小题精练 10 静电场问题-备考2025年高考物理题型突破讲练

修改时间:2025-02-28 浏览次数:2 类型:二轮复习 编辑

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一、电场强度的叠加

  • 1. 如图所示,在等量同种正点电荷形成的电场中,O是两点电荷连线的中点,C、D是连线中垂线上相对O对称的两点,已知 , 则(  )

    A . 点G的电场强度比点E的电场强度小 B . 点E与点F的电场强度大小相等,方向相同 C . EO间的电势差比EC间电势差小 D . 若有一负点电荷在C点由静止释放,负点电荷将在CD间做往复运动,由C运动到D时加速度一定先增大后减小
  • 2. 真空中有两个带电金属导体 , 其中导体内部存在空腔,两者间的电场线分布如图中带箭头实线所示,曲线为某带电粒子在该电场中的运动轨迹,为电场中的四个点,为空腔内部的一点,取无穷远处电势为零,下列说法正确的是(  )

    A . 点电势等于点电势 B . 点电场强度与点电场强度相同 C . 点电场强度和电势均小于零 D . 带电粒子仅在电场力作用下沿曲线运动时,电场力先做负功再做正功
  • 3. 将一个不带电的金属球壳放置在平行板电容器之间,球心到两极板的距离相等,电容器上极板带正电,下极板接地,极板与球壳间的电场分布如图所示。下列说法正确的是(  )

       

    A . 金属球壳的顶部感应出负电荷,底部感应出正电荷 B . 电子在a点的加速度比在b点的小 C . 电子在a点的电势能比在b点的大 D . 一质子从b点移至a点,电场力做正功
  • 4. 静电分选是在高压或超高压静电场中,利用待选物料间的电性差异来实现的。现在要对矿粒中的导体矿粒和非导体(电介质)矿粒进行分选,如图所示,让矿粒与高压带电极板a直接接触,以下说法正确的是(  )

    A . 左边矿粒是导体,右边矿粒是非导体 B . 非导体矿粒将在电场力作用下向极板b运动 C . 非导体矿粒在向极板b运动过程中电场力做负功 D . 导体矿粒在向极板b运动过程中电势能减少
  • 5. 如图所示,真空中三点的连线构成一个边长的等边三角形,连线的中垂线。若将电荷量均为的两点电荷分别固定在点,已知静电力常量 , 则(  )

    A . 两点电荷间的库仑力大小为 B . 将一负点电荷放在D点受到的电场力最大 C . A点的电场强度的大小为 D . 从D到A电势逐渐升高
  • 6. 为等边三角形,是三角形的中心,的中点。图(a)中,A、B、C三个顶点处各放置电荷量相等的点电荷,其中A、B处为正电荷,C处为负电荷;图(b)中,A、B、C三个顶点处垂直纸面各放置一根电流大小相等的长直导线,其中A、B处电流方向垂直纸面向里,C处电流方向垂直纸面向外。下列说法正确的是(  )

    A . 图(a)中,沿着直线从O到D电势逐渐升高 B . 图(a)中,沿着直线从O到D各点的电场方向相同,且由指向 C . 图(b)中,沿着直线从O到D各点的磁场方向相同,且垂直向左 D . 图(b)中,点的磁感应强度大于点的磁感应强度

二、力电综合问题

  • 7. 电子显微镜通过电场或磁场构成的电子透镜实现会聚或发散作用,其中一种电子透镜的电场分布如图所示,虚线为等势面,相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下运动,其轨迹如图中实线所示,a、b是轨迹上的两点,下列说法正确的是(  )

       

    A . a点场强大于b点场强 B . a点电势高于b点电势 C . 电子在a点的动能大于b点的动能 D . 电子在a点所受电场力小于b点所受电场力
  • 8. 如图所示为某区域的电场线分布,下列说法正确的是(  )

    A . 这个电场可能是正点电荷形成的 B . D处的电场强度为零,因为那里没有电场线 C . 点电荷q在A点所受的静电力比在B点所受静电力小 D . 负电荷在C点受到的静电力方向沿C点切线方向
  • 9. 如图所示,在竖直面内A点固定有一带电的小球,可视为点电荷。在带电小球形成的电场中,有一带电粒子在水平面内绕O点做匀速圆周运动,下列说法正确的是(   )

    A . 粒子运动的水平面为等势面 B . 粒子运动的轨迹在一条等势线上 C . 粒子运动过程中所受的电场力不变 D . 粒子的重力可以忽略不计
  • 10. 如图所示,在某真空区域有一个空间坐标系 , 在轴上的 , 0, , 0,分别固定一个电荷量为的点电荷。轴上点坐标为 , 0,轴上点坐标为。现将一个电子置于点,则下列说法正确的是

    A . 使电子从点沿轴正向移动,所受电场力先增大后减小 B . 使电子从点沿轴向原点移动,所受电场力逐渐减小 C . 使电子沿直线从点移动到点,所受电场力先增大后减小 D . 使电子沿直线从点移动到点,其电势能先减小后增大

三、电粒子在电场中的直线运动问题

  • 11. 如图(a)所示,两平行正对的金属板AB间加有如图(b)所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在t0时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,时而向B板运动,并最终打在A板上。则t0可能属于的时间段是(  )

    A . B . C . D .
  • 12. 如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图,此质谱仪由以下几部分构成:离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器。加速电场的加速压为U,静电分析器通道中心线半径为R,通道内有均匀辐射电场,在中心线处的电场强度大小为E;磁分析器中分布着方向垂直于纸面,磁感应强度为B的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后进入静电分析器,沿中心线 做匀速圆周运动,而后由P点进入磁分析器中,最终经过Q点进入收集器。下列说法不正确的是(  )

    A . 磁分析器中匀强磁场方向垂直于纸面向外 B . 磁分析器中圆心 到Q点的距离可能为 C . 不同离子经相同的加速压U加速后都可以沿通道中心线安全通过静电分析器 D . 静电分析器通道中心线半径为
  • 13.  粒子直线加速器原理示意图如图甲所示,它由多个横截面积相同的同轴金属圆筒依次组成,序号为奇数的圆筒与序号为偶数的圆筒分别和交变电源相连,交变电源两极间的电压变化规律如图乙所示。在时,奇数圆筒比偶数圆筒电势高,此时和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)的中央有一自由电子由静止开始发射,之后在各狭缝间持续加速。若电子质量为m , 电荷量为e , 交变电源电压为U , 周期为T。不考虑电子的重力和相对论效应,忽略电子通过圆筒狭缝的时间。下列说法正确的是(    )

    A . 电子在圆筒里做加速运动 B . 要实现加速,电子在圆筒运动时间必须为T C . n个圆筒的长度应满足 D . 如果要加速质子,圆筒的长度要变短,可以在时间内从圆板处释放
  • 14. 如图所示装置,密度相同、大小不同的球状纳米颗粒在电离室中电离后带正电,电量与其表面积成之比,电离后,颗粒缓慢通过小孔进入极板间电压为的水平加速电场区域 , 再通过小孔射入电场强度为的匀强电场区域Ⅱ,区域Ⅱ中极板长度为 , 极板间距为 , 假设不计颗粒重力,且所有颗粒均能从区域Ⅱ右侧离开,则( )

    A . 颗粒的比荷与半径成正比 B . 所有的颗粒从同一位置离开区域Ⅱ
    C . 所有的颗粒在区域Ⅱ中运动时间相同 D . 半径越大的颗粒离开区域Ⅱ时动能越大
  • 15.  离子推进器是我国新一代航天动力装置,它的工作原理是将氙气通入电离室后被电离为氙离子,利用加速电场加速氙离子,形成向外发射的粒子流,从而对航天飞机产生反冲力使其获得加速度的。某次测试中,氙气被电离的比例为 , 氙离子喷射速度为 , 推进器产生的推力为 , 已知氙离子的比荷为;计算时,取氙离子的初速度为零,忽略粒子之间的相互作用,下列判断正确的是(    )

    A . 氙离子的加速电压为 B . 离子推进器发射功率为 C . 氙离子向外喷射形成的电流约为 D . 每秒进入放电通道的氙气质量约为
  • 16. 如图,氕(H)和氘(H)两种原子核由静止经同一加速电场加速后,沿OO'方向射入偏转电场,粒子射出偏转电场后都能打在圆筒感光纸上并留下感光点,若圆筒不转动,两种原子核(  )

    A . 离开加速电场时,动能相等 B . 离开加速电场时,动量相等 C . 离开偏转电场后,在感光纸上留下1个感光点 D . 离开偏转电场后,在感光纸上留下2个感光点

四、电粒子在电场中的偏转问题

  • 17. 如图,质量相同的带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入匀强电场中,P从平行板间正中央射入,Q从下极板边缘处射入, 它们都打到上极板同一点, 不计粒子重力。 则(  )

       

    A . 它们运动的时间不同 B . Q所带的电荷量比P大 C . 电场力对它们做的功一样大 D . Q的动能增量大
  • 18. 如图所示,一质量为m、电荷量为q()的粒子以速度从MN连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知MN与水平方向成45°角,粒子的重力可以忽略,则粒子到达MN连线上的某点时(       )

       

    A . 所用时间为 B . 速度大小为 C . 与P点的距离为 D . 速度方向与竖直方向的夹角为30°
  • 19. 如图所示,两足够大的金属板P、Q水平放置,两金属板正中间有一水平放置的接地金属网G,金属板P、Q的电势均为>0)。金属网G上方固定着比荷均为k的两带正电粒子a、b,它们到金属网G的距离均为h。某时刻将粒子a以水平速度v0向右抛出,同时粒子b由静止释放,若粒子a从开始运动到第一次通过金属网G时水平位移为2h,一段时间后两粒子相遇,相遇时粒子b的速度大小为v0。两粒子的重力及它们间的相互作用可忽略,两粒子在两板间运动时不会与金属网G相撞。下列说法正确的是(  )

    A . 粒子b的最大速度为v0 B . 金属板P、Q间的距离为 C . 粒子a、b初始位置之间的距离可能为10h D . 若增大粒子a的初速度,粒子a、b有可能不相遇
  • 20. 如图甲为喷墨打印机的结构简化图。当计算机有信号输入时,墨盒喷出细小的墨滴,经过带电室后带上负电,其电荷量由输入信号控制。墨滴进入平行金属板,最后打到纸上,显示出打印内容。当计算机无信号输入时,墨滴不带电,径直通过板间后注入回流槽流回墨盒中。已知两板间的电压为U,距离为d,板长为L。墨滴的质量为m,电荷量为q,以水平初速度进入平行金属板,假设平行金属板之间为匀强电场,全程仅考虑墨滴受到的电场力。下列说法正确的是(  )

    A . 墨滴穿过电场的过程中受到的电场力大小为 B . 墨滴穿过电场的过程中竖直方向的位移大小为 C . 墨滴穿出电场时速度与水平方向的夹角θ的正切值为 D . 某同学打印的照片如图乙所示,若仅将两板间的电压增大50%,则最终打印稿上出现的照片图样是丙,仅纵向扩大50%
  • 21. 实验室里有一款电子发射器,可以在水平方向以任意角度发射电子。现在空间中存在竖直向下的匀强电场,并在一适当位置竖直放置一块很大的粒子接收屏,如图所示。若固定电子的初速度大小不变,并任意地调节发射器的角度,忽略电子重力,则打到接收屏的电子构成的几何图形是(  )

    A . V形折线 B . 圆或椭圆 C . 抛物线 D . 双曲线的一支

五、破鼎提升

  • 22.  如图,竖直平面内有一光滑绝缘轨道,取竖直向上为y轴正方向,轨道形状满足曲线方程y = x2。质量为m、电荷量为q(q> 0)的小圆环套在轨道上,空间有与x轴平行的匀强电场,电场强度大小 , 圆环恰能静止在坐标(1,1)处,不计空气阻力,重力加速度g大小取10 m/s2。若圆环由(3,9)处静止释放,则(  )

    A . 恰能运动到(−3,9)处 B . 在(1,1)处加速度为零 C . 在(0,0)处速率为 D . (−1,1)处机械能最小
  • 23. 如图所示,真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连,下极板接地,当两极板间距为d时,两极板间的带电质点恰好静止在点,当把上极板快速向下平移距离后,电容器所带的电荷量在极短时间内重新稳定,带电质点开始运动,重力加速度大小为 , 则上极板向下平移后(       )

       

    A . 电容器所带的电荷量不变 B . 带电质点将向下运动 C . P点的电势升高 D . 带电质点的加速度大小为
  • 24. 如图所示,空间有一正方体 , a点固定电荷量为的点电荷,d点固定电荷量为的点电荷,O、分别为上下两个面的中心点,则(  )

    A . b点与c点的电场强度相同 B . b点与点的电势相同 C . b点与c点的电势差等于点与点的电势差 D . 将带正电的试探电荷由b点沿直线移动到O点,其电势能先增大后减小
  • 25. 如图所示,两个等量异种点电荷固定在同一条水平线上,电荷量分别为是水平放置的足够长的光滑绝缘细杆,细杆上套着一个中间穿孔的小球 , 其质量为 , 电荷量为(可视为试探电荷,不影响电场的分布)。现将小球从点电荷的正下方点由静止释放,到达点电荷的正下方点时,速度为的中点。则(  )

    A . 小球从先做加速运动,后做减速运动 B . 小球运动至点时速度为 C . 小球最终可能返回至 D . 小球在整个运动过程中的最终速度为
  • 26.  如图所示,在轴上方的空间存在竖直向下的匀强电场,在轴下方的空间存在垂直于平面向外的匀强磁场,电场强度、磁感应强度的大小均未知。一质量为、电荷量为的粒子从轴上点以初速度垂直轴向右射出,点到点距离为 , 粒子从电场进入磁场时的速度方向与轴正方向夹角为。已知粒子恰好能回到轴上的点,不计粒子重力。求:

    (1) 电场强度的大小;
    (2) 磁感应强度大小;
    (3) 粒子从点射出到第一次回到点所经历的时间。

六、直击高考

  • 27.  如图,A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上,直径与弦间的夹角为。A、B两点分别放有电荷量大小为的点电荷时,C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向,则等于(  )

    A . B . C . D . 2
  • 28.  沿空间某直线建立x轴,该直线上的静电场方向沿x轴,其电电势的φ随位置x变化的图像如图所示,一电荷都为e带负电的试探电荷,经过x2点时动能为1.5eV,速度沿x轴正方向若该电荷仅受电场力。则其将( )

    A . 不能通过x3 B . 在x3点两侧往复运动 C . 能通过x0 D . 在x1点两侧往复运动
  • 29. 图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验,保持电荷量不变,当极板间距增大时,静电计指针张角增大,则 ( )

    A . 极板间电势差减小 B . 电容器的电容增大 C . 极板间电场强度增大 D . 电容器储存能量增大
  • 30. 如图所示,两个等量异种点电荷分别位于M、N两点,P、Q是MN连线上的两点,且 . 下列说法正确的是(    )

    A . P点电场强度比Q点电场强度大 B . P点电势与Q点电势相等 C . 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,P点电场强度大小也变为原来的2倍 D . 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,P、Q两点间电势差不变
  • 31. 在正点电荷Q产生的电场中有MN两点,其电势分别为 , 电场强度大小分别为。下列说法正确的是(  )
    A . , 则M点到电荷Q的距离比N点的远 B . , 则M点到电荷Q的距离比N点的近 C . 若把带负电的试探电荷从M点移到N点,电场力做正功,则 D . 若把带正电的试探电荷从M点移到N点,电场力做负功,则
  • 32. 如图甲所示,两块平行正对的金属板水平放置,板间加上如图乙所示幅值为U0、周期为t0的交变电压,金属板左侧存在一水平向右的恒定匀强电场,右侧分布着垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一带电粒子在t=0时刻从左侧电场某处由静止释放,在t=t0时刻从下板左端边缘位置水平向右进入金属板间的电场内,在t=2t0时刻第一次离开金属板间的电场、水平向右进入磁场,并在t=3t0时刻从下板右端边缘位置再次水平进入金属板间的电场。已知金属板的板长是板间距离的 倍,粒子质量为m,忽略粒子所受的重力和场的边缘效应。

    (1) 判断带电粒子的电性并求其所带的电荷量q
    (2) 求金属板的板间距离D和带电粒子在t=t0时刻的速度大小v
    (3) 求从t=0时刻开始到带电粒子最终碰到上金属板的过程中,电场力对粒子做的功W

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