专题07 静电场

2013年高考物理模拟新题精选分类解析（第3期）专题07 静电场1、（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tP>tQB它们的电荷量之比为qPqQ=21C它们的动能增量之比为 D它们的电势能减少量之比为答案：B解析：两带电小球在竖直方向均做自由落体运动，它们的运动时间的关系为tP=tQ，选项A错误。两带电小球重力与电场力合力方向均沿各自运动轨迹方向，它们的电荷量之比为qPqQ=21，选项B正确。两带电小球重力做功相同，电场力做功之比为41，它们的动能增量之比不为21，选项C错误；它们的电势能减少量之比为41，选项D错误。第10题图+-ABDCabdcO2. (2013年浙江五校联考)现有两个边长不等的正方形ABCD和abcd，如图所示，且Aa、Bb、Cc、Dd间距相等。在AB、AC、CD、DB的中点分别放等量的点电荷，其中AB、AC中点放的点电荷带正电，CD、BD的中点放的点电荷带负电，取无穷远处电势为零。则下列说法中正确的是AO点的电场强度和电势均为零B把一正点电荷沿着bdc的路径移动时，电场力做功为零C同一点电荷在a、d两点所受电场力相同D将一负点电荷由a点移到b点电势能减小3. (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ABCDOC第6题图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4（2013江苏二校联考）如图所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U，电子最终打在光屏P上，关于电子的运动，则下列说法中正确的是（ ）A滑动触头向右移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升B滑动触头向左移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升C电压U增大时，其他不变，则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变D电压U增大时，其他不变，则电子打在荧光屏上的速度大小不变rO0r0r1r25（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，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离。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6、（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 < C7、（2013辽宁沈阳四校联考）如图所示，质量为m的物块（视为质点），带正电Q，开始时让它静止在倾角=600的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向、大小为E=mg/Q的匀强电场（设斜面顶端处电势为零），斜面高为H。释放后，物块落地时的电势能为，物块落地时的速度大小v，则A B C2 D28（8分）. (2013年浙江五校联考)如图所示，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；ABOv0第17题图 （2）小物体返回到斜面上的A点时的速度。8.解析： （1）FN=mgcos+k 1分 mgsin+FN=ma 1分 得：a= 2分（2）0mv02=mglsin2Wf 1分 mv2 = mglsin2Wf 1分 得：v= 2分9（15分）（2013江苏二校联考）如图所示，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？OdBApdcyhCDOPL9、解析：联立、，得（2分）10(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。·BA·C(3)若已知在点电荷Q的电场中，某点的电势可表示成，其中r为该点到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。10（15分）解析：(1) 设液珠的电量为q,质量为m,由题意知，当液珠在C点时 (2分) 比荷为 (2分)(2)当液珠速度最大时， (2分) 得 (2分)ADCB11、（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？11、解析：（1）设电场力与重力的合力为F，方向NM方向，BC弧中点为M，速度最大，12、（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v0.12、（14分）解析：(1)由图可知qEmg （1分）F合mgma ag10 m/s2， （2分）方向垂直于杆向下。 （1分） 13（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？13（10分）解：（1）小球运动到轨道最高点时速度最小-2分在圆心处电荷产生的电场中，圆轨道恰好在它的一个等势面上，小球在圆轨道上运动时，库仑力不做功，当小球运动到圆轨道最高处时，其重力对它做的负功最多，此时速度最小。-2分O A BC14（14分）（2013上海13校联考）如图所示，在光滑绝缘水平面上固定着一根光滑绝缘的圆形水平滑槽，其圆心在O点。过O点的一条直径上的A、B两点固定着两个点电荷。其中固定于A点的为正电荷，电荷量大小为Q；固定于B点的是未知电荷。在它们形成的电场中，有一个可视为质点的质量为m、电荷量大小为q的带电小球正在滑槽中运动，小球的速度方向平行于水平面，若已知小球在C点处恰好与滑槽内、外壁均无挤压且无沿切线方向的加速度，AB间的距离为L。ABCACB30°，COOB，静电力常量为k，（1）作出小球在水平面上受力，并确定固定在B点的电荷及小球的带电性质；（2）求B点电荷的电荷量大小；（3）已知点电荷的电势计算式为：jkQ/r，式中Q为场源电荷的电荷量，r为该点到场源电荷的距离。试利用此式证明小球在滑槽内做的是匀速圆周运动。（3）以O为原点，OB为x轴正方，OC为y轴正方，槽上某点的坐标为（x，y），则该点的电势为j，（3分）而x2y23L2/4，代入上式得j0。（3分）小球运动过程中电势能不变，所以动能也不变，做的是匀速圆周运动（2分）。图1615（2013浙江效实中学检测）如图16所示，绝缘的水平桌面上方有一竖直方向的矩形区域，该区域是由三个边长均为L的正方形区域ABFE、BCGF和CDHG首尾相接组成的，且矩形的下边EH与桌面相接三个正方形区域中分别存在方向为竖直向下、竖直向上、竖直向上的匀强电场，其场强大小比例为1:1:2现有一带正电的滑块以某一初速度从E点射入场区，初速度方向水平向右，滑块最终恰从D点射出场区已知