1、- 1 -高中物理静电场经典复习资料题目及答案一电场能的性质（1）电场强度的定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力 F 跟它的电荷量 q 的比值，叫做该点的电场强度。用 E 表示电场强度，则有 E=F/q。（2）正负点电荷 Q 在真空中形成的电场是非匀强电场，场强的计算公式为 E=k 2rQ3.电场叠加：电场中某点的电场强度等于各个点电荷在该点产生的电场强度的矢量和。4.电场力：F=qE。二电场能的性质1. 电势差：电荷从电场中某点 A 移动到另一点 B 电场力所做功 W 与该电荷电量的比值。即：U=W/q。2. 电势：试探电荷在电场中某点具有的电势能 Ep与电荷量 q 的比值，叫做该点的电势
2、。即=E p/q。 电势差 UAB= A- B。3.电场中电势相等的点组成的面叫做等势面。等势面的性质：等势面上任意两点之间的电势差为零；等势面和电场线垂直，在等势面上移动电荷电场力不做功。等势面的疏密表示电场的强弱。等差等势面越密，电场强度越大。任意两个电势不等的等势面不会相交。4.匀强电场中电势差与电场强度的关系是 E=U/d，公式中 d 是沿电场线方向两点之间的距离。匀强电场中电势高低变化特点：在匀强电场中，任意一组平行线上等距离的两点之间的电势差相等。5.电势随空间分布图象所谓 -x 图象是指静电场中电势 随 x 变化情况图象。 -x 图象斜率大小表示电场强度沿- 2 -x 轴方向分量
3、的大小。根据 -x 图象斜率大小表示电场强度沿 x 轴方向分量的大小判断电场强度（或电场强度分量）的大小。若图象某段平行 x 轴，表明电势 在该段不随 x 变化，电场强度沿 x 轴方向分量为零，空间各点场强与 x 轴垂直。【高考命题动态】静电场是高中物理研究的比较深的物质形态，静电场也是高考重点之一。高考对静电场的考查重点是：库仑定律、电场力的性质、电场能的性质、电容器和电容、带电粒子在电场中的运动等。【最新模拟题专项训练】 。1.（2013 安徽无为四校联考）如图所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图当动极板和定极板之间的距离 d 变化时，电容 C 便发生变化，通过测量电容 C
4、 的变化就可知道两极板之间距离 d 的变化的情况在下列图中能正确反映 C 与 d 之间变化规律的图象是( )答案：A解析：由电容器的电容决定式，C= ，C 与 d 成反比，能正确反映 C 与 d 之间变化规律r4Sk的图象是 A。- 3 -能减小，故 D 对。3、 （2013 安徽淮北测试）如图所示，竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场，在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球（不计两带电小球之间的电场影响） ，P 小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q 小球从两极板正中央由静止开始释放，两小球沿直线运动都打到右极板上的同一点，则从开始释放到打到右极板的过程中：（ ）A它们的运动时间的关系为 t
5、PtQB它们的电荷量之比为 qP qQ=21C它 们 的 动 能 增 量 之 比 为 1:2:kE D它 们 的 电 势 能 减 少 量 之 比 为 p答案：B- 4 -根据电场叠加原理， a、 d 两点电场强度相同，同一点电荷在 a、 d 两点所受电场力相同，选项 C 正确；将一负点电荷由 a 点移到 b 点，克服电场力做功，电势能增大，选项 D 错误。5. (2013 年浙江五校联考)如图所示，圆 O 处在匀强电场中，场强方向与圆 O 所在平面平行，带正电的微粒以相同的初动能沿着各个方向从 A 点进入圆形区域中，只在电场力作用下运动，从圆周上不同点离开圆形区域，其中从 C 点离开圆形区域的
6、带电微粒的动能最大，图中 O 为圆心， AB、 CD 是圆的直径， AOD 是锐角，则A从弧 DB 射出的粒子动能都大于初动能B从 B 点离开的粒子动能最小C从 D 点离开的粒子动能小于初动能D从弧 ACB 内射出的粒子速率都不相同【命题意图】此题考查电场、动能定理及其相关知识ABCDOC第 6 题图- 5 -选项 AB 错误 C 正确；从弧 ACB 内射出的粒子速率有些是相同的，选项 D 错误。6 （2013 江苏二校联考）真空中有一半径为 r0的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势 分布如图，r 表示该直线上某点到球心的距离，r 1、r 2分别是该直线上 A、B 两点离球心的距离。
7、下列说法中正确的是 （ ）AA 点的电势低于 B 点的电势 BA 点的电场强度方向由 A 指向 BCA 点的电场强度大于 B 点的电场强度 D正电荷沿直线从 A 移到 B 的过程中，电场力做负功答案：BC解析：A 点的电势高于 B 点的电势，选项 A 错误；A 点的电场强度方向由 A 指向 B，A 点的电场强度大于 B 点的电场强度，选项 BC 正确；正电荷沿直线从 A 移到 B 的过程中，电场力做正功，选项 D 错误。7、 （2013 辽宁铁岭市期中检测）如图所示的同心圆是电场中的一簇等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由 AC 运动时的速度越来越小，B 为线段 AC 的中点，则下列说法
8、正确的是 ( )A电子沿 AC 方向运动时受到的电场力越来越小B电子沿 AC 方向运动时它具有的电势能越来越大C. 电势差 UAB = UBCD电势 A B C，选项 D 错误 。rO0r0 r1 r2- 6 -=-QEH/tan60=- mgH/ =-mgH，选项 AB 错误；由动能定理，mgH+ QEH/tan603= mv2，解得 2 ，选项 C 正确 D 错误。1vgH9 （2012 年 4 月上海虹口二模）处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，利用此原理可以进行静电除尘。如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，铝板与手摇起电机的正极相连，缝被针与手摇起电机的负极相连，在铝
9、板和缝被针中间放置点燃的蚊香。转动手摇起电机，蚊香放出的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升。关于这个现象，下列说法中正确的是 （A）烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上（B）同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小（C）同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大（D）同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电量不变，离铝板越近则加速度越大答案：C缝被针塑料棒蚊香铁丝橡皮泥铝板-+- 7 -11 （2012 年 5 月南京、盐城三模）两个等量正点电荷位于 x 轴上，关于原点 O 呈对称分布，下列能正确描述电场强度 E 随位置 x 变化规律的图是A B C D- 8 -子从 A
10、 点由静止释放后将沿 AB 连线做简谐运动，其运动轨迹是直线，选项 D 错误。13. （2012 年 5 月 6 日河南六市联考理综物理）如图所示，四个点电荷 A、B、C、D 分别位于正方形的四个顶点上，A、B 所带电荷量均为+q，C、D 所带电荷量均为-q。e、f、g、h 分别位于正方形的四个边的中点。用 Ee、 Ef分别表示 e、g 这两点的电场强度，用 f、 h分别表示 f、h 这两点的电势，则以下关系正确的是A EeE f， h= f B Ee=Ef， h fC EeE f， h f D Ee=Ef， h= f13.答案：D- 9 -15（8 分）. (2013 年浙江五校联考)如图所
11、示，倾斜角度为 的粗糙程度均匀的绝缘斜面，下方 O 点处有一带电量为+ Q 的点电荷，质量为 m、带电量为- q 的小物体（可看成质点）与斜面间的动摩擦因数为 。现使小物体以初速度 v0从斜面上的 A 点沿斜面上滑，到达 B 点时速度为零，然后又下滑回到 A 点。小物体所带电荷量保持不变，静电力常数为 k，重力加速度为 g， OA=OB=l。求：（1）小物体沿斜面上滑经过 AB 中点时的加速度；（2）小物体返回到斜面上的 A 点时的速度。15.解析：（1） FN=mgcos +k 1 分Qq(lsin )2 ABOv0第 17 题图- 10 -16 （15 分） （2013 江苏二校联考）如图
12、所示，A、B 为两块平行金属板，A 板带正电、B 板带负电。两板之间存在着匀强电场，两板间距为 d、电势差为 U，在 B 板上开有两个间距为 L的小孔。C、D 为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近 B 板的 O处，C 带正电、D 带负电。两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着 B 板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向 O。半圆形金属板两端与 B 板的间隙可忽略不计。现从正对 B 板小孔紧靠 A 板的 O 处由静止释放一个质量为 m、电量为 q 的带正电微粒（微粒的重力不计） ，问：（1）微粒穿过 B 板小孔时的速度多大？（2）为了使微粒能在 CD 板间运动而不碰板，CD
13、 板间的电场强度大小应满足什么条件？（3）从释放微粒开始，经过多长时间微粒通过半圆形金属板间的最低点 P 点？解析：（1）设微粒穿过 B 板小孔时的速度为 v，根据动能定理，有 （2 分）2qUmv O dBA C D OPL- 11 -17(15 分) （2013 江苏二校期中联考）如图所示，在 A 点固定一正电荷，电量为 Q，在离A 高度为 H 的 C 处由静止释放某带同种电荷的液珠，开始运动瞬间的加速度大小恰好为重力加速度 g。已知静电常量为 k，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力。求：(1)液珠的比荷(2)液珠速度最大时离 A 点的距离 h。(3)若已知在点电荷 Q 的电场中，某点的电
14、势可表示成 ，其中 r 为该点rkQ到 Q 的距离（选无限远的电势为零） 。求液珠能到达的最高点 B 离 A 点的高度rB。BAC- 12 -18、 （2013 辽宁沈阳四校联考）如图，半径为 r 的绝缘光滑环固定在竖直平面内，环上套有一质量为 m，带电量为+q 的珠子，现欲加一个与圆环面平行的匀强电场，使珠子由最高点 A从静止开始释放，沿圆弧经过 B、C 刚好能运动到 D，（1）求所加电场的场强最小值及所对应的场强的方向；珠子由A 到达 D 的过程中速度最大时对环的作用力大小。（2）在（1）问电场中，要使珠子能完成完整的圆运动在 A 点至少使它具有多大的初动能？18、解析：（1）设电场力与重
15、力的合力为 F，方向 NM 方ADCB- 13 -得 （2 分）mgrEKA21【最新高考题专项检测】1 （2012上海物理）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 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 EkB【答案】：ACD【解析】：画出小球 A 受力图示，可知 mA
16、一定小于 mB，选项 A 正确；不能判断电荷量关系，选项 B 错误；小球摆动，机械能守恒， vA一定大于 vB ， EkA一定大于 EkB，选项 CD 正确。【考点定位】此题考查受力分析、平衡条件、机械能守恒定律、库仑定律及其相关知识。- 14 -2（2012江苏物理）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A31 B 13 C91 D19【解析】：根据点电荷电场强度公式，电场强度与距离 r 的二次方成反比，则 A、B 两点的电场强度大小之比为 91，选项 C 正确。【答案】：C【考点定位】此题考查点电荷电场强度公式。.答案： k 沿
17、OP 指向 P 点2qR【考点定位】此题考查电场叠加、点电荷电场强度公式及其相关知识。4. （2012海南物理）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。若一带负电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- 15 -【解析】由粒子仅在电场力作用下的运动轨迹可知，该粒子受到圆心处正点电荷的排斥，该粒子带正电，在 a 点
18、受力最大，选项 AB 错误；该粒子在 b 点的电势能大于在 c 点的电势能，选项 C 正确；该电场等距等势面 ab 之间电势差大于 bc 之间的电势差，由动能定理可知，该粒子由 a 点到 b 点的动能变化大于由 b 点到 c 点的动能变化，选项 D 正确。【考点定位】此题考查带电粒子在点电荷电场中的运动及其相关知识。6. (2012天津理综)两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，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做直线运动，电势能先变小后变大B做直线运动，电势能先变大后变小C做曲线运动，电
19、势能先变小后变大D做曲线运动，电势能先变大后变小- 16 -8、 （2013 江苏常州期中）如图所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成 45角的绝缘直杆 AC，其下端( C 端)距地面高度 h0.8m。有一质量为 500g 的带电小环套在直杆上，正以某一速度沿杆匀速下滑。小环离杆后正好通过 C 端的正下方 P 点处。( g 取10 m/s2)求： (1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向.(2)小环从 C 运动到 P 过程中的动能增量.(3)小环在直杆上匀速运动速度的大小 v0.- 17 -解得 v02 m/s 。9 （10 分） （2013 杭州七校联考）有一绝缘的、半径为 R 的光滑圆轨道固定在竖直平面内，在其圆心处固定一带正电的点电荷，现有一质量为 m，带电量也为正电（其电量远小于圆心处的电荷，对圆心处电荷产生的电场影响很小，可忽略）的小球 A，圆心处电荷对小球 A 的库仑力大小为 F。开始小球 A 处在圆轨道内侧的最低处，如图所示。现给小球 A 一个足够大的水平初速度，小球 A 能在竖直圆轨道里做完整的圆周运动。（1）小球 A 运动到何处时其速度最小？为什么？（2）要使小球 A 在运动中始终不脱离圆轨道而做完整的圆周运动，小球 A 在圆轨道的最低处的初速度应满足什么条件？- 18 -
