1、2016 年高考物理试题分类汇编：七、静电场一、选择题1. （全国新课标 I 卷，14）一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器（ ）A. 极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B. 极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大C. 极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变D. 极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变【答案】D【解析】由 可知，当云母介质抽出时， 变小，电容器的电容 变小；4rSCkdrC因为电容器接在恒压直流电源上，故 不变，根据 可知，当 减小时， 减小。UQCUQ再由 ，由于 与 都不变，故电场强度 不变，答案为 DUEdE2. （全国
2、新课标 I 卷，20） 如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面（纸面）内，且相对于过轨迹最低点 的竖直线对称。忽略空P气阻力。由此可知（ ）A. 点的电势比 点高QPB. 油滴在 点的动能比它在 点的大C. 油滴在 点的电势能比它在 点的大PD. 油滴在 点的加速度大小比它在 点的小【答案】AB【解析】由于匀强电场中的电场力和重力都是恒力，所以合外力为恒力，加速度恒定不变，所以 D 选项错。由于油滴轨迹相对于过 的竖直线对称且合外力总是指向P轨迹弯曲内侧，所以油滴所受合外力沿竖直方向，电场力竖直向上。当油滴得从 点运动到 时，电场力做正功，电势能减小，C 选项错误；油滴带负电，
3、电PQ势能减小，电势增加，所以 点电势高于 点电势，A 选项正确；在油滴从 点P运动到 的过程中，合外力做正功，动能增加，所以 点动能大于 点，B 选项Q正确；所以选 AB。3.（全国新课标 II 卷，15）如图，P 是固定的点电荷，虚线是以 P 为圆心的两个圆带电粒子 Q 在 P 的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c 为轨迹上的三个点若 Q 仅受 P 的电场力作用，其在 a、b、c 点的加速度大小分别为 ， ， ，速度大小分别为 ，abc av bv， ，则cvA abcacbv合B baC bcac合D bv【答案】D【解析】由库仑定律可知，粒子在 a、b、c 三点受到的电
4、场力的大小关系为，由 ，可知bcaFFm合 ca由题意可知，粒子 Q 的电性与 P 相同，受斥力作用结合运动轨迹，得 acbv4（全国新课标 III 卷，15）关于静电场的等势面，下列说法正确的是A.两个电势不同的等势面可能相交B.电场线与等势面处处相互垂直C.同一等势面上各点电场强度一定相等D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功【答案】B【解析】等势面相交，则电场线一定相交，故在同一点存在两个不同的电场强度方向，与事实不符，故 A 错误；电场线与等势面垂直，B 正确；同一等势面上的电势相同，但是电场强度不一定相同，C 错误；将负电荷从高电势处移动到低电势处，
5、受到的电场力方向是从低电势指向高电势，所以电场力方向与运动方向相反，电场力做负功，D 错误；5.（上海卷，11）国际单位制中，不是电场强度的单位是（A） N/C（B） V/m（C） J/C（D） T.m/s【答案】C【解析】由公式 可知，电场强度单位为 N/C，选项 A 是电场强度单位；FEq由公式 可知， V/mUd也是电场强度单位，选项 B 也是电场强度单位；由 可得 ，故qEvBvT.m/s 也是电场电场强度单位，选项 D 也是电场强度单位；由公式 可知，WUqJ/C 是电势差单位，故选项 C 正确。6. （天津卷，4）如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳
6、和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在 P 点的点电荷，以 E 表示两板间的电场强度， 表示点电荷在 P 点的电势能， 表示静电pE计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则A、 增大，E 增大 B、 增大， 不变pEC、 减小， 增大 D、 减小，E 不变p【答案】D【解析】上板下移，由 可知，C 变大，Q 一定，则 Q=CQ，U 减小，则 减小；Sd根据 ，Q=CU, , ,可知 Q 一定时，E 不变；根据 U1=Ed1可知 P 点离UEd下板的距离不变，E 不变，则 P 点与下板的电势差不变，P 点电势不变，则 EP不变；故 ABC错，D 正确。7
7、（江苏卷，3）一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示容器内表面为等势面，A、B 为容器内表面上的两点，下列说法正确的是（A）A 点的电场强度比 B 点的大（B）小球表面的电势比容器内表面的低（C） B 点的电场强度方向与该处内表面垂直（D）将检验电荷从 A 点沿不同路径移到 B 点，电场力所做的功不同【答案】C【解析】由图可知，B 点的电场线比 A 点的密集，所以 B 点的电场强度比 A点的大，A 错；沿着电场线电势降落，小球表面的电势比容器内表面高，B 错；电场线的方向与等势面垂直，所以 B 点的电场强度与该处表面垂直，C 正确；由于 A、B 两点
8、在同一等势面上，故电场力不做功，所以 D 错误。8.（浙江卷，14）以下说法正确的是A在静电场中，沿着电场线方向电势逐渐降低B外力对物体所做的功越多，对应的功率越大C电容器电容 C 与电容器所带电荷量 Q 成正比D在超重和失重现象中，地球对物体的实际作用力发生了变化【答案】A【解析】静电场中，顺着电场线电视要降落，A 正确；由 可知 B 错误；WPt电容器电容是由电容本身所决定的，C 错误；在超、失重中，实际重力式不变的，视重发生了变化，选项 D 错误。9.（浙江卷，15）如图所示，两个不带电的导体 A 和 B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体 C 置于 A 附近，贴在 A、
9、B 下部的金属箔都张开，A此时 A 带正电，B 带负电B此时 A 电势低，B 电势高C移去 C，贴在 A、B 下部的金属箔都闭合D先把 A 和 B 分开，然后移去 C，贴在 A、B 下部的金属箔都闭合【答案】C【解析】由于静电感应可知，A 左端带负电，B 右端带正电，AB 的电势相等，选项 AB 错误；若移去 C，则两端的感应电荷消失，则贴在 A、 B 下部的金属箔都闭合，选项 C 正确；先把 A 和 B 分开，然后移去 C，则 A、B 带的电荷仍然存在，故贴在 A、 B 下部的金属箔仍张开，选项 D 错误；故选 C10.（浙江卷，19）如图所示，把 A、B 两个相同的导电小球分别用长为 0.
10、10 m 的绝缘细线悬挂于 OA 和 OB 两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与 A 球接触，棒移开后将悬点 OB 移到 OA 点固定。两球接触后分开，平衡时距离为 0.12 m。已测得每个小球质量是 ，带电小球可视为点电荷，重力加速度-48.01kg，静电力常量210/sg92.0Nm/CA两球所带电荷量相等BA 球所受的静电力为 1.010-2NCB 球所带的电荷量为 84610CDA 、 B 两球连续中点处的电场强度为 0 【答案】ACD【解析】两相同的小球接触后电量均分，A 正确；对 A 球受力如图，,选项 B 错； ，4 3tan378.010.756.10FmgN22ABqFkll解得 ,
11、选项 C 正确；AB 带等量的同种电荷，故 A、B 两球连续中286Blqk点处的电场强度为 0，选项 D 正确；故选 ACD.11.（海南卷，6）如图，平行板电容器两极板的间距为 d，极板与水平面成45角，上极板带正电。一电荷量为 q（q0）的粒子在电容器中靠近下极板处。以初动能 竖直向上射出。不计重力，极板尺寸足够大，若粒子能打到上极0kE板，则两极板间电场强度的最大值为A B C Dk04qdk02k0qdk02E【答案】B【解析】粒子做曲线运动，如图所示：当电场足够大时，粒子到达上极板时速度恰好与上板平行，将粒子初速度 v0分解为垂直极板的 vy和平行板的 vx,当 vy=0 时，粒子
12、的速度正好平行上板，则 由于2,yqEdm，则 ，故 B 正确。0cos45,yv2001kEm0kEqd12.（海南卷 10）如图，一带正电的点电荷固定于点，两虚线圆均以为圆心，两实线分别为带电粒子和先后在电场中运动的轨迹，、为轨迹和虚线圆的交点。不计重力。下列说法说法正确的是M 带负电荷，N 带正电荷BM 在 b 点的动能小于它在 a 点的动能CN 在 d 点的电势能等于它在 e 点的电势能DN 在从 c 点运动到 d 点的过程中克服电场力做功【答案】ABC【解析】如图所示，M 粒子的轨迹向左弯曲，则所受电场力向左，可知 M 受到引力作用，故 M 带负电，而 N 粒子的轨迹向下弯曲，则带电
13、粒子所受的电场力向下，说明 N 受到了斥力作用，故 N 带正电，A 正确；由于虚线是等势面，故M 从 a 到 b 电场力对其做负功，动能减少，B 正确；d 和 e 在同一等势面上，N移动时不做功，电势能不变，C 正确；N 带正电，从 c 到 d，电场力做正功，选项 D 错误。二、填空题1.（上海卷，24）如图，质量为 m 的带电小球 A 用绝缘细线悬挂于 O 点，处于静止状态。施加一水平向右的匀强电场后，A 向右摆动，摆动的最大角度为60，则 A 受到的电场力大小为 。 在改变电场强度的大小和方向后，小球 A 的平衡位置在 =60处，然后再将 A 的质量改变为 2m，其新的平衡位置在 =30处
14、， A 受到的电场力大小为 。【答案】 ； mg3mg【解析】带电小球受力如图所示，摆动的最大角度为 60，末速度为 0，此过程中，由动能定理有： ，则 ；改变 E 的大sin(1cos)0Flmgl3Fmg小和方向后，平衡在 处时根据正弦定理有：60，平衡在 30， ，则：sin60i(18)Fg 2sin30i(1860)3,m三、计算题1.（北京卷，23）如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于版面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为 m，电荷量为 e，加速电场电压为 0U，偏转电场可看做匀 强电场，极板间电压为 U，极板长度为L，板间距为 d。（1）忽略电子所受
15、重力，求电子射入偏转电场时初速度 v0 和从电场射出时沿垂直版面方向的偏转距离 y；（2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决（1）问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知 2.01VU，24.01md， 319.0kg， 19.60Ce， m/sg。（3）极板间既有电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势 的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势” 的 G概念，并简要说明电势和“ 重力势 ”的共同特点。【答案】 （1）204ULd（2）不需要考虑电子所受的重力（ 3） pEq、电势 和重力势 G都是反映场的能的性质的物理量，仅仅
16、由场自身的因素决定【解析】 （1）根据功能关系，可得 ，2001eUmv电子射入偏转电场的初速度 ，00v在偏转电场中电子的运动时间 002LmtveU侧移量201()24Uyatd（2）考虑电子所受重力和电场力的数量级，有重力 2910GmgN来源:学_电场力 150eUFNd由于 G，因此不需要考虑电子所受的重力（3）电场中某点电势 定义为电荷在该点的电势能 与电荷量 q 的比值 pEq，E由于重力做功与路径无关，可以类比静电场电势的定义，将重力场中物体在某点的重力势能 与其质量 m 的比值，叫做重力势，即，GE Gm电势 和重力势 都是反映场的能的性质的物理量，仅仅由场自身的因素决定2.
17、（上海卷，32） （14 分）如图（a） ，长度 L=0.8m 的光滑杆左端固定一带正电的点电荷 A，其电荷量 Q= ；一质量 m=0.02kg，带电量为 q 的小球 B71.80C套在杆上。将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为 x 轴正方向建立坐标系。点电荷 A 对小球 B 的作用力随 B 位置 x 的变化关系如图（b）中曲线 I 所示，小球 B 所受水平方向的合力随 B 位置 x 的变化关系如图（b）中曲线 II 所示，其中曲线 II 在 0.16x0.20 和 x0.40 范围可近似看作直线。求：（静电力常量 ）9210N/Ck（1）小球 B 所带电量 q;（
18、2）非均匀外电场在 x=0.3m 处沿细杆方向的电场强度大小 E；（3）在合电场中，x =0.4m 与 x=0.6m 之间的电势差 U。（4）已知小球在 x=0.2m 处获得 v=0.4m/s 的初速度时，最远可以运动到x=0.4m。若小球在 x=0.16m 处受到方向向右，大小为 0.04N 的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开细杆，恒力作用的做小距离 s 是多少？【答案】 （1） （2） （3）800v （4）0.065m60C4310N/C【解析】 （1）由图可知，当 x=0.3m 时， N120.18qQFkx=因此 C2610FxqkQ-=（2）设在 x=0.3m 处点电荷与
19、小球间作用力为 F2，F 合 =F2+qE因此 2 460.1.8N/310/CEq-=-合电场在 x=0.3m 处沿细秆方向的电场强度大小为 3 ，方向水平向左。4N/（3）根据图像可知在 x=0.4m 与 x=0.6m 之间合力做功大小,又 ,可得40.4.2810WJqUW80Vq(4)由图可知小球从 x=0.16 到 x=0.2m 处，电场力做功 41.362J小球从 x=0.2m 到 x=0.4m 处232.0mvJ由图可知小球从 到 处4x.8mx电场力做功 =0.0040.4=3W3160J由动能定理 + + + =0123Fs外解得 =s0.65外3.（四川卷，9） （15 分）中 国 科 学 家 2015 年 10 月 宣 布 中 国 将 在 2020 年 开 始 建造 世 界 上 最 大 的 粒 子 加 速 器 。 加 速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治
