高中物理电场-静电学-附答案和详细解析

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1、高中物理电场高中物理电场,静电学静电学一般难度一、单选题(本大题共1 小题,共 44.0 分)1.如图所示,真空中A、两个点电荷的电荷量分别为?t和?,放在光滑绝缘水平面上，A、B 之间用绝缘的轻弹簧连接.当系统平衡时，弹簧的伸长量为?.若弹簧发生的均是弹性形变,则?A保持 Q 不变,将 q 变为 2q，平衡时弹簧的伸长量等于?B保持 q 不变，将 Q 变为 2,平衡时弹簧的伸长量不不小于?C.保持不变,将变为?，平衡时弹簧的缩短量等于?D.保持不变,将 Q 变为?t，平衡时弹簧的缩短量不不小于?.如图,真空中一条直线上有四点 A、B、C、?，?只在点放一电量为?t 的点电荷时,B 点电场强度

2、为 E,若又将等量异号的点电荷?t 放在 D 点,则?A.B 点电场强度为?,方向水平向右B.B 点电场强度为?,方向水平向左.BC 线段的中点电场强度为零D.B、C 两点的电场强度相似?.有关静电场,下列说法对的的是?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,电势能一定增长?.甲、乙两带电小球的质量均为，所带电荷量分别为?和?,两球间用绝缘细线连接,甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有方向向右的匀强电场,上下两根绝缘细线张力的大小分别为?A.?1?，?.?1?，?.?1?，?D.?1?，?.如图甲

3、所示为电场中的一条电场线，在电场线上建立坐标轴，则坐标轴上?间各点的电势分布如图乙所示，则?A.在?间,场强先减小后增大在?间，场强方向一定发生了变化C.若一负电荷从 O 点运动到?点,电势能逐渐减小从 O 点静止释放一仅受电场力作用的正电荷,则该电荷在?间始终做加速运动6.如图所示，?，?，?是半径为 r 的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一种点电荷,除A点处的电量为?外,其他各点处的电量均为?,则圆心O 处?.场强大小为?,方向沿 OA 方向B.场强大小为?，方向沿 AO 方向C.场强大小为?,方向沿 OA 方向D场强大小为?,方向沿O 方向7.用电场线能很直观.很以便地比较电场中各

4、点的强弱.如图，左边是等量异种点电荷形成电场的电场线,右边是场中的某些点：O 是电荷连线的中点,E、是连线中垂线上相对 O 对称的两点，B、和 A、D 也相对对称，则下列结识不对的的是?.B、C 两点场强大小和方向都相似B、D 两点场强大小相等，方向相反E、两点场强大小和方向都相似D.从 E 到 F 过程中场强先增大后减小8.一带电粒子在?重力不计?如图所示的电场中，在电场力作用下,沿虚线所示轨迹从 A 点运动到点，下列说法中对的的是?.粒子带正电B.粒子的加速度在减少C.粒子的动能在增大D.粒子的电势能在增大9.如图所示，在水平放置的光滑接地金属板中点的正上方，固定有带正电的点电荷 Q,另有

5、一表面绝缘带正电的金属小球?可视为质点，且不影响原电场?自左以速度?开始在金属板上向右运动，在运动过程中?A.小球做先减速后加速运动B小球做匀加速运动C小球受的电场力不做功D.电场力对小球先做正功后做负功1?.在雷雨天气中，大树就相称于一种电量较大的点电荷,1 和是以树为圆心的同心圆,有甲、乙、丙、丁四头相似的牛按如图所示位置和方向分别站在地面上，由此判断:?A.牛丙所处位置的电场强度为零B.牛乙和牛丙两处电场强度相似C牛丁处的电势一定高于牛乙处的电势D.牛甲前后脚电势差最大，处在最危险的状态11.金属板和板前一正点电荷形成的电场线分布如图所示,、B、C、为电场中的四个点,则?A.B、D 两点

6、的电势相等B.B 点的电场强度比 D 点的大.负电荷在 C 点的电势能低于在 A 点的电势能D正电荷由 D 点静止释放，只受电场力作用沿电场线运动到 B 点二、多选题(本大题共 3 小题，共 12.0 分)1?.如右图所示,将带电棒移近两个不带电的导体,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下述措施中，能使两球都带电的措施是?A.先把两球分开,再移走棒.先移走棒,再把两球分开C.使甲球瞬时接地，稳定后再移走棒D.使棒与甲球接触，稳定后再移走棒1?.A、B 两个点电荷在真空中所形成电场的电场线?方向未标出?如图所示.图中 C 点为两点电荷连线的中点，M为两点电荷连线的中垂线,D 为中垂线上的一点,

7、电场线的分布有关 MN左右对称.则?这两个点电荷一定是等量异种电荷B.这两个点电荷一定是等量同种电荷C.C、D 两点的电势一定不相等DC 点的电场强度比 D点的电场强度大1?.一带电粒子射入固定在 O 点的点电荷的电场中，粒子轨迹如图虚线 abc 所示,图中实线是同心圆弧，表达电场的等势面，不计重力，可以判断?A.粒子受到静电排斥力的作用B.粒子速度?C.粒子动能?.粒子电势能?三、填空题（本大题共小题，共 4.0 分）1?.两个点电荷甲和乙同处在真空中.?1?甲的电量是乙的倍,则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的_ 倍.?若把每个电荷的电量都增长为本来的倍,那么它们之间的互相作用力变为本来的_

8、 倍;?保持其中一电荷的电量不变,另一种电荷的电量变为本来的倍，为保持互相作用力不变,则它们之间的距离应变为本来的_倍.四、实验题探究题(本大题共小题,共.0 分)16.法拉第发现了电磁感应现象之后，又发明了世界上第一台发电机-法拉第圆盘发电机,揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕.法拉第圆盘发电机的原理如图所示,将一种圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直,盘的边沿附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷 A、,两电刷与敏捷电流计相连.当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，则电刷 A 的电势_电刷 B 的电势?填高于、低于或等于?;若仅提高金属盘转速,敏捷电流计的示数

9、将_;?填增大、减小或不变?；若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，敏捷电流计的示数将_?填增大、减小或不变?五、计算题（本大题共 1 小题，共 1.分)17.在场强为的匀强电场中，取 O 点为圆心,r 为半径作一圆周,在 O 点固定一电荷量为?t 的点电荷，a、b、c、d 为互相垂直的两条直线和圆周的交点.当把一试探电荷?放在点正好平衡?如图所示，不计重力?1?匀强电场场强 E 的大小、方向如何？?试探电荷?放在点 c 时,受力?的大小、方向如何？?试探电荷?放在点 b 时,受力?的大小、方向如何？六、简答题（本大题共 1 小题，共 8.0 分）18.电场中某区域的电场线分布如图所示,、B 是电场中

10、的两点.一种电荷量?1?.?1?8的负点电荷，放在电场中的 A点时所受电场力为?1?.?1?.?1?求点电场强度的大小?；?将?.?1?8 的正点电荷放入电场中的 A点，求?受到的电场力?的大小和方向；?如果将点电荷?1从电场中的点移到B 点,电场力做功?8.?1?7?，求 A、B 两点间的电势差?.答案和解析答案和解析【答案】【答案】1.B.D3.D.D5.D.C7.B8.D9.10D11.C1.CD3.AD1.AD51;；216.低于;增大；减小7.解:?1?由题意:检查电荷?放在 d 点正好平衡，则有：Q 对?的库仑力?1?t?匀强电场对?的电场力?由平衡条件得?1?,因此?t?,得:?

11、t?，匀强电场方向沿b 方向?竖直向下?.?检查电荷放在点:匀强电场的作用力大小为?,方向竖直向下;Q 对?的库仑力大小为?1，方向水平向左，则：因此?t?，方向与 ac 方向成?角斜向下?检查电荷放在 b 点:同理可得，?t?,因此?t?，方向沿b 方向答：?1?匀强电场场强 E 的大小为?t?,方向沿 do 方向向下;?试探电荷?放在点 c 时，受力?的大小为?t?，方向斜向左下方与 ac 成?角;?试探电荷?放在点 b 时，受力?的大小为?t?,方向沿 ob 方向向下.解:?1?点电场强度的大小为：?1?1?.?1?.?1?8?.?1?,?受到的电场力为:?.?1?8?.?1?1.?1?

12、，方向沿场强向左,、?两点间的电势差为：?18.?1?7?.?1?8?.?答:?1?点电场强度的大小为?.?1?;?受到的电场力?的大小为 1.?1?,方向沿场强向左;、?两点间的电势差为?【解析】【解析】1.解:设弹簧的劲度系数为 K,原长为?.当系统平衡时,弹簧的伸长量为?,则有:?t?A、保持 Q 不变,将 q 变为 2q 时,平衡时有:?1?t?1?由?解得:?1?，故 A 错误；B、同理可以得到保持 q 不变，将 Q 变为 2，平衡时弹簧的伸长量不不小于?，故 B 对的;C、保持不变,将 Q 变为?t，如果缩短量等于?，则静电力不小于弹力，故会进一步吸引，故平衡时弹簧的缩短量不小于?

13、，故 C 错误；D、保持不变,将 q 变为?,如果缩短量等于?，则静电力不小于弹力,故会进一步吸引,故平衡时弹簧的缩短量不小于?，故 D 错误故选：B根据库仑定律及胡克定律列式分析,电荷量变化，库仑力变化,两球的距离变化,弹力变化，根据平衡条件列方程计算即可本题重要考察了库仑定律及胡克定律的直接应用，要懂得,电荷量变化后库仑力要变化，距离变化后弹簧弹力会变化2解:AB、只在 A 点放正电荷时,B 点的场强为：?t?又将等量异号的点电荷?t 放在 D 点后,B 点场强为:?t?t?t?,方向水平向右,故 A 错误，也错误;、B线段的中点电场强度:?t?t?,故错误;D、C 点场强为：?t?t?t

14、?，方向水平向右,与 B 点的电场强度相似，故 D 对的；故选:D根据点电荷场强公式?t?分析计算,有两个场源就根据矢量合成求合场强.本题核心根据点电荷的场强公式，然后根据矢量合成的法则合成各点的场强,固然，也可以根据等量异种电荷的电场线迅速判断.3.解：A、静电场中，电势具有相对性，电势为零的物体不一定不带电，故 A 错误;B、静电场中，电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零,故 B 错误；C、沿场强方向电势减小，电场线的切线方向表达电场强度的方向，故沿电场线电势一定减少，故 C 错误；D、电场线的切线方向表达电场强度的方向,负电荷沿电场线方向移动时,电场力做负功，电势能增长，故对的

15、;故选.静电场中，电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零,沿电场线电势一定减少.本题核心抓住电场力电场强度与电势的概念,同步要注意电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零.4.【分析】对甲、乙两球整体进行受力分析,由共点力的条件可得出上端细线的张力；再对下面小球受力分析，由共点力的平衡条件可求得下端细线的张力。本题采用整体法与隔离法进行分析，要注意不能漏力,特别是库仑力是对的解题的核心。【解答】对整体受力分析可知,整体在竖直方向受重力和绳子的拉力,水平方向两电场力大小相等方向相反,故在竖直方向上，拉力等于重力,则?1?;对下面小球进行受力分析，小球受重力、电场力、库仑力及绳子的拉

16、力而处在平衡，由图可知：绳子的拉力及库仑力的合力应等于电场力与重力的合力?，故绳子的拉力?,故 D 对的，ABC 错误。故选。.解：A、?图象的斜率的绝对值大小等于电场强度,由几何知识得知，斜率先增大后减小，则电场强度先增大后减小,但斜率始终是负,场强方向没有变化。故 A错误。C、由图看出，电势逐渐减少，若一负电荷从 O 点运动到?点，电势能逐渐升高。故 C错误。D、从点静止释放一仅受电场力作用的正电荷,受到的电场力方向与速度方向相似,做加速运动，即该电荷在?间始终做加速运动。故对的。故选：D。根据?图象的斜率的绝对值大小等于电场强度,分析场强的变化,由图看出,电势逐渐减少,可判断出负电荷的电

17、势能变化 本题从数学的角度理解?图象的斜率等于场强，由电势的高下判断出电场线的方向,来判断电场力方向做功状况6解:由点电荷的场强公式可知,各点电荷在点产生的场强大小为?,电场强度是矢量，求合场强应用平行四边形定则,由对称性可知，B、C、E 四个点电荷的合场强大小为?，方向沿OA 方向，则 A、E 五个点电荷的合场强大小为：?合?,方向沿A 方向;故选 C.根据点电荷的场强公式求出点电荷产生的场强，然后由平行四边形定则求出各点电荷场强的合场强，然后求出 O 点的场强大小与方向.本题考察了电场强度问题，纯熟应用点电荷的场强公式及平行四边形定则是对的解题的核心.7解：A、根据对称性看出,B、两处电场

18、线疏密限度相似,则 B、C 两点场强大小相似.这两点场强的方向均由?,方向相似.故 A 对的B、根据对称性看出，A、两处电场线疏密限度相似,则 A、D 两点场强大小相似.由图看出，、D 两点场强方向相似.故 B 错误C、由图看出，E、F 两点中，电场线疏密限度相似，两点场强方向相似.故 C 对的.、由图看出,电场线先变密，再变疏，因此场强先增大后减小.故 D 对的本题选错误的故选:B根据电场线的疏密判断场强的大小,电场线越密，场强越大;电场线越疏,场强越小.根据等量异种点电荷形成电场的电场线分布的对称性分析对称点场强的大小关系.等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线.对于等量异种点电荷和等量同

19、种点电荷的电场线、等势线的分布是考试的热点，要抓住对称性进行记忆8.解：A、由粒子的运动轨迹弯曲方向可知,带电粒子受电场力的方向大体斜向左下方,与电场强度方向相反,故粒子带负电,故 A 错误.B、点电场线密集,故电场强度大,电场力大,故加速度大,因此粒子的加速度始终增大,故错误;、由于带电粒子是从 A 到,带电粒子受电场力的方向大体斜向左下方,故电场力做负功,动能减小,电势能增大,故错误，对的.故选:D解此类题的思路：根据带电粒子运动轨迹鉴定电场力方向，然后根据电性和电场线的疏密限度，判断电场力方向，根据电场力做功判断电势能的变化.解决此类带电粒子在电场中运动问题的核心是根据轨迹判断出电场力方

20、向，运用电场中有关规律求解;明确电场力做功与电势能和动能间的关系解:金属板在的电场中达到静电平衡时，金属板是一种等势体，表面是一种等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，电场力方向与位移方向垂直，对小球不做功，根据动能定理得知,小球的动能不变，速度不变,因此小球做匀速直线运动.故 AD 错误，C 对的故选：C金属板在的电场中产生静电感应现象,达到静电平衡时，金属板是一种等势体，表面是一种等势面,表面的电场线与表面垂直.分析小球的受力状况,可拟定其运动状况本题核心抓住静电平衡导体的特点：整体导体是一种等势体,表面是一种等势面，懂得电场线与等势面

21、垂直,并能运用这些知识来分析实际问题1解:A、根据点电荷电场强度公式?t?,可知，牛丙所处位置的电场强度不为零，故 A 错误；B、根据点电荷电场强度公式?t?,可知，牛乙和牛丙两处电场强度大小相等，但方向不同,故 B 错误;C、沿着电场线的方向，电势是减少的，虽然牛丁与牛乙所站的位置不同,但由于点电荷的电性不知，因此无法鉴定两者的电势高下,故 C 错误;、乙与丁两位置的前后脚与半径垂直，而甲与丙两位置的前后脚与半径平行，加之接近点电荷的电势差越大，因此甲前后脚电势差最大，处在最危险的状态,故对的;故选：D。根据点电荷的电场线与等势线垂直,电场线的分布平行于半径方向，沿着电场线的方向,电势是减少

22、的,从而即可一一求解。考察点电荷电场强度公式的内容,掌握电势的高下与电场线方向关系，理解不同位置的电势差的大小不同,注意点电荷的正负是解题的核心。11解:A、沿着电场线电势逐渐减少，由图看出,D 点电势比 B 点电势高，故 A 错误；B、电场线的疏密表达电场强度的大小，由图可知,点的电场强度比 D 点的小.故 B 错误；C、沿着电场线电势逐渐减少，由图看出，C 点电势比 A 点电势高,因此负电荷在点的电势能低于在点的电势能.故 C 对的；D、正电荷由点静止释放，受电场力方向沿曲线的切线方向,因此运动的轨迹不会沿电场线的方向.故 D 错误.故选：根据电场线的疏密判断场强的大小，根据沿着电场线电势

23、逐渐减少判断电势高下；负电荷在电势高处的电势能小.该题要掌握电场线的物理意义:电场线的疏密表达场强的大小，顺着电场线电势逐渐减少，难度不大,属于基本题.1.解：A、先把两球分开,两球由于感应起电带上异种电荷，再移走棒，能使两球都带电.故 A 对的B、先移走棒，此时甲乙两球中的电荷又发生中和，不再带电，再把球分开,同样不再带电.故错误、先使甲球瞬时接地后断开,这样甲球带电被中和，乙球带电，当移走棒后，则两球会带电.故 C 对的.、使棒与甲球瞬时接触,这样两球都带同种电,当移走棒，两球仍带电,故对的;故选：ACD将棒移近两个不带电的导体球，靠感应起电使物体带电,带电的实质是电荷的移动,总电荷量保持

24、不变.解决本题的核心懂得摩擦起电、感应起电、接触带电的实质都是电荷的移动，电荷的总量保持不变.13解:A、B、根据电场线的特点,从正电荷出发到负电荷终结可以判断,A、B 是两个异种电荷.由于电场线的分布有关 MN 左右对称,可知两个电荷的电量相等,因此这两个点电荷一定是等量异种电荷，故 A 对的,B 错误.C、MN 是两点电荷连线的中垂线，中垂线上每点的电场方向都水平向右,中垂线和电场线垂直，因此中垂线为一条等势线，因此 C 点的电势等于 D 点的电势.故 C 错误D、在两等量异号电荷连线的中垂线上，C 点电场线最密，电场强度最大,因此点的电场强度比 D 点的电场强度大，故对的.故选：D根据电

25、场线分布的对称性可判断出两个电荷电量的关系,并能判断出电荷电性的关系;两等量异号电荷连线的中垂线是一条等势线,其上各点的电势相等；从电场线的疏密判断场强的大小.常用电场的电场线分布及等势面的分布规定我们能纯熟掌握，并要注意沿电场线的方向电势是减少的，同步注意等量异号电荷形成电场的对称性.加强基本知识的学习，掌握住电场线的特点,即可解决本题.1解：A：如图所示，轨迹向左弯曲,带电粒子所受的电场力方向向左，则带电粒子受到了排斥力作用.故对的：从 a 到 b 过程中,带电粒子受到了排斥力作用，电场力做负功，可知电势能增大，动能减小，粒子在 b 点的速度一定不不小于在 a 点的速度.故 B 错误C:、

26、c 两点处在同一等势面上，从 a 到 c,电场力为零,则 a、c 两点动能相等，故 C错误D：从 b 到过程中，电场力做正功，可知电势能减小，粒子在 b 点的电势能一定不小于在 c 点的电势能，故 D 对的故选:A从粒子运动轨迹看出，轨迹向左弯曲,可知带电粒子受到了向左的力?排斥力?作用，从 a到 b 过程中，电场力做负功，可判断电势能的大小和速度大小.?、c 两点处在同一等势面上,由动能定理分析粒子在 a、c 两点的速度大小关系本题是轨迹问题，一方面要根据弯曲的方向判断出带电粒子所受电场力方向，拟定是排斥力还是吸引力.由动能定理分析动能和电势能的变化是常用的思路15.解:?1?甲对乙的作用力

27、和乙对甲的作用是一对作用力和反作用力,一定等大的?由库仑定律?1?，若把每个电荷的电量都增长为本来的 2 倍,那么它们之间的互相作用力变为?1?1?,是本来的倍.?保持其中一电荷的电量不变，另一种电荷的电量变为本来的 4 倍,为保持互相作用力不变,由库仑定律:?1?，解得：?,则它们之间的距离应变为本来的 2 倍.故答案为：?1?1；?；?由库仑定律?1?可以分析相应量变化后库仑力的变化.本题是库伦定律的集中练习,可以通过本题纯熟公式的形式和应用，是一种基本题目.16.解:根据安培定则可知,电磁铁产生的磁场方向向右,由右手定则判断可知,金属盘产生的感应电流方向从 A 到 B，则电刷的电势低于电

28、刷的电势.若仅提高金属盘转速，由?知,产生的感应电动势增大，敏捷电流计的示数将增大若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，变阻器接入电路的电阻增大，电磁铁电流减小,电磁铁磁场削弱,圆盘转动时产生的感应电动势变小,则电路中电流减小，敏捷电流计的示数减小.故答案为：低于;增大;减小根据右手定则判断 AB 间感应电流方向,即可懂得电势高下.仅减小电刷 A、B 之间的距离,感应电动势将减小，敏捷电流计的示数变小.提高转速,敏捷电流计的示数变大.根据欧姆定律分析将滑动变阻器滑动头向左滑，敏捷电流计的示数如何变化本题是安培定则、右手定则和法拉第电磁感应定律、欧姆定律的综合应用,基本题,考核对实验原理的理解能力.?1?检查电荷?放在 d 点正好平衡，根据二力平衡，即可以求出匀强电场的场强和方向?、?匀强电场的场强不变,求出匀强电场的电场力和点电荷的电场力，再根据矢量合成计算检查电荷受到的作用力大小和方向.本题运用场强的合成法则,解决该题核心要掌握点电荷的电场分布特点,以及匀强电场的电场强度公式1.根据电场强度的定义式?,求解 A 点电场强度的大小,根据?求解?受到的电场力，根据公式?求解、B 两点间的电势差本题考察物理基本公式的应用能力.对于公式?应用时，一般各量要代入符号计算,而?,一般不代入符号计算