(2010-2020)高考全国1卷物理试题分类解析——专题08电场(解析版)

1、11年高考（2010-2020年）全国1卷物理试题分类解析（解析版）第8章电场、选择题1. （2010年）17.静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器。某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线 ab为该收尘板的横截面。工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上。若用粗黑曲线表示原来静止于 P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列 4幅图中可能正确的是（忽略重力和空气阻力）【解析】粉尘的受力方向应该沿P点所在的电场线的切线方向，所以，从静止开始运动，应沿 P点所在的电场线的切线方向，所以只有A正确。本题考查电场和运动综合知识。2.

2、 （2012年）20.一带负电荷的质点，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）【解析】带点质点在电场力作用下做曲线运动，电场力方向沿电场强度的反方向，又要指向指向曲线的凹测（相当于圆的圆心），又由于速率递减，合力方向与速度方向（轨道切线）的夹角要大于900。只有D选项所示符合条件。选项 D对。【答案】D。3. （2013年）15.如图，一半径为 R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为 R在a点处有一电荷量为 q

3、（q>0） 的固定点电荷。已知 b点处的场强为零，则 d点处场强的大小为（k为静电力常量）庆过七A.至B .市忙（Q+q） 产+C.炉D .9炉【解析】由于b点场强为零，因此，圆盘在 b点的场强方向向左，圆盘带正电，其场强大小等于点电E =近E =妇工荷q在b点的场强火。由对称性可知，圆盘在 d点的场强大小为正,方向向右，而点电荷皂-> q -k q阡_册寸+:一1的q在d点的场强大小为 率广西方向向右。因此，d点的场强为“史9央选项ACD昔误B正确。【答案】B【点评】本题考查点电荷电场场强公式、电场强度的叠加。较容易。4. （2013年）16. 一水平放置的平行板电容器的两极板间

4、距为d,极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔（小孔对电场的影响可忽略不计）。小孔正上方d_2处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处（未与极板接触）返回。若将下极板向上平移开始下落的相同粒子将A.打到下极板上B.在下极板处返回d_3 ,则从P点-dC.在距上极板 之处返回 D .在距上极板5 处返回【解析】两次粒子进入场区的初速度相同，设为v。，则O两次两板间的电势差不变,13设为U。下极板未上移时，板间场强为d ,粒子减速运动的加速度大小为祖-修目% ,=相；对粒子在3Ug月一掰g22 /y j£t2 = % = 2 rS-O-电场间的运动

5、有吗=”也；下极板上移后，”"，加 ，吃二匕/。解得： 5选项ABC错误D正确。网g（ + d） _ qlf = 0 冷tg（ + s）-q rfc = 0【另解】对粒子的两次运动，分别运用动能定理有之，22d 。解s - - d得:3 。【答案】D【点评】本题考查匀强电场中场强与电势差的关系、牛顿第二定律和匀变速直线运动规律，或动能定理。中等难度。5. （2014年）21.如图，在正点电荷 Q的电场中有 M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点,F为MN的中点， M=30°, M、N、P、F四点的电势分别用F表示。已知 m = N，P= F，点电荷Q在M、N、

6、P三点所在的平面内,则（）A.点电荷Q 一定在MP的连线上B.连接PF的线段一定在同一等势面上C.将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功【解析】已知M = N , P= F,点电荷Q在M、N、P三点所在的平面内， 所以点电荷Q在MN的中垂线上,也在PF的中垂线上，即中 MN和PF两条线段的中垂线的交点上，如下图，点电荷Q一定在MP的连线上,A正确;以Q为圆心，以QP为半径的圆才是等势面（线），所以B错误;P点搬运到N点，电场力做正功,因QP<QM, Q为正电荷，所以 p n （ m ）,所以将正试探电荷从错误；并且D正确。【答案】21. （ AD ）6. （2015年）15.如图，直

7、线 a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为m、 N、 P、 Q。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所a b做的负功相等。则：；一 一cA.直线a位于某一等势面内，m > QM ： Q；t，_ -1!B.直线c位于某一等势面内，M > N甘-一- *-一- dNr P 'IC.若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点，电场力做负功【解析】根据一电子由 M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，知直线d位于某一等势面内，所以直线c位于某一等势面内（c与d平行），并且c等势线电势

8、高于d等势线电势，即M > N若电子由M点运动到Q点，电场力不做功。若电子由P点运动到Q点，电场力做正功。【答案】15 . B7. （2016年）14.一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上，若将云母介质移出，则电容器A.极板上的电荷量变大，极板间的电场强度变大B.极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大C.极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变D.极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变【解析】根据平行板电容器的电容公式,得电容减小，又 Q cU , U不变，所以极板上的电荷4 kd量Q变小。根据E U得极板间的电场强度 E不变，所以本题选Dod【答案】D【点评】本

9、题考查电容器的电容和电场强度与电压的关系，难度：容易8. （2016年）20.如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直平面（纸面）内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知A.Q点的电势比P点高B.油滴在Q点的动能比它在P点的大C.油滴在Q点的电势能比它在 P点的大D.油滴在Q点的加速度大小比它在 P点的小【解析】在P点，带负电荷的油滴受电场力必向上，所以电场强度向下，沿电场线电势降落，所以Q点的电势比P点高，A正确；根据Ep q ,因为 q p,而q为负，所以Epq Epp,油滴在Q点的电势能 比它在P点的小，C错误。因为电场力大于重力，所以从 P到Q,合力做

10、正功，所以油滴在 Q点的动能比它 在P点的大，B正确；因为在匀强电场中并且重力不变，所以油滴在Q点的加速度大小与它在 P点的相等，D错误。【答案】AB【点评】本题考查电势、电势能和动能及加速度，难度：中等9. （2017年）20.在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离 r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别 Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电 势 a已在图中用坐标（ra,a）标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是A

11、.Ea： E)=4:1B.Ec： Ed=2:1C.Wab：Wbc=3：1D.Wbc：Wcd=1:3【解析】根据E错误。【答案】AC421-3及图中数据，得A正确 r10. （2018年）16.如图，三个固定的带电小球a、:（乃 例）46 rimB错误；根据 Wabq（ ab）及图中数据得C正确Db和c,相互间的距离分别为ab=5 cm, bc=3 cm, ca=4cm。小球c所受库仑力的合力的方向平衡于a、b的连线。设小球 a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则A.a、b的电荷同号，kC.a、b的电荷同号，k16kB. a、b的电荷异号,1696427D. a、b的电荷异号,96427画出c的

12、受力图如下两种情况:从力的方向可以判断:a、b的电荷异号。设小c所带电荷量的绝对值为 qc,设小球b所带电荷量的绝对值为q,则小球a所带电荷量的绝对值为kq,根据库仑定律F kQq-（此式中的k为静电力恒量，与题设 k不同）有 9 ,有根据力三角r2Fbc16Fac 464形与边三角形相似，有-不，解得k D正确。 Fbc 327【答案】16. D11. （2018年）21.图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面 b上的电势 为2 V。一电子经过 a时的动能为10 eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV。下列说法正确的是ci b c d fA.平面c

13、上的电势为零B.该电子可能到达不了平面 fC.该电子经过平面 d时，其电势能为4 eVD.该电子经过平面 b时的速率是经过 d时的2倍【解析】设相邻两条等势线之间的电势差为U。，根据从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV,W e 3U0 6eV，所以U 0 2 V并且电势从a向f逐渐降低。已知平面 b上的电势为2 V,所以平面c上的电势为零，A正确；因为从a到f,电势降低4U0 8V ,所以电势能增大8eV,动能减少8eV ,可能到达f；但如果在f,所以B正确。时速度方向在a平面内，加速度方向向左，就可能到达不了平面电势4V电子电势能eV2V-2 eVOVOeV-2V2 eVTV4eV从

14、上图可以看出，该电子经过平面d时，其电势能为2eV,C错误;该电子经过平面b时的动能是经过d时的2倍，所以速率是22倍。【答案】21. AB12. （2018 年全国 2 卷）21 .如图，同平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中,平行，M为a、c连线的中点,N为b、d连线的中点。一电荷量为 q (q>0)的粒子从电场方向与此平面a点移动到b点，其电势能减小W1：若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小 W2,下列说法正确的是clA.此匀强电场的场强方向定与a、b两点连线平行B.若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为W W2C.若c、d之间的距离为L,则该电场的场强大小一定为W2q

15、L,我们做功的大小可MN Ma' Nb',D.若W1=W2,则a、M两点之间的电势差一定等于 b、N两点之间的电势差因为电势能的减少等于电场力做功，又根据W qU及U Ed得W qEd以转换为距离的大小来研究。设过 MN 的直线为电场线，如下图a'b'1c'd' MN Mc' Nd',因为 Ma' ' Mc', Nb' Nd',解得 MN (a'b' c'd'),所以，若该粒子从 M 2点移动到N点，则电场力做功一定为2, B正确。电场线是其他直线时，方法类似

16、。13. 2019全国1卷15.如图，空间存在一方向水平向右的匀强磁场，两个带电小球可口 Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则A. P和Q都带正电荷B.四口 QO带负电荷C. P带正电荷，Q带负电荷D. P带负电荷，Q带正电荷【答案】15. D【解析】当P带负电荷，Q带正电荷，P受Q库仑力向右，受电场力向左，方向相反；Q受P库仑力向左，受电场力向右，方向相反；可以平衡。同样方法判断，其他不可以平衡。二、计算题31.(2014年)25. (20分)如图，O、A、B为同一竖直平面内的二个点，OB沿竖直万向，BOA =60 , OB=OA。2将一质量为 m的小球以一定的

17、初动能自 。点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过A点。使此小球带电，电荷量为q (q>0),同时加一匀强电场，场强方向与 OAB所在平面平行。现从 。点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了A点，到达A点时的动能是初动能的 3倍；若该小球从 。点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过B点，且到达B点的动能为初动能的 6倍，重力加速度大小为g。(2)电场强度的大小和方向。【解析】设小球的初速度为求:(1)无电场时，小球到达 A点时的动能与初动能的比值;0 ,初动能为Ek0 ,从O点运动到A点的时间为t,令OA=d,3 一12 一则OB= d,根据平抛运动的规律有dsin6

18、0 方t O dcos60 ,gt 2)22123又有Ek0= 一mvo3)由侬式得Ek0=-mgd285)由标得-EKA=- 6)Eko 31设小球到达A点时的动能为 Eka,则Eka= Ek0+ mgd2(2)电场强度的大小和方向。解：加电场后，小球从 O点到A点和B点，高度分别降低了g和3d,设电势能分别减小£办和e 2212由能重寸恒及 仅得 Epa=3 Ek0- Ek0-mgd =Eko233 一 LE pB =6 Ek0 - Ek0 - 2 mgd一 Ek0在匀强电场中，沿任一直线，电势的降落是均匀的。设直线点等电势,M与O点的距离为x,如图，则有3 .d2EpAEpB9

19、OB上的M解得x=d,何关系可得=30°即电场方向与竖直向下的方向的夹角为30°。设场强的大小为 E,有qEdcos30° = EPA W由 47TM 得E=2L3mg126q2. (2017年)25. (20分)真空中存在电场强度大小为Ei的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖直向上做MA为等势线，电场必与其垂线 OC方向平行。设电场方向与竖直向下的方向的夹角为匀速直线运动，速度大小为Vo,在油滴处于位置 A时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变。持续一段时间t1后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到 点。重力加速度大小为 go(1)油滴运动到B点时的速度；(2)求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的t1和vo应满足的条件。已知不存在电场时，油滴以