人教版2022年高中物理静电场解题方法技巧.pdf

1 (每日一练每日一练)人教版人教版 20222022 年高中物理静电场解题方法技巧年高中物理静电场解题方法技巧 单选题 1、板间距为的平行板电容器所带电荷量为时，两极板间电势差为1，板间场强为1，现将电容器所带电荷量变为2，板间距变为12，其他条件不变，这时两极板间电势差2，板间场强为2，下列说法正确的是（）A2=1，2=1 B2=21，2=41 C2=1，2=21 D2=21，2=21 答案：C 解析：电容器所带电荷量为时，1=1=4=4 1=1=4 电容器所带电荷量变为2，板间距变为12时，2=22=242=4=1 2=22=8=21 2 选项 C 正确，ABD 错误；故选 C。2、如图所示，A、B 为两个等量的正点电荷，在其连线中垂线上的P点放一个负点电荷q（不计重力），由静止释放后，下列说法中正确的是（）A点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零 B点电荷运动到O点时加速度为零，速度达到最大值 C点电荷在从P点到O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 D点电荷在从P点到O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大 答案：B 解析：因中垂线上半部分的各点合场强方向相同，均为O指向P，而O至无穷远处场强先增大后减小，场强最大的位置有可能在OP之间，也可能在OP的延长线上，所以负点电荷从P至O的过程一直加速，到O时v最大，而加速度的大小可能逐渐减小，也可能先增大后减小，故加速度的大小变化无法确定，B 正确。故选 B。3、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 是轨迹上的两点不计重力，下列表述正确的是（）A粒子在电场中的加速度不变 B粒子所受电场力沿电场方向 3 C粒子在 M 点的速率比在 N 点的速率 D粒子在电场中的电势能始终在增加 答案：A 解析：电子在匀强电场中受到的电场力的方向向左，在向右运动的过程中，电场力对电子做负功，电子的速度减小，电势能增加，根据电子的运动分析可以得出结论A.由于电子是在匀强电场中运动的，受到的电场力的大小是不变的，所以粒子在电场中的加速度也不变，所以 A 错误；B、电子受到的电场力的方向与电场线的方向相反，所以 B 错误；C.电子受到的电场力向左，在向右运动的过程中，电场力对电子做负功，电子的速度减小，运动到 M 点时，电子的速度最小，所以 C 错误；D、当电子向右运动的过程中，电场力对电子做负功，电势能增加，在向左返回的过程中，电场力对电子做正功，电势能减小，所以 D 错误 点评：本题就是对电场力做功特点的考查，掌握住电场力做正功，电势能减小，动能增加，电场力做负功时，电势能增加，动能减小 4、如图所示，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(2 3)V、(2+3)V 和 2 V该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为 A(2 3)V、(2+3)VB0 V、4 V C(2 433)V、(2 433)D0 V、3V 答案：B 解析：如图所示，取ab的中点O，根据几何知识可知：O就是三角形外接圆的圆心，且该点电势为：=2V=，故Oc为等势线，其垂线MN为电场线，方向为MN方向根据顺着电场线电势逐渐降低可知：外接圆上电势最低点为N点，最高点为M点设外接半径为R，则=3V；因为=，=4 cos30，则:=2:3，故=2V，又=，则得：=2V 2V=0V，即三角形的外接圆上最低电势为 0；同理 M 点电势为 4V，为最高电势点 5、如图所示，两带有等量异种电荷的平行金属板M、N 水平放置，a、b为同一条电场线上的两点，若将一质量为m、电荷量为-q的带电粒子分别置于a、b两点，则粒子在a点时的电势能大于其在b点时的电势能；若将该粒子从b点以初速度v0竖直向上抛出，则粒子到达a点时的速度恰好为零。已知a、b两点间的距离为d，金属板M、N 所带电荷量始终不变，不计带电粒子的重力，则下列判断中正确的是（）Aa点电势一定高于b点电势 B两平行金属板间形成的匀强电场的场强大小为022 Ca、b两点间的电势差为=022 D若将M、N 两板间的距离稍微增大一些，则a、b两点间的电势差变小 答案：B 解析：A由于粒子在a点时的电势能大于其在b点时的电势能，则粒子从b运动到a过程电场力做负功，所以电场力方向由a指向b，则场强方向由b指向a，根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知，a点电势一定低于b点电势，所以 A 错误；5 B粒子从b运动到a过程，由动能定理可得 =0 1202 解得 =022 所以 B 正确；C a、b两点间的电势差为=022 所以 C 错误；D根据平行板电容器的定义式及决定式有 =，=4，=联立解得 =4 若将M、N 两板间的距离稍微增大一些，两板间的电场强度保持不变，根据 =则a、b两点间的电势差也保持不变，所以 D 错误；故选 B。6、如图，在(，0)位置放置电荷量为的正点电荷，在(0，)位置放置电荷量为的负点电荷，在距(，)为2的某点处放置正点电荷Q，使得点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为（）6 A(0，2)，2B(0，2)，22 C(2，0)，2D(2，0)，22 答案：B 解析：根据点电荷场强公式 =2 两点量异种点电荷在P点的场强大小为 0=2，方向如图所示 两点量异种点电荷在P点的合场强为 1=20=22，方向与+q点电荷与-q点电荷的连线平行如图所示 Q点电荷在p点的场强大小为 7 2=(2)2=22 三点电荷的合场强为 0，则2方向如图所示，大小有 1=2 解得 =22 由几何关系可知Q的坐标为（0，2a）故选 B。7、一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线 abc 从 a 运动到 c，已知质点的速率是递减的关于 b 点电场强度 E 的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在 b 点的切线）AB CD 答案：D 解析：A、电荷做曲线运动，电场力与速度方向不在同一直线上，应指向轨迹弯曲的内侧，不可能沿轨迹的切线方向，则场强也不可能沿轨迹的切线方向故 A 错误 B、负电荷所受的电场力方向与场强方向相反，图中电场力方向与速度方向的夹角为锐角，电场力做正功，电荷的速率增大，与题不符故 B 错误 C、图中场强方向指向轨迹的内侧，则电场力指向轨迹的外侧，电荷的轨迹应向上弯曲，不可能沿如图的轨迹8 运动故 C 错误 D、图中场强方向指向轨迹的外侧，则电场力指向轨迹的内侧，而且电场力方向与电荷的速度方向成钝角，电场力做负功，电荷的速率减小，符合题意故 D 正确 多选题 8、四个带电粒子的电荷量和质量分别(+，)、(+，2)、(+3，3)、(，)它们先后以相同的速度从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与y轴平行，不计重力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中，可能正确的是（）AB CD 答案：AD 解析：带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，加速度为 =由类平抛运动规律可知，带电粒子的在电场中运动时间为 =0 离开电场时，带电粒子的偏转角的正切为 tan=0=02 9 因为四个带电的粒子的初速相同，电场强度相同，极板长度相同，所以偏转角只与比荷有关，前面三个带电粒子带正电，一个带电粒子带负电，所以一个粒子与另外三个粒子的偏转方向不同；(+，)粒子与(+3，3)粒子的比荷相同，所以偏转角相同，轨迹相同，且与(，)粒子的比荷也相同，所以(+，)、(+3，3)、(，)三个粒子偏转角相同，但(，)粒子与前两个粒子的偏转方向相反；(+，2)粒子的比荷与(+，)、(+3，3)粒子的比荷小，所以(+，2)粒子比(+，)、(+3，3)粒子的偏转角小，但都带正电，偏转方向相同。故选 AD。9、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（）AM 点的电势大于 N 点的电势 BM 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：试题分析：根据顺着电场线方向电势降低可知，M 点的电势高于 N 点的电势，故 A 正确，B 错误；根据电场线的疏密来判定电场强度的强弱，M 点的电场力小于 N 点，故 D 正确，C 错误 考点：电势；电场强度【名师点睛】本题是电场中轨迹问题，关键要根据轨迹的弯曲方向判断出粒子所受的电场力方向，再抓住电场10 线的物理意义判断场强、电势等的大小 10、两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示，相邻等势面间的电势差相等。虚线是一个电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某等势面相切于P点。下列说法正确的是（）A两点电荷可能是异种点电荷 BA点的电场强度比B点的大 CA点的电势高于B点的电势 D电子运动到P点时动能最小 答案：CD 解析：A根据电荷间等势面的分布情况可知两点电荷时同种电荷，又根据电子在该电场中的运动轨迹可判断电子一直受到排斥的力，故可知两点电荷为同种负电荷；故 A 错误；B根据等势面的疏密程度可以判断A点的电场强度比B点的小，故 B 错误；C因为两点电荷时同种负电荷，电场线指向负电荷，故可知A点的电势高于B点的电势，故 C 正确；D根据电子的运动轨迹和电场线的方向可知由M到P电场力做负功，由P到N电场力做正功；由M到P动能减小，由P到N动能增加，故电子运动到P点时动能最小，故 D 正确。故选 CD。填空题 11、某平行板电容器充电后所带电荷量为Q2106C，两极板间的电压U4V，则该电容器的电容为_F，若只将该电容器的板间距离增大，电容器的电容将_，若只将两极板错开，使极板正对11 面积减小，电容器的电容将_。答案：5107 减小 减小 解析：略 12、一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为+Q的电荷，另一电荷量为+q的点电荷放在球心O上，如图所示现在球壳上挖去半径为r（rR）的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受电场力的大小为_（已知静电力常量为k），方向_ 答案：244 由球心指向小圆孔圆心 解析：球壳的电荷面密度=42，球壳上挖去半径为r的小圆孔，去掉的电荷量q=r2=242，关于球心O对称位置相应电荷对球心电荷的电场力大小为F=2=244，方向由球心指向小圆孔圆心，其余部分对球心电荷的合力为零