人教版2022年高中物理静电场知识点总结(超全).pdf

1 (每日一练每日一练)人教版人教版 20222022 年高中物理静电场知识点总结年高中物理静电场知识点总结(超全超全)单选题 1、如图所示，固定光滑直杆上套有一个质量为m，带电量为+q的小球和两根原长均为L的轻弹簧，两根轻弹簧的一端与小球绝缘相连，另一端分别固定在杆上相距为 2L的A、B两点，空间存在方向竖直向下的匀强电场。已知直杆与水平面的夹角为，两弹簧的劲度系数均3sin，小球在距B点45的P点处于静止状态，Q点距A点45，小球在Q点由静止释放，重力加速度为g。则（）A匀强电场的电场强度大小为sin5 B小球在Q点的加速度大小为65sin C小球运动的最大动能为1225sin D小球运动到最低点的位置离B点距离为15 答案：C 解析：A依题意，小球在距B点45的P点处于静止状态，小球受到两根弹簧的弹力合力大小为 2 =2=2 3sin5=65sin 对小球由共点力平衡可得(+)sin=解得 =5 故 A 错误；B根据对称性，可知小球在Q点的受两弹簧弹力合力情况与P点大小相等，方向相反，根据牛顿第二定律，有 +(+)sin=求得 =125sin 故 B 错误；C小球从Q点由静止下滑时，运动到P点受力平衡，加速度为 0，速度最大，动能最大，从Q到P过程中，根据动能定理可得(+)sin=km 0 由几何关系可求得=2 2 45=25 联立求得 km=1225sin 故 C 正确；3 D依题意，可判断知小球从Q点静止运动到最低点时，小球做简谐振动，P点为平衡位置，根据简谐运动的对称性可知，小球运动最低点到P点距离为25，所以小球运动到最低点的位置离B点距离为 =25=45 25=25 故 D 错误。故选 C。2、如图所示，底端固定在水平面上的轻弹簧竖直放置，物块 A、B 叠放在弹簧上，物块相互绝缘且质量均为1.0kg，A 带正电且电荷量为 0.2C，B 不带电。开始处于静止状态，此时弹簧压缩了 10cm，若突然施加竖直方向的匀强电场，此瞬间 A 对 B 的压力大小变为 5N，=10m/s2，则（）A电场强度大小为50N/C，方向竖直向上 B此后系统振动的振幅为 10cm C施加电场后系统机械能的最大增加量为 1.0J D一起振动的最大加速度为2.5m/s2 答案：A 解析：A两物块 A、B 开始处于静止状态，可得弹簧弹力的大小 F=2mg=20N 若突然加沿竖直方向的匀强电场，弹簧弹力不突变，此瞬间 A 对 B 的压力大小变为 5N，对 B 受力分析 N=4 得 =5m/s2 分析 A 的受力竖直向上的电场力qE和 B 对 A 的支持力FN，竖直向下的重力mg +N =解得 =10N 所以 =50N/C 方向竖直向上。故 A 正确；BC系统到达平衡位置时 =0 可得=5cm ，此后系统AB分离，由分离前简谐振幅为 1=10cm 5cm=5cm A1 分离后 B 的振幅为 A2 1212=12202 1222=1202 得A2=522cm5cm 故 B 未离开弹簧。B 的振幅为A2=522cm 故 B 错误；C分离后，A 做匀速直线运动，故施加电场后系统机械能的一直变大 故 C 错误；5 D由 A、B 项分析可知，一起振动的最大加速度 =5m/s2 故 D 错误。故选 A。3、如图所示为雷雨天一避雷针周围电场的等势面分布情况，在等势面中有A、B、C三点其中A、B两点位置关于避雷针对称。下列说法中正确的是（）A某不计重力的正电荷在A、B两点的加速度相同 B某正电荷在C点的电势能小于B点的电势能 C某负电荷从C点移动到B点，电场力做负功 DC点场强大于B点场强 答案：B 解析：AA、B两点处于同一等势面上，电场方向不同，不计重力的正电荷在A、B两点的加速度不相同，故 A 错误；B由Ep=q 可知，B点的电势大于C点的电势，正电荷在C点的电势能小于B点的电势能，故 B 正确；C负电荷从低电势移动到高电势，电势能变小，电场力做正功，故 C 错误；D由=2可知，C点场强小于B点场强，故 D 错误。故选 B。6 4、如图甲所示，边长为a的正方形，四个顶点上分别固定一个电荷量为+的点电荷；在0 22区间，x轴上电势的变化曲线如图乙所示。现将一电荷量为的点电荷P置于正方形的中心O点，此时每个点电荷所受库仑力的合力均为零。若将P沿x轴向右略微移动后，由静止释放，以下判断正确的是（）A=2+12，释放后P将向右运动 B=2+12，释放后P将向左运动 C=22+14，释放后P将向右运动 D=22+14，释放后P将向左运动 答案：C 解析：对y轴正向的点电荷，由平衡知识可得 222+2(2)2=(22)2 解得 =22+14 因在0 22区间内沿x轴正向电势升高，则场强方向沿x轴负向，则将P沿x轴正向向右略微移动后释放，P受到向右的电场力而向右运动。故选 C。7 5、如图所示，ABCD为一边长为a的正方形的四个顶点，O为正方形的中心，E点是O点关于AD的对称点，F点是O点关于 BC 的对称点。在A点、B点分别放置电荷量为+Q的点电荷，在C点放置电荷量为+2Q的点电荷，在 D 点放置电荷量为-Q的点电荷。以无穷远为电势零点，下列说法中正确的是（）AO点的电场强度大小为E0=52BO点的电场强度大小为E0=62 CO点电势小于零 D将试探电荷-q从E点移到F点电势能减小 答案：D 解析：AB点电荷和点电荷在点的电场强度大小为=2(22)2(22)2=22 方向由到，在点电荷和点电荷量在点的电场强度大小为=(22)2+(22)2=42 方向由到，所以四个电荷在点产生的电场强度的大小 0=2+2=252 故 AB 错误；C点在A、电荷的中垂线上，所以点在A、电荷的电场中的电势为零，而点在、电荷的电场中电势都大于零，所以点的电势一定大于零，故 C 错误；8 D点在A、电荷的中垂线上，所以、点在A、电荷的电场中的电势均为零，而点离、电荷的距离大于离、电荷的距离，所以在、电荷的电场中点的电势小于点的电势，所以点的电势小于点的电势，即 ，故 D 正确。故选 D。6、图示电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，R3为光敏电阻（电阻值随光照强度的增加而减小），电流表 A 和电压表 V 的示数分别为I和U。下列说法正确的是（）A将R2的滑动触头 P 向左移动，I将增大，U将减小 B减小A、B板的正对面积，则电容器所带电荷量增加 C减小光照强度，I将减小，U将增大，电容器所带电荷量将减小 D减小光照强度，U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值将变大 答案：C 解析：A滑动变阻器处于含电容支路中，相当于导线，所以移动滑动触头，I不变，U不变，A 错误；B若仅减小A、B板正对面积，因板间电压不变，由 =4 9 知电容减小，再由电容的定义式 =可知电容器所带电荷量减少，B 错误；C减小光照强度，光敏电阻阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，即电流表示数减小，电源内电压减小，电压表示数增大，电容器两端电压减小，所带电荷量减小，C 正确；D减小光照强度，U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值即为电源内阻，所以不变，D 错误。故选 C。7、如图所示，边长为L的正六边形ABCDEF的 5 条边上分别放置 5 根长度都为L的相同绝缘细棒，每根细棒均匀带上相同的正电荷，现将电荷量为+的点电荷置于BC中点，此时正六边形几何中心O点的场强为零，若移走+及AB边上的细棒，则O点电场强度大小为（k为静电力常量，不考虑绝缘细棒之间及绝缘细棒与+的相互影响）（）A2B232C4332D2332 答案：C 解析：根据对称性的特点可知，AB 棒与 DE 棒在O点的合场强为 0，AF 棒与 DC 棒在O点的合场强也为 0，所在 EF 棒与点电荷+Q的合场强也为 0，则有 EF 棒的场强大小与点电荷+Q 的在O点的场强大小相等，所以有 10 =(32)2=432 若移走+及AB边上的细棒，则O点电场强度大小为 EF 棒与 ED 棒的合场强大小，有 =2cos30=4332 所以 C 正确；ABD 错误；故选 C。多选题 8、如图所示，A、B、C为直角三角形的三个顶点，A30，D为AB的中点。在A、C两点分别放置一个点电荷qA、qC后，使得B点的场强方向竖直向上。下列说法正确的是（）AqA一定是负电荷，qC一定是正电荷 BqA4qC CD点电势高于B点电势 D将一负检验电荷从B点移到D点，电势能增加 答案：AD 解析：AB根据点电荷周围电场强度方向特点可知，正点电荷附近电场强度方向由正电荷与该点连线指向无穷远，负点电荷附近电场强度方向由该点与负电荷连线指向负电荷，由于 B 点的场强方向竖直向上，则只存在如图所示情况 11 由此可得qA一定是负电荷，qC一定是正电荷，且 sin30=CA=C2A2 则可得 qA=8qC 故 A 正确，B 错误；CD连接 CD，如图 由几何关系可得，三角形 BCD 为等边三角形，则B、D两点位于点电荷qC所形成的电场的等势面上，将一负检验电荷从B点移到D点，点电荷qC形成的电场不做功，点电荷qA形成的电场做负功，由此可得电势能增加，又由=可知，D点电势低于B点电势，故 C 错误，D 正确。故选 AD。9、平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一个带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向夹角为，如图所示。那么（）12 A保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则 增大 B保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则 恒不变 C开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则 增大 D开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则 不变 答案：AD 解析：AB保持开关S闭合，电容器两端间的电势差不变，带正电的A板向B板靠近，极板间距离减小，电场强度E增大，小球所受的电场力变大，增大。故 A 正确，B 错误。CD断开开关S，电容器所带的电量不变，由 =4 得 =4=4 知d变化，E不变，电场力不变，不变。故 C 错误，D 正确。故选 AD。10、如图所示，两块较大的金属板A、B平行水平放置并与一电源相连，开关 S 闭合后，两板间有一质量为m、带电量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是（）13 A在 S 仍闭合的情况下，若将A板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G 中有方向为 的电流 B在 S 仍闭合的情况下，若将A板向右平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G 中有方向为 的电流 C若将 S 断开，再将A板向下平移一小段位移，P点电势不变 D若将 S 断开，且将A板向左平移一小段位移，P点电势升高 答案：AC 解析：A开始时，重力和电场力平衡，故 mg=qE 将A板向下移，由 =可知，E变大，故油滴应向上加速运动；根据 =4 有 =4 因电压U不变，随着间距d减小，故电容器电量增大，充电，故 G 中有ab的电流，故 A 正确；14 B若将A板向右平移一小段位移，即减小正对面积，由 =可知，因间距d不变，那么E不变，油滴仍静止；根据 =4 有 =4 故电容器电量减小，放电，故 G 中有ba的电流，故 B 错误；C若将 S 断开，Q不变；再将A板向下平移一小段位移，根据 =4 电容增大；根据 =U=Ed 得到 =4 故电场强度不变，故电场力不变，故油滴静止，G 中没有电流，且P点电势也不变，故 C 正确；15 D若将 S 断开，Q不变，A向左平移一小段距离，根据 =4 可知，电容C减小，再根据 =可知，U增大；根据 U=Ed 可知，E增大；电场力增大，油滴向上运动；但由于电量不变，故 G 中无电流，由于电场强度E变大，则PB电势差增大，而B板接地，因此P点电势降低，故 D 错误；故选 AC。填空题 11、将电量为 610-6C 的负电荷从电场中 A 点移到 B 点，克服电场力做了 310-5J 的功，则该电荷在此过程中电势能_了_J；答案：增加 3 105J 解析：试题分析：由题可知负电荷从电场中 A 点移到 B 点，克服电场力做了的功，即电场力做负功，电势能增加，电场力做多少负功电势能增加多少，所以电势能增加了3 105J.考点：电场力做功与电势能变化的关系 点评：容易题电场力做功与电势能变化的关系，跟重力做功与重力势能的变化相似，电场力做正功，电势能减小，电势力做负功，电势能增加，这与电荷正负无关 16 12、如图所示，在一个竖直向下的匀强电场中，放一个绝缘光滑半径为R的半圆轨道，在轨道的最高点放一个质量为m、带电量为+q的小球，使球从静止开始沿轨道滑下，若场强为E，则小球通过最低点时的速度大小为_；经轨道最低点时对轨道的压力大小为_。答案：2(+)3(qE+mg)解析：小球由静止开始下滑的过程中，由动能定理得 +=122 小球经过最低点时，由重力、电场力和轨道的支持力的合力提供向心力，则有 =2 联立得 =2(+)，N=3（mg+qE）则由牛顿第三定律知，小球经过最低点时对环底的压力 N=N=3(mg+qE)