静电场（2）——2024届高考物理电磁知识专练

这是一份静电场（2）——2024届高考物理电磁知识专练，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．电场中有一点P，下列说法中正确的有( )
A.若放在P点的电荷的电荷量减半，则P点的场强减半
B.若P点没有检验电荷，则P点场强为零
C.P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大
D.P点的场强方向与放在该点的电荷的受力方向相同
2．如图所示，虚线a、b、c是电场中的一簇等势线（相邻等势面之间的电势差相等），实线为一个α粒子（重力不计）仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，是这条轨迹上的两点，据此可知( )
A.a、b、c三个等势面中，a的电势最高
B.电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小
C.电子在P点的加速度比Q点的加速度大
D.带电质点一定是从P点向Q点运动
3．静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷( )
A.在和处电势能相等
B.由运动到的过程中电势能减小
C.由运动到的过程中电势能增大
D.由运动到的过程中电场力先减小后增大
4．如图所示，一电子枪发射出的电子（初速度很小，可视为零）进入加速电场加速后，垂直射入偏转电场，射出后偏转位移为y，要使偏转位移增大，下列哪些措施是可行的（不考虑电子射出时碰到偏转电极板的情况）( )
A.减小偏转电压UB.减小加速电压
C.增大偏转电场的极板间距离dD.将发射电子改成发射负离子
5．如图所示，由PO和QO两块光滑绝缘的平板组成的“V”形组合体固定在地面上，两平板互相垂直，平板PO与地面的夹角，在两个平板上各放置一个带同种电荷的小球A和B，A、B所带电荷量分别为q和2q，A、B恰在同一条水平线上静止。小球A和B可看成点电荷，A的质量为m，静电力常量为k，，，则( )
A.B对A的库仑斥力是A对B的库仑斥力的2倍
B.A、B两球所受平板的支持力大小均为
C.B球的质量为
D.A、B两球间的距离为
二、多选题
6．下列说法中正确的是( )
A.适用于任何电场
B.适用于真空中的点电荷形成的电场
C.适用于任何电场
D.E是矢量，由可知，U也是矢量
7．某空间区域的竖直平面内存在电场，其中竖直的一条电场线如图甲所示，一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，在电场中从O点由静止开始沿电场线竖直向下运动.以O为坐标原点，取竖直向下为x轴的正方向，小球的机械能E与位移x的关系如图乙所示，则(不考虑空气阻力)( )
A.电场强度大小恒定，方向沿x轴负方向
B.从O到的过程中，小球的速率越来越大，加速度越来越大
C.从O到的过程中，相等的位移内，小球克服电场力做的功越来越大
D.到达位置时，小球速度的大小为
8．带电球体的半径为R，以球心为原点O建立坐标轴x，轴上各点电势φ随x变化如图所示，下列说法正确的是( )
A.球体带负电荷
B.球心处电场强度最大
C.A、B两点电势相同，电场强度不相同
D.一带负电的试探电荷在B点的电势能比在C点电势能的小
9．分别将带等量正电的三个等质量小球，以不同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带正电，下板接地.三小球分别落在图中A、B、C三点，则( )
A.三小球在电场的加速度大小相等
B.三小球在电场中加速度大小关系是
C.三小球在电场中运动时间
D.三小球到达下板时的动能关系是
10．如图所示，虚线是某一静电场的一簇等势线及其电势值，一带电粒子只在电场力的作用下飞经该电场时，恰能沿图中的实线从A点飞到B点，则下列判断正确的是( )
A.该粒子带正电
B.A点的场强大于B点的场强
C.粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
D.粒子在A点的动能小于在B点的动能
三、计算题
11．把带电荷量的正试探电荷从电场中的A点移动到无穷远处，克服电场力做功，取无穷远处的电势为零。求：
（1）该试探电荷在A点的电势能；
（2）A点电势。
12．用30cm的细线将质量为的带电小球P悬挂在O点下，当空中有方向为水平向右，大小为的匀强电场时，小球偏转37°后处在静止状态。
（1）分析小球的带电性质；
（2）求小球的带电量；
（3）求细线的拉力。
13．如图，粗糙绝缘的水平面上，相隔2L的AB两点固定有两个电量均为Q的正点电荷，a，O，b是AB连线上的三点，且O为AB连线的中点，。一质量为m、电量为的点电荷以初速度从a点出发沿AB连线向B运动，在运动过程中电荷受到大小恒定的摩擦力作用，当它第一次运动到O点时速度为，继续运动到b点时速度刚好为零，经过一段时间，最后恰停在O点。已知静电力恒量为k。求：
（1）a点的场强大小；
（2）摩擦力的大小；
（3）电荷在电场中运动的总路程。
14．在一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.4m和0.7m，如图甲.在A、B两点分别放置带正电的试探电荷，它们受到的静电力均沿x轴负方向、大小跟试探电荷的电荷量的关系分别对应图乙中的直线a、b。求：
（1）A、B两点的电场强度；
（2）点电荷Q的电性及所在位置的坐标。
四、实验题
15．（1）如图所示，可以探究影响电荷间相互作用力的因素。A是一个带电的物体，若把系在细绳上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置，可以比较小球，在不同位置所受带电物体的作用力的大小，这里的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来。若物体的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示，则以下对该实验现象判断正确的是( )
A.保持不变，增大d，则θ变大，说明F与d有关
B.保持不变，减小d，则θ变大，说明F与d有关
C.保持不变，减小q，则θ变小，说明F与q有关
D.保持不变，减小Q，则θ变大，说明F与Q成反比
（2）上述完成实验的方法是( )
A.假设法B.微元法C.控制变量法
参考答案
1．答案：C
解析：A、场强是表示电场本身性质的物理量，由电场本身决定，与试探电荷无关，所以当试探电荷的电荷量减半时，P点的场强不变，故A错误；
B、由于场强由电场本身决定，与试探电荷无关，所以当P点没有试探电荷，P点的场强不变，故B错误；
C、由得，，q一定时F与E成正比，则知P点的场强越大，同一试探电荷在P点受到的电场力越大，故C正确；
D、P点的场强方向为就是放在该点的正试探电荷所受电场力的方向，与P放在该点的负试探电荷所受电场力的方向相反，故D错误；
故选：C。
2．答案：C
解析：A.电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于粒子带正电，因此电场线指向上方，沿电场线电势降低，故a等势线的电势最低，c等势线的电势最高，故A错误；
B.a等势线的电势最低，c等势线的电势最高；而电子带负电，负电荷在电势高处的电势能小，所以电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大，故B错误；
C.等势线密的地方电场线密场强大，故P点位置电场强，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故C正确；
D.由图只能判断出粒子受力的方向，不能判断出粒子运动的方向，故D错误。
故选C。
3．答案：C
解析：A.处场强为x轴负方向，则从到处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在处电势能较大，故A错误；
B.处场强为x轴负方向，则从到处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在处电势能较大，则B错误，C正确；
D.由运动到的过程中，由图可以看出电场强度的绝对值先增大后减小，故电场力先增大后减小，故D错误.
4．答案：B
解析：设电子进入偏转电场的速度为，偏转电场极板的长度为L，极板间距为d，则在加速电场中，有
解得
电子在偏转电场中，有
联立以上各式可得
由此可知，要使偏转位移增大，可以增大偏转电压U，减小加速电压，减小偏转电场的极板间距d，而与带电粒子无关。
故选B。
5．答案：C
解析：A.A对B的库仑力与B对A的库仑力是作用力与反作用力，故大小一定相等，A错误；
BC.对两个球受力分析，如图所示
对A，根据平衡条件，有
对B根据平衡条件，有
联立解得
B错误，C正确；
D.由于库仑力
根据库仑定律，有
解得
D错误。
故选C。
6．答案：BC
解析：A.只适用于匀强电场，A错误；
B.适用于真空中的点电荷形成的电场，B正确；
C.适用于任何电场，C正确；
D.E是矢量，U是标量，D错误。
故选BC。
7．答案：BD
解析：A.小球的机械能变化是由电场力做功引起的，由题图乙可知，从O到机械能在减小，即电场力做负功，又因为小球带正电，故场强方向沿x轴负方向，图线切线的斜率的绝对值为电场力大小，由图象可知，从O到斜率的绝对值在减小，故在减小，即场强减小，故A错误.
B.由牛顿第二定律可知a在增大，故B正确.
C.因为电场力逐渐减小，故相等位移内，小球克服电场力做的功越来越小，故C错误.
D.从O到由动能定理得，，D正确.
8．答案：AC
解析：A.由图可知离带电球体越远，电势越高，可知电场方向由远处指向球体，所以球体带负电，A正确；
B.由图知球体是等势体，内部任意两点间的电势差为零，故场强为零，B错误；
C.两点电势相同，电场强度大小相等，方向不同，C正确；
D.B点的电势比C点电势小，由可知带负电的试探电荷在B点的电势能比在C点电势能的大，D错误。
故选AC。
9．答案：ACD
解析：AB.由于三个小球的电量相等，其质量也相等，又处在同一电场中，故电场力相等，产生的加速度大小相等，A正确，B错误；
C.在竖直方向上，它们的位移相等，加速度大小又相等，故三小球在电场中运动时间相等，C正确；
D.可见，A球进入电场的速度最大，其动能最大，而电场力和重力做的功对于三个小球来说却是相等的，根据动能定理，则三小球到达下板时的动能A最大，C最小，D正确。
故选ACD。
10．答案：AB解析：A.电场线和等势线垂直且由高等势线指向低等势线，因此图中电场线方向应垂直等势线大体指向左侧，带电粒子所受电场力沿电场线指向曲线内侧，故粒子应带正电，故A正确；
B.由于A点处等势线密，电场线也密，因此A点的场强大于B点的场强，故B正确；
C.由于由于粒子带正电，所以粒子在B点的电势能大于在A点的电势能，故C错误；
D.根据能量守恒定律，粒子在A点的动能大于在B点的动能，故D错误；
故选：AB。
11．答案：（1）（2）
解析：（1）由题意可知将试探电荷从A点移动到无穷远处，电场力做功为
即该试探电荷在A点的电势能为
（2）A点电势为
12．答案：（1）小球带正电（2）（3）
解析：（1）小球受力如图，故带正电。
（2）小球受力平衡，在水平方向
得
（3）如受力图可知
13．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）A点电荷 在a点的场强大小为，方向水平向右B点电荷在a点的场强大小为，方向水平向左，a点的场强大小为。
（2）根据等量同种电荷的等势面的分布可知，a、b两点的电势相等，则a到b过程电场力做功为0，由动能定理有，解得。
（3）第一次从a到O过程，由动能定理有，最后恰好停在O点，由动能定理有，联立解得，电荷在电场中运动的总路程4.5L。
14．答案：（1）、，电场强度方向均沿x轴负方向（2）正电，0.85m
解析：（1）根据图线的斜率可得
由于正试探电荷在A、B两点受到的电场力均沿x轴负方向，可知A、B两点电场强度方向均沿x轴负方向。
（2）由于
且A、B两点电场强度方向均沿x轴负方向，则Q应该带正电，Q在B点的右侧，设其所在位置与B点相距，则有
联立解得
则Q所在位置的坐标为0.85m。
15．答案：（1）BC（2）C
解析：（1）对带电小球受力分析，受重力G、库仑力F和绳的拉力T，小球受力平衡，如图所示，由几何关系可知
AB.保持Q、q不变，由库仑定律可得
增大d，F减小，则θ变小，说明F与d有关；减小d，F增大，则θ变大，说明F与d有关，A错误，B正确；
C.保持Q、d不变，由库仑定律可得
减小q，F减小，则θ变小，说明F与q有关，C正确；
D.保持q、d不变，由库仑定律可得
减小Q，F减小，则θ变小，只有θ变小，说明F随Q的减小而减小，不能确定成正比关系，更不是成反比关系，D错误。
故选BC。
（2）本实验涉及的可变化的物理量比较多，在探究影响电荷间相互作用力的因素时，先确定一个变量可变，其余的变量不变，探究电荷间相互作用力随这个确定的可变化量是怎样变化的，因此应该用控制变量法探究，AB错误，C正确。
故选C。