专题06 静电场（期中真题汇编，江苏专用）高一物理下学期

专题06 静电场 4大高频考点概览 考点01 电场力的性质 考点02 库仑定律 考点03 电场能的性质 考点04 带电粒子在电场中的运动 地 城 考点01 电场力的性质 1．(24-25高一下·江苏锡山高级中学·期中)如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环水平直径上的两个点，c、d为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均相等。则（　　） A．a、b两点的场强方向相反 B．a、b两点的电势相等 C．c、d两点的场强方向相反 D．c、d两点的电势相等 【答案】B 【详解】AC．下图为等量异种电荷周围空间的电场分布图 本题的带电圆环，可拆解成这样无数对等量异种电荷的电场，沿竖直直径平行放置。它们有共同的对称轴，图像可知上下两侧电场线分布对称，左右两侧电场线分布也对称，故a、b两点的场强等大同向，c、d两点的场强等大同向，故AC错误； BD．所在的水平面与每一条电场线都垂直，即为等势面，延伸到无限远处，电势为零。故在上的点电势为零，即，而从M点到N点，电势一直在降低，即，故B正确，D错误。 故选B。 2．(24-25高一下·江苏南京南京师范大学附属中学·期中)关于电荷和电场，下列说法正确的是（　　） A．电场线与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面 B．电场线不可以相交，但可以相切 C．电势降低的方向就是电场线的方向 D．试探电荷在电场中受到的静电力与它的电荷量成正比，故试探电荷的电荷量可以取任意值 【答案】A 【详解】A．电场线总是与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面，故A正确； B．如果有两根电场线相交，则该处会出现两个场的方向，故电场线不能相交；如果有两根电场线相切，因为电场线的疏密反映了电场的强弱，当两条电场线相切时，即两条电场线的密集程度无穷大，相切处电场强度达到无穷大，这与实际电场分布不符合，故电场线不可相切，故B错误； C．沿电场线方向，电势降低，电势降低最快的方向为电场的方向，故C错误； D．试探电荷在电场中受到的静电力与它的电荷量成正比，但试探电荷的电荷量不可以去任意值，电荷量等于元电荷的电荷量的整数倍，故D错误。 故选A。 3．(24-25高一下·江苏锡山高级中学·期中)如图所示，A为空心金属球，B为靠近A的另一个原来不带电的枕形金属壳。将另一个带正电的小球C从A球开口处放入A球中央，但不触及A球。则B出现的情况是（　　） A．靠近A的一端带负电，远离A的另一端带正电 B．靠近A的一端带负电，远离A的另一端不带电 C．靠近A的一端不带电，远离A的另一端带正电 D．两端都不带电 【答案】A 【详解】带正电的小球C放在A球中央时，A的内侧感应出负电，外侧带正电，当B靠近A时，靠近A的一端就会感应出负电，远离A的另一端带正电。 故选A。 4．(24-25高一下·江苏常州联盟·期中)如图所示，两个点电荷所带电荷量分别为和，固定在直角三角形的、两点，其中。若长度为，则点电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】两个点电荷在C点产生的电场强度的方向如图所示 其中正点电荷在点产生的场强大小为 负点电荷在点产生的场强大小为 由于夹角为，由平行四边形定则可知C点电场强度大小为 故选C。 5．(24-25高一下·江苏锡山高级中学·期中)如图所示，表示在一个电场中的a、b、c、d四点分别引入检验电荷时，测得检验电荷所受的电场力跟电荷量间的函数关系图像，那么下列说法中正确的是（　　） A．该电场是匀强电场，电场大小和检验电荷电量成正比 B．该电场不是匀强电场，无法比较场强的大小关系 C．a、b、c、d四点场强的大小关系是 D．a、b、c、d四点场强的大小关系是 【答案】D 【详解】根据 可知F-q图像的斜率表示电场强度，a、b、c、d四点的斜率都为正值，则四点的电场强度方向相同；图像斜率的大小表示电场强度的大小，则四点的电场强度关系是 所以此电场是非匀强电场。 故选D。 地 城 考点02 库仑定律 6．(24-25高一下·江苏南京六校联合体·期中)真空中有两个完全相同、相互吸引的导体小球A和B（可视为点电荷），小球A所带的电荷量是小球B的3倍。将两小球固定在空间某两点时，它们之间库仑力的大小为F。将两小球互相接触后再放回原处，它们之间库仑力的大小为（　　） A． B． C．F D．无法判断 【答案】A 【详解】两小球相互吸引，则两球带异种电荷，设为3q和-q，则根据库仑定律 将两小球互相接触后再放回原处，两球带电量分别为q、q，则库仑力为 故选A。 7．(24-25高一下·江苏锡山高级中学·期中)A和B是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r的两处，它们间库仑力的大小为F，两小球相互接触后再将A球和不带电的相同金属球C接触，最后将AB放回原处，则两球间的库仑力大小为（　　） A．3F B． C． D． 【答案】B 【详解】接触前两个点电荷之间的库仑力大小为 两小球相互接触后，根据正负电荷先中和再平分的原则，可知接触AB各自所带的电荷量相等，为，再将A球和不带电的相同金属球C接触，则AC直接平分电荷量，故A球所带的电荷量为，最后将AB放回原处，则两球间的库仑力大小为 联立解得 故选B。 8．(24-25高一下·江苏东海县·期中)物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，以下物理学史正确的是（　　） A．牛顿发现了万有引力定律，被称为“可以称出地球质量的人” B．丹麦科学家第谷通过观测行星，从而得出了行星运动的三大定律 C．卡文迪什通过实验的测量，比较准确的得出了引力常量的数值 D．库仑通过扭秤实验发现了点电荷间的作用规律，并测量了静电力常量 【答案】C 【详解】AC．牛顿发现了万有引力定律，但卡文迪什利用扭秤实验首先较准确地测定了万有引力常量，卡文迪什被称为“可以称出地球质量的人”，故A错误，C正确； B．开普勒通过分析第谷的观测数据，从而得出了行星运动的三大定律，故B错误； D．库仑通过扭秤实验发现了点电荷间的作用规律，麦克斯韦测量了静电力常量，故D错误。 故选C。 9．(24-25高一下·江苏常州联盟·期中)如图所示，水平地面上固定一竖直的光滑绝缘细杆，一质量为、带电荷量为的圆环套在竖直杆上，质量为、带电荷量为的滑块静置于水平地面上，滑块与地面间的动摩擦因数为，、均保持静止，且两者连线与水平地面的夹角为，静电力常量为，重力加速度为，求： (1)圆环所带电荷种类； (2)圆环所受支持力和库仑力； (3)滑块所受摩擦力。 【答案】(1)圆环带正电 (2)，方向水平向右；，方向由b指向a (3)，方向水平向左 【详解】（1）圆环a能保持静止，根据平衡条件可知圆环a受到滑块b的库仑斥力，所以圆环a与滑块b带同种电荷，则圆环带正电。 （2）圆环a的受力分析如图所示 根据平衡条件可得， 可得圆环a所受支持力大小为 方向水平向右；圆环a所受库仑力大小为 方向由b指向a。 （3）以滑块b为对象，根据受力平衡可得滑块b所受摩擦力大小为 方向水平向左。 10．(24-25高二上·福建三明·期末)如图，真空中直角坐标系xOy中的A、B、C三点构成等腰直角三角形，O为斜边AB的中点，腰长。现将两个电荷量q均为的点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量，求： (1)两点电荷间的库仑力大小； (2)C点的电场强度。 【答案】(1) (2)，沿y轴正方向 【详解】（1）由库仑定律 解得 （2）单个点电荷在C点产生的场强大小 根据电场的叠加原理可知C点的电场强度大小 联立解得 方向：沿y轴正方向 11．(24-25高一下·江苏东海县·期中)如图，空间直角坐标系中有两个点电荷，Q1为，Q2为，分别固定在和（3cm，0）的位置上。静电力常量，求： (1)x轴上哪个位置的电场强度为0； (2)若在（0，3cm）的位置上固定点电荷，则点电荷Q3受到的静电力F的大小（可用根号表示结果）。 【答案】(1)（9cm，0） (2) 【详解】（1）由电场的叠加原理可知，电场强度为0的位置只能在Q2的右侧，设该处的横坐标为x，得 代入数据解得 故x轴上（9cm，0）位置的电场强度为0。 （2）Q1与Q3间的库仑斥力大小为 方向与水平方向成45°角斜向右上方；Q2与Q3间的库仑斥力大小为 方向与水平方向成45°角斜向右下方，故点电荷Q3受到的静电力F的大小为 地 城 考点03 电场能的性质 12．(24-25高一下·江苏南京六校联合体·期中)两个电荷量相等的正点电荷，分别固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ连线于O点，A为MN上的一点。一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则（　　） A．O点是P、Q的连线上电势最高的点 B．q运动到O点时电势能为零 C．q由A点向O点做匀加速直线运动 D．q由A点向O点运动的过程中电势能逐渐减小 【答案】D 【详解】A．根据等量同种正电荷电场强度分布可知点电场强度为零，直线上，电场强度方向指向，，根据沿着电场线电势降低可知O点是P、Q的连线上电势最低的点，故A错误； B．在直线上，根据沿着电场线电势降低可知O点是的连线上电势高的点，无穷远处电势为零，可知O点时电势大于零，根据可知q运动到O点时电势能小于零，故B错误； C．根据两等量正电荷周围电场线分布可知，从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指向无穷远方向，故试探电荷所受的电场力是变化的，q由A向O的运动做非匀加速直线运动，故C错误； D．从A到O过程，电场力做正功，动能增大，电势能减小，故D正确。 故选D。 13．(24-25高一下·江苏南京六校联合体·期中)如图所示，三角形位于匀强电场中，沿电场线方向，垂直于，，，a、b间电势差为。下列说法正确的是（　　） A．间电势差 B．间电势差 C．场强大小为 D．场强在、方向的分量大小之比为 【答案】C 【详解】C．设ab与ac夹角为，则 由场强与电势差的关系可知 得V/m 故C正确； A．bc间电势差为 故A错误； B．ac间电势差为 故B错误； D．场强在、方向的分量大小之比为 故D错误。 故选C。 14．(24-25高一下·江苏锡山高级中学·期中)如图所示，水平向右的匀强电场中有a、b、c三点，ab与场强方向平行，bc与场强方向成60°，ab=3cm，bc=12cm。现将一个电量为4×10−4C的正电荷从a移动到b，电场力做功1.2×10−3J。求： (1)该电场的场强大小； (2)ac间的电势差Uac； (3)若b点的电势为3V，则该正电荷在b、c点电势能Epb、Epc。 【答案】(1)100V/m (2)9V (3)1.2×10−3J，−1.2×10−3J 【详解】（1）由题意知 求得 （2）ac间的电势差 （3）由题意知 又 其中 解得 地 城 考点04 带电粒子在电场中的运动 15．(24-25高一下·江苏锡山高级中学·期中)如图甲，粗糙、绝缘的水平地面上，一质量m=2kg的带负电小滑块（可视为质点）在x=1m处以初速度沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数。整个区域存在沿水平方向的电场，滑块在不同位置所具有的电势能。如图乙所示，P点是图线最低点，虚线AB是经过x=lm处的切线，并且AB经过（0，3）和（3，0）两点，。则（　　） A．x=3m处的电势最低 B．滑块向右运动过程中，速度一直减小 C．滑块运动至x=3m处时，动能最大 D．滑块向右一定能经过x＝4m处的位置 【答案】BD 【详解】A．由图可知滑块在x=3m处电势能最低，因滑块带负电，根据 可知在x=3m处的电势最高，故A错误； BC．图像的斜率大小表示滑块所受电场力的大小，所以滑块在x=1m处所受电场力的大小为 滑块所受滑动摩擦力大小为 因x=3m处的电势最高，则在1~3m区间内电场强度方向向左，故滑块受到的电场力方向向右，滑动摩擦力方向向左，且电场力大小逐渐减小，故滑块所受的合外力方向与速度方向相反；在x=3m后，电场强度方向向右，则滑块所受电场力与滑动摩擦力方向都向左，且电场力大小逐渐增大，故滑块所受的合外力方向与速度方向相反。综上所述可知滑块在向右运动中，速度一直减小，在x=1m处电场力与摩擦力大小相等，方向相反，合力为零，则速度最大，即动能最大，故B正确，C错误； D．由图可知，滑块在x=1m处的电势能与x=4m处的电势能相等，由能量守恒定律，若滑块能够滑到x=4m处。则应满足 由题中数据可知> 可知满足上述条件，则滑块向右一定能经过x＝4m处的位置，故D正确。 故选BD。 16．(24-25高一下·江苏南京南京师范大学附属中学·期中)如图所示，绝缘竖直平面外L处固定有一电量为Q的正点电荷，它到竖直平面的垂线交竖直平面于O点。平面上A、O两点位于同一竖直线上，，点电荷Q的电场在A点和O点的电势分别为和。现有电荷量为+q、质量为m的小物块（可视为质点），从A点静止释放，到达O点时速度为v。已知物块与平面的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，静电力常量为k，求： (1)小物块在A点的加速度的大小； (2)小物块从A到O运动过程中克服摩擦力做的功。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）小物块在A点时，根据牛顿第二定律可得 其中， 联立解得加速度大小为 （2）小物块从A到O运动过程中，根据动能定理可得 解得克服摩擦力做的功为 17．(24-25高一下·江苏南京六校联合体·期中)如图所示，带电荷量的带电小球A固定在绝缘的水平面上，另一个带电荷量、质量m = 0.36kg的小球B恰好静止在A正上方的D点。现将小球B先固定，让一个与A完全相同的不带电的小球C与小球A接触一下，移走小球C，再由D点静止释放小球B，已知静电力常量，g=10m/s2。在小球B下落过程中，求：（小球A、B均可视为点电荷） (1)D点距地面的高度h； (2)小球B从释放到速度达到最大的过程中经过的距离。 【答案】(1)1m (2)0.293m 【详解】（1）对小球B受力分析，由平衡条件得 由库仑定律得 解得 （2）让一个与A完全相同的不带电的小球C与小球A接触一下，移走小球C，则小球A所带的电荷量为 当小球B所受合力为0时速度最大，设此时A、B距离为h1，由平衡条件有 解得 则小球B从释放到速度达到最大的过程中经过的距离为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 静电场 4大高频考点概览 考点01 电场力的性质 考点02 库仑定律 考点03 电场能的性质 考点04 带电粒子在电场中的运动 地 城 考点01 电场力的性质 1．(24-25高一下·江苏锡山高级中学·期中)如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环水平直径上的两个点，c、d为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均相等。则（　　） A．a、b两点的场强方向相反 B．a、b两点的电势相等 C．c、d两点的场强方向相反 D．c、d两点的电势相等 2．(24-25高一下·江苏南京南京师范大学附属中学·期中)关于电荷和电场，下列说法正确的是（　　） A．电场线与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面 B．电场线不可以相交，但可以相切 C．电势降低的方向就是电场线的方向 D．试探电荷在电场中受到的静电力与它的电荷量成正比，故试探电荷的电荷量可以取任意值 3．(24-25高一下·江苏锡山高级中学·期中)如图所示，A为空心金属球，B为靠近A的另一个原来不带电的枕形金属壳。将另一个带正电的小球C从A球开口处放入A球中央，但不触及A球。则B出现的情况是（　　） A．靠近A的一端带负电，远离A的另一端带正电 B．靠近A的一端带负电，远离A的另一端不带电 C．靠近A的一端不带电，远离A的另一端带正电 D．两端都不带电 4．(24-25高一下·江苏常州联盟·期中)如图所示，两个点电荷所带电荷量分别为和，固定在直角三角形的、两点，其中。若长度为，则点电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 5．(24-25高一下·江苏锡山高级中学·期中)如图所示，表示在一个电场中的a、b、c、d四点分别引入检验电荷时，测得检验电荷所受的电场力跟电荷量间的函数关系图像，那么下列说法中正确的是（　　） A．该电场是匀强电场，电场大小和检验电荷电量成正比 B．该电场不是匀强电场，无法比较场强的大小关系 C．a、b、c、d四点场强的大小关系是 D．a、b、c、d四点场强的大小关系是 地 城 考点02 库仑定律 6．(24-25高一下·江苏南京六校联合体·期中)真空中有两个完全相同、相互吸引的导体小球A和B（可视为点电荷），小球A所带的电荷量是小球B的3倍。将两小球固定在空间某两点时，它们之间库仑力的大小为F。将两小球互相接触后再放回原处，它们之间库仑力的大小为（　　） A． B． C．F D．无法判断 7．(24-25高一下·江苏锡山高级中学·期中)A和B是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r的两处，它们间库仑力的大小为F，两小球相互接触后再将A球和不带电的相同金属球C接触，最后将AB放回原处，则两球间的库仑力大小为（　　） A．3F B． C． D． 8．(24-25高一下·江苏东海县·期中)物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，以下物理学史正确的是（　　） A．牛顿发现了万有引力定律，被称为“可以称出地球质量的人” B．丹麦科学家第谷通过观测行星，从而得出了行星运动的三大定律 C．卡文迪什通过实验的测量，比较准确的得出了引力常量的数值 D．库仑通过扭秤实验发现了点电荷间的作用规律，并测量了静电力常量 9．(24-25高一下·江苏常州联盟·期中)如图所示，水平地面上固定一竖直的光滑绝缘细杆，一质量为、带电荷量为的圆环套在竖直杆上，质量为、带电荷量为的滑块静置于水平地面上，滑块与地面间的动摩擦因数为，、均保持静止，且两者连线与水平地面的夹角为，静电力常量为，重力加速度为，求： (1)圆环所带电荷种类； (2)圆环所受支持力和库仑力； (3)滑块所受摩擦力。 10．(24-25高二上·福建三明·期末)如图，真空中直角坐标系xOy中的A、B、C三点构成等腰直角三角形，O为斜边AB的中点，腰长。现将两个电荷量q均为的点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量，求： (1)两点电荷间的库仑力大小； (2)C点的电场强度。 11．(24-25高一下·江苏东海县·期中)如图，空间直角坐标系中有两个点电荷，Q1为，Q2为，分别固定在和（3cm，0）的位置上。静电力常量，求： (1)x轴上哪个位置的电场强度为0； (2)若在（0，3cm）的位置上固定点电荷，则点电荷Q3受到的静电力F的大小（可用根号表示结果）。 地 城 考点03 电场能的性质 12．(24-25高一下·江苏南京六校联合体·期中)两个电荷量相等的正点电荷，分别固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ连线于O点，A为MN上的一点。一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则（　　） A．O点是P、Q的连线上电势最高的点 B．q运动到O点时电势能为零 C．q由A点向O点做匀加速直线运动 D．q由A点向O点运动的过程中电势能逐渐减小 13．(24-25高一下·江苏南京六校联合体·期中)如图所示，三角形位于匀强电场中，沿电场线方向，垂直于，，，a、b间电势差为。下列说法正确的是（　　） A．间电势差 B．间电势差 C．场强大小为 D．场强在、方向的分量大小之比为 14．(24-25高一下·江苏锡山高级中学·期中)如图所示，水平向右的匀强电场中有a、b、c三点，ab与场强方向平行，bc与场强方向成60°，ab=3cm，bc=12cm。现将一个电量为4×10−4C的正电荷从a移动到b，电场力做功1.2×10−3J。求： (1)该电场的场强大小； (2)ac间的电势差Uac； (3)若b点的电势为3V，则该正电荷在b、c点电势能Epb、Epc。 地 城 考点04 带电粒子在电场中的运动 15．(24-25高一下·江苏锡山高级中学·期中)如图甲，粗糙、绝缘的水平地面上，一质量m=2kg的带负电小滑块（可视为质点）在x=1m处以初速度沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数。整个区域存在沿水平方向的电场，滑块在不同位置所具有的电势能。如图乙所示，P点是图线最低点，虚线AB是经过x=lm处的切线，并且AB经过（0，3）和（3，0）两点，。则（　　） A．x=3m处的电势最低 B．滑块向右运动过程中，速度一直减小 C．滑块运动至x=3m处时，动能最大 D．滑块向右一定能经过x＝4m处的位置 16．(24-25高一下·江苏南京南京师范大学附属中学·期中)如图所示，绝缘竖直平面外L处固定有一电量为Q的正点电荷，它到竖直平面的垂线交竖直平面于O点。平面上A、O两点位于同一竖直线上，，点电荷Q的电场在A点和O点的电势分别为和。现有电荷量为+q、质量为m的小物块（可视为质点），从A点静止释放，到达O点时速度为v。已知物块与平面的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，静电力常量为k，求： (1)小物块在A点的加速度的大小； (2)小物块从A到O运动过程中克服摩擦力做的功。 17．(24-25高一下·江苏南京六校联合体·期中)如图所示，带电荷量的带电小球A固定在绝缘的水平面上，另一个带电荷量、质量m = 0.36kg的小球B恰好静止在A正上方的D点。现将小球B先固定，让一个与A完全相同的不带电的小球C与小球A接触一下，移走小球C，再由D点静止释放小球B，已知静电力常量，g=10m/s2。在小球B下落过程中，求：（小球A、B均可视为点电荷） (1)D点距地面的高度h； (2)小球B从释放到速度达到最大的过程中经过的距离。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $