内容正文:
抢分猜押07 物理浙江卷(选择题:静电场问题)
重难解读
1、电场力的计,电场强度的计算
2、电场中的能量分析与图像分析
3、带电粒子的偏转问题
命题预测
1、根据电场线 / 等势面判断:场强大小,电势高低,电势能大小
2、电场力做功与电势能变化
3、电容器:S、d 变化对 Q、U、E 的影响
4、带电粒子偏转(定性判断为主)
考点1 电场力问题
1.(2025·浙江·一模)如图所示,B、C、D三个小球固定在绝缘水平地面上,四个小球所在位置恰在一个边长为a的正四面体的四个顶点上,其中小球B、C、D带正电,四个小球的带电量均为q;A球质量未知,设重力加速度为g,静电力常量为k,则A球的电性与质量为( )
A.正电, B.负电,
C.正电, D.负电,
【答案】A
【详解】设正四面体的四个顶点为ABCD,作底边三角形BCD中点O,连结OD,AO,如图所示
由几何关系可知
B点小球在A点产生的场强为
同理C、D两点小球在A点产生的场强也为
这三个场强水平分量互成120°且大小相等,最终抵消所以A 的合场强为
则A点电荷受静电力大小为
若小球在A保持静止则所受电场力方向向上,所以小球A带正电,又由于
解得
故选A。
2.(2025·浙江·一模)如图所示,在点电荷q产生的电场作用下,位于下方h的原子将被极化,其负电荷中心与正电荷中心出现很小距离,形成电偶极子。用于描写电偶极子的特征量——电偶极矩,其中q是正负点电荷所带电荷量的绝对值。实验表明,α为极化系数,只与原子本身有关,E为Q在电偶极子中心产生的场强。则处于如图所示位置的被极化的原子与点电荷Q之间的电场力F为( )
A.若只Q电量加倍,F将变为原来的4倍
B.若只Q电量加倍,F将变为原来的8倍
C.若只h减半,F将变为原来的8倍
D.若只h减半,F将变为原来的16倍
【答案】A
【详解】点电荷Q对电偶极子的作用力为
又,
联立解得
所以,若Q电量加倍,F将变为原来的4倍;若点电荷与原子间距离h减半,F将变为原来的32倍。
故选A。
3.(2025·浙江·一模)库仑定律中的比例系数k,叫做静电力常量,其单位用国际单位制中的基本单位表示正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据库仑定律公式,可得
根据,
可知力的单位
电荷量的单位
则用国际单位制中的基本单位表示静电力常量的单位为
故选A。
4.(2025·浙江嘉兴·一模)下列单位中,电场强度的单位是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】AB.根据电场强度的定义式,力的单位是N,电荷量的单位是C,所以电场强度的单位是,故A正确,B错误;
C.是力的单位(),不是电场强度单位,故C错误;
D.不是电场强度的单位,故D错误。
故选A。
5.(2025·浙江绍兴·模拟预测)如图所示为雅各布天梯的实验装置,“雅各布天梯”模型是一对上宽下窄的电极,雅各布天梯的电极在2~5万伏特强电压下,相距最近处的空气首先被击穿,形成大量的正负等离子体,产生电弧放电。空气对流加上电磁力的驱使,使电弧慢慢上升,火花也越升越长,最后自行熄灭,形同我们生活中的梯子。下列说法中正确的是( )
A.电弧将向下弯曲
B.上升过程中电弧通过的电阻减小
C.最上端两个金属小球之间的场强最大
D.等离子体受到的安培力的方向与其运动方向相同
【答案】D
【详解】AD.空气对流加上电磁力的驱使,使电弧慢慢上升,由此可知等离子体受到的安培力方向与运动方向相同,是向上的,所以电弧将向上弯曲,故A错误,D正确;
B.上升过程中火花越升越长,根据电阻定律可知,上升过程中电弧通过的电阻增大,故B错误;
C.火花最后自行熄灭,说明不能再把空气击穿,说明最上端两个金属小球之间的场强最小,故C错误。
故选D。
考点2 电场能问题
6.(2026·浙江·二模)如图所示,圆心为O、半径为R的圆周上有A、B、C、D、E、F六个等分点,A、C、E各点固定有一带电量为的点电荷,B、D、F各点固定有一带电量为的点电荷。M、N分别为OA、OD的中点,规定无穷远处电势为0,则( )
A.M、N两点的电场强度相同
B.圆心O处的电场强度为0,电势不为0
C.将带正电的点电荷从M点移动到N点,电场力先做正功再做负功
D.负的点电荷在M点的电势能小于在N点的电势能
【答案】A
【详解】A.根据对称性,A、B、C、D、E、F处的点电荷电场的叠加,根据矢量叠加原理可得, M、N两点的电场强度大小相等,方向均沿OA方向,故A正确;
B.O点场强由A点和D点、B点和E点、C点和F点处的点电荷电场的叠加,根据矢量叠加原理,电场强度矢量和为0。电势是标量,因为等量异种电荷在其连线中垂线电势为0,所以叠加后电势为0,故B错误;
C.根据上述分析可知,带正电的点电荷从M点移动到N点,电场方向沿NM方向,所以电场力做负功,故C错误;
D.沿电场线方向电势降低,所以,根据电势能公式,因为,所以在M点的电势能大于在N点的电势能,故D错误。
故选A。
7.(2026·浙江·二模)如图所示,等量同种点电荷固定在水平面上,A、B、C为其连线上的三点,其中A、B关于两电荷中垂线对称,B、C两点关于右侧点电荷对称。下列说法正确的是( )
A.B点的场强比C点的场强大 B.A点的电势比C点的电势低
C.A点的场强与B点的场强相同 D.电子在B点的电势能比在C点的电势能小
【答案】D
【详解】AB.根据等量同种点电荷的电场线分布可得,点的电场强度比点的电场强度小,点的电场强度与点的电场强度大小相等,方向相反,故AB错误;
CD.根据等量同种点电荷的电势分布特点可知,点的电势与点的电势相等,点的电势高于点的电势,故点的电势比点的电势高,根据可知,电子在点的电势能比在点的电势能小,故B错误,D正确。
故选D。
8.(2025·浙江·模拟预测)如图所示的装置能模拟显示带等量异种电荷平行金属板的电场线。容器内、两点的电场强度大小分别为、,电势分别为、,两个未知带电情况的试探电荷分别放在、两点时所受静电力分别为、,电势能分别为、,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.由电场线疏密程度可得,故A正确;
BCD.由于电场线方向和试探电荷的电量、电性未知,所以无法确定两试探电荷在这两点电势、电势能和电场力的大小关系,故BCD错误。
故选A。
9.(2025·浙江·一模)如图所示,电荷量为的点电荷固定在点,电荷量为、质量为的点电荷绕点沿椭圆轨道运动,轨道两端点、到的距离分别为、,周期为。不计粒子受到的重力,静电力常量为。下列判断正确的是( )
A.电荷在点的速率小于点的速率
B.电荷通过、两点的加速度之比为
C.若电荷通过点时速度方向不变、大小突然变为,则以后周期变为
D.电荷离开向运动过程中,电势能逐渐变大
【答案】C
【详解】A.点电荷绕点沿椭圆轨道运动,类比开普勒第二定律可知电荷与电荷量为的点电荷的连线在相等时间内扫过的面积相等,则有
可得,故A错误;
B.根据牛顿第二定律可得
可知电荷通过、两点的加速度之比为,故B错误;
C.若电荷通过点时速度方向不变、大小突然变为,则有
可知以后电荷做圆周运动,类比开普勒第三定律可得
可得周期变为,故C正确;
D.电荷离开向运动过程中,库仑力做正功,电势能逐渐变小,故D错误。
故选C。
10.(2025·浙江嘉兴·一模)如图所示,一均匀带正电圆环处于水平面内,其圆心为,一带电小球从圆环正上方的点由静止释放,能到达与点关于点对称的点,则小球( )
A.一定带负电荷
B.在点速度恰好为0
C.从到过程中,加速度一定逐渐减小
D.从到过程中,动能与电势能之和逐渐增加
【答案】D
【详解】A.根据对称性,A和A′关于O对称,电势相等。若小球带正电,从A到A′,电场力先做负功后做正功,总功为零;若带负电,电场力先做正功后做负功,电场力总功仍为零。因此,电场力对小球的总功为零,小球的运动主要由重力决定。由于小球能到达A′,说明在A到O段,电场力可能向上(即小球带正电),以减缓下落速度,同时在O到A′段,电场力向下,帮助小球到达A′,A错误;
B.根据对称性,A和A′关于O对称,电势相等。若小球带正电,从A到A′,电场力先做负功后做正功,总功为零;若带负电,电场力先做正功后做负功,电场力总功仍为零。因此,电场力对小球的总功为零,小球的运动主要由重力决定,所以小球到达O时速度不为零,故B错误;
C.若小球带负电小球在A到O段,电场力、重力做正功,在A到O段,电场力可能向上(即小球带正电)受合力方向竖直向下,加速度会增加存在一个电场强度最大对应加速度最大的点但是点的位置未知,故C错误;
D.由能量守恒得小球在整个运动过程中只受到重力和电场力,在整个运动过程中重力势能、电势能和动能三者之和保持不变,小球在A到O运动过程中重力做正功重力势能减小,则动能与电势能之和逐渐增加,故D正确。
故选D。
考点3 带电粒子(物体)问题
11.(2025·浙江·一模)如图所示,用两根绝缘细线将质量均为m的小球1和小球2连接并悬挂于天花板上,小球1不带电,小球2带电。现施加一水平方向的匀强电场,两小球处于静止状态,细线a、b和竖直方向夹角分别为α、β,则( )
A.小球2一定带正电
B.仅减小电场强度,β仍大于α
C.仅增大小球2的电荷量,α不变,β增大
D.细线a的拉力大小为2mgcosα
【答案】B
【详解】A.匀强电场方向若向右,则小球2带正电,匀强电场方向若向左,则小球2带负电,故A错误;
B.对小球1和小球2整体,有,
可得
对小球2,有,
联立可得
β大于α,可得仅减小电场强度,β仍大于α,故B正确;
CD.仅增大小球2的电荷量,根据
可得α变大,可得β也变大,细线a的拉力大小为,故CD错误。
故选B。
12.(2025·浙江绍兴·一模)如图所示,直角坐标系xoy在竖直平面内,在x>0的区域内有平行于xoy平面的匀强电场,大小E=5×103N/C,方向与x轴负方向的夹角为(0≤≤180°)。一质量m=0.2kg、带正电荷q=8×10-4C的小球,从x轴上的P点与x轴成45°的方向以初速度v0=10m/s抛出,恰好垂直y轴进入电场,则( )
A.小球在电场中可能做匀速直线运动
B.若=0°,小球在电场中运动的最小速度为2m/s
C.若=180°,小球穿过x轴的位置坐标为(10m,0)
D.若1+2=180°,小球在两种情况下运动的轨迹相同
【答案】B
【详解】小球从P点以与x轴成45°抛出,做斜抛运动,水平速度,竖直速度
垂直y轴进入电场时,,沿x轴正方向;坐标。
A.小球带正电,电场力,重力,合力不为零,不可能做匀速直线运动,A 错误;
B.将速度分解为沿合力方向和垂直合力方向,合力,方向与x轴正方向成角,。
当速度方向与合力方向垂直时,速度最小 ,B 正确。
C.若,电场力沿x轴正方向,加速度(x方向),y方向加速度。
小球在电场中运动到x轴时,y方向,运动时间,x方向位移:,穿过x轴的坐标为(20m,0),C 错误。
D.若,则两种情况下电场力方向不同,合力不相同,加速度不同;
两种情况下,小球的初速度相同,而加速度不同,运动轨迹不相同,D错误。
故选B。
13.(2025·浙江绍兴·一模)密立根油滴实验中,若油滴所受空气阻力与其运动速度成正比。一质量m、电量q的油滴不受电场力作用时,其下落的最终速度为v;加匀强电场后油滴受电场力作用,其上升的最终速度为。设重力加速度为 g,则匀强电场的场强大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据题意,空气阻力与速度成正比,设阻力为,其中为比例常数。无电场时(油滴下落),则有
解得
同理,有电场时(油滴上升)则有
其中,
联立解得
故选A。
14.(2025·浙江·二模)如图所示,将两个质量均为m,带电量分别为+2q、-q的小球a、b用绝缘细线悬挂于O点,置于水平方向的匀强电场中,电场强度E = 用力F拉小球a,使整个装置处于平衡状态,且悬线Oa与竖直方向的夹角为30°,则F的大小不可能为( )
A.4mg B. C. D.
【答案】B
【详解】以两个小球组成的整体为研究对象,分析受力,如图所示
根据平衡条件得知:静电力与重力的合力始终为4mg,方向与竖直方向夹角为60°,与拉力T垂直,则当F与该合力等大反向时,F有最小值,F的最小值为4mg,所以F的大小不可能小于4mg。
故选B。
15.(2025·浙江·一模)如图甲为直线加速器原理图。多个横截面积相同的金属圆筒依次排列,其中心轴线在同一直线上,圆筒的长度依照一定的规律依次增加。序号为奇数的圆筒和交流电源的一个极相连,序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交流电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在时,奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值,此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)中央的一个电子,在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速,沿中心轴线冲进圆筒1。若已知电子的质量为、电子电荷量为、电压的绝对值为、周期为,电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。为使电子能量不断增大,则( )
A.圆筒内的电场强度与其长度成反比
B.圆筒的长度与序号的平方根成正比
C.此加速器输出电子流的功率与圆筒总数的平方成正比
D.若圆筒间隙均为,考虑电子通过圆筒间隙的时间,则时刻进入的电子能达到的最大动能为
【答案】B
【详解】A.圆筒内处于静电屏蔽状态,电场强度为0,选项A错误;
B.圆筒的长度满足
而
故
即,选项B正确;
C.此加速器输出电子流的功率
代入得,选项C错误;
D.若圆筒间隙均为,则经过个间隙,总用时满足
即
求得
为使一直加速应满足
得
最大动能为,选项D错误。
故选B。
16.(2025·浙江·模拟预测)如图所示,一块无限大,厚度为0.2m的金属板垂直电场线放在水平向右的匀强电场中,电场强度大小为,以板左侧点为坐标原点、水平向右为正方向建立轴,取板右侧面为零势能面,点到板左侧的距离为0.2m,则轴上场强、电势分布图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由静电屏蔽知识可知,金属板内的电场强度为0,因金属板是一个等势体,图像的斜率表示电场强度大小,则金属板左右两侧直线的斜率相同,即电场强度相同,且与轴交点的电势相等。
故选C。
17.(2025·全国·模拟预测)如图所示,正方体ABCD − A′B′C′D′的十二条棱上放有均匀带电绝缘棒,O点为正方体的中心,BB′绝缘棒带电荷量为−2q,其余各绝缘棒带电荷量均为q,此时O点处电场强度大小为E,下列说法正确的是( )
A.若将BB′绝缘棒拿走,O点处电场强度大小为
B.若将AD绝缘棒拿走,O点处电场强度大小为
C.若将DD′绝缘棒所带电荷量变为2q,则O点处电场强度大小为
D.若将AD绝缘棒所带电荷量变为2q,则O点处电场强度大小为
【答案】B
【详解】A.BB′处绝缘棒带电荷量为−2q,可视为该处放有一根带电荷量为+q的绝缘棒和一根带电荷量为−3q的绝缘棒,当正方体每条棱上的绝缘棒带电荷量相同时,O点处电场强度为零,则此时O点处电场可看成是BB′处带电荷量为−3q的绝缘棒产生的。当取走BB′处绝缘棒时,O点的电场强度大小为,A错误;
B.将AD处绝缘棒拿走,该处可视为放置有一根带电荷量为+q的绝缘棒和一根带电荷量为−q的绝缘棒,则O点处电场可视为由AD处带电荷量为−q的绝缘棒和BB′处带电荷量为−3q的绝缘棒共同产生的,大小分别为和E,两电场间的夹角为120°,由矢量合成的知识可知O点处电场强度大小为,B正确;
C.同理可知,若将DD′处绝缘棒所带电荷量变为2q,O点处电场强度大小为,C错误;
D.若将AD处绝缘棒所带电荷量变为2q,则O点处电场可视为由AD处带电荷量为+q的绝缘棒和BB′处带电荷量为−3q的绝缘棒共同产生的,大小分别为和E,两电场间的夹角为60°,由矢量合成的知识可知O点处电场强度大小为,D错误。
故选B。
18.(2025·浙江·一模)如图所示,通过一原、副线圈匝数比为1∶10的变压器和一个二极管为电容器充电。已知原线圈两端正弦式交流电电压有效值U恒定,下列说法正确的( )
A.若将电容器两极板正对面积减小,电容器所带电荷量增大
B.减少电容器两极板间距离,电容器充电的过程中,电容器两板间电场强度不变
C.不计二极管分压,待电路稳定后,电容器两端电压的最大值为U
D.不计二极管分压,待电路稳定后,电容器两端电压的最大值约为14.14U
【答案】D
【详解】A.二极管具有单向导电性,所以电容器两端的带电量不能减少,只能不变或者是增加,当两极板正对面积减小时,电容器的电容C减小,又由于
得
电容器所带电荷量减少,但是二极管的单向导电性不能减少,电压不变的情况下电荷量保持不变,故A错误;
B.二极管具有单向导电性,所以不能改变,电容器两端的电压的有效值不变,根据
不变的情况下减小则会变大, 故B错误;
CD.原、副线圈匝数之比为1:10,原线圈两端电压有效值U恒定,则原、副线圈两端的电压最大值之比等于匝数之比即原、副线圈两端电压最大值之比为1:10,因此副线圈电压最大值为14.14U,不计二极管分压,待电路稳定后,电容器两端的最大值电压等于副线圈两端电压的最大值,C错误,D正确。
故选D。
19.(2025·浙江温州·一模)图甲是雷击温州世贸中心大厦的图片,大厦顶端由于安装了避雷针而安然无恙。图乙为避雷针周围的等势面分布情况,电场中有a、b、c三点,结合图中信息下列说法正确的是( )
A.电场强度Ea>Eb B.避雷针尖端带负电
C.避雷针不需要与大地连接 D.电子在c点电势能大于b点的电势能
【答案】D
【详解】A.等势面越密集的地方电场强度越大,由图乙可知b点等势面比a点密集,所以,故A错误;
B.电场线由高电势指向低电势,根据图乙的等势面可知,电场线由尖端指向外部,所以避雷针尖端带正电,故B错误;
C.避雷针通过将雷电的电流导入大地,所以避雷针需要与大地连接,故C错误;
D.c点电势,b点电势
电子在c点电势能
电子在b点电势能
所以,故D正确。
故选D。
20.(2025·浙江台州·一模)如图所示,真空中电荷量为+Q的点电荷固定在M点,球形金属网的球心O在MN延长线上,N、P为网上两点,P点位于O点正上方。现将一不计重力的试探电荷-q放入,下列说法正确的是( )
A.N点电势高于P点电势
B.电荷在P点受力方向沿PM方向
C.电荷在空间可以做匀速圆周运动运动
D.将电荷-q从M点附近移到N附近点,电场力一直变大
【答案】C
【详解】A.球形金属网处于静电平衡状态,其表面是等势体,因此N点电势等于P点电势,故A错误;
B.P点位于球面上,电场方向垂直于球面(沿半径方向),试探电荷−q受力方向与电场方向相反,即沿半径指向球心。而PM方向并不沿半径(M在水平轴上),故B错误;
C.球面是等势面,电场线垂直于球面。若试探电荷−q以适当速度沿球面大圆运动,径向电场力恰好提供向心力,且电场力不做功,速度大小不变,因此可以做匀速圆周运动,故C正确;
D.从M点附近移到N,电场强度先减小后增大,进入金属网内部时为0,因此试探电荷受到的电场力并非一直增大,故D错误。
故选C。
21.(2025·浙江·一模)如图所示,一块很大的接地金属平板水平放置,其上方附近固定一负点电荷Q,a、b、c、d为同一平面上的四个点,位置如图所示,则下列说法正确的是( )
A.c点的电场强度大小比d点小
B.c点的电势比d点电势低
C.将正试探电荷从a点移到b点电场力做正功
D.同一负试探电荷在a点的电势能比在b点小
【答案】B
【详解】AB.由镜像对称知,c点的电场强度大小比d点大,c点的电势比d点电势低,A错误,B正确;
CD.将正试探电荷从a点移到b点克服电场力做功,负试探电荷从a点移到b点电场力做正功电势能减小,CD错误。
故选B。
22.(2025·浙江宁波·一模)“彭宁离子阱”是一个可以用来储存带电粒子的装置。该装置主要由一对左右对称的环电极和一对上下对称的端电极构成,其内部某一截面的部分电场线和等势线分布如图,则( )
A.三点电场强度大小关系
B.三点电势高低关系
C.将一电子从点移到点,静电力做负功
D.将一电子从点移到点,电子电势能减小
【答案】C
【详解】A.电场线疏密反映场强大小,可知a、b、c三点的电场强度大小关系是,选项A错误;
B.沿电场线电势降低,则a点电势高于b点,bc电势相等,则a、b、c三点的电势高低关系是,选项B错误;
C.点电势高,电子在该点电势能小,所以从点移到点,电势能增大,静电力做负功,故C正确;
D.bc电势相等,所以将一电子从点移到点,电子电势能增大,故D错误。
故选C。
23.(2025·浙江杭州·一模)如图所示,接地金属球壳外的点、球壳内的点与球心处于同一竖直线上,球壳外M、N两点关于对称,在点锁定一负点电荷,则( )
A.点的电势等于点的电势
B.在球心处产生的场强为零
C.、两点的场强相同,电势也相同
D.解锁后向下运动过程中,静电力对其做负功
【答案】A
【详解】A.由于金属球壳接地,球壳内部的电势处处相等,且球壳的电势等于大地的电势,因此,点和点的电势相等,故A正确;
B.点电荷会产生电场,即点电荷在球心处产生的场强不为零,球心处场强方向指向点电荷,故B错误;
C.、两点关于对称,由负点电荷形成的场强可知,、两点的场强大小相等,方向不同。它们到点电荷的距离相等,它们的电势相等,故C错误;
D.解锁后向下运动,由于是负点电荷,由于金属球壳接地后由于静电感应上表面带上正电,负电荷会受到向下电场力,静电力对其做正功,故D错误。
故选A。
24.(2025·浙江·一模)如图所示,三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面,A、B、C分别是这三个等势面上的点。已知这三个圆的半径关系为,且这三点在同一条电场线上。现将一个电荷量q为1.6×10-6C的点电荷从A点移到C点,其电势能减少1.92×10-5J,若取C点的电势为0,则以下说法正确的是( )
A.沿着AC方向移动点电荷电势能一定减少
B.A、B之间的电势差小于B、C间的电势差
C.将该点电荷从A点移到B点,电势能减少量大于0.96×10-5J
D.若将该点电荷从A点垂直AC连线射出,q有可能做以Q为焦点的椭圆运动
【答案】C
【详解】A.沿着AC方向(电势降落)移动正点电荷电势能减少,移动负电荷电势能增加,故A错误;
B.根据其中,可得,故B错误;
C.从A点移到C点,其电势能减少1.92×10-5J,即
由电场力做功与电势能的关系为
而,可知A到B的做功大于B到C的做功,所以A到B的电势能变化量
即电势能减少量大于,故C正确;
D.题中的该点电荷为正电荷,受到场源电荷Q的电场力为斥力,因此不能做椭圆运动,故D错误。
故选C。
25.(2025·浙江嘉兴·一模)如图所示为一带正电导体周围的电场线及等势线分布。A、B、C为电场中的三个点。则( )
A.电场强度EA>EB>EC
B.电势
C.从A到B和从A到C,电场力对电子做功相等
D.在A点静止释放的电子将沿其所在电场线运动到金属表面
【答案】C
【详解】A.根据题图中等势面和电场线的疏密程度可知,A、B、C三点的场强大小关系为,故A错误;
B.由于带正电,离导体越近的等势面电势越高,所以A、B、C三点的电势关系为,故B错误;
C.根据,由于A到B的电势差等于A到C的电势差,所以从A到B和从A到C,电场力对电子做功相等,故C正确;
D.由于A点所在电场线不是直线,所以在A点静止释放的电子不会沿其所在电场线运动到金属表面,故D错误。
故选C。
26.(2025·浙江金华·一模)一簇电场线的分布如图,关于轴对称,M、N、P、Q处于以为圆心的圆周上,则( )
A.间的电势差和间的电势差相等
B.将一正电荷由点移到点,电场力做正功
C.一负电荷在点的电势能大于在点的电势能
D.点的电场强度大于点
【答案】D
【详解】A.根据电场分布可知,OM间的平均电场强度比ON之间的平均电场强度小,由可知间的电势差小于间的电势差。故A错误;
B.从Q到O的过程中,正电荷所受的电场力方向与运动方向的夹角为钝角,根据可知,电场力做负功。故B错误;
C.根据电场分布可知,由可知负电荷在点的电势能小于在点的电势能。故C错误;
D.电场线的疏密表示场强大小,根据电场分布可知点的电场线比点的电场线更密集,因此点的电场强度大于点的电场强度。故D正确。
故选D。
27.(2025·浙江湖州·一模)水平面有一边长为L的等边三角形ABC,N、P、M分别为各边的中点,O点为中心。如图所示,在顶点A、B、C分别固定电荷量为、、()的点电荷,已知静电力常量为k。则( )
A.顶点A、B、C中,B点电势最高
B.中点N、P、M中,M点电势最高
C.P点电场强度大小为
D.N、P、M和O四点中,O点电场强度最大,大小为
【答案】B
【详解】A.电场线由正电荷指向负电荷,沿着电场线电势降低,由对称性可知,故A错误;
B.对称性可知
沿着电场线电势降低,可知
综合可得,故B正确;
C.根据
BC对P点的叠加合场强大小为(水平向左)
A对P点的场强大小(方向竖直向下)
故P点电场强度大小为,故C错误;
D.由场强叠加可知O点电场强度大小为
由场强叠加可知M点电场强度大小为
对称性可知N点场强与P点场强等大,即
可知O点电场强度不是最大的,故D错误。
故选B。
28.(2025·浙江温州·一模)电泳技术原理可简化为如图所示,金属底盘和金属棒分别接电源正、负极,图中虚线为等势面,a、b、c是电场中的三点,下列说法正确的是( )
A.a点的电场强度比b点的大
B.a点的电势比c点的低
C.正电荷从b点移到c点,电场力对其做负功
D.负电荷在a点的电势能比其在b点的小
【答案】D
【详解】A.电场线密的地方等势线也密,所以等势线的疏密可以反映电场强度的大小,由图可知,b点等势线密,所以a点的电场强度比b点的小,故A错误;
B.根据沿电场线方向电势逐渐降低,可知a点的电势比c点的高,故B错误;
C.b点电势高于c点电势,正电荷从b点移到c点,电势能减小,则电场力对其做正功,故C错误;
D.由于a点的电势比b点的高,所以负电荷在a点的电势能比其在b点的小,故D正确。
故选D。
29.(2025·浙江杭州·一模)某小山坡的等高线如图,M表示山顶,A、B是同一等高线上两点,MA、MB分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下,不考虑阻力,则( )
A.球沿MA运动的加速度比沿MB的大
B.小球分别运动到A、B点时速度相同
C.若把等高线看成某静电场的等势线,则A点电场强度比B点大
D.若把等高线看成某静电场的等势线,则右侧电势比左侧降落得快
【答案】D
【详解】A.等高线越密集,坡面越陡,根据牛顿第二定律可得(为坡面与水平面夹角)
MB对应的等高线更密集,坡面更陡,角越大,小球沿着MB运动时加速度比沿着MA运动时加速度大,故A错误;
B.A、B在同一等高线,小球下落高度相同,根据机械能守恒,运动到A、B点时速度大小相同,但方向不同,故B错误;
C.等势线越密集,电场强度越大,B处等势线更密集,A点电场强度比B点小,故C错误;
D.等势线越密集,电势降落越快,右侧等势线更密集,右侧电势比左侧降落得快,故D正确。
故选D。
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抢分猜押07 物理浙江卷(选择题:静电场问题)
重难解读
1、电场力的计,电场强度的计算
2、电场中的能量分析与图像分析
3、带电粒子的偏转问题
命题预测
1、根据电场线 / 等势面判断:场强大小,电势高低,电势能大小
2、电场力做功与电势能变化
3、电容器:S、d 变化对 Q、U、E 的影响
4、带电粒子偏转(定性判断为主)
考点1 电场力问题
1.(2025·浙江·一模)如图所示,B、C、D三个小球固定在绝缘水平地面上,四个小球所在位置恰在一个边长为a的正四面体的四个顶点上,其中小球B、C、D带正电,四个小球的带电量均为q;A球质量未知,设重力加速度为g,静电力常量为k,则A球的电性与质量为( )
A.正电, B.负电,
C.正电, D.负电,
2.(2025·浙江·一模)如图所示,在点电荷q产生的电场作用下,位于下方h的原子将被极化,其负电荷中心与正电荷中心出现很小距离,形成电偶极子。用于描写电偶极子的特征量——电偶极矩,其中q是正负点电荷所带电荷量的绝对值。实验表明,α为极化系数,只与原子本身有关,E为Q在电偶极子中心产生的场强。则处于如图所示位置的被极化的原子与点电荷Q之间的电场力F为( )
A.若只Q电量加倍,F将变为原来的4倍
B.若只Q电量加倍,F将变为原来的8倍
C.若只h减半,F将变为原来的8倍
D.若只h减半,F将变为原来的16倍
3.(2025·浙江·一模)库仑定律中的比例系数k,叫做静电力常量,其单位用国际单位制中的基本单位表示正确的是( )
A. B. C. D.
4.(2025·浙江嘉兴·一模)下列单位中,电场强度的单位是( )
A. B. C. D.
5.(2025·浙江绍兴·模拟预测)如图所示为雅各布天梯的实验装置,“雅各布天梯”模型是一对上宽下窄的电极,雅各布天梯的电极在2~5万伏特强电压下,相距最近处的空气首先被击穿,形成大量的正负等离子体,产生电弧放电。空气对流加上电磁力的驱使,使电弧慢慢上升,火花也越升越长,最后自行熄灭,形同我们生活中的梯子。下列说法中正确的是( )
A.电弧将向下弯曲
B.上升过程中电弧通过的电阻减小
C.最上端两个金属小球之间的场强最大
D.等离子体受到的安培力的方向与其运动方向相同
考点2 电场能问题
6.(2026·浙江·二模)如图所示,圆心为O、半径为R的圆周上有A、B、C、D、E、F六个等分点,A、C、E各点固定有一带电量为的点电荷,B、D、F各点固定有一带电量为的点电荷。M、N分别为OA、OD的中点,规定无穷远处电势为0,则( )
A.M、N两点的电场强度相同
B.圆心O处的电场强度为0,电势不为0
C.将带正电的点电荷从M点移动到N点,电场力先做正功再做负功
D.负的点电荷在M点的电势能小于在N点的电势能
7.(2026·浙江·二模)如图所示,等量同种点电荷固定在水平面上,A、B、C为其连线上的三点,其中A、B关于两电荷中垂线对称,B、C两点关于右侧点电荷对称。下列说法正确的是( )
A.B点的场强比C点的场强大 B.A点的电势比C点的电势低
C.A点的场强与B点的场强相同 D.电子在B点的电势能比在C点的电势能小
8.(2025·浙江·模拟预测)如图所示的装置能模拟显示带等量异种电荷平行金属板的电场线。容器内、两点的电场强度大小分别为、,电势分别为、,两个未知带电情况的试探电荷分别放在、两点时所受静电力分别为、,电势能分别为、,则( )
A. B. C. D.
9.(2025·浙江·一模)如图所示,电荷量为的点电荷固定在点,电荷量为、质量为的点电荷绕点沿椭圆轨道运动,轨道两端点、到的距离分别为、,周期为。不计粒子受到的重力,静电力常量为。下列判断正确的是( )
A.电荷在点的速率小于点的速率
B.电荷通过、两点的加速度之比为
C.若电荷通过点时速度方向不变、大小突然变为,则以后周期变为
D.电荷离开向运动过程中,电势能逐渐变大
10.(2025·浙江嘉兴·一模)如图所示,一均匀带正电圆环处于水平面内,其圆心为,一带电小球从圆环正上方的点由静止释放,能到达与点关于点对称的点,则小球( )
A.一定带负电荷
B.在点速度恰好为0
C.从到过程中,加速度一定逐渐减小
D.从到过程中,动能与电势能之和逐渐增加
考点3 带电粒子(物体)问题
11.(2025·浙江·一模)如图所示,用两根绝缘细线将质量均为m的小球1和小球2连接并悬挂于天花板上,小球1不带电,小球2带电。现施加一水平方向的匀强电场,两小球处于静止状态,细线a、b和竖直方向夹角分别为α、β,则( )
A.小球2一定带正电
B.仅减小电场强度,β仍大于α
C.仅增大小球2的电荷量,α不变,β增大
D.细线a的拉力大小为2mgcosα
12.(2025·浙江绍兴·一模)如图所示,直角坐标系xoy在竖直平面内,在x>0的区域内有平行于xoy平面的匀强电场,大小E=5×103N/C,方向与x轴负方向的夹角为(0≤≤180°)。一质量m=0.2kg、带正电荷q=8×10-4C的小球,从x轴上的P点与x轴成45°的方向以初速度v0=10m/s抛出,恰好垂直y轴进入电场,则( )
A.小球在电场中可能做匀速直线运动
B.若=0°,小球在电场中运动的最小速度为2m/s
C.若=180°,小球穿过x轴的位置坐标为(10m,0)
D.若1+2=180°,小球在两种情况下运动的轨迹相同
13.(2025·浙江绍兴·一模)密立根油滴实验中,若油滴所受空气阻力与其运动速度成正比。一质量m、电量q的油滴不受电场力作用时,其下落的最终速度为v;加匀强电场后油滴受电场力作用,其上升的最终速度为。设重力加速度为 g,则匀强电场的场强大小为( )
A. B. C. D.
14.(2025·浙江·二模)如图所示,将两个质量均为m,带电量分别为+2q、-q的小球a、b用绝缘细线悬挂于O点,置于水平方向的匀强电场中,电场强度E = 用力F拉小球a,使整个装置处于平衡状态,且悬线Oa与竖直方向的夹角为30°,则F的大小不可能为( )
A.4mg B. C. D.
15.(2025·浙江·一模)如图甲为直线加速器原理图。多个横截面积相同的金属圆筒依次排列,其中心轴线在同一直线上,圆筒的长度依照一定的规律依次增加。序号为奇数的圆筒和交流电源的一个极相连,序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交流电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在时,奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值,此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)中央的一个电子,在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速,沿中心轴线冲进圆筒1。若已知电子的质量为、电子电荷量为、电压的绝对值为、周期为,电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。为使电子能量不断增大,则( )
A.圆筒内的电场强度与其长度成反比
B.圆筒的长度与序号的平方根成正比
C.此加速器输出电子流的功率与圆筒总数的平方成正比
D.若圆筒间隙均为,考虑电子通过圆筒间隙的时间,则时刻进入的电子能达到的最大动能为
16.(2025·浙江·模拟预测)如图所示,一块无限大,厚度为0.2m的金属板垂直电场线放在水平向右的匀强电场中,电场强度大小为,以板左侧点为坐标原点、水平向右为正方向建立轴,取板右侧面为零势能面,点到板左侧的距离为0.2m,则轴上场强、电势分布图像正确的是( )
A. B.
C. D.
17.(2025·全国·模拟预测)如图所示,正方体ABCD − A′B′C′D′的十二条棱上放有均匀带电绝缘棒,O点为正方体的中心,BB′绝缘棒带电荷量为−2q,其余各绝缘棒带电荷量均为q,此时O点处电场强度大小为E,下列说法正确的是( )
A.若将BB′绝缘棒拿走,O点处电场强度大小为
B.若将AD绝缘棒拿走,O点处电场强度大小为
C.若将DD′绝缘棒所带电荷量变为2q,则O点处电场强度大小为
D.若将AD绝缘棒所带电荷量变为2q,则O点处电场强度大小为
18.(2025·浙江·一模)如图所示,通过一原、副线圈匝数比为1∶10的变压器和一个二极管为电容器充电。已知原线圈两端正弦式交流电电压有效值U恒定,下列说法正确的( )
A.若将电容器两极板正对面积减小,电容器所带电荷量增大
B.减少电容器两极板间距离,电容器充电的过程中,电容器两板间电场强度不变
C.不计二极管分压,待电路稳定后,电容器两端电压的最大值为U
D.不计二极管分压,待电路稳定后,电容器两端电压的最大值约为14.14U
19.(2025·浙江温州·一模)图甲是雷击温州世贸中心大厦的图片,大厦顶端由于安装了避雷针而安然无恙。图乙为避雷针周围的等势面分布情况,电场中有a、b、c三点,结合图中信息下列说法正确的是( )
A.电场强度Ea>Eb B.避雷针尖端带负电
C.避雷针不需要与大地连接 D.电子在c点电势能大于b点的电势能
20.(2025·浙江台州·一模)如图所示,真空中电荷量为+Q的点电荷固定在M点,球形金属网的球心O在MN延长线上,N、P为网上两点,P点位于O点正上方。现将一不计重力的试探电荷-q放入,下列说法正确的是( )
A.N点电势高于P点电势
B.电荷在P点受力方向沿PM方向
C.电荷在空间可以做匀速圆周运动运动
D.将电荷-q从M点附近移到N附近点,电场力一直变大
21.(2025·浙江·一模)如图所示,一块很大的接地金属平板水平放置,其上方附近固定一负点电荷Q,a、b、c、d为同一平面上的四个点,位置如图所示,则下列说法正确的是( )
A.c点的电场强度大小比d点小
B.c点的电势比d点电势低
C.将正试探电荷从a点移到b点电场力做正功
D.同一负试探电荷在a点的电势能比在b点小
22.(2025·浙江宁波·一模)“彭宁离子阱”是一个可以用来储存带电粒子的装置。该装置主要由一对左右对称的环电极和一对上下对称的端电极构成,其内部某一截面的部分电场线和等势线分布如图,则( )
A.三点电场强度大小关系
B.三点电势高低关系
C.将一电子从点移到点,静电力做负功
D.将一电子从点移到点,电子电势能减小
23.(2025·浙江杭州·一模)如图所示,接地金属球壳外的点、球壳内的点与球心处于同一竖直线上,球壳外M、N两点关于对称,在点锁定一负点电荷,则( )
A.点的电势等于点的电势
B.在球心处产生的场强为零
C.、两点的场强相同,电势也相同
D.解锁后向下运动过程中,静电力对其做负功
24.(2025·浙江·一模)如图所示,三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面,A、B、C分别是这三个等势面上的点。已知这三个圆的半径关系为,且这三点在同一条电场线上。现将一个电荷量q为1.6×10-6C的点电荷从A点移到C点,其电势能减少1.92×10-5J,若取C点的电势为0,则以下说法正确的是( )
A.沿着AC方向移动点电荷电势能一定减少
B.A、B之间的电势差小于B、C间的电势差
C.将该点电荷从A点移到B点,电势能减少量大于0.96×10-5J
D.若将该点电荷从A点垂直AC连线射出,q有可能做以Q为焦点的椭圆运动
25.(2025·浙江嘉兴·一模)如图所示为一带正电导体周围的电场线及等势线分布。A、B、C为电场中的三个点。则( )
A.电场强度EA>EB>EC
B.电势
C.从A到B和从A到C,电场力对电子做功相等
D.在A点静止释放的电子将沿其所在电场线运动到金属表面
26.(2025·浙江金华·一模)一簇电场线的分布如图,关于轴对称,M、N、P、Q处于以为圆心的圆周上,则( )
A.间的电势差和间的电势差相等
B.将一正电荷由点移到点,电场力做正功
C.一负电荷在点的电势能大于在点的电势能
D.点的电场强度大于点
27.(2025·浙江湖州·一模)水平面有一边长为L的等边三角形ABC,N、P、M分别为各边的中点,O点为中心。如图所示,在顶点A、B、C分别固定电荷量为、、()的点电荷,已知静电力常量为k。则( )
A.顶点A、B、C中,B点电势最高
B.中点N、P、M中,M点电势最高
C.P点电场强度大小为
D.N、P、M和O四点中,O点电场强度最大,大小为
28.(2025·浙江温州·一模)电泳技术原理可简化为如图所示,金属底盘和金属棒分别接电源正、负极,图中虚线为等势面,a、b、c是电场中的三点,下列说法正确的是( )
A.a点的电场强度比b点的大
B.a点的电势比c点的低
C.正电荷从b点移到c点,电场力对其做负功
D.负电荷在a点的电势能比其在b点的小
29.(2025·浙江杭州·一模)某小山坡的等高线如图,M表示山顶,A、B是同一等高线上两点,MA、MB分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下,不考虑阻力,则( )
A.球沿MA运动的加速度比沿MB的大
B.小球分别运动到A、B点时速度相同
C.若把等高线看成某静电场的等势线,则A点电场强度比B点大
D.若把等高线看成某静电场的等势线,则右侧电势比左侧降落得快
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