第九章 静电场(课件+练习)高中物理 高考专区 一轮复习

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第九章 静电场(课件+练习)高中物理 高考专区 一轮复习

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第九章 静电场
一、单项选择题(每题4分,共28分)
1.(2026·江苏盐城一模)下列四幅图描述的场景依次为雷电击中避雷针(图甲)、高压输电线上方还有两条与大地相连的导线(图乙)、燃气灶中的针尖状点火器(图丙)、工人穿戴着含金属丝制成的工作服进行超高压带电作业(图丁),关于这四幅图所涉及的物理知识,下列说法正确的是(  )
A.图甲中避雷针的工作原理主要是静电屏蔽
B.图乙中与大地相连的两条导线的作用和图丁中工作服内的金属丝的作用是相同的
C.图丙中的点火器是利用摩擦起电的原理进行点火的
D.图丙中的点火器的工作原理和图丁中工作服内掺入的金属丝的工作原理是相同的
2.(2026·浙江舟山一模)如图所示,某同学用图甲所示的装置做模拟“静电植绒”的实验,两块水平放置的平行铝板分别连接起电机的两极,下铝板上表面铺一层带电草粉,上铝板下表面固定一张用白乳胶涂有字样的硬纸板(有字的一面朝下)。转动起电机,草粉向上运动碰到白乳胶后就黏在硬纸板上,留下痕迹,如图乙所示。下列说法正确的是(  )
A.带电草粉向上运动是因为磁场力的作用
B.带电草粉向上运动的过程中,电势能增大
C.质量相同的草粉,所带电荷量越多,到达硬纸板的速率越大
D.停止转动起电机,断开铝板与起电机的接线,用一绝缘夹子将上铝板向上移动,同一带电草粉在铝板间所受静电力增大
3.(2026·广东梅州二模)计算机键盘每个按键下有块小金属片,与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块小的固定金属片,两片金属片组成一个小电容器且电压保持不变。如图所示,键盘连着正在工作的计算机,按下“?”键过程中,按键金属片间组成的电容器(  )
A.电容变小 B.金属片间的场强变大
C.所带电荷量减小 D.处于放电状态
4.在研究心脏电性质时,当兴奋在心肌传播,在人体的体表可以测出与之对应的电势变化,可等效为两等量电荷产生的电场。如图是人体表面的瞬时电势分布图,图中实线为等差等势面,标在等势面上的数值表示该等势面的电势,a、b、c、d为等势面上的点,a、b为两电荷连线上关于中垂线对称的两点,c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点。则下列说法正确的是(  )
A.负电荷从b点移到d点,电势能增大
B.d、a两点的电势差Uda=1.5 mV
C.a、b两点的电场强度等大反向
D.c、d两点的电场强度相同,从c到d的直线上电场强度先变大后变小
5. (2026·安徽合肥一模)如图所示,在离子阱量子计算机中,四个电极对称分布在真空腔的x轴和y轴上,坐标分别为A、B、C、D,其中A、C电极所带电荷量为+Q,B、D电极所带电荷量为-Q。现需将一个钙离子(所带电荷量为+2e)稳定囚禁在原点O。已知静电力常量k,元电荷e,无限远处电势为零。下列说法正确的是(  )
A.原点O处的电场强度为零,电势为零
B.原点O处的电场强度不为零,电势为k
C.原点O处的电势为k,钙离子电势能为k
D.原点O处的电势为零,钙离子电势能为零
6.如图所示,真空中有两个固定的正点电荷A、B,一个带正电的试探电荷置于二者连线上的O点时,仅在静电力的作用下恰好保持静止状态,过O点作两正点电荷连线的垂线,以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d,则(  )
A.点电荷A的电荷量小于点电荷B的电荷量
B.a、b、c、d四点电势相同
C.该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
D.把该试探电荷从b点沿直线移动到d点,静电力先做正功再做负功
7.在与纸面平行的匀强电场中,建立如图甲所示的直角坐标系,a、b、c、d是该坐标系中的4个点(坐标已标出),已知φa=8 V、φb=6 V、φd=4 V。现有一带负电的粒子(重力不计)以某一初速度从O点沿Od方向射入,则图乙中abcd区域内,能大致反映该粒子运动轨迹的是(  )
A.① B.②
C.③ D.④
二、多项选择题(每题6分,共18分)
8.(2025·四川乐山三模)电子透镜是通过静电场来使电子束聚焦的装置。电子透镜两极间的电场线分布如图中带箭头的实线。现有一电子仅在静电力作用下从M运动到N,运动轨迹如图虚线所示。则下列说法正确的是(  )
A.电子在M点的加速度最大
B.P点的电势高于M点的电势
C.从M点到N点电子的动能一直增大
D.从M点到N点电子的电势能先增大后减小
9. (2026·江西九江二模)如图所示,长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,一个电荷量为+q、质量为m的带电粒子以初速度v0紧贴上板垂直于电场线的方向进入该电场,而后刚好从下板边缘射出,射出时其末速度与水平方向的夹角为θ=30°,不计粒子重力,下列说法正确的是(  )
A.粒子做非匀变速运动
B.粒子的末速度大小为
C.匀强电场的场强大小为
D.两板间的距离为
10. (2026·湖北武汉二模)如图所示,立方体的A、B、G、H四个顶点各固定着一个带正电的点电荷,电荷量相同,O点是立方体的中心。现将处于A点的点电荷沿着AO连线向O点移动,在这一过程中,下列说法正确的是(  )
A.O点的电场强度减小
B.E点的电势先增大后减小
C.C点的电势一直增大
D.B点的电荷受到的静电力减小
三、非选择题(共14分)
11.(14分)(2026·四川德阳一模)如图,在第一象限0≤x≤2L区域内存在沿y轴正方向的匀强电场E1(未知),2L<x≤4L区域内存在沿x轴正方向的匀强电场E2(未知)。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子,以速率v0从坐标原点O沿x轴正方向进入电场并依次通过A和B两点。不计粒子的重力,已知L、m、q和v0,求:
(1)粒子运动至A点的速度大小;
(2)场强E2的大小。
第九章 静电场
一、单项选择题(每题4分,共28分)
1.(2026·江苏盐城一模)下列四幅图描述的场景依次为雷电击中避雷针(图甲)、高压输电线上方还有两条与大地相连的导线(图乙)、燃气灶中的针尖状点火器(图丙)、工人穿戴着含金属丝制成的工作服进行超高压带电作业(图丁),关于这四幅图所涉及的物理知识,下列说法正确的是(  )
A.图甲中避雷针的工作原理主要是静电屏蔽
B.图乙中与大地相连的两条导线的作用和图丁中工作服内的金属丝的作用是相同的
C.图丙中的点火器是利用摩擦起电的原理进行点火的
D.图丙中的点火器的工作原理和图丁中工作服内掺入的金属丝的工作原理是相同的
答案:B
解析:避雷针的工作原理主要是尖端放电,故A错误;高压输电线的上方还有两条与大地相连的导线,这两条导线的作用是它们与大地相连,形成稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来,免遭雷击,与工作服内掺入的金属丝一样,都是利用了静电屏蔽的原理,点火器利用了高压尖端放电的原理,故B正确,C、D错误。
2.(2026·浙江舟山一模)如图所示,某同学用图甲所示的装置做模拟“静电植绒”的实验,两块水平放置的平行铝板分别连接起电机的两极,下铝板上表面铺一层带电草粉,上铝板下表面固定一张用白乳胶涂有字样的硬纸板(有字的一面朝下)。转动起电机,草粉向上运动碰到白乳胶后就黏在硬纸板上,留下痕迹,如图乙所示。下列说法正确的是(  )
A.带电草粉向上运动是因为磁场力的作用
B.带电草粉向上运动的过程中,电势能增大
C.质量相同的草粉,所带电荷量越多,到达硬纸板的速率越大
D.停止转动起电机,断开铝板与起电机的接线,用一绝缘夹子将上铝板向上移动,同一带电草粉在铝板间所受静电力增大
答案:C
解析:带电草粉向上运动是因为静电力的作用,A错误;带电上铝板吸引带电的草粉,则其带与草粉电性相反的电荷,草粉在飞往上铝板过程中,草粉在加速运动,静电力做正功,电势能不断减小,B错误;由动能定理有qU=mv2,质量相同的草粉,所带电荷量越多,到达硬纸板的速率越大,C正确;停止转动起电机,断开铝板与起电机的接线,上、下极板所带的电荷量不变,根据C=,C=,E=,联立求得E=,当板间距增大时,电场强度不变,同一带电草粉在铝板间所受静电力不变,D错误。
3.(2026·广东梅州二模)计算机键盘每个按键下有块小金属片,与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块小的固定金属片,两片金属片组成一个小电容器且电压保持不变。如图所示,键盘连着正在工作的计算机,按下“?”键过程中,按键金属片间组成的电容器(  )
A.电容变小 B.金属片间的场强变大
C.所带电荷量减小 D.处于放电状态
答案:B
解析:按下“?”键过程中,按键金属片间组成的电容器两极板间距d减小,根据C=可知电容C变大,因两板电压U一定,根据Q=CU可知,电容器所带电荷量增大,电容器处于充电状态,此时根据E=,可知金属片间的场强E变大。故选B。
4.在研究心脏电性质时,当兴奋在心肌传播,在人体的体表可以测出与之对应的电势变化,可等效为两等量电荷产生的电场。如图是人体表面的瞬时电势分布图,图中实线为等差等势面,标在等势面上的数值表示该等势面的电势,a、b、c、d为等势面上的点,a、b为两电荷连线上关于中垂线对称的两点,c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点。则下列说法正确的是(  )
A.负电荷从b点移到d点,电势能增大
B.d、a两点的电势差Uda=1.5 mV
C.a、b两点的电场强度等大反向
D.c、d两点的电场强度相同,从c到d的直线上电场强度先变大后变小
答案:D
解析:由题图可知,d点电势高于b点电势,将负电荷从b点移到d点,电势能减小,故A错误;d、a两点的电势差为Uda=φd-φa=0-1.5 mV=-1.5 mV,故B错误;根据电势的分布情况可知,此电场相当于等量异种电荷产生的电场,左侧为负电荷,右侧为正电荷,由对称性可知,a、b两点的电场强度等大同向,故C错误;结合C项分析可知,c、d两点的电场强度相同,从c到d的直线上,等差等势面先密集后稀疏,电场强度先变大后变小,故D正确。
5. (2026·安徽合肥一模)如图所示,在离子阱量子计算机中,四个电极对称分布在真空腔的x轴和y轴上,坐标分别为A、B、C、D,其中A、C电极所带电荷量为+Q,B、D电极所带电荷量为-Q。现需将一个钙离子(所带电荷量为+2e)稳定囚禁在原点O。已知静电力常量k,元电荷e,无限远处电势为零。下列说法正确的是(  )
A.原点O处的电场强度为零,电势为零
B.原点O处的电场强度不为零,电势为k
C.原点O处的电势为k,钙离子电势能为k
D.原点O处的电势为零,钙离子电势能为零
答案:D
解析:A、B电极在原点O处产生的电场强度方向都向左,大小都为EA=EB=k,则原点O处x轴方向电场强度方向向左,大小为Ex=EA+EB=k,C、D电极在原点O处产生的电场强度方向都向下,大小都为EC=ED=k,则原点O处y轴方向电场强度方向向下,大小为Ey=EC+ED=k,根据平行四边形定则,可得原点O处电场强度大小为EO==≠0,故A错误。在x轴,根据等量异种电荷的电势分布规律,可知A、B电极在原点O处的合电势为零;在y轴,根据等量异种电荷的电势分布规律,可知C、D电极在原点O处的合电势为零,故原点O处的电势为零,则钙离子电势能EpO=2eφO=0,故B、C错误,D正确。
6.如图所示,真空中有两个固定的正点电荷A、B,一个带正电的试探电荷置于二者连线上的O点时,仅在静电力的作用下恰好保持静止状态,过O点作两正点电荷连线的垂线,以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d,则(  )
A.点电荷A的电荷量小于点电荷B的电荷量
B.a、b、c、d四点电势相同
C.该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
D.把该试探电荷从b点沿直线移动到d点,静电力先做正功再做负功
答案:C
解析:由试探电荷在O点恰好静止可知,O点电场强度为零,则k=k,又因为rA>rB,所以qA>qB,故A错误;因O点电场强度为零,则aO间电场强度方向由a指向O,根据沿电场线方向电势降低可知φa>φO,根据点电荷的电势分布规律可知,在点电荷A的电场中,O、b、d三点的电势关系为φOA>φbA=φdA,在点电荷B的电场中,O、b、d三点的电势关系为φOB>φbB=φdB,由电势的叠加可知φO>φb=φd,则φa>φb=φd,故B错误;由Ep=qφ和φa>φb可知,该正试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能,故C正确;由B项分析可知,从b点沿直线到d点,电势先升高再降低,故把该正试探电荷从b点沿直线移动到d点,电势能先增大后减小,静电力先做负功再做正功,故D错误。
7.在与纸面平行的匀强电场中,建立如图甲所示的直角坐标系,a、b、c、d是该坐标系中的4个点(坐标已标出),已知φa=8 V、φb=6 V、φd=4 V。现有一带负电的粒子(重力不计)以某一初速度从O点沿Od方向射入,则图乙中abcd区域内,能大致反映该粒子运动轨迹的是(  )
A.① B.②
C.③ D.④
答案:B
解析:已知φa=8 V、φb=6 V、φd=4 V,则ad连线中点f(0,L)的电势为φf==6 V=φb,可知bf连线为等势线,电场强度方向与等势线垂直,且由高电势指向低电势,即沿着aO方向斜向下,带负电粒子以某一初速度从O点沿Od方向射入,静电力沿Oa方向斜向上,粒子的初速度方向与静电力方向垂直,粒子做类平抛运动,则能大致反映该粒子运动轨迹的是②。故选B。
二、多项选择题(每题6分,共18分)
8.(2025·四川乐山三模)电子透镜是通过静电场来使电子束聚焦的装置。电子透镜两极间的电场线分布如图中带箭头的实线。现有一电子仅在静电力作用下从M运动到N,运动轨迹如图虚线所示。则下列说法正确的是(  )
A.电子在M点的加速度最大
B.P点的电势高于M点的电势
C.从M点到N点电子的动能一直增大
D.从M点到N点电子的电势能先增大后减小
答案:BC
解析:电场线的疏密程度反映电场强度的大小,由题图可知M点处的电场线比P点处稀疏, M点处的电场强度比P点处小,电子在M点处受到的静电力比P点处小,在M点处的加速度比P点处小,故A错误;沿电场线的方向电势降低,则P点的电势高于M点的电势,故B正确;电场强度的方向沿电场线的切线方向,可知从M点到N点静电力一直做正功,电子的动能一直增大,电势能一直减小,故C正确,D错误。
9. (2026·江西九江二模)如图所示,长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,一个电荷量为+q、质量为m的带电粒子以初速度v0紧贴上板垂直于电场线的方向进入该电场,而后刚好从下板边缘射出,射出时其末速度与水平方向的夹角为θ=30°,不计粒子重力,下列说法正确的是(  )
A.粒子做非匀变速运动
B.粒子的末速度大小为
C.匀强电场的场强大小为
D.两板间的距离为
答案:BC
解析:在匀强电场中,静电力是恒力,因此会产生恒定的加速度,所以粒子做匀变速运动,A错误;粒子离开电场时,末速度与水平方向夹角为30°,由几何关系得末速度为v==,B正确;粒子在匀强电场中做类平抛运动,在水平方向上有L=v0t,在竖直方向上有vy=at=v0tan 30°=,由牛顿第二定律得qE=ma,解得E=,方向竖直向下,C正确;粒子做类平抛运动,在竖直方向上有d=at2=,D错误。
10. (2026·湖北武汉二模)如图所示,立方体的A、B、G、H四个顶点各固定着一个带正电的点电荷,电荷量相同,O点是立方体的中心。现将处于A点的点电荷沿着AO连线向O点移动,在这一过程中,下列说法正确的是(  )
A.O点的电场强度减小
B.E点的电势先增大后减小
C.C点的电势一直增大
D.B点的电荷受到的静电力减小
答案:BC
解析:B、H两点的点电荷在O点的合场强为0,初始时A、G两点的点电荷在O点的合场强也为0,A点的点电荷沿着AO连线向O点移动,A点的点电荷在O点的场强增大,G点的点电荷在O点的场强不变,根据电场强度叠加原理可知O点的电场强度逐渐增大,故A错误;电势是标量,B、G、H三点的点电荷在E点的电势不变,处于A点的点电荷沿着AO连线向O点移动,该点电荷与E点的距离先减小后增大,且点电荷带正电,所以E点的电势先增大后减小,故B正确;B、G、H三点的点电荷在C点的电势不变,处于A点的点电荷沿着AO连线向O点移动,该点电荷与C点的距离一直减小,则C点的电势一直增大,故C正确;G、H两点的点电荷对B点的电荷的库仑合力FGH保持不变,处于A点的点电荷沿着AO连线向O点移动,开始阶段该点电荷与B点距离减小,则该点电荷对B点的电荷的库仑斥力增大,且与G、H两点的点电荷对B点的电荷的库仑合力FGH的夹角变小,故B点的电荷受到的静电力开始阶段一定是增大的,故D错误。
三、非选择题(共14分)
11.(14分)(2026·四川德阳一模)如图,在第一象限0≤x≤2L区域内存在沿y轴正方向的匀强电场E1(未知),2L<x≤4L区域内存在沿x轴正方向的匀强电场E2(未知)。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子,以速率v0从坐标原点O沿x轴正方向进入电场并依次通过A和B两点。不计粒子的重力,已知L、m、q和v0,求:
(1)粒子运动至A点的速度大小;
(2)场强E2的大小。
答案:(1)v0 (2)
解析:(1)粒子在电场E1中沿x轴正方向做匀速直线运动,沿y轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,沿x轴方向有2L=v0t1
沿y轴方向有L=t1
解得vy=v0
在A点处的速度大小为vA==v0。
(2)粒子在电场E2中沿x轴正方向做初速度不为零的匀加速直线运动,沿y轴正方向做匀速直线运动,沿y轴方向有2L-L=vyt2
沿x轴方向有4L-2L=v0t2+a2
由牛顿第二定律有qE2=ma2
联立解得E2=。(共29张PPT)
第九章 静电场
高三总复习讲义 新高考
第九章 静电场
1.(2026·江苏盐城一模)下列四幅图描述的场景依次为雷电击中避雷针(图甲)、高压输电线上方还有两条与大地相连的导线(图乙)、燃气灶中的针尖状点火器(图丙)、工人穿戴着含金属丝制成的工作服进行超高压带电作业(图丁),关于这四幅图所涉及的物理知识,下列说法正确的是
A.图甲中避雷针的工作原理主要是静电屏蔽
B.图乙中与大地相连的两条导线的作用和图
丁中工作服内的金属丝的作用是相同的
C.图丙中的点火器是利用摩擦起电的原理进行点火的
D.图丙中的点火器的工作原理和图丁中工作服内掺入的金属丝的工作原理是相同的
√
避雷针的工作原理主要是尖端放电,故A错误;高压输电线的上方还有两条与大地相连的导线,这两条导线的作用是它们与大地相连,形成稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来,免遭雷击,与工作服内掺入的金属丝一样,都是利用了静电屏蔽的原理,点火器利用了高压尖端放电的原理,故B正确,C、D错误。
2.(2026·浙江舟山一模)如图所示,某同学用图甲所示的装置做模拟“静电植绒”的实验,两块水平放置的平行铝板分别连接起电机的两极,下铝板上表面铺一层带电草粉,上铝板下表面固定一张用白乳胶涂有字样的硬纸板(有字的一面朝下)。转动起电机,草粉向上运动碰到白乳胶后就黏在硬纸板上,留下痕迹,如图乙所示。下列说法正确的是
A.带电草粉向上运动是因为磁场力的作用
B.带电草粉向上运动的过程中,电势能增大
C.质量相同的草粉,所带电荷量越多,到达硬纸板的速率越大
D.停止转动起电机,断开铝板与起电机的接线,用一绝缘夹子将上铝板向上移动,同一带电草粉在铝板间所受静电力增大
√
带电草粉向上运动是因为静电力的作
用,A错误;带电上铝板吸引带电的
草粉,则其带与草粉电性相反的电荷,
草粉在飞往上铝板过程中,草粉在加速运动,静电力做正功,电势能不断减小,B错误;由动能定理有qU=mv2,质量相同的草粉,所带电荷量越多,到达硬纸板的速率越大,C正确;停止转动起电机,断开铝板与起电机的接线,上、下极板所带的电荷量不变,根据C=,C=,E=,联立求得E=,当板间距增大时,电场强度不变,同一带电草粉在铝板间所受静电力不变,D错误。
3.(2026·广东梅州二模)计算机键盘每个按键下有块小金属片,与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块小的固定金属片,两片金属片组成一个小电容器且电压保持不变。如图所示,键盘连着正在工作的计算机,按下“?”键过程中,按键金属片间组成的电容器
A.电容变小
B.金属片间的场强变大
C.所带电荷量减小
D.处于放电状态
√
按下“?”键过程中,按键金属片间组成的电容器两极板间距d减小,根据C=可知电容C变大,因两板电压U一定,根据Q=CU可知,电容器所带电荷量增大,电容器处于充电状态,此时根据E=,可知金属片间的场强E变大。故选B。
4.在研究心脏电性质时,当兴奋在心肌传播,在人体的体表可以测出与之对应的电势变化,可等效为两等量电荷产生的电场。如图是人体表面的瞬时电势分布图,图中实线为等差等势面,标在等势面上的数值表示该等势面的电势,a、b、c、d为等势面上的点,a、b为两电荷连线上关于中垂线对称的两点,c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点。则下列说法正确的是
A.负电荷从b点移到d点,电势能增大
B.d、a两点的电势差Uda=1.5 mV
C.a、b两点的电场强度等大反向
D.c、d两点的电场强度相同,从c到d的直线
上电场强度先变大后变小
√
由题图可知,d点电势高于b点电势,将负电荷
从b点移到d点,电势能减小,故A错误;d、a
两点的电势差为Uda=φd-φa=0-1.5 mV=
-1.5 mV,故B错误;根据电势的分布情况可
知,此电场相当于等量异种电荷产生的电场,
左侧为负电荷,右侧为正电荷,由对称性可知,
a、b两点的电场强度等大同向,故C错误;结合C项分析可知,c、d两点的电场强度相同,从c到d的直线上,等差等势面先密集后稀疏,电场强度先变大后变小,故D正确。
5. (2026·安徽合肥一模)如图所示,在离子阱量子计算机中,四个电极对称分布在真空腔的x轴和y轴上,坐标分别为A、B、C、D,其中A、C电极所带电荷量为+Q,B、D电极所带电荷量为-Q。现需将一个钙离子(所带电荷量为+2e)稳定囚禁在原点O。已知静电力常量k,元电荷e,无限远处电势为零。下列说法正确的是
A.原点O处的电场强度为零,电势为零
B.原点O处的电场强度不为零,电势为k
C.原点O处的电势为k,钙离子电势能为k
D.原点O处的电势为零,钙离子电势能为零
√
A、B电极在原点O处产生的电场强度方向都向左,
大小都为EA=EB=k,则原点O处x轴方向电场强
度方向向左,大小为Ex=EA+EB=k,C、D电极
在原点O处产生的电场强度方向都向下,大小都为EC=ED=k,则原点O处y轴方向电场强度方向向下,大小为Ey=EC+ED=k,根据平行四边形定则,可得原点O处电场强度大小为EO==≠0,故A错误。
在x轴,根据等量异种电荷的电势分布规律,可知A、B电极在原点O处的合电势为零;在y轴,根据等量异种电荷的电势分布规律,可知C、D电极在原点O处的合电势为零,故原点O处的电势为零,则钙离子电势能EpO=2eφO=0,故B、C错误,D正确。
6.如图所示,真空中有两个固定的正点电荷A、B,一个带正电的试探电荷置于二者连线上的O点时,仅在静电力的作用下恰好保持静止状态,过O点作两正点电荷连线的垂线,以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d,则
A.点电荷A的电荷量小于点电荷B的电荷量
B.a、b、c、d四点电势相同
C.该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
D.把该试探电荷从b点沿直线移动到d点,静电力先做正功再做负功
√
由试探电荷在O点恰好静止可知,O点电场强度为零,则k=k,又因为rA>rB,所以qA>qB,故A错误;因O点电场强度为零,则aO间电场强度方向由a指向O,根据沿电场线方向电势降低可知φa>φO,根据点电荷的电势分布规律可知,在点电荷A的电场中,O、b、d三点的电势关系为φOA>φbA=φdA,在点电荷B的电场中,O、b、d三点的电势关系为φOB>φbB=φdB,由电势的叠加可知φO>φb=φd,则φa>φb=φd,故B错误;
由Ep=qφ和φa>φb可知,该正试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能,故C正确;由B项分析可知,从b点沿直线到d点,电势先升高再降低,故把该正试探电荷从b点沿直线移动到d点,电势能先增大后减小,静电力先做负功再做正功,故D错误。
7.在与纸面平行的匀强电场中,建立如图甲所示的直角坐标系,a、b、c、d是该坐标系中的4个点(坐标已标出),已知φa=8 V、φb=6 V、φd=
4 V。现有一带负电的粒子(重力不计)以某一初速度从O点沿Od方向射入,则图乙中abcd区域内,能大致反映该粒子运动轨迹的是
A.①
B.②
C.③
D.④
√
已知φa=8 V、φb=6 V、
φd=4 V,则ad连线中点
f(0,L)的电势为φf=
=6 V=φb,可知bf连线为
等势线,电场强度方向与
等势线垂直,且由高电势指向低电势,即沿着aO方向斜向下,带负电粒子以某一初速度从O点沿Od方向射入,静电力沿Oa方向斜向上,粒子的初速度方向与静电力方向垂直,粒子做类平抛运动,则能大致反映该粒子运动轨迹的是②。故选B。
8.(2025·四川乐山三模)电子透镜是通过静电场来使电子束聚焦的装置。电子透镜两极间的电场线分布如图中带箭头的实线。现有一电子仅在静电力作用下从M运动到N,运动轨迹如图虚线所示。则下列说法正确的是
A.电子在M点的加速度最大
B.P点的电势高于M点的电势
C.从M点到N点电子的动能一直增大
D.从M点到N点电子的电势能先增大后减小
√
√
电场线的疏密程度反映电场强度的大小,由题图可知M点处的电场线比P点处稀疏, M点处的电场强度比P点处小,电子在M点处受到的静电力比P点处小,在M点处的加速度比P点处小,故A错误;沿电场线的方向电势降低,则P点的电势高于M点的电势,故B正确;电场强度的方向沿电场线的切线方向,可知从M点到N点静电力一直做正功,电子的动能一直增大,电势能一直减小,故C正确,D错误。
9. (2026·江西九江二模)如图所示,长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,一个电荷量为+q、质量为m的带电粒子以初速度v0紧贴上板垂直于电场线的方向进入该电场,而后刚好从下板边缘射出,射出时其末速度与水平方向的夹角为θ=30°,不计粒子重力,下列说法正确的是
A.粒子做非匀变速运动
B.粒子的末速度大小为
C.匀强电场的场强大小为
D.两板间的距离为
√
√
在匀强电场中,静电力是恒力,因此会产生恒
定的加速度,所以粒子做匀变速运动,A错误;
粒子离开电场时,末速度与水平方向夹角为30°,由几何关系得末速度为v==,B正确;粒子在匀强电场中做类平抛运动,在水平方向上有L=v0t,在竖直方向上有vy=at=v0tan 30°=,由牛顿第二定律得qE=ma,解得E=,方向竖直向下,C正确;粒子做类平抛运动,在竖直方向上有d=at2=,D错误。
10. (2026·湖北武汉二模)如图所示,立方体的A、B、G、H四个顶点各固定着一个带正电的点电荷,电荷量相同,O点是立方体的中心。现将处于A点的点电荷沿着AO连线向O点移动,在这一过程中,下列说法正确的是
A.O点的电场强度减小
B.E点的电势先增大后减小
C.C点的电势一直增大
D.B点的电荷受到的静电力减小
√
√
B、H两点的点电荷在O点的合场强为0,初始时A、G
两点的点电荷在O点的合场强也为0,A点的点电荷沿
着AO连线向O点移动,A点的点电荷在O点的场强增大,
G点的点电荷在O点的场强不变,根据电场强度叠加原
理可知O点的电场强度逐渐增大,故A错误;电势是标量,B、G、H三点的点电荷在E点的电势不变,处于A点的点电荷沿着AO连线向O点移动,该点电荷与E点的距离先减小后增大,且点电荷带正电,所以E点的电势先增大后减小,故B正确;
B、G、H三点的点电荷在C点的电势不变,处于A点的
点电荷沿着AO连线向O点移动,该点电荷与C点的距离
一直减小,则C点的电势一直增大,故C正确;G、H两
点的点电荷对B点的电荷的库仑合力FGH保持不变,处于
A点的点电荷沿着AO连线向O点移动,开始阶段该点电荷与B点距离减小,则该点电荷对B点的电荷的库仑斥力增大,且与G、H两点的点电荷对B点的电荷的库仑合力FGH的夹角变小,故B点的电荷受到的静电力开始阶段一定是增大的,故D错误。
11.(14分)(2026·四川德阳一模)如图,在第一象限0≤x≤2L区域内存在沿y轴正方向的匀强电场E1(未知),2L<x≤4L区域内存在沿x轴正方向的匀强电场E2(未知)。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子,以速率v0从坐标原点O沿x轴正方向进入电场并依次通过A和B两点。不计粒子的重力,已知L、m、q和v0,求:
(1)粒子运动至A点的速度大小;
答案:v0
粒子在电场E1中沿x轴正方向做匀速直线运动,沿y轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,沿x轴方向有2L=v0t1
沿y轴方向有L=t1
解得vy=v0
在A点处的速度大小为vA==v0。
(2)场强E2的大小。
答案:
粒子在电场E2中沿x轴正方向做初速度不为零的匀加速直线运动,沿y轴正方向做匀速直线运动,沿y轴方向有2L-L=vyt2
沿x轴方向有4L-2L=v0t2+a2
由牛顿第二定律有qE2=ma2
联立解得E2=。
谢 谢 观 看
周末双休练九 静电场

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