届物理二轮静电场专题卷 全国通用.docx
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届物理二轮静电场专题卷全国通用
2019届物理二轮 静电场专题卷（全国通用）
一、单选题
1.关于点电荷和元电荷的说法中，正确的是（）
A.只有很小的球形带电体才叫做点电荷
B.带电体间的距离比它们本身的大小大得多，以至带电体的形状和大小对它们之间的作用力影响可以忽略不计时，带电体就可以视为点电荷
C.元电荷就是电子
D.带电体的电荷量可以是任意数值
2.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的库仑力为F，若将它们其中之一的带电量增大为原来的2倍，距离减小为原来的，它们之间的库仑力变为（ ）
A.6FB.12FC.18FD.36F
3.如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是（不计重力）：
A.这个电场只能是负电荷的电场
B.点电荷q在A,B两处受到的电场力FB>FA
C.点电荷q在A,B两处的加速度大小，aA>aB
D.负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切线方向相同
4.如图所示，静电喷涂时，喷枪喷出的涂料微粒带负电，被喷工件带正电，微粒只在静电力作用下向工件运动，最后吸附在工件表面。
微粒在向工件靠近的过程中（ ）
A.电势越来越低B.所受电场力恒定
C.克服电场力做功D.电势能逐渐减少
5.下列图中，a、b、c是匀强电场中的三个点，各点电势φa＝10V，φb＝2V，φc＝6V，a、b、c三点在同一平面上，图中电场强度的方向表示正确的是（）
A.
B.
C.
D.
6.如图,一带正电的点电荷固定于O点,两虚线圆均以O为圆心,两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹,a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。
不计重力。
下列说法中错误的是（）
A.M带负电荷,N带正电荷
B.M在b点的动能小于它在a点的动能
C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能
D.N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功
7.对电容C＝
，以下说法正确的是（ ）
A.电容器充电的电荷量越多，电容增加越大
B.电容器的电容跟它两极板间所加电压成反比
C.电容器的电容越大，所带电荷量就越多
D.对于确定的电容器，它所带的电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变
8.如图所示，实线是一簇未标明方向的匀强电场的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。
若带电粒子在运动中只受电场力作用，则根据此图可以判断出
A.带电粒子一定带正电
B.a点的电势一定高于b点的电势
C.带电粒子在a点的速度一定大于在b点的速度
D.带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能
9.如图所示，一价氢离子和二价氦离子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（ ）
A.同时到达屏上同一点
B.到达屏上同一点，一价氢离子先到达，二价氦离子后到达
C.到达屏上同一点，二价氦离子先到达，一价氢离子后到达
D.先后到达屏上不同点
二、多选题
10.
如图所示为一种电容传声器．b是固定不动的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的金属膜片，a、b构成一个电容器．其工作原理是当声波作用于金属膜片时，膜片发生相应的振动，于是就改变了它与固定极板b间的距离，从而使电容发生变化，而电容的变化可以转化为电路中电信号的变化．闭合开关K，若声源S发出声波使a向右运动时（ ）
A.电容器的电容减小
B.a、b板之间的电场强度增大
C.流过电流表的电流方向为自右向左
D.流过电流表的电流方向为自左向右
11.
空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示，x轴上两点B、C点电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx，下列说法中正确的有（ ）
A.EBx的方向沿x轴正方向
B.EBx的大小大于ECx的大小
C.电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大
D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功
12.如图甲所示，平行金属板中央有一个静止的电子（不计重力），两板间距离足够大，当两板间加上如图乙所示的电压后，在下图中反映电子速度v、位移x和加速度a三个物理量随时间t的变化规律可能正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
13.如图，平行板电容器两极板M、N的间距为d质量为m、电荷量为
q的粒子从M极板的边缘以初速度v射入，沿直线从极板N的边缘射出已知重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A.M极板电势低于N极板B.粒子做匀加速直线运动
C.两极板间的电势差为
D.带电粒子的电势能将增大
三、计算题
14.如图所示，真空中有A、B、C三个点组成的一个等边三角形，边长r=0.1m，把两个带正电的点电荷放在B、C两点，它们带电量相等，Q=3.0×10-8C。
（1）B、C上两个点电荷之间的库仑力是多大？
（2）求A点的合场强大小；
（3）若在A点放置一个电量q=-1×10-6C的点电荷，则它受到的电场力是多大？
15.如图所示，间距为d的水平平行金属板间电压恒为U．初速度为零的电子经电压U0加速后，沿两板间的中心线进入板间电场，电子从两板间飞出，飞出时速度的偏向角为θ．已知电子质量为m、电荷量为e，电子重力不计．求：
（1）电子在水平金属板间所受的电场力的大小F；
（2）电子刚进入水平金属板间电场时的速度大小v0；
（3）水平金属板的长度L．
16.如图所示，一带电荷量为
、质量为
的小物块处于一倾角为
的光滑斜面上，当整个装置置于一水平向右的匀强电场中时，小物块恰好静止。
已知重力加速度为
，
，
。
（1）求水平向右匀强电场的电场强度大小；
（2）若将电场强度减小为原来的，求电场强度变化后物块沿斜面下滑距离
时的动能。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
点电荷是当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷．而元电荷是带电量的最小值，它不是电荷，所有带电电荷量均是元电荷的整数倍。
本题关键把握点电荷是电荷，有电荷量与电性，而元电荷不是电荷，有电荷量但没有电性。
【解答】
AB.当两个带电体形状和大小及电荷分布对它们间的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷，点电荷是一种理想化的物理模型，并不是只有体积很小的带电体才可以看成点电荷，故A错误，故B正确；
C.元电荷是电量的最小值，不是电子，故C错误；
D.电体的电量必须是元电荷的整数倍，故D错误；
故选B。
2.【答案】C
【解析】
【分析】
对于库仑定律公式涉及物理量较多，要明确公式中各个物理量的含义，可以和万有引力公式对比理解。
本题考查了应用库仑定律公式解题能力，对题目中叙述的两种状态分别依据库仑定律公式列方程，即可求解结果。
【解答】
变化之前根据库仑定律有：
；变化之后有：
；由两式可得：
F′=18F，故ABD错误，C正确。
故选择C。
3.【答案】B
【解析】
【解析】
电场线是从正电荷或者无穷远发出，到负电荷或无穷远处为止，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，电场力
，同一电荷在场强越大的地方，所受的电场力越大。
本题关键要理解并掌握点电荷、匀强电场的电场线的分布情况，理解电场线的物理意义，就能轻松选择。
【解答】
A.负电荷的电场线是自四周无穷远处从不同方向指向负电荷的直线，故A错误；
B.电场线越密的地方场强越大，由图知EB＞EA，又因
，得FB＞FA，故B正确；
C.由
知，a∝F，而F∝E，EB＞EA，所以aB＞aA，故C错误；
D.B点的切线方向即B点场强方向，而负电荷所受电场力方向与其相反，故D错误。
故选B。
4.【答案】D
【解析】
解：
A、由于正电荷附近的电势高，可知在微粒在向工件靠近的过程中电势越来越高，故A错误；
B、由图知，工件带正电，则在涂料微粒向工件靠近的过程中，涂料微粒带负电。
根据电场强度的分布可知，所受电场力先减小后增大，故B错误；
C、D、涂料微粒所受的电场力方向向左，其位移方向大体向左，则电场力对涂料微粒做正功，其电势能减小。
故C错误，D正确。
故选：
D。
在涂料微粒向工件靠近的过程中，工件带正电，涂料微粒带负电；根据库仑定律分析库仑力的变化；电场力做正功，涂料微粒的电势能减小。
本题抓住异种电荷相互吸收，分析涂料微粒的电性。
再根据功的性质明确电场力做功正负；再根据电场力做功与电势能之间的关系即可判断电势能的变化情况。
5.【答案】D
【解析】
【分析】
在匀强电场中，电场强度处处相同，电场线是平行且等间距，电势沿着电场线降低，且电势差与场强的关系为：
，可确定出a、b两点连线的中点的电势，与c点的电势相等，即可得到一条等势线，再根据相关知识分析。
本题的解题关键是确定等势点，再抓住电场线与等势面垂直，且指向电势降低最快的方向进行分析。
【解答】
据题，a、b、c三点的电势分别
，
，
，因为匀强电场中沿电场线方向相同距离电势差相等，则得ab两点连线的中点的电势为
，因此该中点与C点的连线为等势面，那么与连线垂直的直线即为电场线，由于
，
，又因为电势沿着电场线降低，故D正确，ABC错误。
故选D。
6.【答案】D
【解析】
【分析】
根据轨迹的弯曲，确定粒子所受的力是吸引力还是排斥力，从而确定粒子的电性；根据动能定理，结合库仑力做功情况判断动能的变化，根据电场力做功判断电势能的变化。
本题关键是根据曲线运动的条件判断出静电力的方向，掌握判断动能和电势能变化的方向，一般的解题思路是根据动能定理判断动能的变化，根据电场力做功判断电势能的变化。
【解答】
A.由粒子运动轨迹可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M带负电荷，N带正电荷，故A正确；
B.M从a到b点，库仑力做负功，根据动能定理知，动能减小，则b点的动能小于在a点的动能，故B正确；
C.d点和e点在同一等势面上，电势相等，则N在d点的电势能等于在e点的电势能，故C正确；
D.N从c到d，库仑斥力做正功，故D错误。
故选D。
7.【答案】D
【解析】
【分析】
电容器的电容由本身的性质决定，跟电容器两端所加的电压和所带的带电量无关。
解决本题的关键理解电容的定义式
，知道电容器的电容与所带的电量和两端间的电势差无关。
【解答】
AB.电容器的电容与所带电量和两端间的电压无关，由本身的性质决定，故AB错误；
C.根据Q=CU，电容越大，带电量不一定大，故C错误；
D.对于确定的电容器，它所充的电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变，故D正确。
故选D。
8.【答案】D
【解析】
【分析】
由粒子的偏转方向可得出粒子的受力方向，由功的计算可得出电场力做功的正负，由动能定理可得出粒子动能的变化；由电场力做功与电势能的关系可得出电势能的变化。
本题考查了带电粒子在匀强电场中的运动；本题是电场中轨迹问题，关键要能根据轨迹弯曲方向判断出电场力的方向，掌握电场力做正功，电势能减小，判断电势能的大小。
【解答】
A.假设粒子由a到b运动，由图可知，粒子向下偏转，则说明粒子所受的电场力方向竖直向下，由于不知电场线方向，故无法判断粒子电性，故A错误；
B.电场线方向不知，故无法比较电势的高低，故B错误；
C.由图可知，粒子从a到b的过程中，电场力做正功，说明粒子速度增大，故可知b处速度较大，故C错误；
D.电场力向下，故假设粒子由a到b运动，电场力做正功，则电势能减小，故a点电势能较大；假设假设粒子由b到a运动，电场力做负功，则电势能增加，故a点电势能较大，故D正确；
故选D。
9.【答案】B
【解析】
【分析】
本题中带电粒子先加速后偏转..先根据动能定理求出加速获得的速度表达式，两种粒子在偏转电场中做类平抛运动，垂直于电场方向上做匀速直线运动，沿电场方向做匀加速运动，根据牛顿第二定律和运动学得到粒子偏转距离与加速电压和偏转电压的关系，从而得出偏转位移的关系即可判断粒子打在屏上的位置关系。
解决本题的关键知道带电粒子在加速电场和偏转电场中的运动情况，知道从静止开始经过同一加速电场加速，垂直打入偏转电场，运动轨迹相同，做选择题时，这个结论可直接运用，节省时间。
【解答】
解：
ABC.设加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转极板的长度为L，板间距离为d，在加速电场中，由动能定理得：
，两种粒子在偏转电场中，水平方向做速度为v0的匀速直线运动，由于两种粒子的比荷不同，则v0不同，二价氦离子速度小于一价氢离子，所以两粒子在偏转电场中运动的时间
二价氦离子大于一价氢离子，故A、C错误，B正确；
D.两种粒子在加速电场中的加速度不同，位移相同，则运动的时间也不同，所以两粒子是先后离开偏转电场，在偏转电场中的偏转位移
，联立得
，同理可得到偏转角度的正切
，可见y和tanθ与电荷的电量和质量无关，所以出射点的位置相同，出射速度的方向也相同，故两种粒子打屏上同一点，故D错误。
故选B。
10.【答案】BD
【解析】
解：
A、若声源S发出声波使a向右运动时，a、b板间的距离减小，则a、b构成的电容器的电容变大。
故A错误。
B、a、b间电压不变，a向右振动过程中，板间距离减小，则由公式E=
分析得知，a、b板间的电场强度也会增大。
故B正确。
CD、a向右振动过程中，a、b间电压不变，而电容C增大，由公式C=
分析得知，a、b板所带的电量会变大，电容器处于充电状态，那么流过电流表的电流方向为自左向右。
故C错误，D正确。
故选：
BD。
由图看出，a、b间电压不变，由公式E=
，分析板间电场强度的变化．由公式C=
分析电量的变化，根据电容器充电和放电情况，分析电路中电流的方向．a向右的位移最大时，a、b板构成的电容器的电容最大．
本题考查运用物理知识分析实际问题的能力，实质是电容器动态变化分析问题，根据电容的定义式和决定式进行分析．
11.【答案】BD
【解析】
【分析】
本题的入手点在于如何判断EBx和ECx的大小，由图象可知在x轴上各点的电场强度在x方向的分量不相同，如果在x方向上取极小的一段，可以把此段看做是匀强电场，用匀强电场的处理方法思考，从而得到结论，此方法为微元法。
本题需要对电场力的性质和能的性质由较为全面的理解，并要求学生能灵活应用微分法；故此题的难度较高。
【解答】
解：
A、沿电场方向电势降低，在O点左侧，EBx的方向沿x轴负方向，故A错误；
B、在B点和C点附近分别取很小的一段d，由图象，B点段对应的电势差大于C点段对应的电势差，看做匀强电场有E=
，可见EBx＞ECx，故B正确；
C、同理可知O点场强最小，电荷在该点受到的电场力最小，故C错误；
D、沿电场方向电势降低，在O点左侧，EBx的方向沿x轴负方向，在O点右侧，ECx的方向沿x轴正方向，电场力先做正功，后做负功，故D正确。
故选：
BD。
12.【答案】AD
【解析】
解：
分析电子一个周期内的运动情况：
0
时间内，电子从静止开始向A板做匀加速直线运动，
时间内沿原方向做匀减速直线运动，
时刻速度为零。
T时间内时间内向B板做匀加速直线运动，
T时间内做匀减速直线运动。
接着周而复始。
A、C、根据匀变速运动速度图象是倾斜的直线可知，A图符合电子的运动情况。
故A正确，C错误。
B、电子做匀变速直线运动时x-t图象应是抛物线，故B错误。
D、根据电子的运动情况：
匀加速运动和匀减速运动交替产生，而匀变速运动的加速度不变，a-t图象应平行于横轴。
故D正确。
故选：
AD。
分析电子一个周期内的运动情况：
0
时间内，电子从静止开始向A板做匀加速直线运动，
时间内沿原方向做匀减速直线运动，
T时间内向B板做匀加速直线运动，
T时间内做匀减速直线运动。
根据牛顿第二定律分析加速度。
根据电子的运动情况分析判断。
本题是带电粒子在周期性电场中运动的问题，关键是分析电子的运动情况。
13.【答案】ACD
【解析】
【分析】
微粒沿直线运动，则其所受的合力方向与速度方向在同一直线上或合力为零，即可判断出电场力方向竖直向上，而且电场力与重力相平衡，由平衡条件和U=Ed求解电势差；由电场力方向判断出场强的方向，确定M、N两板电势关系。
本题考查匀强电场的相关知识。
关键根据质点做直线运动的条件分析微粒的受力情况，再确定运动情况，并分析功能关系。
【解答】
A.由题可判断出电场力方向竖直向上，微粒带正电，电场强度方向竖直向上，M板的电势低于N板的电势，故A正确。
B.微粒进入竖直方向的匀强电场中，所受的电场力方向竖直向上或竖直向下，因为微粒做直线运动，可知，电场力方向必定竖直向上，而且电场力与重力平衡，微粒做匀速直线运动，故B错误；
C.由
得，
，故C正确；
D.重力做功mgd，微粒的重力势能减小，动能不变，根据能量守恒定律得知，微粒的电势能增加了mgd，机械能减小了mgd，故D正确。
故选ACD。
14.【答案】解：
（1）由库仑定律得B、C上两个点电荷之间的库仑力大小为
（2）两点电荷在A处产生的场强分别为
则A点的合场强
（3）
【解析】
（1）根据库仑力公式求解；
（2）根据点电荷场强公式求解两个点电荷在A点的场强，在根据力的平行四边形法则求解合场强；
（3）根据F=Eq求解电场力。
本题是库仑力公式和点电荷公式和电场力公式的综合题目，中等难度。
15.【答案】解：
（1）根据
解得
（2）根据动能定理
解得
（3）电子在水平金属板间做类平抛运动，有F=ma
时间
vy=at
联立解方程可得
【解析】
（1）根据电势差与场强的关系和电场力公式求出电子在水平金属板间所受的电场力的大小；
（2）在加速电场中，电场力对电子做正功，根据动能定理求解电子加速后的速度v0；
（3）电子在偏转电场中运动过程中，作类平抛运动，根据平抛规律求出水平金属板的长度。
本题考查了带电粒子在电场中的运动。
本题是带电粒子先加速后偏转问题，电场中加速根据动能定理求解获得的速度、偏转电场中类平抛运动的研究方法是运动的分解和合成。
16.【答案】解：
（1）小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，受力图如图所示
则有FNsin 37°=qE ①
FNcos 37°=m g ②
由①②可得：
（2）若电场强度减小为原来的，即：
电场强度变化后物块下滑距离L时，重力做正功，电场力做负功，由动能定理得mgLsin 37°-qE′Lcos 37°=Ek-0
可得Ek=0.3mgL
答：
（1）水平向右匀强电场的电场强度大小
；
（2）若将电场强度减小为原来的，电场强度变化后物块沿斜面下滑距离L时的动能为0.3mgL。
【解析】
正确受力分析，根据平衡列方程可得电场力F的大小，又因电场力F=qE，根据受力分析，运用牛顿第二定律进行解答即可。
（1）对小物块进行受力分析，小物块受重力、斜面支持力和电场力三个力作用，电场力水平向右，根据小物块受力平衡列方程可求电场力的大小，在匀强电场中电场力F=qE，在已知F和q的情况下，可以计算出E；
（2）电场强度减小为原来的
，则小物块受到的电场力减小为原来的
，物块受到的重力不变，支持力方向不变，小物块在垂直于斜面方向所受合力为0，根据动能定理求解动能的变化。
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