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备战2021新高考物理-基础专题-静电场（一）
一、单选题
1.请用学过的电学知识判断，下列说法中错误的是（??
）
A.?制作汽油桶的材料用金属的比用塑料的好
B.?空气中湿度大时容易被金属门把手电到
C.?燃气灶中电子点火器的放电电极做成针尖状是利用了尖端放电现象
D.?带电作业的工人穿上包含金属丝的织物制成的工作服可以起到静电屏蔽的作用
2.下列说法中正确的是(??
)
A.?在电场中，电场强度大的点，电势必定高
B.?电荷置于电势越高的点，其所具有的电势能也越大
C.?电场中电场强度大的地方，沿电场线方向电势降落快
D.?一带电粒子只受电场力作用在电场中运动时，电势能一定变化
3.如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据此图可以作出的判断，错误的是（??
）
?带电粒子所带电荷的正、负????????????????????????????????
?带电粒子在a、b两点的受力方向
C.?带电粒子在a、b两点的加速度何处较大??????????????
D.?带电粒子在a、b两点的速度何处较大
4.一不计重力的带电粒子q从A点射入一正点电荷Q的电场中，运动轨迹如图所示，则（??
）
A.?粒子q做匀变速曲线运动?????????????????????????????????????
B.?粒子q的加速度先变小后变大
C.?粒子q的电势能先变小后变大??????????????????????????????D.?粒子q的动能一直变大
5.关于电场线，下列说法中正确的是（??
）
A.?电场线总是从负电荷出发到正电荷终止的一系列曲线
B.?电场线上各点的切线方向，表示该点电场强度的方向a
C.?电场中任何两条电场线可以相交
D.?电场线是客观存在的
6.真空中,在A点放置一
的点电荷,则距离A点
处的B点和
处的C点电场强度小之比为（??
）
A.?2:1????????????????????????????????????????B.?1:2????????????????????????????????????????C.?1:4????????????????????????????????????????D.?4:1
7.如图所示的电场线，可判定（??
）
?该电场一定是匀强电场???????????????????????????????????????
?A点的电势一定低于B点电势
C.?负电荷放在B点的电势能比A点的电势能大??????????
D.?负电荷放在B点所受电场力方向向右
8.经过探究，某同学发现：点电荷和无限大的接地金属平板间的电场（如图甲所示）与等量异种点电荷之间的电场分布（如图乙所示）完全相同．图丙中点电荷q到MN的距离OA为L，AB是以电荷Q为圆心、L为半径的圆上的一条直径，则B点电场强度的大小是（??
）
A.??????????????????????????????????????B.??????????????????????????????????????C.??????????????????????????????????????D.?
9.在地面上插入一对电极M、N，将两个电极与直流电源相连，大地中形成恒定电流和恒定电场.恒定电场的基本性质与静电场相同，其电场线分布如图所示，P、Q是电场中的两点.下列说法中正确的是（?
）
?P点场强比Q点场强大?????????????????????????????????????????
?P点电势比Q点电势高
C.?电子在P点的电势能比在Q点的电势能大?????????????
D.?电子沿直线从N到M的过程中所受电场力变大
10.如图所示，直角三角形ABC中∠B＝30°，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB
，
测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是(??
)
A.?A带正电，QA∶QB＝1∶8???????????????????????????????????B.?A带负电，QA∶QB＝1∶8
C.?A带正电，QA∶QB＝1∶4???????????????????????????????????D.?A带负电，QA∶QB＝1∶4
二、多选题
11.如图所示，在平行竖直虚线a与b、b与c，c与d之间分别存在着垂直于虚线的匀强电场、平行于虚线的匀强电场、垂直纸面向里的匀强磁场，虚线d处有一荧光屏大量正离子（初速度和重力均忽略不计）从虚线a上的P孔处进入电场，经过三个场区后有一部分打在荧光屏上。则关于这部分离子（??
）
?若比荷
越大，经过虚线c的位置越低??????????????
?若电荷量q越大，离子经过虚线c的速度越大
C.?若电荷量q越大，离子经过虚线c的动能越大???????
D.?若比荷
越大，离子打在荧光屏上的位置越高
12.如图所示，仅在静电力作用下，一带电粒子沿图中虚线从A运动到B，则（??
）
A.?静电力做正功????????????B.?动能减少???????????????????????C.?粒子带负电???????????????????????D.?加速度减小
13.如图所示，用两根绝缘细线挂着两个质量相同的不带电的小球A和B，此时，上、下细线受的力分别为TA、TB
，
如果使A带正电，B带负电，上、下细线受力分别为T
A＇，T
B＇，则（?
）
A.?TA
<
T
A＇???????????????????????B.?TB
>
T
B＇???????????????????????C.?TA
=
T
A＇???????????????????????D.?TB
<
T
B＇
14.如图所示，A、B是电场中两点，下列说法正确的是（??
）
?A点的场强比B点的场强大???????????????????????????????????
?一个正电荷在A点的电势能比B点的电势能大
C.?一个负电荷从A点移到B点，电场力做正功??????????
D.?A点的电势比B点的电势高
15.关于静电现象的防止与应用，下列说法中正确的是（?
）
A.?在自助加油站给汽车加油时，应禁止梳头或穿脱衣服
B.?高压输电线上方的两条导线与大地相连，可以把高压输电线屏蔽起来，免遭雷击
C.?处于静电平衡状态的导体上的感应电荷在其内部形成的电场强度为零
D.?避雷针的作用是通过尖端放电，中和大气中的电荷，降低云层与大地的电势差
16.如图所示，有一半径为R的圆，AB是一条直径，该圆处于匀强电场中，电场强度大小为E，方向平行于该圆所在的平面．在圆上A点有一发射器，以相同的动能平行于圆面沿不同方向发射电荷量为+q的粒子，粒子会经过圆周上不同的点，在这些点中，经过C点时粒子的电势能最小，∠α=30°。不计粒子所受的重力和空气阻力，下列说法正确的是（?
）
A.?电场强度的方向垂直AB向上
B.?电场强度的方向沿OC连线向上
C.?粒子在A点垂直电场方向发射，若恰能落到C点．则初动能为
D.?粒子在A点垂直电场方向发射，若恰能落到C点，则初动能为为
17.如图所示，从炽热的金属丝漂出的电子（速度可视为零），经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场。在满足电子能射出偏转电场的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是（????
）
A.?仅增大加速电场的电压???????????????????????????????????????B.?仅减小偏转电场两极板间的距离
C.?仅增大偏转电场两极板间的电压?????????????????????????D.?仅减小偏转电场两极板间的电压
18.如图所示，
为位于0点的一点电荷电场中的等势线,是连线的中点是连线的中点，AO和BO垂直。在D点由静止释放一个带负电的试探电荷，仅在电场力
作用下，试探电荷沿DA加速运动。下列说法正确的是
（
??）
A.?D点的场强比C点的场强大
B.?D点的电势比C点的电势高
C.?带正电的试探电荷从A点沿直线AB移动到B点，电势能先增大后减小
D.?带负电的试探电荷从B点沿BCD移动到D点，电场力一直做负功
19.如图，M，N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，板间有匀强电场，质量为m、电荷量为﹣q的带电粒子，以初速度v?由小孔进入电场，当M，N间电压为U时，粒子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能到达M，N两板间距的
处返回，则下述措施能满足要求的是（??
）
?使初速度减为原来的
???????????????????????????????????????
?使M，N间电压提高到原来的2倍
C.?使M，N间电压提高到原来的4倍????????????????????????
D.?使初速度和M，N间电压都减为原来的
20.如图为某控制电路，主要由电源（E，r）与定值电阻R1
，
R2及碳膜电位器（即滑动变阻器）R连接而成，L1
，
L2是红、绿两指示灯，闭合开关S，当电位器的触头由弧形碳膜的重点顺时针滑向b端时（??
）
A.?L1指示灯变亮???????B.?L2指示灯变亮?????????C.?电流表示数变大??????????????D.?电容器C带电量增大
三、实验探究题
21.如图所示，用静电计探究影响电容器电容大小的因素实验中，在不改变两板的带电量的前提下。
（1）把B板向右移，静电计指针偏角将变________
；说明板间距离变小，电容器的电容将变________
；（填“大”或“小”）
（2）把B板向下移，静电计指针偏角将变________
；说明正对面积变小，电容器的电容将变________
；（填“大”或“小”）
（3）把AB板间插入一块电介质，静电计指针偏角将变________
；说明介电常数变大，电容器的电容将变________
；（填“大”或“小”）
（4）这一探究过程应用的物理学研究方法是________。
四、综合题
22.如图所示是一组不知方向的匀强电场的电场线，把1.0×10﹣6C的负电荷从A点沿水平线移到B点，静电力做了2.0×10﹣6J的功．A、B两点间的距离为2cm，问：
（1）匀强电场的场强为多大？方向如何？
（2）A、B两点间的电势差为多大？
23.如图甲所示，光滑的绝缘细杆水平放置，有孔小球套在杆上，整个装置固定于某一电场中．以杆左端为原点，沿杆向右为x轴正方向建立坐标系．沿杆方向电场强度E随位置x的分布如图乙所示，场强为正表示方向水平向右，场强为负表示方向水平向左．图乙中曲线在0≤x≤0.20m和x≥0.4m范围可看作直线．小球质量m=0.02kg，带电量q=+1×10﹣6C．若小球在x2处获得一个v=0.4m/s的向右初速度，最远可以运动到x4处．
（1）求杆上x4到x8两点间的电势差大小U；
（2）若小球在x6处由静止释放后，开始向左运动，求：
（3）若已知小球在x2处以初速度v0向左减速运动，速度减为零后又返回x2处，所用总时间为t0
，
求小球在x2处以初速度4v0向左运动，再返回到x2处所用的时间．（小球运动过程中始终未脱离杆）你可能不会计算，但小球向左运动过程中受力特点你并不陌生，请展开联想，通过类比分析得出结果．
答案
一、单选题
1.【答案】B
【解答】解：A、制作汽油桶的材料用金属的比可以对汽油起到静电屏蔽作用，使汽油更安全．所以A正确；
B、空气中干燥时，容易被金属门把手电到，所以B错误；
C、因为电荷集中于形状比较尖端的地方，即尖端放电，故燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖型比球形好，所以C正确．
D、电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业．所以D正确．
本题选择错误的，故选：B．
【分析】利用静电屏蔽和尖端放电原理进行逐项分析，知道金属才具有静电屏蔽现象．
2.【答案】
C
【解答】A、电场线密处，电场强度大，而电场线方向不确定，故无法判断电势高低，电势就不一定高，A不符合题意；
B、正电荷置于电势越高的点，其所具有的电势能也越大，负电荷置于电势越高的点，其所具有的电势能也越小；B不符合题意；
C、电场中电场强度大的地方，沿电场线方向电势降落快．C符合题意．
D、一带电粒子只受电场力作用在电场中运动时，电势能不一定变化，如电子绕原子核做匀速圆周运动时电势能不会变化，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】等差等势面密集的地方，电场强度比较大，电场线密集的区域电场强度大，沿电场线方向电势减小，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加。
3.【答案】A
【解答】AB、由图,粒子的运动轨迹向左弯曲,说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左,因为电场线方向不明,无法确定粒子的电性和产生该电场的点电荷的电性.A符合题意，B不符合题意.
C、根据电场线的疏密程度,判断ab两点场强的大小,从而判断ab两点电场力大小,再根据牛顿第二定律得a点加速度的大，C可判断，不符合题意.
D、由a到b,电场力做负功,动能减小,B处的速度小,D可判断，不符合题意.
故答案为：A
【分析】本题考查电场线及带电粒子在电场中做曲线运动的轨迹与受力的关系。利用轨迹形状可分析受力方向，即可分析电场力做功的正负，由动能定理可分析粒子速度变化情况；利用电场线的特点及牛顿第二定律可分析加速度的情况。
4.【答案】
C
【解答】解：A、粒子受到的是正电荷的库仑力，距离减小，库仑力增大，加速度增大，所以是变加速运动，后来距离增加，加速度减小，不是匀变速运动，AB错误；
C、电场力先做正功后做负功，所以粒子q的电势能先变小后变大，C正确；
D、电场力先做正功后做负功，所以粒子q的动能先增加后减小，D错误；
故选：C
【分析】根据轨迹弯曲的方向判断粒子的受力方向，从而判断粒子所受电场力做功的正负，电势能的变化和动能的变化．
5.【答案】
B
【解答】解：A、电场线始于正电荷（或无穷远）止于负电荷（或无穷远），故A错误；
B、电场线上各点的切线方向，表示该点电场强度的方向，故B正确；
C、电场线不相交，不中断，故C错误；
D、电场线是形象地描述电场而假想的曲线，是不存在的，故D错误．
故选：B．
【分析】电场线是为了形象的描述电场强弱和方向引入的，并非实际存在的，电场线是始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远；且电场线上各点的切线方向，表示该点电场强度的方向，电场线不相交．
6.【答案】
D
【解答】在B点，电场强度的大小
，C点电场强度大小
，则
，D符合题意。
故答案为：D
【分析】利用点电荷产生的场强大小公式和距离的关系可以比较场强的大小。
7.【答案】
C
【解答】解：A、由于一根电场线无法知道电场线的疏密，故不能判定是匀强电场．故A错误．
B、沿着电场线方向电势逐渐降低，则A点的电势高于B点的电势．故B错误．
C、负电荷从A点移动到B点，电场力做负功，电势能增加，所以负电荷放在B点的电势能比A点的电势能大．故C正确．
D、负电荷在B点所受电场力方向水平向左．故D错误．
故选C．
【分析】匀强电场的电场线为等间距的平行直线，沿电场线方向电势逐渐降低，负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反，根据电场力做功判断电势能的变化．
8.【答案】
C
【解答】解：根据P点的电场线方向可以得P点的电场强度方向是垂直于金属板向右，两个异号点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2L，乙图上+q右侧L处的场强大小为：
E=k
﹣k
=k
根据题意可知，P点的电场强度大小与乙图上+q右侧d处的场强大小相等，即为k
，ABD不符合题意，C符合题意．
故答案为：C．
【分析】该题目考察的内容是电场强度的计算，根据库仑定律和题目中所提供的信息就可以解答。
9.【答案】
B
【解答】电场线密的地方电场强度大，所以P点场强比Q点场强小，A不符合题意；该电场与等量异种点电荷的电场相似，根据等量异种点电荷的特点可知，MN的中垂线为一个等势面，然后根据沿电场线方向电势降低可知：P点电势一定高于Q点电势，B符合题意。P点电势高于Q点电势，即φp＞φq
．
由电势能公式Ep=qφ，可知由于电子带负电，q＜0，所以电子在P点的电势能小于在Q点的电势能。C不符合题意。由于该电场是非匀强电场，从N到M的过程E先减小后增大，由F=qE可知，电子所受的电场力也是先减小后增大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小．要正确在电场中通过电场线来判断电场强度、电势、电势能大小变化．电子在非匀强电场中所受的电场力是变力．
10.【答案】
B
【解答】AC、由平行四边形定则可知，A对C的力沿CA方向，指向A，又C带正电，所以A带负电，A、C不符合题意；
BD、由几何关系得
，解得
，B符合题意，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】对处在C点的电荷进行受力分析，在两个库仑力的作用下，合力方向水平向右，利用库伦定律列方程求解电荷量的大小关系。
二、多选题
11.【答案】
C,D
【解答】带电粒子运动的轨迹如图
A．粒子在ab区间的加速电场中，由动能定理可知
粒子在bc区间内匀强电场中做类平抛运动
在bc区间内经过的时间
在bc区间内的偏转量
整理得
所以，粒子经过虚线c的位置都相同，A不符合题意；
BC．粒子在bc区间内电场力做功
则有
动能为
离子经过虚线c的速度，还与离子质量有关，若电荷量q越大，离子经过虚线c的动能越大，B不符合题意，C符合题意；
D．设偏转角为θ，有
所以粒子进入区间cd时的角度都是相同的。粒子在cd的区间内做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，得
得
若比荷
越大，在磁场中运动的半径越小，由图可知，在磁场中运动的半径越小打在荧光屏上的位置越高，D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】利用加速电场的动能定理结合偏转场中的类平抛运动可以求出偏转位移的表达式，进而判别与比荷大小无关；利用动能定理可以求出粒子经过虚线C的速度大小及动能的大小；利用牛顿第二定律可以判别比荷对轨道半径的大小影响进而判别粒子打在屏幕上的位置。
12.【答案】
B,C
【解答】解：A、由图看出，带电粒子的轨迹向下弯曲，则知带电粒子所受的电场力方向沿电场线向下，与速度的夹角为钝角，所以电场力做负功．故A错误．
B、因为只有电场力做负功，故动能减小、电势能增大．故B正确．
C、由图看出，粒子的向下弯曲，粒子所受电场力方向大体向下，与电场强度方向相反．所以粒子带负电．故C正确．
D、从A到B，电场线越来越密，场强越来越大，带电粒子所受的电场力增大，则其加速度增大．故D错误．
故选：BC
【分析】根据轨迹弯曲的方向可判断出电场力方向，确定电场力做功正负，判断动能、电势能的变化．由电场线的疏密判断场强大小，即可判断电场力和加速度的大小．
13.【答案】
B,C
【解答】运用整体法研究两个质量相等的小球A和B，不管A、B是否带电，整体都受重力和上丝线的拉力，则由平衡条件得：上丝线的拉力T=2mg。所以TA=TA′；A不符合题意，C符合题意；再隔离B研究，不带电时受重力和下丝线的拉力，由平衡条件得：TB=mg。带电时受重力、下丝线的拉力和A对B的向上的吸引力。由平衡条件得：TB′+F′=mg。即TB′＜mg。所以TB＞TB′，B符合题意、D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】对两个带电小球进行受力分析，在重力、库伦力和绳子拉力的作用下，小球处于平衡状态，合力为零，根据该条件列方程分析求解绳子拉力大小关系即可。
14.【答案】
A,B,D
【解答】解：A、电场线越密的地方电场强度越大，所以场强EA＞EB
．
故A正确；
B、沿着电场线电势降低，所以电势φA＞φB；一个正电荷在A点的电势能比B点的电势能大．故B正确，D正确；
C、一个负电荷从A点移到B点，电场力的方向与运动的方向相反，电场力做负功；故C错误；
故选：ABD．
【分析】电场强度的大小看电场线的疏密程度，电场线越密的地方电场强度越大；电势的高低看电场线的指向，沿着电场线电势一定降低．
15.【答案】
A,B,D
【解答】在自助加油站给汽车加油时，应禁止梳头或穿脱衣服，避免梳头或穿脱衣服产生的静电火花，引起火灾，A符合题意；高压输电线上方的两条导线与大地相连，如果雷电击中线路，架空地线就能有效的将雷电电流分散到相邻的杆塔导入地下，避免输电线路雷击事故的发生，B符合题意；处于静电平衡状态的导体上的感应电荷在其内部形成的电场与原电场的电场大小相等，方向相反，不等于零；所以静电平衡状态的导体其内部电场强度为零，C不符合题意；雷电是云层与大地之间或云层之间的放电现象，避雷针的作用是通过尖端放电，中和大气中的电荷，降低云层与大地的电势差，D符合题意。
故答案为：ABD
【分析】对于静电的防止与应用，结合具体选项中的具体应用，分析即可。
16.【答案】
B,C
【解答】粒子在匀强电场中，从A点运动到C点，根据动能定理qUAC=△Ek可知，到达C点时的小球的动能最大，所以UAC最大，则在圆周上找不到与C电势相等的点．且由A到C电场力对小球做正功．所以C点的电势最低，则电场线方向沿OC方向．A不符合题意，B符合题意．小球只受电场力，做类平抛运动．?x=2Rsin30°cos30°=v0t，?y=2Rcos230°=
，由以上两式得：Ek=
mv02=
qER；C符合题意，D不符合题意；
故答案为：BC.
【分析】本题关键考查对电场力做功公式W=qEd的理解和应用，d是沿电场方向两点间的距离．此题还要求熟练掌握功能关系和类平抛运动的研究方法.
17.【答案】
B,C
【解答】电场中的直线加速，由动能定理：
，可得
；在偏转电场做类平抛运动，
，加速度
，
，运动时间为
，可得偏转角的正切值为
，联立可得：
.若使偏转角变大即使tanθ变大，由上式看出可以增大U2
，
或减小U1
，
或增大L
，
或减小d
，
则A、D不符合题意，B、C符合题意。
故答案为：BC。
【分析】利用偏转角正切值的决定式可以判断哪个因素影响偏转角大小。
?
18.【答案】
A,D
【解答】A．根据点电荷场强公式
可知，D点离电荷较近，所以D点的场强比C点的场强大.A符合题意.
B.由题意可知场源电荷为负电荷，D点离电荷较近，所以D点的电势比C点的电势低.B不符合题意.
C.
带正电的试探电荷从A点沿直线AB移动到B点，电场力先做正功后做负功，所以电荷的电势能先减小后增大.C不符合题意.
D.
带负电的试探电荷从B点沿BCD移动到D点过程中，一直受到电场力的排斥作用，所以电场力一直做负功.D符合题意.
故答案为：AD
【分析】利用点电荷的场强公式可以比较场强的大小，利用试探电荷的运动可以判别场源电荷的电性进而比较电势的高低；利用电场力做功可以判别电势能的变化。
19.【答案】
B,D
【解答】解：粒子刚好能达到N金属板时，根据动能定理得，﹣qU=0﹣
，现在使带电粒子能到达MN板间距的
处返回，则电场力做功等于﹣
．
A、当初速度
，U不变，则有带电粒子动能的变化
，故A错误；
B、电压提高到原来的2倍，则带电粒子运动到MN板中点时电场力做功
，与粒子动能变化相等，故B正确；
C、电压提高到原来的4倍，则带电粒子运动到MN板中点时电场力做功W=
，与粒子动能的变化不等，故C错误；
D、初速度减为原来的
，则带电粒子动能变化减为原来的
，MN板间电压减为原来的
，则运动到MN板间中点电场力做功为原来的
，故D正确．
故选BD
【分析】由题意知粒子射入电场后，电场力做负功，动能减小，根据动能定理列出方程．要使粒子刚好达到两板间距离的一半处，根据匀强电场沿电场线方向两点间电势差与距离成正比，再运用数学知识进行讨论，选择题意的选项．
20.【答案】
B,C,D
【解答】解：当电位器的触头向b端滑动时，电路的总电阻增大，干路电流减小，所以内电压减小，路段电压增大，电阻
两端的电压变大，流过
的电流增大，电流表的示数增大，通过L1的电流变小，所以灯L1指示灯变暗，
两端的电压减小，并联电路两端的电压增大，通过
的电流增大，
指示灯变亮，电容器两端的电压等于并联电路两端的电压，根据Q=CU得电容器C的带电量增大．故BCD正确，A错误；
故选：BCD．
【分析】首先知道电位器的原理，再据闭合电路的欧姆定律判断干路电流、支路电流和电压间的关系，从而判断两灯的变化情况，根据Q=CU判断电容器带电量的变化．
三、实验探究题
21.【答案】
（1）小；大
（2）大；小
（3）小；大
（4）控制变量法
【解答】(1)把B板向右移，板间距减小，根据
，电容变大，由于Q一定，根据
，电压U减小，故静电计指针偏角变小；(2)把B板向下移，正对面积减小，根据
，电容变小，由于Q一定，根据
，电压U增大，故静电计指针偏角变大；(3)
把AB板间插入一块电介质，根据
，电容变大，由于Q一定，根据
，电压U减小，故静电计指针偏角变小；(4)
这一探究过程应用的物理学研究方法是控制变量法；
【分析】（1）利用半径距离变化可以判别电容的变化；利用电荷量不变，电容变化可以判别电压及偏角的变化；
（2）利用板间正对面积的变化可以判别电容的变化；利用电荷量不变，电容变化可以判别电压及偏角的变化；
（3）利用电介质常数的变化可以判别电容的变化；利用电荷量不变，电容变化可以判别电压及偏角的变化；
（4）所使用的方法是控制变量法。
四、综合题
22.【答案】
（1）解：沿着电场方向的位移为d=2×10﹣2cos60°m=1×10﹣2m
E=
=200V/m
沿着电场线方向电势降低，所以电场线的方向：沿直线由下而上
答：匀强电场的场强为200
V/m，方向方向沿直线由下而上
（2）解：由题意可知，静电力做了2.0×10﹣6
J的功．有：WAB=2×10﹣6J
根据UAB=
得：UAB=﹣2V
答：A、B两点间的电势差为﹣2
V．
【分析】（1）结合图像画出线段AB沿电场线方向的分量及大小，电场力做正功，说明移动方向就是电场力的方向，大小利用功除以电荷量和位移。
（2）利用公式U=Eq求解电势差，正负根据第一问求得的电场方向来判断。
23.【答案】
（1）
与
之间为匀强电场的电场强度为：
U=Ed得：U=1600V
答：求杆上x4到x8两点间的电势差大小U为1600V；
（2）a、加速运动过程中，经过
处场强最大，为：
由牛顿第二定律有：
得：
b、设
与
之间的电势差为
，由动能定理有：
得：
设
与
之间的电势差为
：
设向左运动的最远处距
处的距离为x′，电场强度大小为
带电小球由位置
处到最远处的过程：根据动能定理：
,
得：x′=0.08m=8cm所以
答：a．加速运动过程中的最大加速度
为0.6
；
向左运动的最大距离
为0.48m；
（3）如图：
设距
处左侧距离为x处的电场强度大小为
，小球在距
处左侧距离为x处所受电场力大小为F：
由图可知：
（K为常量）所以：F=qKx小球在
处左侧所受电场力方向总指向
（向右）小球在
处左侧相对于
处的位移总背离
（向左）
综上可知：电场力F的大小与x成正比，方向与x方向相反．小球向左的运动是简谐运动的一部分，振动周期与振幅无关，小球从
处向左运动再返回的时间是简谐运动的半个周，因此以4v为初速度的时间仍为
答：小球在x2处以初速度4v0向左运动，再返回到x2处所用的时间仍为
【分析】（1）根据U=Ed即可解；（2）a、场强最大处电场力最大，加速度最大，根据牛顿第二定律即可求解最大加速度；b、先由动能定理求出
与
之间的电势差，再根据动能定理求出向左运动的最远处距
.
处的距离为x′，即可求出向左运动的最大距离；（3）分析小球的受力及运动符合简谐运动的特点，运用简谐运动的规律求出时间；

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