高中物理静电场经典习题集包含答案解析.docx

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高中物理静电场经典习题集包含答案解析

1．（2012江苏卷）．一充电后的平行板电容器保持两板间的正对面积、间距和电荷量不变，

在两板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是（）

A．C和U均增大B．C增大，U减小

C．C减小，U增大D．C和U均减小

B

2（2012天津卷）.两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带

负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒

子只受静电力作用，则粒子在电场中（）

A．做直线运动，电势能先变小后变大

B．做直线运动，电势能先变大后变小

C．做曲线运动，电势能先变小后变大

D．做曲线运动，电势能先变大后变小

C

3．（2012安徽卷）.如图所示，在平面直角中，有方向

平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势

y（cm）

B（0,3）

●

为0V，点A处的电势为6V,点B处的电势为3V,则

A（6,0）

●

电场强度的大小为（）Ox（cm）

A.200V/mB.2003V/m

C.100V/mD.1003V/m

A

4．（2012重庆卷）．空中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正点电荷，P、Q

两点附近电场的等势面分布如题20图所示，a、b、c、d为电场中的四个点。

则（）

A．P、Q两点处的电荷等量同种

B．a点和b点的电场强度相同

C．c点的电热低于d点的电势

D．负电荷从a到c，电势能减少

D

5.（2012海南卷）关于静电场，下列说法正确的是（）

A．电势等于零的物体一定不带电

B．电场强度为零的点，电势一定为零

C．同一电场线上的各点，电势一定相等

D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加

D

6.（2012山东卷）.图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固

定一带正电的点电荷。

一带电粒子以一定初速度射入电场，实

线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线

与虚线的交点。

则该粒子（）

A．带负电

B．在c点受力最大

C．在b点的电势能大于在c点的电势能

D．由a点到b点的动能变化大于有b点到c点的动能变化

CD

7．[2014·北京卷]如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势

面．下列判断正确的是（）

A．1、2两点的场强相等

B．1、3两点的场强相等

C．1、2两点的电势相等

D．2、3两点的电势相等

D本题考查电场线和等势面的相关知识．根据电场线和等势面越密集，电场强度越大，有

E1>E2＝E3，但E2和E3电场强度方向不同，故A、B错误．沿着电场线方向，电势逐渐降

低，同一等势面电势相等，故φ1>φ2＝φ3，C错误，D正确．

18.如图所示，A、B是位于竖直平面内、半径R＝0.5m的

圆弧形的光滑绝缘轨道，

4

其下端点B与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度

E＝5×103N/C.今有一质量为m＝0.1kg、带电荷量＋q＝8×10－5C的小滑块（可视为

质点）从A点由静止释放．若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.05，取g＝10

m/s2，求：

（1）小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时B点的压力．

（2）小滑块在水平轨道上通过的总路程．

答案：

（1）2.2N

（2）6m解析：

（1）设小滑块第一次到达B点时的速度为vB，对圆弧轨道最低点B的压

力为F，则：

1

2

mgR－qER＝

vB2

mvB2F－mg＝m，故F＝3mg－2qE＝2.2N。

（2）由题意知小滑块最终将停在B点

R

由动能定理得－Ff·S＝0－

1

2

mvB2结合Ff＝μmg可得小滑块在水平轨道上通过的总路程S＝6m.

9．如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电

场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当

偏转电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间；设粒子两次

射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为（）

A．U1∶U2＝1∶8B．U1∶U2＝1∶4

C．U1∶U2＝1∶2D．U1∶U2＝1∶1

11Uq2mv02dy

l2

答案：

A解析：

由y＝at2＝得：

U＝，所以U

22md

v02ql2

y

∝，可知A项正确．

l2

10．（10分）质量都是m的两个完全相同、带等量异种电荷的小球A、B分别用长l的绝缘细线悬挂在同一

水平面上相距为2l的M、N两点，平衡时小球A、B的位置如图甲所示，线与竖直方向夹角α＝30°，当外

加水平向左的匀强电场时，两小球平衡位置如图乙所示，线与竖直方向夹角也为α＝30°，求：

（1）A、B小球电性及所带电荷量Q；

（2）外加匀强电场的场强E.

答案：

（1）

10

3mg

3k

l

（2）

3

mgk

3

。

解析：

（1）A球带正电，B球带负电两小球相距d＝2l－2lsin

9l

Q2

30°＝l。

由A球受力平衡可得：

mgtanα＝k，解得：

Q＝

l2

3mg

l.

3k

（2）外加电场时，两球相距d′＝2l＋2lsin30°＝3l，根据A

球受力平衡可得：

QE－k

Q2

3l2

＝mgtanα，解得：

E＝

10

3

mgk

3

.

9l

11．（10分）（2010·莱芜模拟）一质量为m、带电荷量为＋q的小球以水平初速度v0进入竖直向上的匀强

电场中，如图甲所示．今测得小球进入电场后在竖直方向下降的高度y与水平方向的位移x之间的关系如

图乙所示，根据图乙给出的信息，（重力加速度为g）求：

（1）匀强电场场强的大小；

（2）小球从进入匀强电场到下降h高度的过程中，电场力做的功；

（3）小球在h高度处的动能．

答案：

（1）

mg

q

－

2hmv02

qL2

（2）

2h2mv02－mghL2

（3）

L2

2h2mv02mv02

＋

L2

2

解析：

（1）小球进入电场后，水平方向做匀速直线运动，设经过时间t，水平方向：

v0t＝L，竖直方向：

mg－qEt2

＝h，所以E＝

2m

mg2hmv022h2mv02－mghL2

－

.

（2）电场力做功为W＝－qEh＝.（3）根据动能定理

qqL2L2

mv022h2mv02

mgh－qEh＝Ek－，得Ek＝

＋

2

L2

mv02

2

.

12．两个等量点电荷P、Q在真空中产生的电场线（方向未画出）如图所示，一电子在A、B两

点所受的电场力分别为FA和FB，则它们的大小关系为（）

A．FA=FBB．FA

C．FA>FBD．无法确定

【答案】C

13．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。

两板间有一个正电荷固定在P点，如图

所示，以E表示两板间的场强，U表示电容器两板间的电压，W表示正电荷在P点的电势能，

若保持负极板不动，将正极板向下移到图示的虚线位置则（）

A．U变小，E不变B．E变小，W不变

C．U变小，W不变D．U不变，W不变

14．图中三条实线a、b、c表示三个等势面。

一个带电粒子射入电场后只在电场力作用下沿虚

线所示途径由M点运动到N点，由图可以看出（）

A．三个等势面的电势关系是a>b>c

B．三个等势面的电势关系是a

C．带电粒子在N点的动能较小，电势能较大

D．带电粒子在N点的动能较大，电势能较小

【答案】C

15．如图所示，虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一族等势线及其电势值，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．粒子一定带负电

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

16．如图，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为Ua、Ub和Uc，Ua>Ub>Uc.

一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知（）

A．粒子从K到L的过程中，电场力做负功

B．粒子从L到M的过程中，电场力做负功

C．粒子从K到L的过程中，静电势能增加

D．粒子从L到M的过程中，动能减少

【答案】AC

17．如图所示，匀强电场强度E=1.2102N/C，方向水平向右，一点电荷q=4.0108C，沿半径

R=20cm的圆周，从A点移动到B点。

已知AOB900，且OB与电场线平行。

求：

（1）这一过程中电场力做的功是多少?

是做正功还是做负功?

（2）A、B两点间的电势差UAB是多少?

【答案】

（1）

28=WABEqR=1.2104.0100.2

7

9.610J

负功

7

W9.610

AB

（2）UAB24V

8

q4.010

20．[2014·福建卷Ⅰ]如图，真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边

三角形，边长L＝2.0m．若将电荷量均为q＝＋2.0×10－6C的两点电荷分别固定在A、B

点，已知静电力常量k＝9×109N·m2/C2，求：

（1）两点电荷间的库仑力大小；

（2）C点的电场强度的大小和方向．

20．

（1）9.0×10－3N

（2）7.8×103N/C沿y轴正方向

[解析]

（1）根据库仑定律，A、B两点电荷间的库仑力大小为

q2F＝kL2

①

代入数据得F＝9.0×10－3N②

（2）A、B两点电荷在C点产生的场强大小相等，均为

q

E1＝kL2

③

A、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为

E＝2E1cos30°④

由③④式并代入数据得E＝7.8×103N/C⑤

场强E的方向沿y轴正方向．

22．[2014·安徽卷]（14分）如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极

板间距离为d，上极板正中有一小孔．质量为m，电荷量为＋q的小球从小孔正上方高h处

由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视

为匀强电场，重力加速度为g）．求：

（1）小球到达小孔处的速度；

（2）极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；

（3）小球从开始下落运动到下极板处的时间．

mg（h＋d）

22．[答案]

（1）

（2）Cg

h＋d2h

（3）hg

[解析]

（1）由v2＝2gh得v＝

（2）在极板间带电小球受重力和电场力，有

mg－qE＝ma

0－v2＝2ad

mg（h＋d）得E＝qd

U＝Ed

Q＝CU

mg（h＋d）得Q＝Cq

12

（3）由h＝2gt1、0＝v＋at2、t＝t1＋t2

h＋d2h可得t＝hg

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