電場(chǎng)18年真題匯編

考點(diǎn)九靜電場(chǎng)1.(2018·全國(guó)卷I·T16)如圖，三個(gè)固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm。小球c所受庫(kù)侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為k，則()A.a、b的電荷同號(hào)，k169B.a、b的電荷異號(hào)，

k

16C.a、b的電荷同號(hào)，D.a、b的電荷異號(hào)，

kk

964276427【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn)：判斷a、b電荷的帶電情況。判斷小球c所受a、b電荷庫(kù)侖力的方向。依照幾何關(guān)系，找出小球c所受a、b電荷庫(kù)侖力的關(guān)系。【解析】選D。假設(shè)a、b的電荷同號(hào)，若小球c與a、b的電荷同號(hào)，則小球c所受庫(kù)侖力的合力的方向斜向上；若小球c與a、b的電荷異號(hào)，則小球c所受庫(kù)侖力的合力的方向斜向下，這樣與已知條件“小球c所受庫(kù)侖力的合力的方向平行于a、b的連線”相矛盾，故a、b的電荷異號(hào)。設(shè)ac與ab的夾角為θ，則tanθ=bc3，依照庫(kù)侖定律有：Fbc=k0qbqc、Fac=k0qaqc，而tanθ=Fbc，ac4(bc)2(ac)2Fac解得kqa64。qb27(2018·全國(guó)卷I·T21)圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場(chǎng)內(nèi)間距相等的一組等勢(shì)面，已知平面b上的電勢(shì)為2V。一電子經(jīng)過a時(shí)的動(dòng)能為10eV，從a到d的過程中戰(zhàn)勝電場(chǎng)力所做的功為6eV。以下說法正確的選項(xiàng)是()A.平面c上的電勢(shì)為零B.該電子可能到達(dá)不了平面fC.該電子經(jīng)過平面d時(shí)，其電勢(shì)能為4eVD.該電子經(jīng)過平面b時(shí)的速率是經(jīng)過d時(shí)的2倍【解析】選A、B。勻強(qiáng)電場(chǎng)中等勢(shì)面間距相等，則相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等。一電子從a到d的過程中戰(zhàn)勝電場(chǎng)力所做的功為6eV，則UadWad6eV，q6Ve故U=2V，即φ-φ=2V，而φ=2V，解得：φ=0，應(yīng)選項(xiàng)A正確；由于afbcbcbc之間的電勢(shì)差Uaf=8V，一電子經(jīng)過a時(shí)的動(dòng)能為10eV，電子運(yùn)動(dòng)的方向不確定，則電子可能經(jīng)過平面f，也可能到達(dá)不了平面f，應(yīng)選項(xiàng)B正確；由于φc=0，則電子在平面b的電勢(shì)能Epb=-2eV，而Ubd=4V，電子從b到d的過程，電場(chǎng)力做功Wbd=-eUbd=-4eV。電子從b到d的過程，Wbd=Epb-Epd，解得Epd=2eV，應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤；U=2V、U=6V，電子從a到b的過程依照動(dòng)能定理有：-eU=1212，abadab22電子從a到d的過程，依照動(dòng)能定理有：-eUad=1mvd21mva2，解得vb=2vd，故22選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！疽族e(cuò)警示】誤認(rèn)為電子的運(yùn)動(dòng)與電場(chǎng)線方向相同，以致漏選答案B。3.(2018·全國(guó)卷II·T21)如圖，同一平面內(nèi)的a、b、c、d四點(diǎn)處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與此平面平行，M為a、c連線的中點(diǎn)，N為b、d連線的中點(diǎn)。一電荷量為q(q>0)的粒子從a點(diǎn)搬動(dòng)到b點(diǎn)，其電勢(shì)能減小W1；若該粒子從c點(diǎn)搬動(dòng)到d點(diǎn)，其電勢(shì)能減小W2。以下說法正確的選項(xiàng)是()A.此勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向必然與a、b兩點(diǎn)連線平行B.若該粒子從M點(diǎn)搬動(dòng)到N點(diǎn)，則電場(chǎng)力做功必然為W1W22C.若c、d之間的距離為L(zhǎng)，則該電場(chǎng)的場(chǎng)富強(qiáng)小必然為W2qLD.若W=W，則a、M兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差必然等于b、N兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差12【解析】選B、D。由于題目沒有說明W1、W2的數(shù)量關(guān)系，故無(wú)法確定各點(diǎn)的電勢(shì)高低，無(wú)法確定等勢(shì)線，也就無(wú)法確定場(chǎng)強(qiáng)方向，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。W=qU=q(φ1aba-φb)，W2=qUcd=q(φc-φd)，勻強(qiáng)電場(chǎng)中M、N為ac和bd的中點(diǎn)，因此φM=ac，2φ=bd，可得MN(ab)(cd)UabUcd，=qU=q(φ-φ)=W1W2，NMNMN222MN2選項(xiàng)B正確。無(wú)法確定電場(chǎng)強(qiáng)度可否沿cd方向，因此無(wú)法確定電場(chǎng)強(qiáng)度的大小可否為W2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。若W=W，即U=U，故φ-φ=φ-φ，因此φ-φ=qL12abcdabcdacφ-φ，又由于U=ac，U=bd，則U=U，選項(xiàng)D正確。bdaM2bN2aMbN4.(2018·全國(guó)卷Ⅲ·T21)如圖，一平行板電容器連接在直流電源上，電容器的極板水平，兩微粒a、b所帶電荷量大小相等、符號(hào)相反，使它們分別靜止于電容器的上、下極板周邊，與極板距離相等?，F(xiàn)同時(shí)釋放a、b，它們由靜止開始運(yùn)動(dòng)，在隨后的某時(shí)刻t，a、b經(jīng)過電容器兩極板間下半地域的同一水平面。a、b間的相互作用和重力可忽略，以下說法正確的選項(xiàng)是()A.a的質(zhì)量比b的大B.在t時(shí)刻，a的動(dòng)能比b的大C.在t時(shí)刻，a和b的電勢(shì)能相等D.在t時(shí)刻，a和b的動(dòng)量大小相等【解析】選B、D。由于平行板電容器連接在直流電源上，U不變，E不變，兩微粒a、b所帶電荷量大小相等，則電場(chǎng)力大小相等，經(jīng)過相同時(shí)間，據(jù)動(dòng)量定理Ft=mv-0可知，在t時(shí)刻a和b的動(dòng)量大小相等，D對(duì)；由于經(jīng)過時(shí)間t，在下2半地域的同一水平面，因此va>vb，則ma<mb，A錯(cuò)；據(jù)Ek=p可知Eka>Ekb，B對(duì)；2m在同一水平面電勢(shì)相等，由于a、b所帶電荷量大小相等，符號(hào)相反，電勢(shì)能不等，C錯(cuò)；應(yīng)選B、D?！局睋纛}眼】本題抓住兩微粒碰到電場(chǎng)力大小相等和作用時(shí)間相同，解析動(dòng)量關(guān)系的要點(diǎn)，利用動(dòng)量定理切入，依照“a、b經(jīng)過電容器兩極板間下半地域的同一水平面”獲得速度大小關(guān)系，由此打破質(zhì)量和動(dòng)能的關(guān)系。(2018·北京高考·T7)研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，以下說法正確的選項(xiàng)是()A.實(shí)驗(yàn)前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電B.實(shí)驗(yàn)中，只將電容器b板向上平移，靜電計(jì)指針的張角變小C.實(shí)驗(yàn)中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計(jì)指針的張角變大D.實(shí)驗(yàn)中，只增加極板帶電量，靜電計(jì)指針的張角變大，表示電容增大【解析】選A。當(dāng)用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，由于靜電感覺，從而在b板感覺出等量的異種電荷，從而使電容器帶電，應(yīng)選項(xiàng)

A正確；依照電容的決定式：C=

S

，將電容器

b板向上平移，即正對(duì)面積

S減小，則電容

C減小，根kd據(jù)C=Q可知，電量Q不變，則電壓U增大，則靜電計(jì)指針的張角變大，應(yīng)選項(xiàng)UB錯(cuò)誤；依照電容的決定式：C=S，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，則介電系4kd數(shù)ε增大，則電容C增大，依照C=Q可知，電量Q不變，則電壓U減小，則靜U電計(jì)指針的張角減小，應(yīng)選項(xiàng)

C錯(cuò)誤；依照電容決定式

C=

S

可知，電容

C的4kd變化與電量并沒關(guān)系，因此電量的改變其實(shí)不會(huì)以致電容的變化，應(yīng)選項(xiàng)

D錯(cuò)誤。6.(2018

·天津高考·

T3)以下列圖，實(shí)線表示某電場(chǎng)的電場(chǎng)線

(方向未標(biāo)出

)，虛線是一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)別為φM、φN，粒子在M點(diǎn)和N點(diǎn)時(shí)加速度大小分別為vM、vN，電勢(shì)能分別為EpM、EpN。以下判斷正確的選項(xiàng)是(

M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢(shì)分aM、aN，速度大小分別為)A.v<v，a<aB.v<v，φ<φNMNMNMNMC.φ<φ，E<ED.a<a，E<EMNpMpNMNpMpN【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)從以下三點(diǎn)進(jìn)行解析：電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)需要找出速度和力的關(guān)系。用動(dòng)能定理判斷速度的變化。利用靜電力做功與電勢(shì)能的關(guān)系判斷電勢(shì)能的變化?！窘馕觥窟xD。電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，同一個(gè)粒子碰到的電場(chǎng)力越大，根據(jù)牛頓第二定律可知其加速度越大，故有aM<aN；若粒子從M運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，則根據(jù)帶電粒子所受電場(chǎng)力指向軌跡波折的內(nèi)側(cè)，可知在某點(diǎn)的電場(chǎng)力方向和速度方向如圖甲所示，故電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，動(dòng)能減小，即vM>vN，EpM<EpN，負(fù)電荷在低電勢(shì)處電勢(shì)能大，故φM>φN。若粒子從N運(yùn)動(dòng)到M，則依照帶電粒子所受電場(chǎng)力指向軌跡波折的內(nèi)側(cè)，可知在某點(diǎn)的電場(chǎng)力方向和速度方向如圖乙所示，故電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，即vM>vN，EpM<EpN，負(fù)電荷在低電勢(shì)處電勢(shì)能大，故φM>φN。綜上所述，D正確。7.(2018·江蘇高考·T5)以下列圖，水平金屬板A、B分別與電源兩極相連，帶電油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將B板右端向下搬動(dòng)一小段距離，兩金屬板表面仍均為等勢(shì)面，則該油滴()A.依舊保持靜止B.豎直向下運(yùn)動(dòng)C.向左下方運(yùn)動(dòng)D.向右下方運(yùn)動(dòng)【解析】選D。將B板右端向下搬動(dòng)一小段距離后，電容器內(nèi)部電荷重新分布，右側(cè)電荷稀罕，左側(cè)電荷密集，電場(chǎng)力方向不再豎直向上，而是向右側(cè)傾斜，使得帶電油滴不再受力平衡，合力方向向右下方，以下列圖，油滴向右下方運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。8.(2018·江蘇高考·T8)以下列圖，電源E對(duì)電容器C充電，當(dāng)C兩端電壓達(dá)到80V時(shí)，閃光燈剎時(shí)導(dǎo)通并發(fā)光，C放電。放電后，閃光燈斷開并熄滅，電源再次對(duì)C充電。這樣不斷地充電和放電，閃光燈就周期性地發(fā)光。該電路()A.充電時(shí)，經(jīng)過R的電流不變B.若R增大，則充電時(shí)間變長(zhǎng)C.若C增大，則閃光燈閃光一次經(jīng)過的電荷量增大D.若E減小為85V，閃光燈閃光一次經(jīng)過的電荷量不變【解析】選B、C、D。隨著充電過程的進(jìn)行，電容器兩端電壓越來越高，電阻上的電壓越來越低，電流越來越小，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；若R增大，則充電電流變小，充電時(shí)間變長(zhǎng)，選項(xiàng)B正確；依照Q=CU，若C增大，Q增大，選項(xiàng)C正確；若E減小為85V，電容器還可以充到80V電壓，選項(xiàng)D正確。9.(2018·北京高考·T12)(1)靜電場(chǎng)可以用電場(chǎng)線和等勢(shì)面形象描述。a.請(qǐng)依照電場(chǎng)強(qiáng)度的定義和庫(kù)侖定律推導(dǎo)出點(diǎn)電荷Q的場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式；b.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線和等勢(shì)面分布以下列圖，等勢(shì)面S1、S2到點(diǎn)電荷的距離分別為r1、r2。我們知道，電場(chǎng)線的疏密反響了空間地域電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。請(qǐng)計(jì)算S1、S2上單位面積經(jīng)過的電場(chǎng)線條數(shù)之比N1∶N2。察看宇宙中輻射電磁波的天體，距離越遠(yuǎn)，單位面積接收的電磁波功率越小，察看越困難。為了收集足夠強(qiáng)的來自天體的電磁波，增大望遠(yuǎn)鏡口徑是提高天文察看能力的一條重要路子。2016年9月25日，世界上最大的單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST在我國(guó)貴州落成啟用，被譽(yù)為“中國(guó)天眼”。FAST直徑為500m，有效提高了人類察看宇宙的精度和范圍。a.設(shè)直徑為

100m的望遠(yuǎn)鏡可以接收到的來自某天體的電磁波功率為

P1，計(jì)算FAST可以接收到的來自該天體的電磁波功率

P2；b.在宇宙大尺度上，天體的空間分布是均勻的，僅以輻射功率為

P的同類天體為察看對(duì)象，設(shè)直徑為

100m望遠(yuǎn)鏡可以察看到的此類天體數(shù)量是

N0，計(jì)算

FAST可以察看到的此類天體數(shù)量

N?！窘馕觥?1)a.在距Q為r的地址放一電荷量為q的檢驗(yàn)電荷，依照庫(kù)侖定律檢驗(yàn)電荷碰到的電場(chǎng)力

F

Qqk2r

，依照電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式

E

Fq

得E

k

Q2r

。穿過每個(gè)面的電場(chǎng)線的總條數(shù)是相等的，若面積大，則單位面積上分擔(dān)的條數(shù)就少，即單位面積上的電場(chǎng)線條數(shù)與面積成反比，故穿過兩等勢(shì)面單位面積上的電場(chǎng)線條數(shù)之比NSr2。1222N2S1r1(2)a.在地球上用不相同望遠(yuǎn)鏡察看同一天體，單