静电场-2012高考题(含详解)知识讲解.doc

静电场专题五 　历年高考试题精选（2010-2012组）
1．（2012·江苏物理·T1）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　(　　)
A.3∶1　　　　　　　　　　B.1∶3
C.9∶1 D.1∶9
60°
P
N
O
M
2.（2010.海南理综T4）如右图， M、N和P是以为直径的半圈弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，．电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场场强大小变为，与之比为( )
A． B． C． D．
3.（2012·安徽理综·T18）如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为0V,点A处的电势为6V,点B处的电势为3V,则电场强度的大小为　(　　)

A.200V/m　　　　　　　B.200V/m C.100V/m D.100V/m
4.（2012·天津理综·T5）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,电势能先变小后变大
D.做曲线运动,电势能先变大后变小
5.（2012·山东理综·T19）图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷.一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c三点是实线与虚线的交点.则该粒子　(　　)
A.带负电
B.在c点受力最大
C.在b点的电势能大于在c点的电势能
D.由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化
6.（2012·海南单科·T3）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，粒子动能不断减小
7.（2011·上海高考物理·T1）电场线分布如图昕示，电场中a，b两点的电场强度大小分别为已知和，电势分别为和，则( )
(A) ， (B) ，
(C) ， (D) ，
8.（2011·海南物理·T1）关于静电场，下列说法正确的是（ ）
A. 电势等于零的物体一定不带电
B. 电场强度为零的点，电势一定为零
C. 同一电场线上的各点，电势一定相等
D. 负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加
9.（2010·天津理综·T5）在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则( )
A．b点的电场强度一定比a点大 B．电场线方向一定从b指向a
C．b点的电势一定比a点高 D．该电荷的动能一定减小
10.（2010.上海物理卷T 9）. 三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中a、b两点出的场强大小分别为、，电势分别为，则( )
A.＞，＞
B.＜，＜
C.＞，＜
D.＜，＞
11.（2012·江苏物理·T2）一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是　(　　)
A.C和U均增大 B.C增大,U减小
C.C减小,U增大 D.C和U均减小
12.（2011·天津理综·T5）板间距为的平行板电容器所带电荷量为时，两极板间电势差为，板间场强为.现将电容器所带电荷量变为，板间距变为，其他条件不变，这时两极板间电势差，板间场强为，下列说法正确的是
A.
B.
C.
D.

13.（2010·北京理综·T18）用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素（如图）。设两极板正对面积为Ｓ，极板间的距离为ｄ，静电计指针偏角为。实验中，极板所带电荷量不变，若( )
A. 保持S不变，增大d，则变大
B. 保持S不变，增大d，则变小
C. 保持d不变，减小S，则变小
D. 保持d不变，减小S，则不变
14.（2010.重庆理综T18）某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属基板。对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动。在P、Q间距增大过程中( )
A．P、Q购车的电容器的电容增大
B．P上电荷量保持不变
C．M点的电势比N点的低
D．M点的电势比N点的高
15．（2011·上海高考物理·T14）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( )

16.（2010·江苏物理卷·T5）空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.O点的电势最低w w w.ks5 u .c om
B. x2点的电势最高
C. x1和-x1两点的电势相等
D. x1和x3两点的电势相等
17.（09年上海物理）两带电量分别为q和－q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图

18.（09年江苏物理）空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示，轴上两点B、C点电场强度在方向上的分量分别是、，下列说法中正确的有
A．的大小大于的大小
B．的方向沿轴正方向
C．电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大
D．负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功
20.（2012·安徽理综·T20）如图甲所示,半径为R的均匀带电圆形平板,单位面积带电量为σ,其轴线上任意一点P(坐标为x)的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出:E=[],方向沿x轴.现考虑单位面积带电量为σ0的无限大均匀带电平板,从其中间挖去一半径为r的圆板,如图乙所示.则圆孔轴线上任意一点Q(坐标为x)的电场强度为　(　　)

A.0 B. 0
C.0 D. 0
21.（2010·福建理综·T18）物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需要通过一定的分析就可以判断结论是否正确。如图所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为和的圆环，两圆环上的电荷量均为q（q>0），而且电荷均匀分布。两圆环的圆心和相距为2a，联线的中点为O，轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r（r<a）。分析判断下列关于A点处电场强度大小E的表达式（式中k为静电力常量）正确的是( )
A． B．
C． D．
22. （09年北京卷）图示为一个内、外半径分别为R1和R2的圆环状均匀带电平面，其单位面积带电量为。取环面中心O为原点，以垂直于环面的轴线为x轴。设轴上任意点P到O点的的距离为x，P点电场强度的大小为E。下面给出E的四个表达式（式中k为静电力常量），其中只有一个是合理的。你可能不会求解此处的场强E，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，E的合理表达式应为
A．
B．
C．
D．
23.（2012·新课标全国卷·T18）如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连.若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子 （ ）
A.所受重力与电场力平衡
B.电势能逐渐增加
C.动能逐渐增加
D.做匀变速直线运动
24.（2012·广东理综·T20）如图所示是静电矿料分选器的原理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧,对矿粉分离的过程,下列表述正确的有　(　　)

A.带正电的矿粉落在右侧
B.电场力对矿粉做正功
C.带负电的矿粉电势能变大
D.带正电的矿粉电势能变小
25.（2011·北京高考·T24）静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图所示的折线，图中和d为已知量。一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心，沿x轴方向做周期性运动。已知该粒子质量为m、电量为-q，其动能与电势能之和为-A（0<A<q）,忽略重力。求
（1）粒子所受电场力的大小；
（2）粒子的运动区间；
（3）粒子的运动周期。

参考答案
1【解析】选C，由，可知：，所以，答案选C.
E1/2
E1/2
E2
2.【解析】选B，依题意，因为M、N两点都在圆周上，距离O点的距离相等，合场强为则每个点电荷在O点产生的场强为，则当N点处的点电荷移至P点时，O点场强如图所示，构成内角为600的等边三角形，合场强大小为，则，B正确。
3【解析】选A.x轴上OA的中点C的电势为3V,则BC的连线为等势线,如图所示,

电场的方向与等势线垂直,且由电势高处指向电势低处,根据几何图形,O点到BC的距离为d=1.5cm,所以=200V/m,故选项A正确.
4【解析】选C.电场中A点的场强方向与等势面垂直且指向负点电荷一侧，故粒子在A点所受电场力与速度垂直，且指向正电荷一侧，所以粒子将做曲线运动，粒子从进入电场到离开电场的运动过程中，电场力的方向不断变化，电场力先做正功后做负功，故粒子的电势能先变小后变大，选项C正确.
5【解析】选C、D.物体做曲线运动时，合外力的方向指向曲线的凹侧，可知粒子与正电荷排斥，粒子带正电，A错；越靠近正电荷，电场线越密，电场强度越大，粒子所受电场力越大，所以粒子在c点受力最小，B错；粒子从b点运动到c点，电场力做正功，电势能减小，故C对；点a、b、c所在的圆为等间距的同心圆，靠近正电荷电场强度较大，由公式U=Ed可知，Uab>Ubc，所以由a点到b点比由b点到c点电场力对粒子做的功多，根据动能定理可知D对.
6【解析】选C。根据b点电势高于c点电势，可知电场方向由b到c，且bc之间的平均电场强度小于ab间的平均电场强度，由W=qEd可知，一负电荷粒子在这两过程中电场力做功Wcb<Wba，选项A、B错误；负电荷粒子受到电场力方向向左，电场力做正功，粒子电势能不断减小，选项C正确；由动能定理，电场力做正功，动能增大，选项D错误。
7【解析】选C.a、b两位置相比，a处电场线密度较b处稀疏，所以a处电场强度较b处电场强度小一些，所以；沿着电场线方向电势降低，所以，正确选项为C.
8【解析】选D。零电势点是任意选取的，与物体是否带电没有关系，故A错误；电场强度与电势没有直接的关系，电场强度为零的点，电势可能为零，也可能不为零，故B错误；同一条电场线上，沿着电场线方向，电势越来越低，故C错误；负电荷沿电场线方向移动，电场力做负功，电势能增加，故D正确。
9【解析】选C. 正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，说明正电荷的电势能增加，电势升高，故b点的电势一定比a点高，C正确；但是a.b两点不一定在同一条电场线上，故B错误；从做功情况反映不出电场力的大小，也不能反映电场的强弱，故A错误；动能的变化取决于合外力做功，电场力做了负功不代表合外力也做负功，所以动能不一定减小，故D错误
10【解析】选C，a处电场线较b处密集，所以＞，因为沿着电场线方向电势逐渐降低.所以＜。
11【解析】选B，由知S和d不变，插入电介质时，增大，电容增大，由可知：Q不变时，C增大，则两板间的电势差U一定减小，答案选B.
12【解析】选C．当平行板电容器的其他条件不变，板间距离变为时，电容器的电容为，又知电容器的带电量为2Q，则得知，即，根据匀强电场中电势差与场强之间的关系式得，因此选项C正确，其它选项都错误。
13【解析】选A，由可得：，保持S不变，增大d，则增大，即变大，故A正确，B错误；保持d不变，减小S，则增大，即变大，故C、D错误。
14【解析】选D，电容式话筒与电源串联，电压保持不变。在P、Q间距增大过程中，根据电容决定式得电容减小，又根据电容定义式得电容器所带电量减小，电容器的放电电流通过R的方向由M到N，所以M点的电势比N点的高。D正确。
15.【解析】选A. 等量异种点电荷电场线如图所示，因为沿着电场线方向电势降低，所以，以正电荷为参考点，左右两侧电势都是降低的；因为逆着电场线方向电势升高，所以副电荷为参考点，左右两侧电势都是升高的。可见，在整个电场中，正电荷所在位置电势最高，负电荷所在位置电势最低，符合这种电势变化的情况只有A选项.

16【解析】选C 本题可辅助下列对称的电场线来解决，如图所示。沿电场线电势降落（最快），所以O点电势最高，A错误，B错误；根据，电场强度是变量，可用图象面积表示，O点到x1与到-x1点的电势降落相等，所以C正确；x1和x2两点电场强度大小相等，电势不相等，D错误。
17解析A。由等量异种点电荷的电场强度的关系可知，在两电荷连线中点处电场强度最小，但不是零，从两点电荷向中点电场强度逐渐减小，因此A正确。
18AD解析：本题的入手点在于如何判断和的大小，由图象可知在x轴上各点的电场强度在x方向的分量不相同，如果在x方向上取极小的一段，可以把此段看做是匀强磁场，用匀强磁场的处理方法思考，从而得到结论，此方法为微元法；需要对电场力的性质和能的性质由较为全面的理解。在B点和C点附近分别取很小的一段d，由图象，B点段对应的电势差大于C点段对应的电势差，看做匀强电场有，可见>，A项正确；同理可知O点场强最小，电荷在该点受到的电场力最小，C项错误；沿电场方向电势降低，在O点左侧，的方向沿x轴负方向，在O点右侧，的方向沿x轴正方向，所以B项错误，D项正确。
20.【解析】选A.由E=[1-]可知,R→∞时,E=,即无限大均匀带电平板在Q点产生的电场强度为E1=0,而半径为r的单位面积带电量为σ0的圆板在Q点产生的电场强度为E2=0[1-],则所求电场强度为EQ=E1-E2=0,故选项A正确.
21【解析】选D。由量纲可判断A、C错误，再根据特殊值法，当r=a时，A点位于圆心O2处，带电圆环O2由于对称性在A点的场强为0，根据微元法可求得此时的总场强，将r=a代入B、D选项，可知D对。
22答案：B解析：当R1=0时，对于A项而言E=0，此时带电圆环演变为带电圆面，中心轴线上一点的电场强度E>0，故A项错误；当x=0时，此时要求的场强为O点的场强，由对称性可知EO=0，对于C项而言，x=0时E为一定值，故C项错误。当x→∞时E→0，而D项中E→4πκσ故D项错误；所以正确选项只能为B。

23.【解析】选B、D.分析带电粒子的受力情况，画出其受力图如右所示.
可以看出其合力方向与其速度方向相反，所以带电粒子在电场中做匀减速运动.电场力做负功，电势能增加，重力不做功，动能减少，故选项A、C错误，选项B、D正确.
24【解析】选B、D.由图可知匀强电场的方向水平向左,故带正电的矿粉受水平向左的电场力作用而落在左侧,A错.在带正电的矿粉下落的过程中,由于受到向左的电场力作用而向左运动,故电场力对带正电的矿粉做正功,该种矿粉的电势能减小,D正确.对于带负电的矿粉而言,由于受到水平向右的电场力作用而向右运动,在运动过程中电场力对其做正功,电势能减小,C错,B正确.故B、D选项正确.
25【解析】⑴由图可知，0与d（或-d）两点的电势差为φ0
电场强度大小
电场力的大小
⑵设粒子在 [-x0，x0]区间运动，速率为v，由题意得
…………………①
由图可知……………②
由①②得，……………③
因动能非负，有
得
即……………④
粒子运动的区间
⑶粒子从-x0处开始运动四分之一周期 ，根据牛顿第二定律粒子的加速度：
……………⑤
由于粒子做匀加速直线运动，则
粒子运动的周期
答案:（1） （2）（3）
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