高三物理一輪復(fù)習(xí)5年真題分類6年真題匯編電場含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精專題9電場1。[2016·全國卷Ⅱ]如圖1.所示,P是固定的點(diǎn)電荷，虛線是以P為圓心的兩個(gè)圓．帶電粒子Q在P的電場中運(yùn)動(dòng)．運(yùn)動(dòng)軌跡與兩圓在同一平面內(nèi),a、b、c為軌跡上的三個(gè)點(diǎn)．若Q僅受P的電場力作用,其在a、b、c點(diǎn)的加速度大小分別為aa、ab、ac,速度大小分別為va、vb、vc，則()圖1.A．a(chǎn)a〉ab>ac，va>vc〉vbB．a(chǎn)a>ab〉ac，vb〉vc>vaC．a(chǎn)b〉ac〉aa，vb〉vc〉vaD．a(chǎn)b〉ac>aa，va〉vc>vb答案：D解析:由庫侖定律可知，粒子在a、b、c三點(diǎn)受到的電場力的大小關(guān)系為Fb>Fc〉Fa，由a＝eq\f（F，m）可知，ab>ac>aa，由運(yùn)動(dòng)軌跡可知，粒子Q的電性與P相同，受斥力作用，不論粒子從a到c，還是從c到a,在運(yùn)動(dòng)過程中總有排斥力與運(yùn)動(dòng)方向的夾角先為鈍角后為銳角，即斥力先做負(fù)功后做正功，因此va>vc〉vb，故D正確．2.[2016·浙江卷]如圖1-1所示，兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體A和B，用一對絕緣柱支持使它們彼此接觸．把一帶正電荷的物體C置于A附近,貼在A、B下部的金屬箔都張開()圖1。1A．此時(shí)A帶正電,B帶負(fù)電B．此時(shí)A電勢低，B電勢高C．移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合D．先把A和B分開，然后移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合答案：C解析：由感應(yīng)起電可知，近端感應(yīng)出異種電荷，故A帶負(fù)電，B帶正電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體是等勢體，故A、B電勢相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；先移去C，則A、B兩端的等量異種電荷又重新中和，而先分開A、B，后移走C,則A、B兩端的等量異種電荷就無法重新中和，故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3.[2016·浙江卷]如圖所示，把A、B兩個(gè)相同的導(dǎo)電小球分別用長為0.10m的絕緣細(xì)線懸掛于OA和OB兩點(diǎn)．用絲綢摩擦過的玻璃棒與A球接觸，棒移開后將懸點(diǎn)OB移到OA點(diǎn)固定．兩球接觸后分開，平衡時(shí)距離為0。12m．已測得每個(gè)小球質(zhì)量是8。0×10－4kg,帶電小球可視為點(diǎn)電荷，重力加速度g取10m/s2，靜電力常量k＝9。0×109N·m2/C2，則(）A．兩球所帶電荷量相等B．A球所受的靜電力為1.0×10－2NC．B球所帶的電荷量為4eq\r（6)×10－8CD．A、B兩球連線中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為0答案：ACD解析：由接觸起電的電荷量分配特點(diǎn)可知，兩相同金屬小球接觸后帶上等量同種電荷,選項(xiàng)A正確；對A受力分析如圖所示，有eq\f（F庫，mg)＝eq\f（AD，OAD)，而F庫＝keq\f（q2,AB2），得F庫＝6×10－3N，q＝4eq\r(6)×10－8C，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；等量同種電荷連線的中點(diǎn)電場強(qiáng)度為0，選項(xiàng)D正確．4.［2016·全國卷Ⅲ]關(guān)于靜電場的等勢面，下列說法正確的是（)A．兩個(gè)電勢不同的等勢面可能相交B．電場線與等勢面處處相互垂直C．同一等勢面上各點(diǎn)電場強(qiáng)度一定相等D．將一負(fù)的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面，電場力做正功答案:B解析:靜電場中的電場線不可能相交，等勢面也不可能相交，否則的話會(huì)出現(xiàn)一個(gè)點(diǎn)有兩個(gè)電場強(qiáng)度和兩個(gè)電勢值的矛盾,A錯(cuò)誤；由WAB＝qUAB可知，當(dāng)電荷在等勢面上移動(dòng)時(shí)，電荷的電勢能不變，如果電場線不與等勢面垂直，那么電荷將受到電場力，在電荷運(yùn)動(dòng)時(shí)必然會(huì)做功并引起電勢能變化,這就矛盾了，B正確；同一等勢面上各點(diǎn)電勢相等，但電場強(qiáng)度不一定相等，C錯(cuò)誤;對于負(fù)電荷，q<0，從電勢高的A點(diǎn)移到電勢低的B點(diǎn)，UAB〉0,由電場力做功的公式WAB＝qUAB可知WAB〈0，電場力做負(fù)功,D錯(cuò)誤．5.［2016·江蘇卷]一金屬容器置于絕緣板上，帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛于容器中，容器內(nèi)的電場線分布如圖1。所示．容器內(nèi)表面為等勢面，A、B為容器內(nèi)表面上的兩點(diǎn),下列說法正確的是（）圖1.A．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度比B點(diǎn)的大B．小球表面的電勢比容器內(nèi)表面的低C．B點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向與該處內(nèi)表面垂直D．將檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)沿不同路徑移到B點(diǎn),電場力所做的功不同答案:C解析:電場線的疏密反映電場的強(qiáng)弱,電場線越密，電場越強(qiáng),據(jù)圖可知，B點(diǎn)的電場強(qiáng)度比A點(diǎn)大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；沿電場線電勢降低，小球表面的電勢比容器內(nèi)表面的高，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；容器內(nèi)表面為等勢面，而電場線總與等勢面垂直，故B點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向與該處內(nèi)表面垂直，選項(xiàng)C正確．A、B兩點(diǎn)等勢,將檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)沿不同路徑移到B點(diǎn)，電場力做功均為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．6。［2016·全國卷Ⅰ］一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì),接在恒壓直流電源上，若將云母介質(zhì)移出，則電容器（）A．極板上的電荷量變大，極板間的電場強(qiáng)度變大B．極板上的電荷量變小，極板間的電場強(qiáng)度變大C．極板上的電荷量變大，極板間的電場強(qiáng)度不變D．極板上的電荷量變小,極板間的電場強(qiáng)度不變答案:D解析：由平行板電容器電容的決定式C＝eq\f（εS,4kπd)，將云母介質(zhì)移出,電容C減小，而兩極板的電壓U恒定，由Q＝CU，極板上的電荷量Q變小，又由E＝eq\f（U,d)可得板間電場強(qiáng)度與介質(zhì)無關(guān),大小不變,選項(xiàng)D正確．7.［2016·全國卷Ⅰ］現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來分析比質(zhì)子重很多倍的離子,其示意圖如圖1-所示,其中加速電壓恒定．質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速電場加速，經(jīng)勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場．若某種一價(jià)正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速，為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場，需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來的12倍．此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為(）圖1。A．11B．12C．121D．144答案：D解析：粒子在電場中加速,設(shè)離開加速電場的速度為v,則qU＝eq\f(1,2)mv2,粒子進(jìn)入磁場做圓周運(yùn)動(dòng)，半徑r＝eq\f(mv，qB）＝eq\f（1,B）eq\r（\f(2mU,q)），因兩粒子軌道半徑相同，故離子和質(zhì)子的質(zhì)量比為144,選項(xiàng)D正確．8.［2016·全國卷Ⅱ］阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略）連接成如圖1-所示電路．開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(guān)S,電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2.Q1與Q2的比值為（）圖1。A。eq\f（2，5)B.eq\f（1,2）C.eq\f（3,5)D。eq\f(2,3)答案：C解析:由已知條件及電容定義式C＝eq\f(Q，U）可得：Q1＝U1C,Q2＝U2C,則eq\f(Q1，Q2）＝eq\f(U1，U2)。S斷開時(shí)等效電路如圖甲所示甲U1＝eq\f(\f（R（R＋R），（R＋R）＋R),R＋\f(R（R＋R），（R＋R）＋R))·E×eq\f(1,2）＝eq\f(1,5）E；S閉合時(shí)等效電路如圖乙所示,乙U2＝eq\f(\f（R·R,R＋R),R＋\f(R·R，R＋R)）·E＝eq\f（1,3）E，則eq\f(Q1,Q2)＝eq\f（U1，U2）＝eq\f（3,5），故C正確．9。[2016·北京卷］如圖1。所示，電子由靜止開始經(jīng)加速電場加速后，沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場，并從另一側(cè)射出．已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e,加速電場電壓為U0，偏轉(zhuǎn)電場可看作勻強(qiáng)電場，極板間電壓為U,極板長度為L，板間距為d。(1)忽略電子所受重力,求電子射入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的初速度v0和從電場射出時(shí)沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離Δy；（2）分析物理量的數(shù)量級,是解決物理問題的常用方法．在解決（1)問時(shí)忽略了電子所受重力，請利用下列數(shù)據(jù)分析說明其原因．已知U＝2。0×102V，d＝4.0×10－2m，m＝9。1×10－31kg,e＝1.6×10－19C，g＝10m/s2。(3)極板間既有靜電場也有重力場．電勢反映了靜電場各點(diǎn)的能的性質(zhì)，請寫出電勢φ的定義式．類比電勢的定義方法，在重力場中建立“重力勢”φG的概念，并簡要說明電勢和“重力勢”的共同特點(diǎn)．圖1-解析：(1）根據(jù)功和能的關(guān)系，有eU0＝eq\f（1，2）mveq\o\al（2,0)電子射入偏轉(zhuǎn)電場的初速度v0＝eq\a\vs4\al（\r（\f(2eU0，m)）)在偏轉(zhuǎn)電場中，電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt＝eq\f（L,v0)＝Leq\r(\f(m，2eU0））偏轉(zhuǎn)距離Δy＝eq\f（1，2）a(Δt）2＝eq\f(UL2,4U0d)。（2)考慮電子所受重力和電場力的數(shù)量級，有重力G＝mg～10－29N電場力F＝eq\f（eU，d)～10－15N由于F?G，因此不需要考慮電子所受重力．（3）電場中某點(diǎn)電勢φ定義為電荷在該點(diǎn)的電勢能Ep與其電荷量q的比值，即φ＝eq\f（Ep,q)由于重力做功與路徑無關(guān),可以類比靜電場電勢的定義，將重力場中物體在某點(diǎn)的重力勢能EG與其質(zhì)量m的比值，叫作“重力勢”，即φG＝eq\f（EG，m）.電勢φ和重力勢φG都是反映場的能的性質(zhì)的物理量，僅由場自身的因素決定．10.[2016·天津卷］如圖1.所示，平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地,在兩極板間有一個(gè)固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷，以E表示兩板間的電場強(qiáng)度,Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢能,θ表示靜電計(jì)指針的偏角．若保持下極板不動(dòng)，將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置，則（)圖1。A．θ增大，E增大B．θ增大，Ep不變C．θ減小,Ep增大D．θ減小，E不變答案：D解析：保持下極板不動(dòng)，上極板向下移動(dòng)一小段距離后，由C＝eq\f（εrS,4πkd）可知電容器的電容變大,由于Q不變，由C＝eq\f(Q，U)可知U減小，故靜電計(jì)的指針偏角變??；電場強(qiáng)度E＝eq\f（U,d）＝eq\f(Q，Cd）＝eq\f（4πkQ，εrS）不變;由于下極板不動(dòng)，電場強(qiáng)度E不變，所以P點(diǎn)的電勢沒有發(fā)生改變，故點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢能不變，A、B、C錯(cuò)誤，D正確．11。［2016·四川卷]中國科學(xué)院2015年10月宣布中國將在2020年開始建造世界上最大的粒子加速器．加速器是人類揭示物質(zhì)本源的關(guān)鍵設(shè)備，在放射治療、食品安全、材料科學(xué)等方面有廣泛應(yīng)用．如圖1。所示，某直線加速器由沿軸線分布的一系列金屬圓管（漂移管)組成，相鄰漂移管分別接在高頻脈沖電源的兩極．質(zhì)子從K點(diǎn)沿軸線進(jìn)入加速器并依次向右穿過各漂移管,在漂移管內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在漂移管間被電場加速，加速電壓視為不變．設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管B時(shí)速度為8×106m/s,進(jìn)入漂移管E時(shí)速度為1×107m/s,電源頻率為1×107Hz，漂移管間縫隙很小，質(zhì)子在每個(gè)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間視為電源周期的eq\f（1，2）。質(zhì)子的荷質(zhì)比取1×108C/kg。求：(1）漂移管B的長度;（2)相鄰漂移管間的加速電壓．圖1。解析：（1)設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管B的速度為vB，電源頻率、周期分別為f、T，漂移管B的長度為L，則T＝eq\f（1,f)L＝vB·eq\f(T,2）聯(lián)立①②式并代入數(shù)據(jù)得L＝0.4m（2）設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管E的速度為vE，相鄰漂移管間的加速電壓為U，電場對質(zhì)子所做的功為W。質(zhì)子從漂移管B運(yùn)動(dòng)到E電場做功W′,質(zhì)子的電荷量為q、質(zhì)量為m，則W＝qU④W′＝3W⑤W′＝eq\f(1,2）mveq\o\al(2，E)－eq\f（1，2)mveq\o\al（2，B）⑥聯(lián)立④⑤⑥式并代入數(shù)據(jù)得U＝6×104V⑦12。[2016·全國卷Ⅰ］如圖1.所示,一帶負(fù)電荷的油滴在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)，其軌跡在豎直面（紙面)內(nèi)，且相對于過軌跡最低點(diǎn)P的豎直線對稱．忽略空氣阻力．由此可知（）圖1。A．Q點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)高B．油滴在Q點(diǎn)的動(dòng)能比它在P點(diǎn)的