2021屆新高考物理二輪微專題復(fù)習(xí)限時強化練

電場

一、選擇題

1、如圖所示，物點固定一負電荷，/V點固定一正電荷，兩者所帶的電

荷量相等、相距為乙以力點為圓心、（為半徑畫圓，a、b、c、d是

圓周上的四點，其中a、6兩點在直線仞V上，c、d兩點的連線過"

點，且垂直于MN,一帶正電的試探電荷沿圓周移動.下列說法正確

的是（）

A.該試探電荷在力點所受的電場力最大

B.該試探電荷在a、5兩點所受電場力的方向相同

C.該試探電荷在8點的電勢能最大

D.該試探電荷在c、d兩點所受的電場力相同

2、真空中某點電荷的等勢面示意如圖所示，圖中相鄰等勢面間電勢

差相等.下列說法正確的是（）

A.該點電荷一定為正電荷

B.尸點的場強一定比0點的場強大

C.夕點電勢一定比0點電勢低

D.正檢驗電荷在尸點比在0點的電勢能大

3.（多選）兩個等量同種正點電荷固定于光滑絕緣水平面上，其連線

中垂線上有4、B、C三點，如圖甲所示.一個電荷量為2X107&

質(zhì)量為0.1kg的小物塊（可視為質(zhì)點）從。點靜止釋放，其在水平面

內(nèi)運動的。一方圖像如圖乙所示，其中方點處為整條圖線切線斜率最

大的位置（圖中標出了該切線）.則下列說法正確的是（）

A.由。到A的過程中物塊的電勢能逐漸減小

B.B、力兩點間的電勢差%=5V

C.由。點到4點電勢逐漸降低

D.〃點為中垂線上電場強度最大的點，場強為100N/C

4、（多選）一個帶正電的點電荷，置于一接地的導(dǎo)體球附近，形成如

圖所示的電場線分布，下列說法正確的是（）

A.a點的電勢低于6點的電勢

B.。點的電場強度大于d點的電場強度

C.將一正試探電荷從e點沿虛線移動到廣點電場力做正功

D.導(dǎo)體球內(nèi)部電勢為零

5、（多選）靜電場中，一帶電粒子僅在電場力的作用下自"點由靜止

開始運動，N為粒子運動軌跡上的另外一點，則（）

A.運動過程中，粒子的速度大小可能先增大后減小

B.在欣N兩點間，粒子的軌跡一定與某條電場線重合

C.粒子在必點的電勢能不低于其在N點的電勢能

D.粒子在4點所受電場力的方向一定與粒子軌跡在該點的切線平行

6、如圖所示，三個固定的帶電小球a、6和c,相互間的距離分別為

ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm.小球c所受庫侖力的合力的方向平

行于a、6的連線.設(shè)小球&、。所帶電荷量的比值的絕對值為A,則

A.a、b的電荷同號，k=—

B.a、6的電荷異號，k=w

J

64

C.a、6的電荷同號，k=~

乙I

64

D.a、6的電荷異號，k=—

乙（

7、（多選）如圖所示，在x軸上的區(qū)N兩點分別固定電荷量為s和

3的點電荷，x軸上欣〃之間各點對應(yīng)的電勢如圖中曲線所示，P點、

為曲線最低點，0點位于陽之間，/四間距離大于QV間距離.以下說

法中正確的是（）

OMPQNX

A.s大于3，且S和3是同種電荷

B."點的左側(cè)不存在與。點場強相同的點

C.尸點的電場強度最大

D."點的左側(cè)一定有與夕點電勢相同的點

8.如圖所示，A.B、。是光滑絕緣斜面上的三個點，0是一帶正電的

固定點電荷，。、〃連線垂直于斜面，。、力連線與。、。連線長度相等,

帶正電的小物塊從力點以初速度。沿斜面向下運動.下列說法正確的

是（）

A.小物塊在〃點電勢能最小

B.小物塊在。點的速度也為。

C.小物塊在4、。兩點的機械能相等

D.小物塊從/點運動到。點的過程中，一定先減速后加速

9.（多選）傳感器是智能社會的基礎(chǔ)元件.如圖為電容式位移傳感器

△C

的示意圖，觀測電容。的變化即可知道物體位移x的變化，丁表征

△x

該傳感器的靈敏度.電容器極板和電介質(zhì)板長度均為￡,測量范圍為

—.下列說法正確的是（）

A.電容器的電容變大，物體向一x方向運動

B.電容器的電容變大，物體向+x方向運動

C.電介質(zhì)的介電常數(shù)越大，傳感器靈敏度越高

D.電容器的板間電壓越大，傳感器靈敏度越高

10、（多選）如圖所示，y軸上固定有兩個電荷量相等的帶正電的點電

荷，且關(guān)于坐標原點。對稱.某同學(xué)利用電場的疊加原理分析在兩電

荷連線的中垂線（X軸）上必定有兩個場強最強的點兒力,該同學(xué)在

得到老師的肯定后又在此基礎(chǔ)上作了下面的推論，你認為其中正確的

是（）

A.若兩個點電荷的位置不變，但電荷量加倍，則x軸上場強最大的

點仍然在4、A'兩位置

B.如圖（1）,若保持兩個點電荷的距離不變、并繞原點。旋轉(zhuǎn)90。

后對稱地固定在z軸上，則x軸上場強最大的點仍然在4A,兩位

置

C.如圖（2）,若在yOz平面內(nèi)固定一個均勻帶正電圓環(huán)，圓環(huán)的圓心

在原點0.直徑與⑴圖兩點電荷距離相等，則x軸上場強最大的點仍

然在從A'兩位置

D.如圖（3）,若在yOz平面內(nèi)固定一個均勻帶正電薄圓板，圓板的圓

心在原點0,直徑與⑴圖兩點電荷距離相等，則x軸上場強最大的

點仍然在"A,兩位置

11.（多選）如圖所示，虛線人B、。表示某固定點電荷電場中的三個

等勢面，相鄰兩等勢面間的距離相等，實直線表示電場中的三條沒標

明方向的電場線，a、b是一帶正電粒子只在電場力作用下運動軌跡

上的兩點.貝1）（）

A.粒子經(jīng)過a點的加速度大于經(jīng)過b點的加速度

B.45間的電勢差大小小于a1間的電勢差大小

C.場源電荷是負電荷

D.帶正電荷的粒子在b點的電勢能大于在a點的電勢能

12.（多選）如圖所示，四個帶電荷量絕對值相等的點電荷分別固定在

豎直平面內(nèi)某一正方形的四個頂點上，爾B、C、D四個點分別為對

應(yīng)的四條邊的中點，現(xiàn)有某一帶正電的試探電荷在四個電荷產(chǎn)生的電

場中運動，下列說法正確的是（）

A.試探電荷在〃點的電勢能小于在力點的電勢能

B.試探電荷在〃點的電勢能小于在。點的電勢能

C.試探電荷僅在電場力作用下從4點沿力。運動到。點，其加速度逐

漸增大

D.直線劭所在的水平面一定為一等勢面

13.一帶負電的微粒只在電場力作用下沿x軸正方向運動，其電勢能

隨位移x變化的關(guān)系如圖13所示，其中0?乂段是曲線，為?場段是

平行于x軸的直線，至?步段是傾斜直線，則下列說法正確的是（）

A.0?為段電勢逐漸升高

B.。?x段微粒的加速度逐漸減小

C.蒞?濟段電場強度減小

D.劉處的電勢比用處的電勢高

14.（多選）如圖所示，帶電荷量為。的正點電荷固定在傾角為30°的

光滑絕緣斜面底端。點，斜面上有4B、D三點,力和。相距為乙B

為的中點，〃為4夕的中點.現(xiàn)將一帶電小球從/點由靜止釋放，

當帶電小球運動到〃點時速度恰好為零.已知重力加速度為g,帶電

小球在/點處的加速度大小為今靜電力常量為〃.貝h）

A.小球從4到方的過程中，速度最大的位置在之間

B.小球運動到8點時的加速度大小為1r

C.加之間的電勢差幅大于力之間的電勢差為/

D.4吐間的電勢差%=半

J—/

15、如圖所示，長為8成間距為d的平行金屬板水平放置，。點

有一粒子源，能持續(xù)水平向右發(fā)射初速度為％,電荷量為+/質(zhì)量

為勿的粒子。在兩板間存在如圖2所示的交變電場，取豎直向下為正

方向，不計粒子重力，粒子撞擊金屬板時會被吸附靜止。以下判斷正

確的是（）

粒子在電場中運動的最短時間為必

射出粒子的最大動能為I/謚

力守時刻進入的粒子，從。點射出

Q有時刻進入的粒子，從。點射出

、非選擇題

16、如圖，x軸上，有一長為￡的絕緣細線連接均帶負電的兩個

小球4、B,兩球質(zhì)量均為力，〃球帶電荷量大小為q,力球距。點的

距離為幾空間有一豎直向下沿x軸方向的靜電場，電場的場強大小

按Q笠x分布(x是軸上某點到。點的距離)。兩球現(xiàn)處于靜止狀態(tài)，

不計兩球之間的靜電力作用，重力加速度為g。

OT-:—

/XCZ>-->—

L

H上一

jx

(1)求4球所帶的電荷量大小G；

(2)剪斷細線后，求〃球下落速度達到最大時，〃球與。點的距離

&);

(3)剪斷細線后，求8球下落的最大高度抗

17、水平面上有一個豎直放置的部分圓弧軌道，4為軌道的最低點，

半徑刃豎直，圓心角力小為60°,半徑7?=0.8m,空間有豎直向下

的勻強電場，場強E=lX10'N/Co一個質(zhì)量勿=2kg、電荷量為q

=-1義10一3c的帶電小球，從軌道左側(cè)與圓心。同一高度的。點水

平拋出，恰好從夕點沿切線進入圓弧軌道，到達最低點/時對軌道的

壓力A=32.5No不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2,求:

(1)小球拋出時的初速度近的大??；

(2)小球從〃到/的過程中克服摩擦所做的功憶

18、一帶正電小球通過絕緣細線懸掛于場強大小為￡的水平勻強電場

中，靜止時細線與豎直方向的夾角。=45。，如圖所示。以小球靜

止位置為坐標原點。，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標系才分，其中x軸

水平?，F(xiàn)剪斷細線，經(jīng)0.1s,電場突然反向，場強大小不變；再經(jīng)

0.1s,電場突然變?yōu)榱硪粍驈婋妶?，場強大小為?且這0.1s后

小球速度為零。已知小球質(zhì)量加=1.0*10-2kg,電荷量0=1.0X10

tC,g取10m/s2,空氣阻力不計。求：

(1)￡和出

⑵細線剪斷0.3s末小球的位置坐標。

答案與解析

1、答案:C

解析：在a、b、c、d四點+0對帶正電的試探電荷產(chǎn)生的電場強度

大小相同，方向背離圓心，在a、b、c、d四點一0對帶正電的試探

電荷產(chǎn)生的電場強度在與一0連線上，指向一0,根據(jù)電場強度的疊

加，6點處的合電場強度最小，根據(jù)尸=圜，則所受的電場力最小，A

錯誤；根據(jù)電場的疊加，a點的電場強度方向向左，根據(jù)￡=記，+

r

0在5點的場強大于一。在。點的場強，b點合電場強度方向向右，

正試探電荷在a、8兩點所受電場力的方向相反，B錯誤；a、b、c、

d四點在以點電荷+0為圓心的圓上，由+0產(chǎn)生的電場在a、b、c、

d四點的電勢是相等的，所以a、b、c、d四點各自的總電勢可以通

過一0產(chǎn)生的電場的電勢確定，根據(jù)沿電場線方向電勢降低可知，b

點的電勢最高，。、d兩點電勢相等，a點電勢最低，根據(jù)耳=°0,

則正試探電荷在6點的電勢能最大，C正確；根據(jù)電場的疊加，c、d

兩點的合電場強度大小相同、方向不相同，正試探電荷在c、d兩點

所受的電場力不相同，D錯誤.

2、答案：B

解析：該點電荷可能為正電荷，也可能為負電荷，故A錯誤；由于尸

點等勢面比0點等勢面密，故P點電場線比0點電場線密，夕點的場

強一定比0點的場強大，故B正確；由于該點電荷電性未知，電場方

向不確定，只。點的電勢高低不確定，正檢驗電荷在只0點的電勢

能無法比較，故C、D錯誤.

3.答案：ACD

解析：由“一方圖像可知，由。到/的過程中，物塊的速度一直增大,

電場力對物塊做正功，電勢能一直減小，故A正確；由y一方圖像可

知，A.B兩點的速度分別為%=6m/s,s=4m/s,再根據(jù)動能定

理得qU-=^mvB—=7XO.1X(42—6")J=-1J,解得：Ui=一

AB乙乙乙Af

500V,故a=500V,B錯誤；兩個等量同種正點電荷連線中垂線上

電場強度方向由。點沿中垂線指向外側(cè)，故由。點到力點的過程中電

4

勢逐漸降低，故C正確;小物塊在6點的加速度最大，為Nm/s2

=2m/s2,所受的電場力最大為凡=蛆=0.1義2N=0.2N,則場強

F02

最大值為名N/C=100N/C,故D正確.

qzX10

4、答案：AD

解析：根據(jù)沿電場線方向電勢降低可知，a點的電勢低于5點的電勢，

故A正確；根據(jù)電場線密的地方電場強度大，電場線疏的地方電場強

度小，知c點的場強小于d點的場強，故B錯誤；將一正試探電荷從

e點沿虛線移動到f點，由于導(dǎo)體球處于靜電平衡狀態(tài)，整個導(dǎo)體球

是一個等勢體，所以e、F兩點的電勢相等，則電場力做功為零，故

C錯誤；導(dǎo)體球處于靜電平衡狀態(tài)，整個導(dǎo)體球是一個等勢體，其內(nèi)

部電勢與地面電勢相等，為零，故D正確.

5、答案:AC

解析：在兩個同種點電荷的電場中，一帶同種電荷的粒子在兩電荷的

連線上自"點（非兩點電荷連線的中點）由靜止開始運動，粒子的速度

先增大后減小，選項A正確；帶電粒子僅在電場力作用下運動，若運

動到"點的動能為零，則帶電粒子在M必兩點的電勢能相等；僅在

電場力作用下運動，帶電粒子的動能和電勢能之和保持不變，可知若

粒子運動到4點時動能不為零，則粒子在N點的電勢能小于其在"點

的電勢能，故粒子在"點的電勢能不低于其在N點的電勢能，選項C

正確；若靜電場的電場線不是直線，帶電粒子僅在電場力作用下的運

動軌跡不會與電場線重合，選項B錯誤；若粒子運動軌跡為曲線，根

據(jù)粒子做曲線運動的條件，可知粒子在力點所受電場力的方向一定不

與粒子軌跡在該點的切線平行，選項D錯誤.

6、答案：D

解析：由于小球。所受庫侖力的合力的方向平行于a、。的連線，根

據(jù)受力分析知，

a、b的電荷異號.

根據(jù)庫侖定律，a對。的庫侖力為

4a

Fa=k，2(D

ac

6對c的庫侖力為

Qi,Qc

Fb=k6

be

設(shè)合力向左，如圖所示，根據(jù)相似三角形得

3L

聯(lián)立①②③式得仁身=?=藥故選D.

1、答案：AD

解析：0—x圖線的切線斜率表示電場強度，分點切線斜率為零，則

產(chǎn)點的電場強度為零，即兩電荷在尸點的合場強為零，尸點距離S較

遠，根據(jù)點電荷的場強公式知，S的電荷量大于3的電荷量，從"到

"電勢先降低后升高，因為沿電場線方向電勢逐漸降低，知S和3

一定是同種電荷，且都為正電荷，A正確，C錯誤；"點的左側(cè)場強

向左由正無窮降到零，0點的場強也向左，所以"點的左側(cè)肯定存在

一點與0點場強相同，B錯誤；必點處是點電荷，電場線的方向由電

荷往外，因為等勢面和電場線垂直，所以，在S周圍肯定能畫出和產(chǎn)

點電勢相同的等勢面，即"點的左側(cè)一定有與〃點電勢相同的點，D

正確.

8.答案：C

解析：小物塊帶正電，小物塊在月點電勢能最大，選項A錯誤；小物

塊在從。兩點的電勢能相等，則小物塊在爾。兩點的機械能相等，

小物塊在4點重力勢能大，所以在。點速度大于入選項B錯誤，C

正確；小物塊從4點運動到。點的過程中，可能先減速后加速，也可

能一直加速，選項D錯誤.

9.答案：AC

解析：根據(jù)電容公式可知，電容器的電容變大，兩板間電

kd

介質(zhì)增多，物體向一x方向運動，故A正確，B錯誤；電介質(zhì)的介電

常數(shù)越大，當物體沿左右方向運動，移動相同距離時，電容的變化量

變大，傳感器的靈敏度越高，故C正確；電容器的電容和板間電壓無

關(guān)，電容器的板間電壓變大，物體沿左右方向移動相同距離時，電容

的變化量不變，即傳感器的靈敏度不變，故D錯誤.

10、答案：ABC

解析：可以將每個點電荷(2Q)看作放在同一位置的兩個相同的點電荷

(q),既然上下兩個點電荷㈤的電場在x軸上場強最大的點仍然在A.

A1兩位置，兩組點電荷疊加起來的合電場在x軸上場強最大的點當

然還是在A.A'兩位置，選項A正確；由對稱性可知，保持兩個點

電荷的距離不變、并繞原點。旋轉(zhuǎn)90°后對稱地固定在z軸上，則x

軸上場強最大的點仍然在/、A'兩位置，選項B正確；由A、B可知,

在y0z平面內(nèi)將兩點電荷繞。點旋轉(zhuǎn)到任意位置，或者將兩點電荷電

荷量任意增加同等倍數(shù)，在x軸上場強最大的點都在爾，兩位置,

那么把帶電圓環(huán)等分成一些小段，則關(guān)于。點對稱的任意兩小段的合

電場在x軸上場強最大的點仍然在/、A'兩位置，所有這些小段對

稱疊加的結(jié)果，合電場在x軸上場強最大的點當然還在4A'兩位

置，選項C正確；如同C選項，將薄圓板相對。點對稱的分割成一些

小塊，除了最外一圈上關(guān)于。點對稱的小段間距還是和原來一樣外，

靠內(nèi)的對稱小塊間距都小于原來的值，這些對稱小塊的合電場在x軸

上場強最大的點就不在"A'兩位置，則整個圓板的合電場在x軸

上場強最大的點當然也就不在"A'兩位置，選項D錯誤.

11.答案：ACD

解析：點電荷形成的電場中，離點電荷越近場強越大，粒子加速度越

大，選項A正確；4、方間的電勢差大小大于反。間的電勢差大小，

選項B錯誤；根據(jù)運動軌跡可知帶正電的粒子受到場源電荷的庫侖力

是引力，所以場源電荷是負電荷，選項C正確；6點電勢高于a點電

勢，故帶正電荷的粒子在。點的電勢能大于在a點的電勢能，選項D

正確.

12.答案：AD

解析：因為從〃兩點距左下和右上的電荷距離相等，所以試探電荷

由/運動到〃左下和右上的電荷對試探電荷做功為零，左上和右下

的電荷對試探電荷做正功，所以試探電荷的電勢能減小，故A正確；

同理〃點和C點到左上和右下的電荷距離相等，所以試探電荷從〃到

。的過程中，左上和右下的電荷對試探電荷做功為零，左下和右上的

電荷對試探電荷做正功，電勢能減小，故B錯誤；由場強疊加原理可

知，A,。兩點的場強相同，故試探電荷在這兩點的加速度也相同，

所以試探電荷僅在電場力作用下從4點沿力。運動到。點，加速度并

不是一直增大，故C錯誤；氏〃所在的水平面上任意一點的場強方

向均豎直向下，故在這個水平面內(nèi)移動電荷時，電場力不做功，所以

此面一定為等勢面，故D正確.

13.答案:B

14.答案：BC

解析：由題意可知，小球帶正電，在4點時有儂sin30°一噌=呵

=；儂，設(shè)平衡位置距離。點為笳則儂sin30°=型,解得才=平

4XLt

L,則速度最大的位置在劭之間，選項A錯誤；在夕位置時有人等"

2

一儂sin30°=maB,解得辦=專,方向沿斜面向上，選項B正確；根

據(jù)點電荷周圍的電場分布可知，劭之間的場強大于力之間的場強，

根據(jù)〃=加可知，物之間的電勢差詼大于力之間的電勢差UDA,選

項C正確；從A到方由動能定理得mg?|sin30°+〃悶=0,解得UAB

=-?選項D錯誤.

15、答案：AD

2

解析：由圖可知場強大小Q券則粒子在電場中的加速度大小

則粒子在電場中運動的最短時間滿足篇，解得%.

m乙dz2

=理網(wǎng)，A正確；能從板間射出的粒子在板間運動的時間均為t=

VQVO

―,由圖象知任意時刻射入的粒子射出電場時沿電場方向的速度均為

%

0,可知射出電場時的動能均為看此B錯誤；力="時刻進入的粒子，

在《?2,時間內(nèi)，在電場力作用下向下運動，由于電場力作用時間;

￡VQVQZVO

>W,所以粒子會撞擊在金屬板上，不會從。點射出，故C錯誤；

Vo

1=加時刻進入的粒子，在沿電場方向的運動是：先向上加速，后向

vQ4

上減速a速度到零；然后繼續(xù)向下加速彳，再向下減速］速度到零

如此反復(fù)，則最后從。點射出時沿電場方向的位移為零，粒子將從。

點射出，D正確。

16、答案：(l)6q(2)4￡(3)4Z

解析：(1)將爾夕兩球看成一個整體，兩球處于靜止狀態(tài)，則重

?,,mgmg

力等于電場力，有2儂一勿1丁/一訂7?2￡=0,解得:Z=6q。

(2)當〃球下落速度達到最大時，重力與電場力大小相等，即儂

=q4qLXQ，解得：吊=4￡。

(3)當〃球速度為。時，其下落高度最大。運動過程中，場強隨

下落高度線性變化，則全過程平均場強

詈?2L+詈L+h

—4qL4qL

E=2，

所以由動能定理得：mgh—Eq?h=0

解得:h=4L。

17、答案：⑴m/s(2)1J

oo

解析：(1)小球拋出后從。到8過程中受重力和豎直向上的電場

力,做類平拋運動，則：mg—\q\E=ma,

解得：小球的加速度大小

mg~\q\E2X10-lX10-3X104

a=--------=-----------------in/zs2=5m/zs2

m/0

。與8的高度差力=/fcos60°=0.4m,

設(shè)小球到少點時豎直分速度大小為％,則/=2ah,

解得:Vy—2,m/so

小球在夕點時，速度方向與水平方向夾角為60°,則tan60。=

解得：％=羋m/so

O

(2)在9點時，sin60°=—,則幺=生出m/s。

VB3

小球在4點時，由牛頓第三定律可知，軌道對小球的支持力大小

&=?,

2

則由牛頓第二定律得：&+|q\E—mg=解得：匕=3m/s。

小球從夕到4的過程，由動能定理得：

5g-I