【备战2022】高考物理5年高考真题精选与最新模拟专题06电场【2022高考真题精选】（2022•重庆）空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4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点的电势低于d点的电势D．负电荷从a到c，电势能减少（2022·上海）11．A、B、C三点在同一直线上，AB:BC=1:2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷。当在A处放一电荷量为＋q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放电荷量为-2q的点电荷，其所受电场力为（）（A）-F/2（B）F/2（C）-F（D）F答案；B解析；根据库仑定律：，在A点放一电荷量为＋q的点电荷时：而在C处放电荷量为-2q的点电荷：，而LAB:LBC=1:2，代入得：【考点定位】电场70\n（2022·上海）13．当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3C，消耗的电能为0.9J。为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是（）（A）3V，1.8J（B）3V，3.6J（C）6V，l.8J（D）6V，3.6J（2022·广东）19.图5是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的有 ()A.带正电的矿粉落在右侧 B.电场力对矿粉做正功C.带负电的矿粉电势能变大 D.带正电的矿粉电势能变小（2022·山东）19．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70\n（2022·安徽）20.如图1所示，半径为均匀带电圆形平板，单位面积带电量为，其轴线上任意一点（坐标为）的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：=2，方向沿轴。现考虑单位面积带电量为的无限大均匀带电平板，从其中间挖去一半径为的圆板，如图2所示。则圆孔轴线上任意一点（坐标为）的电场强度为（）A.2B.2C.2D.2（2022·安徽）18.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，其中坐标原点处的电势为0V，点处的电势为6V,点处的电势为3V,则电场强度的大小为（）70\nA.200V/mB.200V/mC.100V/mD.100V/m【答案】A【解析】有图可知CD的长度是，DE长为3cm,即D到CO的0V等势线的电场线方向距离，。【考点定位】电场（2022·大纲版全国卷）24.（16分）（注意：在试题卷上作答无效）如图，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于O点。先给电容器缓慢充电，使两级板所带电荷量分别为﹢Q和﹣Q，此时悬线与竖直方向的夹角为π/6。再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3，且小球与两极板不接触。求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。第二次充电使电容器正极板增加的电荷量△Q=Q’-Q=2Q。【考点定位】考查平行板电容器、电场力、受力分析、电场强度与电势差关系及其相关知识。12.（2022·海南）N（N>1）个电荷量均为q(q>0)的小球，均匀分布在半径为R的圆周上，示意如图。若移去位于圆周上P点的一个小球，则圆心O点处的电场强度大小为70\n，方向。（已知静电力常量为k）【答案】k沿OP指向P点【答案】由对称性可知，均匀分布在半径为R的圆周上N个带电小球在圆心O点处的电场强度大小为零。若移去位于圆周上P点的一个小球，剩余带电小球在圆心O点处产生的电场强度与P点小球在圆心O点产生的电场强度大小相等，方向相反。由点电荷电场强度公式可知，P点带电小球在圆心处产生的电场强度为k，方向沿OP指向O点。若移去位于圆周上P点的一个小球，则圆心O点处的电场强度大小为k，方向沿OP指向P点。【考点定位】此题考查电场叠加、点电荷电场强度公式及其相关知识。3.（2022·海南）如图，直线上有o、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等。在o点处有固定点电荷，已知b点电势高于c点电势。若一带负电电荷的粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则A.两过程中电场力做的功相等B.前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功C.前一过程中，粒子电势能不断减小D.后一过程中，粒子动能不断减小（2022·福建）15、如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷、分别置于A、B两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将、移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是70\nA．A点电势大于B点电势B．A、B两点的电场强度相等C．的电荷量小于的电荷量D．在A点的电势能小于在B点的电势能【答案】C【解析】由点电荷形成的电场电场线分布规律可知A点的场强大于B点，再由电场线和电势的关系可知A点电势低于B点，所以答案AB均错；又因为两电荷移到无穷远处电场力做功一样，表明电势能相同，而UAO于UBO点,所以q1的电量小于q2答案C正确。【考点定位】点电荷电场分布，电场线与电势高低的关系，电势差与电场力做功的关系。（2022·江苏）2.一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,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（2022·江苏）1.真空中,A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r,则A、B两点的电场强度大小之比为(A)3:1(B)1:3(C)9:1(D)1:9【答案】C【解析】由点电荷电场强度公式知，A、B两点电场强度大小之比为9:1，C正确。【考点定位】电场强度70\n（2022·天津）5．两个固定的等量异号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，粒子只受到静电力作用，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（2022·浙江）19、用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上而下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示。对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是A.摩擦使笔套带电B.笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷C.圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D.笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和【答案】ABC【解析】摩擦使笔套带电，带电的笔套靠近圆环的时候，圆环反生静电感应，上下部分70\n感应出等量的异号电荷，吸引过程中，圆环加速度向上，静电合力大于圆环重力；绝缘材料做出的笔套，自由电子无法移动，电荷无法立刻被综合，故ABC正确【考点定位】静电感应，牛顿定律（2022·江苏）15.(16分)如图所示,待测区域中存在匀强电场和匀强磁场,根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场.图中装置由加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、相距为l的相同平行金属板构成,极板长度为l、间距为d,两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反.质量为m、电荷量为+q的粒子经加速电压U0加速后,水平射入偏转电压为U1的平移器,最终从A点水平射入待测区域.不考虑粒子受到的重力.(1)求粒子射出平移器时的速度大小v1;(2)当加速电压变为4U0时,欲使粒子仍从A点射入待测区域,求此时的偏转电压U;(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域,刚进入时的受力大小均为F.现取水平向右为x轴正方向,建立如图所示的直角坐标系Oxyz.保持加速电压为U0不变,移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域,粒子刚射入时的受力大小如下表所示.请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向.【解析】15.(1)设粒子射出加速器的速度为动能定理由题意得到（2）在第一个偏转电场中，设粒子运动时间为t加速度大小在离开时，竖直分速度70\n竖直位移水平位移粒子在两偏转电场中粒子做匀速直线运动，经历时间也为t，竖直位移由题目意思得到粒子竖直总位移：解得则当加速电压为时，（a）由沿x方向射入时受力情况可知：B平行于x轴，且（b）由沿轴方向射入时受力情况可知：E与xoy平面平行则f=2F,且，解得(c)设电场方向与x轴方向夹角为α，若B沿x方向，由沿z轴方向射入时的受力情况可得：解得即E与xoy平面平行，且与x轴方向夹角为同理，若B沿-x方向E与xoy平面平行，且与x轴方向夹角为【考点定位】动能定理带电粒子在电场中的运动力的合成【2022高考真题精选】（2022全国卷1第25）.（19分）如图，与水平面成45°角的平面MN将空间分成I和II两个区域。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速度从平面MN上的70\n点水平右射入I区。粒子在I区运动时，只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用，电场强度大小为E；在II区运动时，只受到匀强磁场的作用，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。求粒子首次从II区离开时到出发点的距离。粒子的重力可以忽略。【答案】设粒子第一次过MN时速度方向与水平方向成α1角，位移与水平方向成α2角且α2=450，在电场中做类平抛运动，则有：得出：在电场中运行的位移:在磁场中做圆周运动，且弦切角为α=α1-α2，得出：在磁场中运行的位移为：所以首次从II区离开时到出发点的距离为：（2022天津第12题）．（20分）回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展。（1）当今医学成像诊断设备PET/CT堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射电子的同位素碳11为示踪原子，碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程。若碳11的半衰期τ为20min，经2.0h剩余碳11的质量占原来的百分之几？（结果取2位有效数字）（2）回旋加速器的原理如图，D1和D2是两个中空的半径为R70\n的半圆金属盒，它们接在电压一定、频率为f的交流电源上，位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略，重力不计），它们在两盒之间被电场加速，D1、D2置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中。若质子束从回旋加速器输出时的平均功率为P，求输出时质子束的等效电流I与P、B、R、f的关系式（忽略质子在电场中运动的时间，其最大速度远小于光速）（3）试推理说明：质子在回旋加速器中运动时，随轨道半径r的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差是增大、减小还是不变？【答案】（1）核反应方程为①设碳11原有质量为m0，经过t=2.0h剩余的质量为mt，根据半衰期定义，有：②（2）设质子质量为m，电荷量为q，质子离开加速器时速度大小为v，由牛顿第二定律知：③质子运动的回旋周期为：④由回旋加速器工作原理可知，交变电源的频率与质子回旋频率相同，由周期T与频率f的关系可得：⑤设在t时间内离开加速器的质子数为N，则质子束从回旋加速器输出时的平均功率⑥70\n输出时质子束的等效电流为：⑦由上述各式得若以单个质子为研究对象解答过程正确的同样给分（3）方法一：设k（k∈N*）为同一盒子中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为rk，rk+1（rk>rk+1），，在相应轨道上质子对应的速度大小分别为vk，vk+1，D1、D2之间的电压为U，由动能定理知⑧由洛伦兹力充当质子做圆周运动的向心力，知，则⑨整理得⑩因U、q、m、B均为定值，令，由上式得⑾相邻轨道半径rk+1，rk+2之差同理因为rk+2>rk，比较，得说明随轨道半径r的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差减小方法二：设k（k∈N*）为同一盒子中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为rk，rk+1（rk>rk+1），，在相应轨道上质子对应的速度大小分别为vk，vk+1，D1、D2之间的电压为U由洛伦兹力充当质子做圆周运动的向心力，知，故⑿70\n由动能定理知，质子每加速一次，其动能增量⒀以质子在D2盒中运动为例，第k次进入D2时，被电场加速（2k﹣1）次速度大小为⒁同理，质子第（k+1）次进入D2时，速度大小为综合上述各式可得整理得，同理，对于相邻轨道半径rk+1，rk+2，，整理后有由于rk+2>rk，比较，得说明随轨道半径r的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差减小，用同样的方法也可得到质子在D1盒中运动时具有相同的结论。（2022广东第35题）、（18分）如图19（a）所示，在以O为圆心，内外半径分别为和的圆环区域内，存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场，内外圆间的电势差U为常量，,一电荷量为+q，质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域，不计重力。已知粒子从外圆上以速度射出，求粒子在A点的初速度的大小若撤去电场，如图19（b）,已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度射出，方向与OA延长线成45°角，求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间在图19（b）中，若粒子从A点进入磁场，速度大小为，方向不确定，要使粒子一定能够从外圆射出，磁感应强度应小于多少？70\nr【答案】（1）由动能定理：Uq=mv12-mv02①得：v0=（2）如右图：粒子在磁场中作圆周运动的半径为r，则r2=2()2②RV3B1qv2=m③由②③得：B1=T=④t=⑤由④⑤t=（3）由B2qv3=m⑥可知，B越小，R越大。与磁场边界相切的圆的最大半径为R=⑦70\n所以B2＜【答案】（1）v0=（2）B1=t=（3）B2＜（2022北京理综第23题）．（18分）利用电场和磁场，可以将比荷不同的离子分开，这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。如图所示的矩形区域ACDG(AC边足够长)中存在垂直于纸面的匀强磁场，A处有一狭缝。离子源产生的离子，经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场，运动到GA边，被相应的收集器收集。整个装置内部为真空。已知被加速的两种正离子的质量分别是m1和m2(m1>m2)，电荷量均为q。加速电场的电势差为U，离子进入电场时的初速度可以忽略。不计重力，也不考虑离子间的相互作用。(1)求质量为m1的离子进入磁场时的速率v1；(2)当磁感应强度的大小为B时，求两种离子在GA边落点的间距s；(3)在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响，实际装置中狭缝具有一定宽度。若狭缝过宽，可能使两束离子在GA边上的落点区域交叠，导致两种离子无法完全分离。设磁感应强度大小可调，GA边长为定值L，狭缝宽度为d，狭缝右边缘在A处。离子可以从狭缝各处射入磁场，入射方向仍垂直于GA边且垂直于磁场。为保证上述两种离子能落在GA边上并被完全分离，求狭缝的最大宽度。答案．70\n（1）动能定理得（2）由牛顿第二定律，利用式得离子在磁场中的轨道半径为别为，两种离子在GA上落点的间距（3）质量为m1的离子，在GA边上的落点都在其入射点左侧2R1处，由于狭缝的宽度为d，因此落点区域的宽度也是d。同理，质量为m2的离子在GA边上落点区域的宽度也是d。为保证两种离子能完全分离，两个区域应无交叠，条件为利用式，代入式得R1的最大值满足得求得最大值【2022高考真题精选】1．(2022·重庆·17)某电容式话筒的原理示意图如题18图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属基板。对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动。在P、Q间距增大过程中，A．P、Q购车的电容器的电容增大B．P上电荷量保持不变C．M点的电势比N点的低D．M点的电势比N点的高70\n【答案】D【解析】电容式话筒与电源串联，电压保持不变。在P、Q间距增大过程中，根据电容决定式得电容减小，又根据电容定义式得电容器所带电量减小，电容器的放电电流通过R的方向由M到N，所以M点的电势比N点的高。D正确2.(2022·全国卷Ⅰ·16)关于静电场，下列结论普遍成立的是A．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关B．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低C．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零D．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向3．(2022·北京·18)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图）。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，若70\nA.保持S不变，增大d,则θ变大B.保持S不变，增大d,则θ变小C.保持d不变，减小S,则θ变小D.保持d不变，减小S,则θ不变4.（2022·上海物理·9）三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中a、b两点出的场强大小分别为、，电势分别为，则（A）＞，＞（B）＜，＜（C）＞，＜（D）＜，＞【答案】C【解析】根据电场线的疏密表示场强大小，沿电场线电势降落（最快），选C。本题考查电场线与场强与电势的关系。70\n5．（2022·海南物理·4）如右图，M、N和P是以为直径的半圈弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，．电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场场强大小变为，与之比为60°PNOMA．B．C．D．12．（2022·海南物理·11）利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘．静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源正极和负极，其装置示意图如右图所示．A、B之间有很强的电场，距B越近，场强__________(填：“越大”或“越小”)。B附近的气体分子被电离成为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到_______（填“A”或“B”）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中．AB+【答案】越大A70\n【解析】电极截面如图所示，由电场线可判断越靠近B场强越大；粉尘吸附电子后带负电，因此向正极A运动。（2022·天津·12）质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图，M、N为两块水平放置的平行金属极板，板长为L，板右端到屏的距离为D，且D远大于L，O’O为垂直于屏的中心轴线，不计离子重力和离子在板间偏离O’O的距离。以屏中心O为原点建立xOy直角坐标系，其中x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向。（1）设一个质量为m0、电荷量为q0的正离子以速度v0沿O’O的方向从O’点射入，板间不加电场和磁场时，离子打在屏上O点。若在两极板间加一沿+y方向场强为E的匀强电场，求离子射到屏上时偏离O点的距离y0;(2)假设你利用该装置探究未知离子，试依照以下实验结果计算未知离子的质量数。上述装置中，保留原电场，再在板间加沿-y方向的匀强磁场。现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流，仍从O’点沿O’O方向射入，屏上出现两条亮线。在两线上取y坐标相同的两个光点，对应的x坐标分别为3.24mm和3.00mm，其中x坐标大的光点是碳12离子击中屏产生的，另一光点是未知离子产生的。尽管入射离子速度不完全相同，但入射速度都很大，且在板间运动时O’O方向的分速度总是远大于x方向和y方向的分速度。【答案】（1）离子在电场中受到的电场力①离子获得的加速度②离子在板间运动的时间③到达极板右边缘时，离子在方向的分速度④70\n离子从板右端到达屏上所需时间⑤离子射到屏上时偏离点的距离由上述各式，得⑥（2）设离子电荷量为，质量为，入射时速度为，磁场的磁感应强度为，磁场对离子的洛伦兹力⑦已知离子的入射速度都很大，因而离子在磁场中运动时间甚短，所经过的圆弧与圆周相比甚小，且在板间运动时，方向的分速度总是远大于在方向和方向的分速度，洛伦兹力变化甚微，故可作恒力处理，洛伦兹力产生的加速度⑧是离子在方向的加速度，离子在方向的运动可视为初速度为零的匀加速直线运动，到达极板右端时，离子在方向的分速度⑨离子飞出极板到达屏时，在方向上偏离点的距离⑩当离子的初速度为任意值时，离子到达屏上时的位置在方向上偏离点的距离为，考虑到⑥式，得⑾由⑩、⑾两式得⑿其中70\n上式表明，是与离子进入板间初速度无关的定值，对两种离子均相同，由题设条件知，坐标3.24mm的光点对应的是碳12离子，其质量为，坐标3.00mm的光点对应的是未知离子，设其质量为，由⑿式代入数据可得⒀故该未知离子的质量数为14。【2022高考真题精选】1.（09·年全国Ⅰ·18）如图所示，一电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN，P点在y轴的右侧，MP⊥ON，则（）A.M点的电势比P点的电势高B.将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D.在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动2.（09·全国卷Ⅱ·19）图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线。两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则（）70\nA.M带负电荷，N带正电荷B.N在a点的速度与M在c点的速度大小相同C.N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功D.M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零3.（09·北京·16）某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为UP和UQ，则()A．EP＞EQ，UP＞UQB．EP＞EQ，UP＜UQC．EP＜EQ，UP＞UQD．EP＜EQ，UP＜UQ【答案】从图可以看出P点的电场线的密集程度大于Q点的密集程度，故P点的场强大于Q点的场强，因电场线的方向由P指向Q，而沿电场线的方向电势逐渐降低，P点的电势高于Q点的电势，故A项正确。【答案】A70\n4.（09·北京·19）如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a（不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点（图中未标出）穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b()A．穿出位置一定在O′点下方B．穿出位置一定在O′点上方C．运动时，在电场中的电势能一定减小D．在电场中运动时，动能一定减小【答案】a粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，则该粒子一定做匀速直线运动，故对粒子a有：Bqv=Eq即只要满足E=Bv无论粒子带正电还是负电，粒子都可以沿直线穿出复合场区，当撤去磁场只保留电场时，粒子b由于电性不确定，故无法判断从O’点的上方或下方穿出，故AB错误；粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类似于平抛的运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，故C项正确D项错误。【答案】C5.（09·北京·20）图示为一个内、外半径分别为R1和R2的圆环状均匀带电平面，其单位面积带电量为。取环面中心O为原点，以垂直于环面的轴线为x轴。设轴上任意点P到O点的的距离为x，P点电场强度的大小为E。下面给出E的四个表达式（式中k为静电力常量），其中只有一个是合理的。你可能不会求解此处的场强E，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，E的合理表达式应为（）70\nA．B．C．D．6.（09·上海物理·3）两带电量分别为q和－q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图（）【答案】由等量异种点电荷的电场强度的关系可知，在两电荷连线中点处电场强度最小，但不是零，从两点电荷向中点电场强度逐渐减小，因此A正确。【答案】A7.（09·上海物理·7）位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则（）70\nA．a点和b点的电场强度相同B．正电荷从c点移到d点，电场力做正功C．负电荷从a点移到c点，电场力做正功D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能先减小后增大8.（09·广东物理·6）如图所示，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止。在物块的运动过程中，下列表述正确的是（）A．两个物块的电势能逐渐减少B．物块受到的库仑力不做功C．两个物块的机械能守恒D.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力9.（09·天津·5）如图所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置，M、N为板间同一电场线上的两点，一带电粒子（不计重力）以速度vM经过M点在电场线上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度vN折回N点。则（）70\nA.粒子受电场力的方向一定由M指向NB.粒子在M点的速度一定比在N点的大C.粒子在M点的电势能一定比在N点的大D.电场中M点的电势一定高于N点的电势10.（09·四川·20）如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度V1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为V2（V2＜V1）。若小物体电荷量保持不变，OM＝ON，则（）A．小物体上升的最大高度为B．从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小C．从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功D．从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小 【答案】设斜面倾角为θ、上升过程沿斜面运动的最大距离为L。因为OM＝ON，则MN两点电势相等，小物体从M到N、从N到M电场力做功均为0。上滑和下滑经过同一个位置时，垂直斜面方向上电场力的分力相等，则经过相等的一小段位移在上滑和下滑过程中电场力分力对应的摩擦力所作的功均为相等的负功，所以上滑和下滑过程克服电场力产生的摩擦力所作的功相等、并设为W1。在上滑和下滑过程，对小物体，应用动能定理分别有：－mgsinθL－μmgcosθL－W1＝－和mgsinθL－μmgcosθL－W1＝，上两式相减可得sinθL＝70\n，A对；由OM＝ON，可知电场力对小物体先作正功后作负功，电势能先减小后增大，BC错；从N到M的过程中，小物体受到的电场力垂直斜面的分力先增大后减小，而重力分力不变，则摩擦力先增大后减小，在此过程中小物体到O的距离先减小后增大，根据库仑定律可知小物体受到的电场力先增大后减小，D对。【答案】AD11.（09·江苏物理·8）空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示，轴上两点B、C点电场强度在方向上的分量分别是、，下列说法中正确的有（）A．的大小大于的大小B．的方向沿轴正方向C．电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大D．负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功（09·广东理科基础·12）关于同一电场的电场线，下列表述正确的是（）A．电场线是客观存在的B．电场线越密，电场强度越小C．沿着电场线方向，电势越来越低70\nD．电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小【答案】电场是客观存在的，而电场线是假想的，A错；电场线越密的地方电场越大B错；沿着电场线的方向电势逐渐降低C对；负电荷沿着电场线方向移动时电场力做负功电势能增加D错。【答案】C（09·东理科基础·16）如图所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点。不计重力，下列表述正确的是（）A．粒子在M点的速率最大B．粒子所受电场力沿电场方向C．粒子在电场中的加速度不变D．粒子在电场中的电势能始终在增加（09·山东·20）如图所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q和-Q，x轴上的P点位于的右侧。下列判断正确的是（）A．在x轴上还有一点与P点电场强度相同B．在x轴上还有两点与P点电场强度相同C．若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能增大D．若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能减小70\n【答案】根据等量正负点电荷的电场分布可知，在x轴上还有一点与P点电场强度相同，即和P点关于O点对称，A正确。若将一试探电荷+q从P点移至O点，电场力先做正功后做负功，所以电势能先减小后增大。一般规定无穷远电势为零，过0点的中垂线电势也为零，所以试探电荷+q在P点时电势能为负值，移至O点时电势能为零，所以电势能增大，C正确。【答案】AC（09·安徽·18.）在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示。若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动。粒子从b点运动到d点的过程中（）A.先作匀加速运动，后作匀减速运动B.先从高电势到低电势，后从低电势到高电势C.电势能与机械能之和先增大，后减小accdOD.电势能先减小，后增大【答案】由于负电荷受到的电场力是变力，加速度是变化的。所以A错；由等量正电荷的电场分布知道，在两电荷连线的中垂线O点的电势最高，所以从b到a，电势是先增大后减小，故B错；由于只有电场力做功，所以只有电势能与动能的相互转化，故电势能与机械能的和守恒，C错；由b到O电场力做正功，电势能减小，由O到d电场力做负功，电势能增加，D对。【答案】D（09·福建·15）如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离（）A.带点油滴将沿竖直方向向上运动70\nB.P点的电势将降低C.带点油滴的电势将减少D.若电容器的电容减小，则极板带电量将增大（09·浙江·16）如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为的相同小球，小球之间用劲度系数均为的轻质弹簧绝缘连接。当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为已知静电力常量为，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为（）A．B．C．D．F23F13【答案】第三个小球受三个力的作用，它们的关系是，得【答案】C70\n（09·浙江·20）空间存在匀强电场，有一电荷量、质量的粒子从点以速率射入电场，运动到点时速率为。现有另一电荷量、质量的粒子以速率仍从点射入该电场，运动到点时速率为。若忽略重力的影响，则（）A．在、、三点中，点电势最高B．在、、三点中，点电势最高C．间的电势差比间的电势差大D．间的电势差比间的电势差小（09·江苏物理·1）两个分别带有电荷量和+的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为的两处，它们间库仑力的大小为。两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为 （）A．B．C．D．【答案】本题考查库仑定律及带电题电量的转移问题。接触前两个点电荷之间的库仑力大小为，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+Q，距离又变为原来的，库仑力为，所以两球间库仑力的大小为，C项正确。如两球原来带正电，则接触各自带电均为+2Q。【答案】C70\n（09·山东·25）（18分）如图甲所示，建立Oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0~3t时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响）。已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时，刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、l、l0、B为已知量。（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）（1）求电压U的大小。（2）求时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。（3）何时把两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间。图甲图乙【答案】（1）时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，时刻刚好从极板边缘射出，在y轴负方向偏移的距离为，则有①②③联立以上三式，解得两极板间偏转电压为④。（2）时刻进入两极板的带电粒子，前时间在电场中偏转，后70\n时间两极板没有电场，带电粒子做匀速直线运动。带电粒子沿x轴方向的分速度大小为⑤带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为⑥带电粒子离开电场时的速度大小为⑦设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R，则有⑧联立③⑤⑥⑦⑧式解得⑨。（3）时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短。带电粒子离开磁场时沿y轴正方向的分速度为⑩，设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为，则，联立③⑤⑩式解得，带电粒子在磁场运动的轨迹图如图所示，圆弧所对的圆心角为，所求最短时间为,带电粒子在磁场中运动的周期为，联立以上两式解得。（09·安徽·23）如图所示，匀强电场方向沿轴的正方向，场强为。在点有一个静止的中性微粒，由于内部作用，某一时刻突然分裂成两个质量均为的带电微粒，其中电荷量为的微粒1沿轴负方向运动，经过一段时间到达点。不计重力和分裂后两微粒间的作用。试求（1）分裂时两个微粒各自的速度；（2）当微粒1到达（点时，电场力对微粒1做功的瞬间功率；70\n（3）当微粒1到达（点时，两微粒间的距离。【答案】（1），方向沿y正方向（2）（3）2【答案】（1）微粒1在y方向不受力，做匀速直线运动；在x方向由于受恒定的电场力，做匀加速直线运动。所以微粒1做的是类平抛运动。设微粒1分裂时的速度为v1，微粒2的速度为v2则有：在y方向上有-（0,-d）（d,0）xEyθvxvy在x方向上有-根号外的负号表示沿y轴的负方向。中性微粒分裂成两微粒时，遵守动量守恒定律，有方向沿y正方向。（2）设微粒1到达（0，-d）点时的速度为v，则电场力做功的瞬时功率为其中由运动学公式所以（3）两微粒的运动具有对称性，如图所示，当微粒1到达（0，-d）点时发生的位移70\n则当微粒1到达（0，-d）点时，两微粒间的距离为（09·福建·21）如图甲，在水平地面上固定一倾角为θ的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态。一质量为m、带电量为q（q>0）的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变，设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为g。（1）求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1（2）若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm，求滑块从静止释放到速度大小为vm过程中弹簧的弹力所做的功W；（3）从滑块静止释放瞬间开始计时，请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系v-t图象。图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻，纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小，vm是题中所指的物理量。（本小题不要求写出计算过程）【答案】（1）;（2）;(3)【答案】本题考查的是电场中斜面上的弹簧类问题。涉及到匀变速直线运动、运用动能定理处理变力功问题、最大速度问题和运动过程分析。（1）滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为a，则有70\nqE+mgsin=ma①②联立①②可得③（2）滑块速度最大时受力平衡，设此时弹簧压缩量为，则有④从静止释放到速度达到最大的过程中，由动能定理得⑤联立④⑤可得s（3）如图（09·福建·22）分)图为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=2.0×10-3T,在X轴上距坐标原点L=0.50m的P处为离子的入射口，在Y上安放接收器，现将一带正电荷的粒子以v=3.5×104m/s的速率从P处射入磁场，若粒子在y轴上距坐标原点L=0.50m的M处被观测到，且运动轨迹半径恰好最小，设带电粒子的质量为m,电量为q,不记其重力。（1）求上述粒子的比荷；70\n（2）如果在上述粒子运动过程中的某个时刻，在第一象限内再加一个匀强电场，就可以使其沿y轴正方向做匀速直线运动，求该匀强电场的场强大小和方向，并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场；（3）为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子，在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内，求此矩形磁场区域的最小面积，并在图中画出该矩形。答案（1）=4.9×C/kg（或5.0×C/kg）；（2）；（3）【答案】第（1）问本题考查带电粒子在磁场中的运动。第（2）问涉及到复合场（速度选择器模型）第（3）问是带电粒子在有界磁场（矩形区域）中的运动。（1）设粒子在磁场中的运动半径为r。如图甲，依题意M、P连线即为该粒子在磁场中作匀速圆周运动的直径，由几何关系得①由洛伦兹力提供粒子在磁场中作匀速圆周运动的向心力，可得②联立①②并代入数据得=4.9×C/kg（或5.0×C/kg）③（2）设所加电场的场强大小为E。如图乙，当粒子子经过Q点时，速度沿y轴正方向，依题意，在此时加入沿x轴正方向的匀强电场，电场力与此时洛伦兹力平衡，则有④70\n代入数据得⑤所加电场的长枪方向沿x轴正方向。由几何关系可知，圆弧PQ所对应的圆心角为45°，设带点粒子做匀速圆周运动的周期为T，所求时间为t，则有⑥⑦联立①⑥⑦并代入数据得⑧（3）如图丙，所求的最小矩形是，该区域面积⑨联立①⑨并代入数据得矩形如图丙中（虚线）（09·浙江·23）如图所示，相距为d的平行金属板A、B竖直放置，在两板之间水平放置一绝缘平板。有一质量m、电荷量q（q>0）的小物块在与金属板A相距l处静止。若某一时刻在金属板A、B间加一电压，小物块与金属板只发生了一次碰撞，碰撞后电荷量变为q，并以与碰前大小相等的速度反方向弹回。已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因素为μ，若不计小物块电荷量对电场的影响和碰撞时间。则70\n（1）小物块与金属板A碰撞前瞬间的速度大小是多少？（2）小物块碰撞后经过多长时间停止运动？停在何位置？【答案】（1）（2）时间为，停在处或距离B板为【答案】本题考查电场中的动力学问题（1）加电压后，B极板电势高于A板，小物块在电场力作用与摩擦力共同作用下向A板做匀加速直线运动。电场强度为小物块所受的电场力与摩擦力方向相反，则合外力为故小物块运动的加速度为设小物块与A板相碰时的速度为v1，由解得（2）小物块与A板相碰后以v1大小相等的速度反弹，因为电荷量及电性改变，电场力大小与方向发生变化，摩擦力的方向发生改变，小物块所受的合外力大小为加速度大小为设小物块碰后到停止的时间为t，注意到末速度为零，有70\n解得设小物块碰后停止时距离为，注意到末速度为零，有则或距离B板为（09·江苏·14）1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。（1）求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；（2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t；（3）实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm，试讨论粒子能获得的最大动能E㎞。 【答案】(1)设粒子第1次经过狭缝后的半径为r1,速度为v1qu=mv12qv1B=m70\n解得同理，粒子第2次经过狭缝后的半径则（2）设粒子到出口处被加速了n圈解得（3）加速电场的频率应等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即当磁场感应强度为Bm时，加速电场的频率应为粒子的动能当≤时，粒子的最大动能由Bm决定解得当≥时，粒子的最大动能由fm决定解得（09·四川·24）如图所示，直线形挡板p1p2p3与半径为r的圆弧形挡板p3p4p5平滑连接并安装在水平台面b1b2b3b4上，挡板与台面均固定不动。线圈c1c2c370\n的匝数为n,其端点c1、c3通过导线分别与电阻R1和平行板电容器相连，电容器两极板间的距离为d,电阻R1的阻值是线圈c1c2c3阻值的2倍，其余电阻不计，线圈c1c2c3内有一面积为S、方向垂直于线圈平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度B随时间均匀增大。质量为m的小滑块带正电，电荷量始终保持为q,在水平台面上以初速度v0从p1位置出发，沿挡板运动并通过p5位置。若电容器两板间的电场为匀强电场，p1、p2在电场外，间距为L,其间小滑块与台面的动摩擦因数为μ，其余部分的摩擦不计，重力加速度为g.求：（1）小滑块通过p2位置时的速度大小。（2）电容器两极板间电场强度的取值范围。（3）经过时间t,磁感应强度变化量的取值范围。【答案】（1）小滑块运动到位置p2时速度为v1，由动能定理有：－umgL＝①v1＝②（2）由题意可知，电场方向如图，若小滑块能通过位置p，则小滑块可沿挡板运动且通过位置p5，设小滑块在位置p的速度为v，受到的挡板的弹力为N，匀强电场的电场强度为E，由动能定理有：－umgL－2rEqs＝③当滑块在位置p时，由牛顿第二定律有：N+Eq＝m④由题意有：N≥0⑤70\n由以上三式可得：E≤⑥E的取值范围：0＜E≤⑦（3）设线圈产生的电动势为E1，其电阻为R，平行板电容器两端的电压为U，t时间内磁感应强度的变化量为B，得：⑧U＝Ed由法拉第电磁感应定律得E1＝n ⑨由全电路的欧姆定律得E1＝I（R+2R） ⑩U＝2RI经过时间t，磁感应强度变化量的取值范围：0＜≤。（09·宁夏·25）如图所示，在第一象限有一均强电场，场强大小为E，方向与y轴平行；在x轴下方有一均强磁场，磁场方向与纸面垂直。一质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场，在x轴上的Q点处进入磁场，并从坐标原点O离开磁场。粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点。已知OP=,。不计重力。求（1）M点与坐标原点O间的距离；（2）粒子从P点运动到M点所用的时间。 【答案】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，在轴负方向上做初速度为零的匀加速运动，设加速度的大小为；在轴正方向上做匀速直线运动，设速度为，粒子从P点运动到Q点所用的时间为，进入磁场时速度方向与轴正方向的夹角为，则70\n①②③其中。又有④联立②③④式，得因为点在圆周上，，所以MQ为直径。从图中的几何关系可知。⑥⑦（2）设粒子在磁场中运动的速度为,从Q到M点运动的时间为,则有⑧⑨带电粒子自P点出发到M点所用的时间为为⑩联立①②③⑤⑥⑧⑨⑩式，并代入数据得【2022高考真题精选】1．（全国卷Ⅱ－19）一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降；若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升。若两极板间电压为－U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是A．2v、向下 B．2v、向上C．3v、向下 D．3v、向上70\n2.（天津卷－18）带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：①在电场线上运动，②在等势面上做匀速圆周运动。该电场可能由A．一个带正电的点电荷形成B．一个带负电的点电荷形成C．两个分立的带等量负电的点电荷形成D．一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成’3．（江苏卷－6）如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC，电场中的A、B、C 三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为、、，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有A.＞＞ B.EC＞EB＞EAC.UAB＜UBC D.UAB＝UBC70\n4.（重庆卷－21）21图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q=（a、b为大于零的常数），其图象如题21图2所示，那么题21图3、图4中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是固定极板待测物体UQtttOOOvE①②③④图1图3图4图2A.①和③B.①和④C.②和③D.②和④【答案】C【答案】本题考查速度传感器的有关知识，本题为较难题目。由题意可知：所以E的变化规律与Q的变化规律相似，所以E的图象为②，由k,所以d＝t＋a＝vt＋a，所以是匀速移动，所以速度图象为③，综上所述C正确。70\n5.（宁夏卷－21）如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板；a板接地；P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地。开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度a。在以下方法中，能使悬线的偏角a变大的是A.缩小a、b间的距离B.加大a、b间的距离C.取出a、b两极板间的电介质D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质6.（山东卷－21）如图所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷＋Q，在x轴上C点有点电荷－Q，且CO＝OD，∠ADO＝60°。下列判断正确的是A．O点电场强度为零B．D点电场强度为零70\nC．若将点电荷＋q从O移向C，电势能增大D．若将点电荷－q从O移向C．电势能增大【答案】BD【答案】电场是矢量，叠加遵循平行四边行定则，由E＝和几何关系可以得出，A错B对。在O→C之间，合场强的方向向左，把负电荷从Ｏ移动到C，电场力做负功，电势能增加，C错D对。7.（上海卷－14）如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷M、N，分别固定在A、B两点，O为AB连线的中点，CD为AB的垂直平分线。在CO之间的F点由静止释放一个带负电的小球P（设不改变原来的电场分布），在以后的一段时间内，P在CD连线上做往复运动。若（A）小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中振幅不断减小（B）小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断减小（C）点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中周期不断减小（D）点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中振幅不断减小8.（上海卷－2A）如图所示，把电量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能＿＿＿（选填“增大”、“减小”或“不变”）；若A点的电势UA＝15V，B点的电势UB70\n＝10V，则此过程中电场力做的功为J。【答案】增大，－2.5×10－8【解析】将电荷从从电场中的A点移到B点，电场力做负功，其电势能增加；由电势差公式UAB=，W=qUAB=－5×10―9×(15－10)J=－2.5×10－8J。9.（海南卷－4）静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为φa的a点运动至电势为φb的b点．若带电粒子在a、b两点的速率分别为va、vb，不计重力，则带电粒子的比荷q/m，为A． B．C． D．【答案】C【解析】由电势差公式以及动能定理：W=qUab=q(φa－φb)=m(vb2－va2)，可得比荷为：=。 10（海南卷－5）质子和中于是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的．两个强作用电荷相反（类似于正负电荷）的夸克在距离很近时几乎没有相互作用（称为“渐近自由”）；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力（导致所谓“夸克禁闭”）．作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力F与它们之间的距离r的关系为：式中F0为大于零的常量，负号表示引力．用U表示夸克间的势能，令U0＝F0(r2—r1)，取无穷远为势能零点．下列U－r图示中正确的是DUO－U0rr1r2AUO－U0rr1r2BUO－U0rr1r2CUOU0rr1r270\n11.（海南卷－6）匀强电场中有a、b、c三点．在以它们为顶点的三角形中，∠a＝30°、∠c＝90°,．电场方向与三角形所在平面平行．已知a、b和c点的电势分别为V、V和2V．该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为abc30°A．V、VB．0V、4VC．V、D．0V、V【答案】B【解析】如图，根据匀强电场的电场线与等势面是平行等间距排列，且电场线与等势面处处垂直，沿着电场线方向电势均匀降落，取ab的中点O，即为三角形的外接圆的圆心，且该点电势为2V，故Oc为等势面，MN为电场线，方向为MN方向，UOP=UOa=V，UON:UOP=2:，故UON=2V,N点电势为零，为最小电势点，同理MabcONMP点电势为4V，为最大电势点。70\nQBA图612.（广东文科基础－57）.图6是点电荷Q周围的电场线，以下判断正确的是A.Q是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度B.Q是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度C.Q是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度D.Q是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场经度【答案】A【解析】正点电荷的电场是向外辐射状的，电场线密的地方电场强度大。所以A正确。13．（广东理科基础－1）最早提出用电场线描述电场的物理学家是A．牛顿 B．伽利略 C．法拉第 D．阿基米德【答案】C【解析】由物理学识可知选项C正确。14．（广东理科基础－3）关于电容器的电容C、电压U和所带电荷量Q之间的关系。以下说法正确的是A．C由U确定 B．C由Q确定C．C一定时，Q与U成正比 D．C一定时，Q与U成反比【答案】C【解析】电容器的电容C由电容器本身决定，与电压U和所带电荷量Q无关，根据 可知，选项C正确。15．（广东理科基础－16）空间存在竖直向上的匀强电场，质量为m的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图6所示，在相等的时间间隔内v0E图670\nA．重力做的功相等B．电场力做的功相等C．电场力做的功大于重力做的功D．电场力做的功小于重力做的功16．（广东卷－8）图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定A．M点的电势大于N点的电势B．M点的电势小于N点的电势C．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D．粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力【答案】AD【解析】沿着电场线的方向，电势降低，故选项A正确。电场线越密，场强越大，同一粒子受到的电场力越大，选项D正确。17．（上海卷－23）（12分）如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在Oxy平面的ABCD区域内，存在两个场强大小均为E的匀强电场I和II，两电场的边界均是边长为L的正方形（不计电子所受重力）。（1）在该区域AB边的中点处由静止释放电子，求电子离开ABCD区域的位置。70\n（2）在电场I区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从ABCD区域左下角D处离开，求所有释放点的位置。（3）若将左侧电场II整体水平向右移动L/n（n≥1），仍使电子从ABCD区域左下角D处离开（D不随电场移动），求在电场I区域内由静止释放电子的所有位置。【解析】（1）设电子的质量为m，电量为e，电子在电场I中做匀加速直线运动，出区域I时的为v0，此后电场II做类平抛运动，假设电子从CD边射出，出射点纵坐标为y，有eEL＝(－y)＝at2＝解得 y＝L，所以原假设成立，即电子离开ABCD区域的位置坐标为（－2L，L）（2）设释放点在电场区域I中，其坐标为（x，y），在电场I中电子被加速到v1，然后进入电场II做类平抛运动，并从D点离开，有eEx＝ y＝at2＝70\n18．（广东卷－19）（16分）如图（a）所示，在光滑绝缘水平面的AB区域内存在水平向右的电场，电场强度E随时间的变化如图（b）所示．不带电的绝缘小球P2静止在O点．t=0时，带正电的小球P1以速度t0从A点进入AB区域，随后与P2发生正碰后反弹，反弹速度大小是碰前的倍，P1的质量为m1，带电量为q，P2的质量m2=5m1，A、O间距为L0，O、B间距L＝。已知，T＝。（1）求碰撞后小球P1向左运动的最大距离及所需时间．（2）讨论两球能否在OB区间内再次发生碰撞．【答案】（1）， （2）能【解析】（1）小球P1到达O点的时间，与P2碰撞时，电场刚好由零变为E0。 ① 70\n碰撞后，P1速度为v1＝在电场中，P1的加速度加速度为：a＝ ②P1向左运动的时间t1＝＝T ③在t1时间内，有电场，P1做匀减速直线运动，向左运动的最大距离为：sm＝ ④（2）根据动量守恒定律有： m1v0＝m1v1＋m2v2 ⑤求得P2的速度：v2＝ ⑥P1从O点运动到B点所需时间t2＝＝4T ⑦在t2时间内，一直存在电场，则P1的位移为： x1＝v1t2＋＝2L ⑧由于x1＞L，故在OB之间P1与P2能再次相碰。 ⑨(本题考查考生对电场、力学基本规律的认识、理解和应用，考查理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力及获取信息的能力。)【最新模拟】1．【2022•北京市朝阳区模拟】绝缘细线的一端与一带正电的小球M相连接，另一端固定在天花板上，在小球M下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N，在下列情况下，小球M能处于静止状态的是（）GFT【答案】B【解析】M受到三个力的作用处于平衡状态，则绝缘细线的拉力与两个球的库仑力的合力必大小相等，方向相反，其受图如图所示，只有选项B正确.70\n2．【2022•河北模拟】电场中等势面如图所示，下列关于该电场描述正确的是（）A．A点的电场强度比C点的小B．负电荷在A点电势能比C点电势能大C．电荷沿等势面AB移动过程中，电场力始终不做功D．正电荷由A移到C，电场力做负功3．【2022•四川模拟】如图所示，绝缘轻杆两端固定带电小球A和B，轻杆处于水平向右的匀强电场中，不考虑两球之间的相互作用。初始时轻杆与电场线垂直（如图中实线位置），将杆向右平移的同时顺时针转过90°（如图中虚线位置），发现A、B两球电势能之和不变。根据图中给出的位置关系，可判断下列说法中正确的是（）LLAABBEA．A球一定带正电荷，B球一定带负电荷B．A、B两球带电量的绝对值之比qA∶qB=1∶2C．A球电势能一定增加D．电场力对A球和B球都不做功4．【2022•江苏调考】如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，画一正方形ABCD，对角线AC与两点电荷连线重合，两对角线交点O恰为电荷连线的中点。下列说法中正确的是70\n+——OABCDA．A点的电场强度大于B点的电场强度且两点电场强度方向不同B．B、D两点的电场强度及电势均相同C．一电子由B点沿B→C→D路径移至D点，电势能先减小后增大D．一质子由C点沿C→O→A路径移至A点，电场力对其先做负功后做正功【答案】B【解析】由电场的叠加原理，A点的电场强度大于B点的电场强度，但两点电场强度方向相同，所以选项A错；B、D两点的电场强度及电势均相同选项B正确；因C点的电势小于零，所以一电子由B点沿B→C→D路径移至D点，电势能先增大后减小，选项C错；一质子由C点沿C→O→A路径移至A点，电场力对其先做负功后做负功，选项D错.5．【2022•黄冈模拟】在竖直向下的匀强电场中，有a、b、c、d四个带电质点，各以水平向左、水平向右、竖直向下和竖直向上的速度做匀速直线运动，不计质点间的相互作用力，则有（）A．c、d带异种电荷B．a、b带同种电荷且电势能均不变C．d的电势能减小，重力势能增大D．c的电势能增大，机械能减小6．【2022•江西模拟】70\n如图所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则图中a，b两点电场强度和电势均相同的是()【答案】C【解析两个等量的异种电荷在中垂z一上的电势为零,对称的点场强相等,所以选项C正确.7.【2022•江苏模拟】如图所示，在光滑绝缘的水平面上，有一棱形ABCD，对角线焦点为O，在顶点B、D处各固定一个点电荷，若将一个带正电的小球从A点静止释放，小球将沿对角线AC作往返运动。则（）A．B、D处固定的是等量的正电荷B．B、D处固定的是等量的异种电荷C．在A、C的连线上O点电势最低D．运动小球在O处的机械能最小【答案】C【解析】由题意，B、D处固定的是等量的负电荷，AB错；带正电的小球从A点静止释放，向低电势处移动，故C对；运动小球在O处的电势能最小、机械能最大，D错8．【2022•湖北重点中学联考】如图所示竖直放置的两个平行金属板间存在匀强电场，与两板上边缘等高处有两个质量相同的带电小球，P小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q小球从两板正中央由静止开始释放，两小球最终都能运动到右极板上的同一位置，则从开始释放到运动到右极板的过程中它们的（）A．运行时间B．电势能减少量之比C．电荷量之比D．动能增加量之比【答案】C【解析】两球均受重力、恒定的电场力作用，做匀加速直线运动，按运动的分解：竖直方向：是重力作用下的自由落体运动，二者下降位移相同，用时间相等，A错误。又质量相同，B错误水平方向：电场力作用下的初速度为0的匀加速直线运动，位移比是，由公式得它们的电荷量之比，C正确。9.【2022•河南模拟】P、Q两电荷的电场线分布如图所示，、70\n为电场中的两点．一个离子从运动到（不计重力），轨迹如图所示．则下列判断正确的是PQbacdA．Q带正电B．c点电势低于d点电势C．离子在运动过程中受到P的吸引D．离子从到，电场力做正功【答案】C【解析】根据电场线从正电荷出发到负电荷终止可知，P带正电荷，Q带负电荷，选项A错误；由顺着电场线方向电势逐渐降低可知，c点电势高于d点电势，选项B错误；由离子从运动到的轨迹弯曲方向可知，离子在运动过程中受到P的吸引，选项C正确；离子从到，电场力做负功，选项D错误。10．【2022•浙江模拟】如图所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，恰能沿图示虚线由A向B做直线运动．那么( )A．微粒带正、负电荷都有可能B．微粒做匀减速直线运动C．微粒做匀速直线运动D．微粒做匀加速直线运动11．【2022•湖北八校联考】有一静电场，其电场强度方向平行于x轴．其电势φ随坐标x的改变而变化，变化的图线如图所示，则下列图中正确表示该静电场的场强E随x变化的图线是(设场强沿x轴正方向时取正值)( )70\n【答案】A【解析】由题图知该静电场中电势φ与沿电场方向的距离x成线性关系，故必为匀强电场，则φ－x图象的斜率大小等于场强E，故此0～2mm、10mm～12mm两段的场强大小相等，方向也相同，且与2mm～10mm区间的场强相反．因顺着场强方向电势降低，故0～2mm及10mm～12mm区间场强方向为负，而2mm～10mm区间场强为正．故A正确．12．【2022•安徽质检】x轴上有两点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间各点对应的电势高低如图中的曲线所示，从图象可知下列推理中与图象信息不相符合的是( )A．Q1一定大于Q2B．Q1和Q2一定是同种电荷，但不一定是正电荷C．电势最低处P点的电场强度为0D．Q1和Q2之间各点的电场方向都指向P点70\n13．【2022•重庆联考】如图所示，在两等量异种点电荷连线上有D、E、F三点，且DE＝EF.K、M、L分别为过D、E、F三点的等势面．一不计重力的带负电粒子，从a点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以|Wab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以|Wbc|表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值，则( )A．|Wab|＝|Wbc|B．|Wab|＜|Wbc|C．粒子由a点到b点，动能减少D．a点的电势较b点的电势低【答案】C【解析】由等量异种点电荷的电场线的特点可知靠近电荷处电场强度大，类比公式U＝Ed知|Uab|＞|Ubc|，而W＝qU，所以|Wab|＞|Wbc|，故A、B均错误；从粒子的运动轨迹可知该粒子从a点到c点受到大体向左的作用力，左侧为正电荷，从左向右电势降低，D错误；粒子由a点到b点，电场力做负功，电势能增加，动能减少，C正确．14．【2022•宁丹东市四校协作模拟】如图所示，一带电粒子从平行带电金属板左侧中点垂直于电场线以速度v0射入电场中，恰好能从下板边缘以速度v1飞出电场．若其它条件不变，在两板间加入垂直于纸面向里的匀强磁场，该带电粒子恰能从上板边缘以速度v2射出．不计重力，则A．2v0=v1+v2B．v0=C．v0=D．v0<v1=v270\n15．【2022•山东模拟】在光滑绝缘的水平面上，存在一个水平方向的匀强电场，电场强度大小为E，在该电场中一个半径为R的圆周，其中PQ为直径，C为圆周上的一点，在O点将一带正电的小球以相同的初速率向各个方向水平射出时，小球可以到达圆周的任何点，但小球到达C点时的速度最大，已知PQ与PC间的夹角为θ=30°，则关于该电场强度E的方向及PC间的电势差大小说法正确的是（）A．E的方向为由P指向Q，B．E的方向为由Q指向C，C．E的方向为由P指向C，D．E的方向为由O指向C，【答案】D【解析】由题意知，过C点的切面是圆周上离P最远的等势面，半径OC与等势面垂直，E的方向为由O指向C，OC与CP间的夹角为θ=30°，16．【2022•湖南四市联考】如图所示，在同一条竖直线上，有电荷量均为Q的A、B两个正点电荷，GH是它们连线的垂直平分线。另有一个带电小球C，质量为m、电荷量为＋q（可视为点电荷），被长为L的绝缘轻细线悬挂于O点，现在把小球C拉起到M点，使细线水平且与A、B处于同一竖直面内，由静止开始释放，小球C向下运动到GH线上的N点时刚好速度为零，此时细线与竖直方向的夹角θ=30º。试求：70\n（1）在A、B所形成的电场中，M、N两点间的电势差，并指出M、N哪一点的电势高。（2）若N点与A、B两个点电荷所在位置正好形成一个边长为a的正三角形，则小球运动到N点瞬间，轻细线对小球的拉力FT（静电力常量为k）。【答案】(1)(2)【解析】（1）带电小球C在A、B形成的电场中从M点运动到N点的过程中，重力和电场力做功，但合力功为零，则qUMN＋mglcosθ=0所以UMN=即M、N两点间的电势差大小且N点的电势高于M点的电势。（2）在N点，小球C受到重力mg、细线的拉力FT以及A和B分别对它的斥力FA和FB四个力的作用如图所示，且沿细线方向的合力为零（向心力为零）。则mgFAFBFTθθ又得17．【2022•四川质检】如图所示，虚线MN下方存在竖直向上的匀强电场，场强E＝2×103V/m，电场区域上方有一竖直放置长为l＝0.5m的轻质绝缘细杆，细杆的上下两端分别固定一个带电小球A、B，它们的质量均为m＝0.01kg，A带正电，电量为q1＝2.5×10－4C；B带负电，电荷量q2＝5×10－5C，B到MN的距离h＝0.05m．现将轻杆由静止释放(g取10m/s2)，求(1)小球B刚进入匀强电场后的加速度大小．70\n(2)从开始运动到A刚要进入匀强电场过程的时间．(3)小球B向下运动离M、N的最大距离．从B球进入电场到A球刚要进入电场过程，A、B球整体做匀加速运动，时间为t2，则有l＝v1t2＋at解方程得：t2＝0.2s从开始运动到A刚要进入匀强电场过程中的时间t＝t1＋t2＝0.3s.(3)设小球B向下运动离MN最大距离为s，A、B球整体从开始运动到到达最低点过程，由动能定理得：2mg(h＋s)＋q2Es－q1E(s－l)＝0解得：s＝1.3m18．【2022•江苏常州水平监测】如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，D点为O点在斜面上的垂足，OM＝ON，带负电的小物体以初速度从M点沿斜面上滑，到达N点时速度恰好为零，然后又滑回到M点，速度大小变为。若小物体电荷量保持不变，可视为点电荷。70\n（1）带负电的小物体从M向N运动的过程中电势能如何变化，电场力共做多少功？（2）N点的高度h为多少？（3）若物体第一次到达D点时速度为,求物体第二次到达D点时的速度。【答案】(1)电场力做功为0(2)(3)【解析】（1）电势能先减少后增加，由于M、N为等势点，所以带电体在两点间运动时电场力做功为0（2）解得：(3)由对称性可知物体从M到D以及从N到D克服摩擦力做功相等都为Wf/2…M到D：N到D：（公式中将克服摩擦做功写成其他符号的照样得分，没有写电场力做功的不得分）19．【2022•辽宁模拟】如下图所示，现在有一个小物块，质量为m=80g，带上正电荷q=210－4C。与水平的轨道之间的滑动摩擦系数m=0.2，在一个水平向左的匀强电场中，E=103V/m，在水平轨道的末端N处，连接一个光滑的半圆形轨道，半径为R=40cm，取g=10m/s2，求：70\n（1）小物块恰好运动到轨道的最高点，那么小物块应该从水平哪个位置释放？（2）如果在上小题的位置释放小物块，当它运动到P（轨道中点）点时对轨道的压力等于多少？【答案】（1）15.25m（2）3.0N【解析】（1）物块能通过轨道最高点的临界条件是解得v=2m/s设小物块释放位置距N处为s解得s=15.25m，即小物块应该从在水平位置距N处为15.25m处开始释放物块到P点时，解得解得FN=3.0N由牛顿第三运动定律可得物块对轨道的压力：20．【2022•广东模拟】飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的比荷q/m，如图1。带正电的离子经电压为U的电场加速后进入长度为L的真空管AB，可测得离子飞越AB所用时间t1。改进以上方法，如图2，让离子飞越AB后进入场强为E（方向如图）的匀强电场区域BC，在电场的作用下离子返回B端，此时，测得离子从A出发后返回B端飞行的总时间为t2（不计离子重力）（1）忽略离子源中离子的初速度，①用t1计算荷质比；②用t2计算荷质比。（2）离子源中相同比荷的离子由静止开始可经不同的加速电压加速，设两个比荷都为q/m的离子分别经加速电压U1、U2加速后进入真空管，在改进后的方法中，它们飞行的总时间通常不同，存在时间差Δt，可通过调节电场E使Δt＝0。求此时E的大小。【答案】（1）①、②或；（2）【解析】（1）①设离子带电量为q，质量为m，经电场加速后的速度为v，则70\n2离子飞越真空管，在AB做匀速直线运动，则L＝vt1解得离子荷质比②离子在匀强电场区域BC中做往返运动，设加速度为a，则qE＝mat2＝解得离子荷质比为或（2）两离子加速后的速度分别为v1、v2，则t2＝＋Δt＝t1－t2＝要使Δt＝0，则须而、所以21．【2022•江苏省苏北四市调考】如图所示，位于A板附近的放射源连续放出质量为m、电荷量为+q的粒子，从静止开始经极板A、B间加速后，沿中心线方向进入平行极板C、D间的偏转电场，飞出偏转电场后进入右侧的有界匀强磁场，最后从磁场左边界飞出。已知A、B间电压为U0；极板C、D长为L，间距为d；磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，磁场的左边界与C、D右端相距L，且与中心线垂直。不计粒子的重力及相互间的70\n作用。LLdABCDB+-⑴若极板C、D间电压为U，求粒子离开偏转电场时垂直于偏转极板方向的偏移距离；⑵试证明：离开偏转电场的粒子进、出磁场位置之间的距离与偏转电压无关；⑶若极板C、D间电压有缓慢的微小波动，即电压在(U－ΔU)至(U＋ΔU)之间微小变化，每个粒子经过偏转电场时所受电场力视为恒力，且粒子均能从偏转电场中飞出并进入磁场，则从磁场左边界有粒子飞出的区域宽度多大？【答案】(1)(2)(3)【解析】（1）根据动能定理和运动学公式有（2）设粒子离开偏转电场时速度为v，速度v的偏向角为θ，在磁场中轨道半径为r根据动能定理牛顿第二定律和几何关系有LLABCDB+-θvv解得可知：进、出磁场位置之间的距离h与偏转电压U无关70\n70
