1、历届高考物理试题电场028. (04 北京理综) 静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置，其中某部分静电场的分布如下图所示。虚线表示这个静电场在 xoy 平面内的一簇等势线，等势线形状相对于 ox 轴、oy 轴对称。等势线的电势沿 x 轴正向增加，且相邻两等势线的电势差相等。一个电子经过 P 点（其横坐标为-x 0）时，速度与 ox 轴平行。适当控制实验条件，使该电子通过电场区域时仅在 ox 轴上方运动。在通过电场区域过程中，该电子沿 y 方向的分速度 vy 随位置坐标 x 变化的示意图是29. (04 北京理综)下图是某种静电分选器的原理示意图。两个竖直放置的平行金属板带有等量异号
2、电荷，形成匀强电场。分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等。混合在一起的 a、b 两种颗粒从漏斗出口下落时，a 种颗粒带上正电，b 种颗粒带上负电。经分选电场后，a、b 两种颗粒分别落到水平传送带 A、B 上。已知两板间距 ，板的长度 ，电场仅局限在平行板之间；各颗粒所带电量大小与md1.0ml5.0其质量之比均为 。设颗粒进入电场时的初速度为零，分选过程中颗粒大小kgC/历届高考物理试题电场1及颗粒间的相互作用力不计。要求两种颗粒离开电场区域时，不接触到极板但有最大偏转量。重力加速度 g 取 。2/10sm（1）左右两板各带何种电荷？两极板间的电压多大？（2）若两带电平行板的
3、下端距传送带 A、B 的高度 ，颗粒落至传送带时mH3.0的速度大小是多少？（3）设颗粒每次与传送带碰撞反弹时，沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半。写出颗粒第 n 次碰撞反弹高度的表达式。并求出经过多少次碰撞，颗粒反弹的高度小于 0.01m。30(04 甘肃理综)一平行板电容器的电容为 C，两板间的距离为 d，上板带正电，电量为Q，下板带负电，电量也为 Q，它们产生的电场在很远处的电势为零。两个带异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相连，小球的电量都为 q，杆长为 l，且 l|Q2|Q1是负电荷，Q 2是正电荷，且 |Q1|Q2|41. (05 四川) 水平放置的平行板电容器与一电池相
4、连，在 电 容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态，现将电容器两板 间的距离增大， 则 电容变大，质 点向上运动电容 变大，质点向下运动电 容变小，质点保持静止电容变小，质点向下运动42(05 北京) 真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中，若将一个质量为 m、带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度与竖直方向夹角为 37（取 sin37=0.6，cos37=0.8） 。现将该小球从电场中某点以初速度 v0 竖直向上 抛出。求运动过程中小球受到的电场力的大小和方向；小球从抛出点至最高点的电势能变化量；小球的最小动量的大小和方向。43(05 天津) 一带电油滴在匀强电场 E
5、中的运动轨迹如图中虚线所示，电场a bPMN左 右abE历届高考物理试题电场8方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从 a 运动到 b 的过程中，能量变化情况为 动能减小电势 能增加动 能和电势能之和减小重力势能和电势能之和增加44(05 天津) 现用电子显微镜观测线度为 d 的某生物大分子的结构。为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为 d/n，其中 n1。已知普朗克常量 h、电子质量 m 和电子电荷量 e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为 2edhn312enhd2menhd2edh45(05 上海) 如图，带电量为+q 的点电荷与均匀带电薄板相距为 2
6、d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心若图中 a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中 b 点处产生的电场强度大小为_，方向_ （静电力恒量为 k）46(05 上海) 在场强大小为 E 的匀强电场中，一质量为 m、带电量为+q 的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为 0.8qE/m，物体运动 S 距离时速度变为零则历届高考物理试题电场9（A）物体克服电场力做功 qES （B）物体的电势能减少了 0.8qES（C）物体的电势能增加了 qES （D ）物体的动能减少了 0.8qES47(05 上海) 如图所示，带正电小球质量为 m110 2 kg，带电量为 q1
7、10 6 C，置于光滑绝缘水平面上的 A 点当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到 B 点时，测得其速度 vB=1.5m/s，此时小球的位移为 S=0.15m求此匀强电场场强 E 的取值范围 （g=10m/s 2）某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为 ，由动能定理得 由题意可知 0，所以当021cosBmvqES mVqSvB/cos7502E7.5104V/m 时小球将始终沿水平面做匀加速直线运动经检查，计算无误该同学所得结论是否有不完善之处？若有请予以补充【参考答案】28. D29. （1）左板带负电荷，右板带正电荷。依题意，颗粒在平
8、行板间的竖直方向上满足 21gtl历届高考物理试题电场10在水平方向上满足 21tdmUqs两式联立得 Vlqg420（2）根据动能定理，颗粒落到水平传送带上满足smHlgUqvv/4)(2112（3）在竖直方向颗粒作自由落体运动，它第一次落到水平传送带上沿竖直方向的速度 。反弹高度 slgvy /4)(2 mgvhny8.0)41(25.0(1根据题设条件，颗粒第 n 次反弹后上升的高度当 时，)2(41)(2gvhyyn4hn01.30. A31C32. C 33.B34ABC历届高考物理试题电场1135AC36 qEml37ABC 38题中仅给出相互作用力的大小，两点电荷可能异号，按电荷
9、异号计算.由 得.10.1032521821 bCqaCq ba由此解得 815Cq82039. 答案：（1）设电容器 C 两析间的电压为 U，电场强度大小为 E，电子在极板间穿行时 y 方向上的加速度大小为 a，穿过 C 的时间为 t1，穿出时电子偏转的距离为y1， 21RUdEeE=ma 01vlt312aty由以上各式得 dlRmve121201)(O t/sy/10-2m10201234562412历届高考物理试题电场12代入数据得 my3108.4由此可见 ，电子可通过 C.d21设电子从 C 穿出时，沿 y 方向的速度为 v，穿出后到达屏 S 所经历的时间为t2，在此时间内电子在
10、y 方向移动的距离为 y2，v1=at1 y2=v1t2 02vlt由以上有关各式得 dlRmey21120)(11代入数据得 y2=1.92102 m 12由题意 y=y1+y2=2.4102 m 1340.A C D41.D423mg/4，水平向右 9mv 02/32 3mv 0/5，与电场方向夹角为 37，斜向上。43C44D45 ，水平向左（或垂直薄板向左）2dkq历届高考物理试题电场1346ACD 47该同学所得结论有不完善之处为使小球始终沿水平面运动电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力gEsinmg 所以 3425.1022BBvSgmtgmVVqE/./5410sin6即 7.
11、5104V/mmg d其中 q=Q历届高考物理试题电场15又有 Q=C由以上三式有 mgd C（2）当小球带正电时，小球所受电场力与重力方向相同，向下做加速运动。以 a1 表示其加速度，t 1 表示从 A 板到 B 板所用的时间，则有q +mg=ma1 郝双制作 dd= a1t1212当小球带负电时，小球所受电场力与重力方向相反，向上做加速运动，以 a2 表示其加速度，t 2 表示从 B 板到 A 板所用的时间，则有q mg=ma 2 dd= a2t2212小球往返一次共用时间为（t 1+t2） ，故小球在 T 时间内往返的次数n= 郝双制作Tt1+t2由以上关系式得 n=T2md2 C 2+
12、mgd+ 2md2 C 2 mgd小球往返一次通过的电量为 2q，在 T 时间内通过电源的总电量 Q=2qn历届高考物理试题电场16由以上两式可得郝双制作Q= 郝双2 C T2md2 C 2+mgd+ 2md2 C 2 mgd15、 （06 卷 2、17）ab 是长为 l 的均匀带电细杆，P1、P2 是位于 ab 所在直线上的两点，位置如图所示。ab 上电荷产生的静电场在 P1 处的场强大小为 E1，在 P2 处的场强大小为 F2。则以下说法正确的是（ ） A 两处的电场方向相同，E1E2 B 两处的电场方向相反，E1E2C 两处的电场方向相同，E1 E2 D 两处的电场方向相反，E1E216
13、、 （06 北京 14）.使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（B）17、 （06 北京 23）.如图 1 所示，真空中相距 d5cm 的两块平行金属板A、B 与电源连接（图中未画出） ，其中B 板接地（电势为零） ，A 板电势变化的规律如图 2 所示。将一个质量 m=2.010 kg，电量 q+1.610 -19 C 的带电粒子从27历届高考物理试题电场17紧临 B 板处释放，不计重力。求（1）在 t0 时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小；（2）若 A 板电势变化周期 T1.010 -5 s，在 t0 时将带电粒子从紧
14、临 B 板处无初速释放，粒子达到 A 板时动量的大小；（3）A 板电势变化频率多大时，在 t 到 t 时间内从紧临 B 板处无初速释放该带4T2电粒子，粒子不能到达 A 板。（1）电场强度 dUE带电粒子所受电场力 maFq,29/10.4sdU（2）粒子在 0 时间内走过的距离为2T mTa22.5)(故带电粒子在 t= 时，恰好到达 A 板根据动量定理，此时粒子动量 smkgFtp/10.423历届高考物理试题电场18（3）带电粒子在 t= 向 A 板做匀加速运动，在 t= 向 A 板做匀减速运动，4Tt22Tt43速度减为零后将返回。粒子向 A 板运动可能的最大位移2216)4(aTs要
15、求粒子不能到达 A 板，有 sd由 f= ，电势变化频率应满足T1Hz410256daf18、 （06 重庆 19） 如右图，带正电的点电荷固定于 Q 点，电子在库仑力作用下，做以 Q 为焦点的椭圆运动。 M、P、N 为椭圆上的三点，P 点是轨道上离 Q 最近的点。电子在从 M 经 P 到达 N 点的过程中（AC）A 速率先增大后减小 B 速率先减小后增大C 电势能先减小后增大 D 电势能先增大后减小19、 （06 江苏 16） 如图所示，平行板电容器两极板间有场强为 E 的匀强电场，且带正电的极板接地。一质量为 m，电荷量为+q 的带电粒子（不 计重力）从 x 轴上坐标为 x0 处静止释放。
16、（1）求该粒子在 xo 处电势能 Epx。（2）试从牛顿第二定律出发，证明该带电粒子在极板间运动过程 中，其动能与电势能之和保持不变。 历届高考物理试题电场19（2）解法一 在带电粒子的运动方向上任取一点，设坐标为 x 由牛顿第二定律可得 （2）解法二 在 x 轴上任取两点 x1 、x2，速度分别为 v1 、v2 历届高考物理试题电场20 历届高考物理试题电场212007 年1、 （07 北京 20） 、在真空中的光滑水平绝缘面上有一带电小滑块。开始时滑块静止。若在滑块所在空间加一水平匀强电场 E1，持续一段时间后立即换成与 E1 相反方向的匀强电场 E2。当电场 E2 与电场 E1 持续时间
17、相同时，滑块恰好回到初始位置，且具有动能 。在上述过程中，E 1 对滑块的电场力做功为 W1，冲量大小为 I1；E 2 对滑k块的电场力做功为 W2，冲量大小为 I2。则（C ）A、I 1= I2 B、4I 1= I2 C、W 1= 0.25 W2 =0.75 D、W 1= 0.20 W2 =0.80kEkkEk2、 （07 北京 22） 、两个半径均为 R 的圆形平板电极，平行正对放置，相距为 d，极板间的电势差为 U，板间电场可以认为是均匀的。一个 粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达抚极板是恰好落在极板中心。已知质子电荷为 e，质子和中子的质量均视为 m，忽略重
18、力和空气阻力的影响，求：（1）极板间的电场强度 E；（2） 粒子在极板间运动的加速度 a；（3） 粒子的初速度 v022、 （1）极间场强 ；UEd（2） 粒子在极板间运动的加速度 42FeUamd（3）由 ，得：21dat历届高考物理试题电场222dmtaeU02Rvtd3、 （07 卷 1、20）. a、 b、 c、 d 是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所在平面平行。已知 a 点的电势为20 V， b 点的电势为 24 V， d 点的电势为 4 V，如图，由此可知 c 点的电势为（B）A.4 V B.8 VC.12 V D.24 V4、 （07 山东 19）
19、如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N 为对称线上的两点。下列说法正确的是（AC）A M 点电势一定高于 N 点电势 B M 点好强一定大于 N 点场强C 正电荷在 M 点的电势能大重量 N 点的电势能D 将电子从 M 点移动到 N 点，电场力做正功5、 （07 重庆 16）.如题 16 图，悬挂在 O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球 A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球 B.当 B 到达悬点 O历届高考物理试题电场23的正下方并与 A 在同一水平线上，A 处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为 ，若两次实验中 B 的电量分别为 q1 和 q2, 分别为
20、 30和 45.则 q2/q1 为（ C ）A.2 B.3 C.2 D.3336、 （07 上海 13） 一点电荷仅受电场力作用，由 A 点无初速释放，先后经过电场中的B 点和 C 点。点电荷在 A、B、C 三点的电势能分别用 EA、E B、E C 表示，则EA、E B 和 EC 间的关系可能是（ AD）（A）E AE B EC。 （B）E AE BE C。（C）E AE CE B。 （D）E AE CE B。7、 （07 上海 22） 如图所示，边长为 L 的正方形区域 abcd 内存在着匀强电场。电量为q、动能为 Ek 的带电粒子从 a 点沿 ab 方向进入电场，不计重力。（1）若粒子从
21、c 点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能；（2）若粒子离开电场时动能为 Ek，则电场强度为多大？22 （1）Lv 0t，L ，所以qEt22m qEL22mv02E ，qELE ktE k，所以4EkqL EktqELE k5E k，d c E a b 历届高考物理试题电场24（2）若粒子由 bc 边离开电场，Lv 0t，v y ，E kqEtm qELmv0E k mvy2 ，所以 E ，12 q2E2L22mv02 q2E2L24Ek若粒子由 cd 边离开电场，qEL E kE k，所以 E ，Ek EkqL8、 （07 广东 3） 图 2 所示的匀强电场 E 的区域内，由A
22、、B、C 、D、A、B 、C、D作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面 ABCD 垂直。下列说法正确的是（BD）AAD 两点间电势差 UAD 与 A A两点间电势差 UAAB带正电的粒子从 A 点沿路径 AD D 移到 D点，电场力做正功C带负电的粒子从 A 点沿路径 AD D 移到 D点，电势能减小D带电的粒子从 A 点移到 C点，沿对角线 A C与沿路径 AB BC电场力做功相同9、 （07 广东6） 平行板间加如图 4（a）所示周期变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从 t=0 时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况。图 4（b）中，能定性描述粒子运动的速度图象正确的是（ A
23、）A B C D(b)10、 （07 广东 19） 如图 16 所示，沿水平方向放置一条平直光滑槽，它垂直穿过开有小孔的两平行薄板，板相距 3.5L。槽内有两个质量均为 m 的小历届高考物理试题电场25球 A 和 B，球 A 带电量为+2q，球 B 带电量为-3q ，两球由长为 2L 的轻杆相连，组成一带电系统。最初 A 和 B 分别静止于左板的两侧，离板的距离均为 L。若视小球为质点，不计轻杆的质量，在两板间加上与槽平行向右的匀强电场 E 后（设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成，不影响电场的分布） ，求：（1）球 B 刚进入电场时，带电系统的速度大小；（2）带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的
24、时间及球 A 相对右板的位置。19(本题满 17 分)（本题考查考生对牛顿第二定律和运动学基本规律的理解，考查运用分析、假设、探究、推理等方法处理多过程物理问题的能力。 ）解：对带电系统进行分析，假设球 A 能达到右极板，电场力对系统做功为 W1，有：0)5.13(5.21 LqELqW而且还能穿过小孔，离开右极板。 假设球 B 能达到右极板，电场力对系统做功为 W2，有：0)5.3(5.22 LqELq综上所述，带电系统速度第一次为零时，球 A、 B 应分别在右极板两侧。 （1）带电系统开始运动时，设加速度为 a1，由牛顿第二定律：= mqEa21球 B 刚进入电场时，带电系统的速度为 v1
25、，有：Lav12由求得： mqELv21历届高考物理试题电场26（2）设球 B 从静止到刚进入电场的时间为 t1，则：1avt将代入得：qEmLt21球 B 进入电场后，带电系统的加速度为 a2，由牛顿第二定律：mqqa232显然，带电系统做匀减速运动。设球 A 刚达到右极板时的速度为 v2，减速所需时间为t2，则有： Lav5.1212t求得： qEmLtv2,12球 A 离电场后，带电系统继续做减速运动，设加速度为 a3，再由牛顿第二定律：mqEa23设球 A 从离开电场到静止所需的时间为 t3，运动的位移为 x，则有： 320avt历届高考物理试题电场27xav32求得： 6,1LqEm
26、t由可知，带电系统从静止到速度第一次为零所需的时间为： qELtt23721球 A 相对右板的位置为： 6x11、 （07 重庆 24）飞行时同质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的荷质比 q/m.如题24 图 1,带正电的离子经电压为 U 的电场加速后进入长度为 L 的真空管 AB,可测得离子飞越 AB 所用时间 L1.改进以上方法，如图 24 图 2,让离子飞越 AB 后进入场强为 E（方向如图）的匀强电场区域 BC,在电场的作用下离子返回 B 端，此时，测得离子从 A 出发后飞行的总时间 t2,（不计离子重力）历届高考物理试题电场28（1）忽略离子源中离子的初速度，用 t1 计算荷质比;
27、 用 t2 计算荷质比.（2）离子源中相同荷质比离子的初速度不尽相同，设两个荷质比都为 q/m 的离子在 A端的速度分别为 v 和 v（v v）,在改进后的方法中，它们飞行的总时间通常不同，存在时间差 t.可通过调节电场 E 使 t=0.求此时 E 的大小 .24.(19 分)解： (1) 设离子带电量为 q,质量为 m,经电场加速后的速度为 v,则历届高考物理试题电场292 (1)mvqU1离子飞越真空管，AB 做匀速直线运动，则L=m1 (2)由(1)、 （2）两式得离子荷质比 (3)21UtLmq离子在匀强电场区域 BC 中做往返运动，设加速度为 a,则qE=ma (4)L2= (5)av由(1)、(4)、 （5）式得离子荷质比或 (6)21421tEULmq 21LEULmq(1) 两离子初速度分别为 v、v ,则(7) mqEvnL2l = + vmqE (8)
