高中物理静电场经典习题

2（2012天津卷）.两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中( ) A．做直线运动，电势能先变小后变大 B．做直线运动，电势能先变大后变小 C．做曲线运动，电势能先变小后变大 D．做曲线运动，电势能先变大后变小 C

3．（2012安徽卷）.如图所示，在平面直角 中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0 V，点A处的电势为6 V, 点B处的电势为3 V, 则电场强度的大小为 ( )

y(cm) B(0,3) A(6,0 m 3 V/m V/m D. 1003 V/m A

4．（2012重庆卷）．空中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正点电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如题20图所示，a、b、c、d为电场中的四个点。则( ) A．P、Q两点处的电荷等量同种 B．a点和b点的电场强度相同 C．c点的电热低于d点的电势 D．负电荷从a到c，电势能减少 D

5.（2012海南卷）关于静电场，下列说法正确的是( )

Oo x(cm)

A．电势等于零的物体一定不带电 B．电场强度为零的点，电势一定为零 C．同一电场线上的各点，电势一定相等 D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加 D

6.（2012山东卷）.图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子( ) A．带负电 B．在c点受力最大

C．在b点的电势能大于在c点的电势能

D．由a点到b点的动能变化大于有b点到c点的动能变化 CD

7． [2014·北京卷] 如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．下列判断正确的是( )

A．1、2两点的场强相等 B．1、3两点的场强相等 C．1、2两点的电势相等 D．2、3两点的电势相等

D 本题考查电场线和等势面的相关知识．根据电场线和等势面越密集，电场强度越大，有E1>E2＝E3，但E2和E3电场强度方向不同，故A、B错误．沿着电场线方向，电势逐渐降低，同一等势面电势相等，故φ1>φ2＝φ3，C错误，D正确．

1

8.如图所示，A、B是位于竖直平面内、半径R＝ m的圆弧形的光滑绝缘轨道，其

4下端点B与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度E＝5×10 N/C.今有一质量为m＝ kg、带电荷量＋q＝8×10 C的小滑块(可视为质点)从A点由静止释放．若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝，取g＝10 m/s，求：

(1)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时B点的压力．(2)小滑块在水平轨道上通过的总路程．

2

3

－5

答案：(1) N (2)6 m解析：(1)设小滑块第一次到达B点时的速度为vB，对圆弧轨道最低点B的压力为F，则：

1vBmgR－qER＝mvB2 F－mg＝m，故F＝3mg－2qE＝ N。(2)由题意知小滑块最终将停在B点由动能定理

2R12

得－Ff·S＝0－mvB结合Ff＝μmg可得小滑块在水平轨道上通过的

2总路程S＝6 m.

9．如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为( )

A．U1∶U2＝1∶8 C．U1∶U2＝1∶2

B．U1∶U2＝1∶4 D．U1∶U2＝1∶1

2

2

2

121Uql2mv0dyy答案：A解析：由y＝at＝，所以U∝2，可知A项正确． 2得：U＝2

22mdv0qll10．(10分)质量都是m的两个完全相同、带等量异种电荷的小球A、B分别用长l的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2l的M、N两点，平衡时小球A、B的位置如图甲所示，线与竖直方向夹角α＝30°，当外加水平向左的匀强电场时，两小球平衡位置如图乙所示，线与竖直方向夹角也为α＝30°，求：

(1)A、B小球电性及所带电荷量Q；(2)外加匀强电场的场强E.

103mgl (2)3k3mgk39l答案：(1)。解析：(1)A球带正电，B球带负电两小球相距d＝2l－2lsin

Q2

30°＝l。由A球受力平衡可得：mgtan α＝k2，解得：Q＝

l3mgl. 3k(2)外加电场时，两球相距d′＝2l＋2lsin 30°＝3l，根

Q2

据A球受力平衡可得：QE－k3l10

3mgk39l2

＝mgtan α，解得：E＝

.

11．(10分)(2010·莱芜模拟)一质量为m、带电荷量为＋q的小球以水平初速度v0进入竖直向上的匀强电场中，如图甲所示．今测得小球进入电场后在竖直方向下降的高度y与水平方向的位移x之间的关系如图乙所示，根据图乙给出的信息，(重力加速度为g)求：(1)匀强电场场强的大小；

(2)小球从进入匀强电场到下降h高度的过程中，电场力做的功； (3)小球在h高度处的动能．

222222

mg2hmv022hmv0－mghL2hmv0mv0

答案：(1)－ (2)(3)2＋

qqL2L2L2

解析：(1)小球进入电场后，水平方向做匀速直线运动，设经过时间t，水平方向：v0t＝L，竖直方向：

222

mg－qEt2mg2hmv022hmv0－mghL＝h，所以E＝－.(2)电场力做功为W＝－qEh＝.(3)根据动能定理mgh2mqqL2L2

－qEh＝Ek－

mv02

2

，得Ek＝

2hmv0

22

L2

＋

mv02

2

.

12．两个等量点电荷P、Q在真空中产生的电场线（方向未画出）如图所示，一电子在A、B两点所受的电场力分别为FA和FB，则它们的大小关系为( )

A．FA=FB C．FA>FB 【答案】C

13．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。两板间有一个正电荷固定在P点，如图所示，以E表示两板间的场强，U表示电容器两板间的电压，W表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板向下移到图示的虚线位置则( )

B．FAA．U变小，E不变 B．E变小，W不变 C．U变小，W不变 D．U不变，W不变

14．图中三条实线a、b、c表示三个等势面。一个带电粒子射入电场后只在电场力作用下沿虚线所示途径由M点运动到N点，由图可以看出( )

A．三个等势面的电势关系是B．三个等势面的电势关系是

a>a<

b>b<

c c

C．带电粒子在N点的动能较小，电势能较大 D．带电粒子在N点的动能较大，电势能较小 【答案】C

15．如图所示，虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一族等势线及其电势值，一带电粒子只在电场力的作用下飞经该电场时，恰能沿图中的实线从A点飞到B点，则下列判断正确的是

( )

A．粒子一定带负电

B．A点的场强大于B点的场强

C．粒子在A点的电势能大于在B点的电势能 D．粒子在A点的动能小于在B点的动能

16．如图，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为Ua、Ub和Uc，Ua>Ub>Uc.一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知( )

A．粒子从K到L的过程中，电场力做负功 B．粒子从L到M的过程中，电场力做负功 C．粒子从K到L的过程中，静电势能增加 D．粒子从L到M的过程中，动能减少 【答案】AC

217．如图所示，匀强电场强度E=1.210N/C，方向水平向右，8一点电荷q=4.010C，沿半径R=20cm的圆周，从A点移动

0到B点。已知，且OB与电场线平行。求： AOB90

(1）这一过程中电场力做的功是多少?是做正功还是做负功? (2）A、B两点间的电势差UAB是多少?

【答案】(1）

28WEqR=1=.2104.0100.2AB7 9.610J负功

7W9.610AB(2）U 24VAB8q4.010

20． [2014·福建卷Ⅰ] 如图，真空中xOy平面直

－6

角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形，边长L＝ m．若将电荷量均为q＝＋×10 C

922

的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9×10 N·m/C，求：

(1)两点电荷间的库仑力大小； (2)C点的电场强度的大小和方向．

－33

20．(1)×10 N (2)×10 N/C 沿y轴正方向

[解析] (1)根据库仑定律，A、B两点电荷间的库仑力大小为

F＝kL2①

代入数据得 F＝×10 N②

(2)A、B两点电荷在C点产生的场强大小相等，均为 qE1＝kL2③

－3

q2

A、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为

E＝2E1cos 30°④

由③④式并代入数据得E＝×10 N/C⑤ 场强E的方向沿y轴正方向．

3

22．[2014·安徽卷] (14分)如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔．质量为m，电荷量为＋q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)．求：

(1)小球到达小孔处的速度；

(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量； (3)小球从开始下落运动到下极板处的时间．

22．[答案] (1) (2)Cmg（hg＋d） (3)h＋hd2h

g [解析] (1)由v2

＝2gh得v＝

(2)在极板间带电小球受重力和电场力，有 mg－qE＝ma

0－v2

＝2ad 得E＝mg（hqd＋d）

U＝Ed Q＝CU

得Q＝Cmg（hq＋d）

(3)由h＝12gt2

1、0＝v＋at2、t＝t1＋t2 可得t＝h＋hd2h

g