高考物理试题分类解析电场

高考物理试题分类解析电场

‎2018年高考物理试题分类解析：电场 全国1卷 ‎16．如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab=5 cm，bc=3 cm，ca=4 cm。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， B．a、b的电荷异号，‎ C．a、b的电荷同号， D．a、b的电荷异号，‎ ‎【解析】画出c的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，设小球b所带电荷量的绝对值为,，则小球a所带电荷量的绝对值为kq，根据库仑定律（此式中的k为静电力恒量，与题设k不同）有，有根据力三角形与边三角形相似，有，解得，D正确。‎ ‎【答案】16．D ‎ 全国1卷 ‎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 A．平面c上的电势为零 B．该电子可能到达不了平面f C．该电子经过平面d时，其电势能为4 eV D．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U0，根据从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV，，所以并且电势从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，所以电势能增大，动能减少，可能到达f；但如果在a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f，所以B正确。‎ 从上图可以看出，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，所以速率是倍。‎ ‎【答案】21．AB 全国2卷 ‎21．如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中， 电场方向与此平面平行，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 A．此匀强电场的场强方向一定与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 C．若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为 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 ‎【解析】因为电势能的减少等于电场力做功，又根据及得，我们做功的大小可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，，因为，，解得，所以，若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为，B正确。电场线是其他直线时，方法类似。‎ 海南物理卷 ‎9.如图，a、b、c、d为一边长为的正方形的顶点。电荷量均为q （q>0）的两个点电荷分别固定在a、c两点，静电力常量为k。不计重力。下列说法正确的是 ‎ A. b点的电场强度大小为 ‎ B.过b、d点的直线位于同一等势面上 ‎ C.在两点电荷产生的电场中，ac中点的电势最低 D.在b点从静止释放的电子，到达d点时速度为零 ‎9.【解析】=，b与d等势 ‎【答案】AD 设电场线为ad’，如下图：若W1=W2，则，因为，所以，又，，所以，也就是a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差。‎ ‎【答案】21．BD 全国3卷 ‎21．如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平，两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它 们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放a、b，它们由静止开始运动，在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是 A．a的质量比b的大 B．在t时刻，a的动能比b的大 C．在t时刻，a和b的电势能相等 D．在t时刻，a和b的动量大小相等 ‎【解析】 ，因为，所以，又，所以，A错误；‎ 根据动能定理，因为，所以，B正确；‎ 根据，为正，为负，为正，所以，C错误；‎ ‎，所以在t时刻，a和b的动量大小相等，D正确。‎ ‎【答案】21．BD 北京卷 ‎24．（20分）‎ ‎（1）静电场可以用电场线和等势面形象描述。‎ a．请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式；‎ b．点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面S₁、S₂到点电荷的距离分别为r₁、r₂。我们知道，电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小。请计算S₁、S₂上单位面积通过的电场线条数之比N1/N2。‎ ‎（2）‎ 观测宇宙中辐射电磁波的天体，距离越远单位面积接收的电磁波功率越小，观测越困难。为了收集足够强的来自天体的电磁波，增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要路径。2016年9月25日，世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用，被誉为“中国天眼”。FAST直径为500 m，有效提高了人类观测宇宙的精度和范围。‎ a．设直径为100 m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P₁，计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P₂；‎ b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的，仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，设直径为100 m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0，计算FAST能够观测到的此类天体数目N。‎ ‎【答案】24．（1）a．在距Q为r的位置放一电荷量为q的检验电荷 根据库仑定律检验电荷受到的电场力 根据电场强度的定义 得 b．穿过两等势面单位面积上的电场线条数之比 ‎（2）a．地球上不同望远镜观测同一天体，单位面积上接收的功率应该相同，因此 b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的。因此一个望远镜能观测到的此类天体数目正比于以望远镜为球心、以最远观测距离为半径的球体体积。‎ 设地面上望远镜能观测到此类天体需收集到的电磁波的总功率的最小值为P0，直径为100 m望远镜和FAST能观测到的最远距离分别为L0和L，则 可得L=5L0‎ 则 天津卷 ‎3．如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为，粒子在M和N时加速度大小分别为，速度大小分别为，电势能分别为。下列判断正确的是 A． B．‎ C． D．‎ ‎【解析】根据电场线疏密判断电场强度的大小，从而判断电场力及加速度的大小，有;‎ 作出电场力和电场线方向草图如下图，根据沿电场方向电势降低，知;‎ 因为带电粒子带负电，所以;‎ 因为只在电场力作用下，所以电势能与动能之和不变，所以 ‎【答案】3．D ‎ 江苏省卷 ‎5．如图所示，水平金属板A、B分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态．现将B板右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴 ‎（A）仍然保持静止 ‎（B）竖直向下运动 ‎（C）向左下方运动 ‎（D）向右下方运动 ‎【解析】运动后，电场强度因距离增大而减小，电场力减小，但向右偏，所以向右下方运动。‎ ‎【答案】 5．D