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右 Da、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大 答案：BD 解析：A由图象可知 b=e 则正电荷从b点运动到e点，电场力不做功，A 错误；B由图象可知 a=3V，d=7V 根据电场力做功与电势能的变化关系有 Wad=Epa-Epd=(a-d)(-e)=4eV B 正确；C沿电场线方向电势逐渐降低，则b点处的场强方向向左，C 错误；D由于电场线与等势面处处垂直，则可画出电场线分布如下图所示 9 由上图可看出，b点电场线最密集，则b点处的场强最大，D 正确。故选 BD。9、如图所示为真空中的实验装置，平行金属板A、之间的加速电压为1，、之间的偏转电压为2，为荧光屏。现有质子、氘核和粒子三种粒子分别在A板附近由静止开始加速，最后均打在荧光屏上。已知质子、氘核和粒子的质量之比为1:2:4，电荷量之比为1:1:2，则质子、氘核和粒子三种粒子（）A从开始到荧光屏所经历时间之比为2:1:1 B从开始到荧光屏所经历时间之比为1:2:2 C打在荧光屏时的动能之比为1:1:2 D打在荧光屏时的动能之比为2:1:1 答案：BC 解析：AB设加速电场AB间距离为d，偏转极板长度为l，偏转极板间的距离为h，屏到偏转电场右边缘距离为s，粒子在加速过程中，根据 10 1=1202 可得 0=21 在加速电场中运动的时间 1=02 进入偏转电场，以及离开偏转电场后到打到屏上，水平方向速度保持不变，因此打到屏的时间 2=+0 从开始到荧光屏所经历时间 =02+0 可知运动时间与0成反比，由于 1:2:3=1:2:4 1:2:3=1:1:2 因此 1:2:3=11:12:13=11:22:33=1:2:2 A 错误，B 正确；CD粒子进入偏转电场之后，做类平抛运动 =0 =122 11 其中 2=可得 =1242 可知所有粒子在偏转电场中，偏转距离相等，根据动能定理 1+2=可知打在荧光屏时的动能仅仅与粒子的带电量成正比，因此 k1:k2:k3=1:2:3=1:1:2 D 错误，C 正确。故选 BC。10、两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示，相邻等势面间的电势差相等。虚线是一个电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某等势面相切于P点。下列说法正确的是（）A两点电荷可能是异种点电荷 BA点的电场强度比B点的大 CA点的电势高于B点的电势 D电子运动到P点时动能最小 答案：CD 12 解析：A根据电荷间等势面的分布情况可知两点电荷时同种电荷，又根据电子在该电场中的运动轨迹可判断电子一直受到排斥的力，故可知两点电荷为同种负电荷；故 A 错误；B根据等势面的疏密程度可以判断A点的电场强度比B点的小，故 B 错误；C因为两点电荷时同种负电荷，电场线指向负电荷，故可知A点的电势高于B点的电势，故 C 正确；D根据电子的运动轨迹和电场线的方向可知由M到P电场力做负功，由P到N电场力做正功；由M到P动能减小，由P到N动能增加，故电子运动到P点时动能最小，故 D 正确。故选 CD。填空题 11、如图所示，为一液体槽：、所在的侧面为铜板，其他侧面及底面为绝缘板，槽中盛满导电液体（设该液体导电时不发生电解）。现用质量不计的柔软细铜丝在下端固定一铁球构成一单摆，铜丝的上端固定在O点。下端穿出铁球使得单摆摆动时细铜丝始终与导电液体接触（小球与液体不接触。铜丝与导电液体的阻力忽略不计），O点与液体槽的中央在同一条竖直线上。在、所在的铜板面上接上左下图所示电源。电源内阻可忽略。电动势=8V。将电源负极和细铜丝的上端点分别连接到传感器上。现将摆球拉离平衡位置使其在垂直于、的竖直面上做简谐运动，图为闭合开关S后某段时间内传感器显示的摆球与板之间的电压波形，根据这一波形，可以得出：（1）单摆的周期为_s，摆长为_m（取2=）；（2）设，所在的侧面两铜板内侧之间的距离=4cm，则细铜丝与导电液体的接触点偏离的最大距离m为_cm。13 答案：1 0.25 3 解析：(1)1由图可知单摆的周期为 =1s 2由 =2 得 =242=10 14 10m=0.25m(2)3由图象可知O与地之间的最大电压U=6V，铜板AB和CD间场强 =200V/m 则球与CD间距 =6200m=0.03m=3cm 12、如图，在带电体的右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上。横线上填写“带正电”、“带负电”或者“不带电”。（1）若先将A、B分开，再移走，则A、B的带电情况：A_、_；（2）若先将移走，再把A、B分开，则A、B的带电情况：A_、_。答案：带负电 带正电 不带电 不带电 14 解析：(1)12由于静电感应，A的左端感应出负电荷，B的右端感应出正电荷，若先将A、B分开，再移走，则A带负电，B带正电。(2)34若先将移走，则A、B两侧所带电荷发生中和，再把A、B分开，则A、B均不带电。