2022年高考物理 （真題+模擬新題分類匯編） 電場(chǎng)

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1、2022年高考物理 （真題+模擬新題分類匯編） 電場(chǎng) 3．I1[xx·江蘇卷] 下列選項(xiàng)中的各圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標(biāo)出，且電荷均勻分布，各 圓環(huán)間彼此絕緣．坐標(biāo)原點(diǎn)O處電場(chǎng)強(qiáng)度最大的是(　　) A　　　　　B　　　　　　C　　　　　　D 3．B　[解析] 設(shè)每個(gè)圓環(huán)產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，則圖A產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)如圖甲所示；圖B中兩個(gè)圓環(huán)各自產(chǎn)生的電場(chǎng)如圖乙所示，合場(chǎng)強(qiáng)的大小為E；圖C中第一、三象限產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反，合場(chǎng)強(qiáng)為0，整個(gè)圓環(huán)產(chǎn)生的電場(chǎng)就相當(dāng)于第二象限的圓環(huán)產(chǎn)生的電場(chǎng)，如圖丙所示； 圖D中產(chǎn)生的電場(chǎng)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，故選項(xiàng)B正確． 1

2、5．I1 [xx·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ] 如圖，一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個(gè)點(diǎn)，a和b、b和c、c和d間的距離均為R，在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q>0)的固定點(diǎn)電荷．已知b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零，則d點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)(　　) A．k　　　　　　　　B．k C．k D．k 15．B　[解析] 考查真空中點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式及場(chǎng)強(qiáng)的疊加．由題意，b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零說明點(diǎn)電荷q和圓盤在b點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)等大反向，即圓盤在距離為R的b點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為EQ＝，故圓盤在距離為R的d 點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)也為EQ＝，點(diǎn)電荷q在d點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)Eq＝，方向與

3、圓盤在d點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向相同，d點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為二者之和，即E合＝＋＝，B正確． 6．I1、I2[xx·江蘇卷] 將一電荷量為＋Q的小球放在不帶電的金屬球附近，所形成的電場(chǎng)線分布如圖所示，金屬球表面的電勢(shì)處處相等．a(chǎn)、b為電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，則(　　) A．a(chǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大 B．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高 C．檢驗(yàn)電荷－q在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的大 D．將檢驗(yàn)電荷－q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功 6．ABD　[解析] 在電場(chǎng)中電場(chǎng)線越密的地方電場(chǎng)越強(qiáng)，故選項(xiàng)A正確；電場(chǎng)線總是指向電勢(shì)降低的方向，故選項(xiàng)B正確；在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，負(fù)電荷順著電場(chǎng)線移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，

4、故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確.6.I1、I2、I4 [xx·天津卷] 兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷，固定在圖中P、Q兩點(diǎn)，MN為PQ連線的中垂線，交PQ于O點(diǎn)，A為MN上的一點(diǎn)．一帶負(fù)電的試探電荷q，從A點(diǎn)由靜止釋放，只在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)，取無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則(　　) A．q由A向O的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．q由A向O運(yùn)動(dòng)的過程電勢(shì)能逐漸減小 C．q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大 D．q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為零 6．BC　[解析] 由等量正電荷形成的電場(chǎng)的規(guī)律可知，試探電荷q從A到O的運(yùn)動(dòng)過程中，所受的力發(fā)生變化，方向指向O點(diǎn)，試探電荷做變加速直線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；力的方向與速度的方向一致，電場(chǎng)力

5、做正功，電勢(shì)能逐漸減小，B正確；合外力做正功，動(dòng)能增加，C正確；將電荷從O點(diǎn)移到無窮遠(yuǎn)處，要克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能增加，最后電勢(shì)能變?yōu)榱悖噪姾稍贠點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為負(fù)值，D錯(cuò)誤． I2　電場(chǎng)的能的性質(zhì)　　　　　　　　　　　　　　　　　　 10．[xx·遼寧省五校協(xié)作體聯(lián)考] 在光滑絕緣水平面的P點(diǎn)正上方O點(diǎn)固定一個(gè)電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，在水平面上的N點(diǎn)，由靜止釋放質(zhì)量為m、電荷量為－q的負(fù)試探電荷，該試探電荷經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)速度為v，圖中θ＝60°，規(guī)定電場(chǎng)中P點(diǎn)的電勢(shì)為零．則在＋Q形成的電場(chǎng)中(　　) 圖X11-9 A．N點(diǎn)電勢(shì)高于P點(diǎn)電勢(shì) B．N點(diǎn)電勢(shì)為－ C．P點(diǎn)電場(chǎng)

6、強(qiáng)度大小是N點(diǎn)的4倍 D．試探電荷在N點(diǎn)具有的電勢(shì)能為－mv2 10．BC　[解析] 根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的特點(diǎn)，N點(diǎn)的電勢(shì)低于P點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理，有－qφ＝mv2，解得N點(diǎn)電勢(shì)為φ＝－，選項(xiàng)B正確；由于N點(diǎn)到O點(diǎn)的距離是P點(diǎn)到O點(diǎn)距離的2倍，根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式可知，P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小是N點(diǎn)的4倍，選項(xiàng)C正確；試探電荷在N點(diǎn)具有的電勢(shì)能為－qφ＝mv2，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 6．I1、I2[xx·江蘇卷] 將一電荷量為＋Q的小球放在不帶電的金屬球附近，所形成的電場(chǎng)線分布如圖所示，金屬球表面的電勢(shì)處處相等．a(chǎn)、b為電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，則(　　) A．a(chǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大 B．

7、a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高 C．檢驗(yàn)電荷－q在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的大 D．將檢驗(yàn)電荷－q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功 6．ABD　[解析] 在電場(chǎng)中電場(chǎng)線越密的地方電場(chǎng)越強(qiáng)，故選項(xiàng)A正確；電場(chǎng)線總是指向電勢(shì)降低的方向，故選項(xiàng)B正確；在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，負(fù)電荷順著電場(chǎng)線移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． 6．I1、I2、I4 [xx·天津卷] 兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷，固定在圖中P、Q兩點(diǎn)，MN為PQ連線的中垂線，交PQ于O點(diǎn)，A為MN上的一點(diǎn)．一帶負(fù)電的試探電荷q，從A點(diǎn)由靜止釋放，只在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)，取無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則(　　) A．q由A向O

8、的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．q由A向O運(yùn)動(dòng)的過程電勢(shì)能逐漸減小 C．q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大 D．q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為零 6．BC　[解析] 由等量正電荷形成的電場(chǎng)的規(guī)律可知，試探電荷q從A到O的運(yùn)動(dòng)過程中，所受的力發(fā)生變化，方向指向O點(diǎn)，試探電荷做變加速直線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；力的方向與速度的方向一致，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能逐漸減小，B正確；合外力做正功，動(dòng)能增加，C正確；將電荷從O點(diǎn)移到無窮遠(yuǎn)處，要克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能增加，最后電勢(shì)能變?yōu)榱?，所以電荷在O點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為負(fù)值，D錯(cuò)誤． I3　電容器帶電粒子在電場(chǎng)中的勻變速運(yùn)動(dòng)　　　　　　　　　　　　　　　　　　 15．I

9、3[xx·廣東卷] 噴墨打印機(jī)的簡(jiǎn)化模型如下圖所示，重力可忽略的墨汁微滴，經(jīng)帶電室?guī)ж?fù)電后，以速度v垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)飛入極板間，最終打在紙上，則微滴在極板間電場(chǎng)中(　　) A．向負(fù)極板偏轉(zhuǎn) B．電勢(shì)能逐漸增大 C．運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線 D．運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電荷量無關(guān) 15．C　[解析] 本題考查帶電粒子在電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng)．墨汁微滴帶負(fù)電，根據(jù)電場(chǎng)力方向判斷會(huì)向正極板方向偏轉(zhuǎn)，A錯(cuò)誤；電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能逐漸減小，B錯(cuò)誤；速度v垂直于勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向，受電場(chǎng)力為恒力，故墨汁微滴做類平拋運(yùn)動(dòng)，C正確；在沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的位移y＝at2＝·t2，垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向的位移x＝vt，軌跡方程為y＝x2，即

10、運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電荷量有關(guān)，D錯(cuò)誤． 11．E2、I3、I7 [xx·天津卷] 一圓筒的橫截面如圖所示，其圓心為O.筒內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.圓筒下面有相距為d的平行金屬板M、N，其中M板帶正電荷，N板帶等量負(fù)電荷．質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子自M板邊緣的P處由靜止釋放，經(jīng)N板的小孔S以速度v沿半徑SO方向射入磁場(chǎng)中．粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞后仍從S孔射出，設(shè)粒子與圓筒碰撞過程中沒有動(dòng)能損失，且電荷量保持不變，在不計(jì)重力的情況下，求： (1)M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??； (2)圓筒的半徑R； (3)保持M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，僅將M板向上平移d，粒子仍從M板邊

11、緣的P處由靜止釋放，粒子自進(jìn)入圓筒至從S孔射出期間，與圓筒的碰撞次數(shù)n. 11．[解析] (1)設(shè)兩板間的電壓為U，由動(dòng)能定理得 qU＝mv2① 由勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系得 U＝Ed② 聯(lián)立上式可得 E＝③ (2)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用幾何關(guān)系作出圓心為O′，圓半徑為r.設(shè)第一次碰撞點(diǎn)為A，由于粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞又從S孔射出，因此，SA弧所對(duì)的圓心角∠AO′S等于. 由幾何關(guān)系得 r＝Rtan④ 粒子運(yùn)動(dòng)過程中洛倫茲力充當(dāng)向心力，由牛頓第二定律，得 qvB＝m⑤ 聯(lián)立④⑤式得 R＝⑥ (3)保持M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，M板向上平移d后，

12、設(shè)板間電壓為U′，則U′＝＝⑦ 設(shè)粒子進(jìn)入S孔時(shí)的速度為v′，由①式看出 ＝ 綜合⑦式可得 v′＝⑧ 設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r′，則 r′＝⑨ 設(shè)粒子從S到第一次與圓筒碰撞期間的軌跡所對(duì)圓心角為θ，比較⑥⑨兩式得到r′＝R，可見 θ＝⑩ 粒子須經(jīng)過四個(gè)這樣的圓弧才能從S孔射出，故 n＝3 20．I3、K2[xx·浙江卷] 在半導(dǎo)體離子注入工藝中，初速度可忽略的磷離子P＋和P3＋，經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里、有一定寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，如圖所示．已知離子P＋在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過θ＝30°后從磁場(chǎng)右邊界射出．在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，離子P

13、＋和P3＋(　　) A．在電場(chǎng)中的加速度之比為1∶1 B．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為∶1 C．在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過的角度之比為1∶2 D．離開電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為1∶3 20．BCD　[解析] 離子在電場(chǎng)中的加速度a＝，故＝＝，A錯(cuò)誤．離開電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能Ek＝Uq，故＝＝，D正確．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑r＝＝＝，故＝＝，B正確．在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過的角度的正弦值sinθ＝＝Bd，故＝＝，因θ1＝30°，則sinθ2＝，即θ2＝60°，所以＝，C正確． 25．C5 I3[xx·全國(guó)卷] (19分)一電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m的帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，在t＝0時(shí)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，場(chǎng)強(qiáng)隨時(shí)間變化的規(guī)

14、律如圖所示．不計(jì)重力．求在t＝0到t＝T的時(shí)間間隔內(nèi)， (1)粒子位移的大小和方向； (2)粒子沿初始電場(chǎng)反方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間． 25．[解析] 解法一： (1)帶電粒子在0～、～、～、～T時(shí)間間隔內(nèi)做勻變速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度分別為a1、a2、a3、a4，由牛頓第二定律得 a1＝① a2＝－2② a3＝2③ a4＝－④ 由此得帶電粒子在0～T時(shí)間間隔內(nèi)運(yùn)動(dòng)的加速度－時(shí)間圖像如圖(a)所示，對(duì)應(yīng)的速度－時(shí)間圖像如圖(b)所示，其中 圖(a) 圖(b) v1＝a1＝⑤ 由圖(b)可知，帶電粒子在t＝0到t＝T時(shí)的位移為 s＝v1⑥ 由⑤⑥式得 s＝T2⑦ 它沿

15、初始電場(chǎng)正方向． (2)由圖(b)可知，粒子在t＝T到t＝T內(nèi)沿初始電場(chǎng)的反方向運(yùn)動(dòng)，總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t為 t＝T－T＝⑧ 解法二： (1)帶電粒子在0～、～、～、～T時(shí)間間隔內(nèi)做勻變速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度分別為a1、a2、a3、a4，由牛頓第二定律得 qE0＝ma1① －2qE0＝ma2② 2qE0＝ma3③ －qE0＝ma4④ 設(shè)帶電粒子在t＝、t＝、t＝、t＝T時(shí)的速度分別為v1、v2、v3、v4，則 v1＝a1⑤ v2＝v1＋a2⑥ v3＝v2＋a3⑦ v4＝v3＋a4⑧ 設(shè)帶電粒子在t＝0到t＝T時(shí)的位移為s，有 s＝(＋＋＋)⑨ 聯(lián)立以上各式可得 s＝⑩

16、 它沿初始電場(chǎng)正方向． (2)由電場(chǎng)的變化規(guī)律知，t＝時(shí)粒子開始減速，設(shè)經(jīng)過時(shí)間t1粒子速度減為零． 0＝v1＋a2t1 將①②⑤代入上式，得 t1＝ 粒子從t＝時(shí)開始加速，設(shè)經(jīng)過時(shí)間t2速度變?yōu)榱悖? 0＝v2＋a3t2 此式與①②③⑤⑥式聯(lián)立得 t2＝ t＝0到t＝T內(nèi)粒子沿初始電場(chǎng)反方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t為 t＝(－t1)＋t2 將式代入式得 t＝ 23．I3K2 [xx·安徽卷] 如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy，在第Ⅰ象限內(nèi)有平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向沿y軸正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于xOy平面向里，正三角形邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，且ab邊與y軸平

17、行．一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從y軸上的P(0，h)點(diǎn)，以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場(chǎng)，通過電場(chǎng)后從x軸上的a(2h，0)點(diǎn)進(jìn)入第Ⅳ象限，又經(jīng)過磁場(chǎng)從y軸上的某點(diǎn)進(jìn)入第Ⅲ象限，且速度與y軸負(fù)方向成45°角，不計(jì)粒子所受的重力．求： (1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小； (2)粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向； (3)abc區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值． 23．[解析] (1)設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則有 x＝v0t＝2h， y＝at2＝h， qE＝ma， 聯(lián)立以上各式可得E＝. (2)粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)沿負(fù)y方向的分速度為vy＝at＝v0， 所以v＝＝v0，方向

18、指向第Ⅳ象限與x軸正方向成45°角． (3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，有qvB＝m， 當(dāng)粒子從b點(diǎn)射出時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為最小值，此時(shí)有r＝L，所以B＝. 16．I3 [xx·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ] 一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d，極板分別與電池兩極相連，上極板中心有一小孔(小孔對(duì)電場(chǎng)的影響可忽略不計(jì))．小孔正上方處的P點(diǎn)有一帶電粒子，該粒子從靜止開始下落，經(jīng)過小孔進(jìn)入電容器，并在下極板處(未與極板接觸)返回．若將下極板向上平移，則從P點(diǎn)開始下落的相同粒子將(　　) A．打到下極板上 B．在下極板處返回 C．在距上極板處返回 D．在距上極板d處返回 16．D　[解析] 考查帶電

19、粒子在平行板電容器中的直線運(yùn)動(dòng)．設(shè)電池的電壓為U，由于前后兩次平行板均與電池相連，則前后兩次平行板電容器板間的電壓不變．設(shè)平移下極板后粒子將在距上極板為h處返回，對(duì)前后兩次應(yīng)用動(dòng)能定理， mg(d＋)－qU＝0，mg(＋h)－qh＝0，聯(lián)立解得h＝ ，D正確． I4　帶電粒子在電場(chǎng)中的非勻變速運(yùn)動(dòng)　　　　　　　　　　　　　　　　　　 4．[xx·湖北省武漢市四校聯(lián)考] 如圖X12-4所示，豎直平面內(nèi)，一帶正電的小球，系于長(zhǎng)為L(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)的輕線一端，線的另一端固定為O點(diǎn)，它們處在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)的方向水平向右，場(chǎng)強(qiáng)的大小為E.已知電場(chǎng)對(duì)小球的作用力的大小等于小球的重力．現(xiàn)先把小球拉到

20、圖中的P1處，使輕線伸直，并與場(chǎng)強(qiáng)方向平行，然后由靜止釋放小球．已知小球在經(jīng)過最低點(diǎn)的瞬間，因受線的拉力作用，其速度的豎直分量突變?yōu)榱悖椒至繘]有變化，(不計(jì)空氣阻力)則小球到達(dá)與P1點(diǎn)等高的P2點(diǎn)時(shí)線上張力T為多少(　　) 圖X12-4 A．mg　 　B．3mg　 　C．4mg　 　D．5mg 4．B　[解析] 小球受到的重力與電場(chǎng)力的合力指向右下方，與豎直方向成45°，小球從靜止釋放后沿合力方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，繩子伸直，小球的豎直分速度減為零，水平分速度不變．設(shè)小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度為v，其水平分速度為vx＝vsin45°＝v，根據(jù)動(dòng)能定理有mgL＋F電L

21、＝mv2，其中F電＝mg；小球從最低點(diǎn)上升到P2位置的過程中，合外力做功為零，小球的動(dòng)能變化為零，即小球在P2位置的速度大小等于v，在P2位置，小球沿水平方向的合外力提供向心力，所以T－F電＝，聯(lián)立以上各式，可得T＝3mg，選項(xiàng)B正確． 24．D4、I4、I2[xx·浙江卷] (20分)“電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測(cè)板組成．偏轉(zhuǎn)器是由兩個(gè)相互絕緣、半徑分別為RA和RB的同心金屬半球面A和B構(gòu)成，A、B為電勢(shì)值不等的等勢(shì)面，其過球心的截面如圖所示．一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動(dòng)能從偏轉(zhuǎn)器左端M板正中間小孔垂直入射，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)域，最后到達(dá)偏轉(zhuǎn)器右端

22、的探測(cè)板N，其中動(dòng)能為Ek0的電子沿等勢(shì)面C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)N板的正中間．忽略電場(chǎng)的邊緣效應(yīng)． (1)判斷半球面A、B的電勢(shì)高低，并說明理由； (2)求等勢(shì)面C所在處電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??； (3)若半球面A、B和等勢(shì)面C的電勢(shì)分別為φA、φB和φC，則到達(dá)N板左、右邊緣處的電子，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)前、后的動(dòng)能改變量ΔEk左和ΔEk右分別為多少？ (4)比較|ΔEk左|與|ΔEk右|的大小，并說明理由． 24．[解析] (1)電子(帶負(fù)電)做圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力方向指向球心，電場(chǎng)方向從B指向A，B板電勢(shì)高于A板． (2)據(jù)題意，電子在電場(chǎng)力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，考慮到圓軌道上的電場(chǎng)強(qiáng)度E大小相同，有

23、 eE＝m Ek0＝mv2 R＝ 聯(lián)立解得：E＝＝ (3)電子運(yùn)動(dòng)時(shí)只有電場(chǎng)力做功，根據(jù)動(dòng)能定理，有 ΔΕk＝qU 對(duì)到達(dá)N板左邊緣的電子，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增加，有 ΔΕk左＝e(φB－φC) 對(duì)到達(dá)N板右邊緣的電子，電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減小，有 ΔΕk右＝e(φA－φC) (4)根據(jù)電場(chǎng)線的特點(diǎn)，等勢(shì)面B與C之間的電場(chǎng)強(qiáng)度大于C與A之間的電場(chǎng)強(qiáng)度，考慮到等勢(shì)面間距相等，有 > 即> 6．I1、I2、I4 [xx·天津卷] 兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷，固定在圖中P、Q兩點(diǎn)，MN為PQ連線的中垂線，交PQ于O點(diǎn)，A為MN上的一點(diǎn)．一帶負(fù)電的試探電荷q，從A點(diǎn)由靜止釋放，

24、只在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)，取無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則(　　) A．q由A向O的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．q由A向O運(yùn)動(dòng)的過程電勢(shì)能逐漸減小 C．q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大 D．q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為零 6．BC　[解析] 由等量正電荷形成的電場(chǎng)的規(guī)律可知，試探電荷q從A到O的運(yùn)動(dòng)過程中，所受的力發(fā)生變化，方向指向O點(diǎn)，試探電荷做變加速直線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；力的方向與速度的方向一致，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能逐漸減小，B正確；合外力做正功，動(dòng)能增加，C正確；將電荷從O點(diǎn)移到無窮遠(yuǎn)處，要克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能增加，最后電勢(shì)能變?yōu)榱?，所以電荷在O點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為負(fù)值，D錯(cuò)誤． 3．I4 [xx·重慶卷]

25、如圖所示，高速運(yùn)動(dòng)的α粒子被位于O點(diǎn)的重原子核散射，實(shí)線表示α粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，M、N和Q為軌跡上的三點(diǎn)，N點(diǎn)離核最近，Q點(diǎn)比M點(diǎn)離核更遠(yuǎn)，則(　　) A．α粒子在M點(diǎn)的速率比在Q點(diǎn)的大 B．三點(diǎn)中，α粒子在N點(diǎn)的電勢(shì)能最大 C．在重核產(chǎn)生的電場(chǎng)中，M點(diǎn)的電勢(shì)比Q點(diǎn)的低 D．α粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)它做的總功為負(fù)功 3．B　[解析] 本題考查帶電粒子在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)速率、電勢(shì)、電勢(shì)能的變化情況及做功正負(fù)的知識(shí)．把位于O點(diǎn)的重原子核看成點(diǎn)電荷，其周圍的電場(chǎng)為由O點(diǎn)指向無窮遠(yuǎn)，且離O點(diǎn)越近，場(chǎng)強(qiáng)越大，電勢(shì)越高，Q點(diǎn)比M點(diǎn)離核更遠(yuǎn)，故M點(diǎn)的電勢(shì)比Q點(diǎn)的高，C錯(cuò)； α粒子在運(yùn)動(dòng)

26、過程中，受到重原子核的排斥作用，離重原子核越近，電勢(shì)能越大，動(dòng)能越小，速率越小，三點(diǎn)中，N點(diǎn)離核最近，Q點(diǎn)比M點(diǎn)離核更遠(yuǎn)，所以α粒子在M點(diǎn)的速率比在Q點(diǎn)的小，在N點(diǎn)的電勢(shì)能最大，A錯(cuò)，B對(duì)；α粒子從M點(diǎn)到Q點(diǎn)，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，電場(chǎng)力對(duì)它做的總功為正功，D錯(cuò)． I5　實(shí)驗(yàn)：用描跡法畫出電場(chǎng)中平面上的等勢(shì)線　　　　　　　　　　　　　　　　　　 I6　實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用示波器　　　　　　　　　　　　　　　　　　 I7　電場(chǎng)綜合　　　　　　　　　　　　　　　　　　 8．[xx·浙江省寧波效實(shí)中學(xué)期末] 如圖X12-8所示，絕緣的水平桌面上方有一豎直方向的矩形區(qū)域，該區(qū)

27、域是由三個(gè)邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)的正方形區(qū)域ABFE、BCGF和CDHG首尾相接組成的，且矩形的下邊EH與桌面相接．三個(gè)正方形區(qū)域中分別存在方向?yàn)樨Q直向下、豎直向上、豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其場(chǎng)強(qiáng)大小比例為1∶1∶2.現(xiàn)有一帶正電的滑塊以某一初速度從E點(diǎn)射入場(chǎng)區(qū)，初速度方向水平向右，滑塊最終恰從D點(diǎn)射出場(chǎng)區(qū)．已知滑塊在ABFE區(qū)域所受靜電力和所受重力大小相等，桌面與滑塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.125，重力加速度為g，滑塊可以視作質(zhì)點(diǎn)．求： 圖X12-8 (1)滑塊進(jìn)入CDHG區(qū)域時(shí)的速度大?。? (2)滑塊在ADHE區(qū)域運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間． 8．(1)　 (2)4 [解析] (1)在CDHG區(qū)域，對(duì)滑塊進(jìn)

28、行受力分析，由牛頓第二定律有2qE－mg＝ma3， 由題意知qE＝mg， 在水平方向和豎直方向分別有L＝vGt3，L＝a3t. 聯(lián)立以上各式解得vG＝，t3＝. (2)在BCGF區(qū)域，對(duì)滑塊進(jìn)行受力分析，在豎直方向 qE＝mg，　　 所以不受摩擦力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)， vF＝vG＝，t2＝t3＝.　　　 在ABFG區(qū)域，對(duì)滑塊進(jìn)行受力分析，在豎直方向 FN＝qE＋mg， 在水平方向 f＝ma1， 由滑動(dòng)摩擦力定律有f＝μFN. 由以上各式解得a1＝g. 當(dāng)滑塊由E運(yùn)動(dòng)到F時(shí)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有 v－v＝2(－a1)L， 代入解得vE＝， 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vF＝vE－a

29、1t1. 解得t1＝(4－2)，所以t＝t1＋t2＋t3＝4. 11．E2、I3、I7 [xx·天津卷] 一圓筒的橫截面如圖所示，其圓心為O.筒內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.圓筒下面有相距為d的平行金屬板M、N，其中M板帶正電荷，N板帶等量負(fù)電荷．質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子自M板邊緣的P處由靜止釋放，經(jīng)N板的小孔S以速度v沿半徑SO方向射入磁場(chǎng)中．粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞后仍從S孔射出，設(shè)粒子與圓筒碰撞過程中沒有動(dòng)能損失，且電荷量保持不變，在不計(jì)重力的情況下，求： (1)M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??； (2)圓筒的半徑R； (3)保持M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E

30、不變，僅將M板向上平移d，粒子仍從M板邊緣的P處由靜止釋放，粒子自進(jìn)入圓筒至從S孔射出期間，與圓筒的碰撞次數(shù)n. 11．[解析] (1)設(shè)兩板間的電壓為U，由動(dòng)能定理得 qU＝mv2① 由勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系得 U＝Ed② 聯(lián)立上式可得 E＝③ (2)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用幾何關(guān)系作出圓心為O′，圓半徑為r.設(shè)第一次碰撞點(diǎn)為A，由于粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞又從S孔射出，因此，SA弧所對(duì)的圓心角∠AO′S等于. 由幾何關(guān)系得 r＝Rtan④ 粒子運(yùn)動(dòng)過程中洛倫茲力充當(dāng)向心力，由牛頓第二定律，得 qvB＝m⑤ 聯(lián)立④⑤式得 R＝⑥ (3)保持M

31、、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，M板向上平移d后，設(shè)板間電壓為U′，則U′＝＝⑦ 設(shè)粒子進(jìn)入S孔時(shí)的速度為v′，由①式看出 ＝ 綜合⑦式可得 v′＝⑧ 設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r′，則 r′＝⑨ 設(shè)粒子從S到第一次與圓筒碰撞期間的軌跡所對(duì)圓心角為θ，比較⑥⑨兩式得到r′＝R，可見 θ＝⑩ 粒子須經(jīng)過四個(gè)這樣的圓弧才能從S孔射出，故 n＝3 19．I7[xx·山東卷] 如圖所示，在x軸上相距為L(zhǎng)的兩點(diǎn)固定兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷＋Q、－Q，虛線是以＋Q所在點(diǎn)為圓心、為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個(gè)點(diǎn)，其中a、c兩點(diǎn)在x軸上，b、d兩點(diǎn)關(guān)于x軸對(duì)稱．下列判斷正確的是(　　) A

32、．b、d兩點(diǎn)處的電勢(shì)相同 B．四個(gè)點(diǎn)中c點(diǎn)處的電勢(shì)最低 C．b、d兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 D．將一試探電荷＋q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn)，＋q的電勢(shì)能減小 19．ABD　[解析] b、d兩點(diǎn)關(guān)于等量異種電荷的連線對(duì)稱，根據(jù)等量異種電荷等勢(shì)面的對(duì)稱性，b、d兩點(diǎn)電勢(shì)相等，故A正確．如果設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則c點(diǎn)電勢(shì)為零，a、b、d點(diǎn)電勢(shì)均大于零，故B正確．b、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向不同，故C錯(cuò)誤．因?yàn)閍點(diǎn)電勢(shì)大于c點(diǎn)電勢(shì)，所以試探電荷＋q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn)，電勢(shì)能減小，故D正確． 24．I7[xx·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ] 如圖，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一半徑為r的光滑絕緣圓軌道，軌道平面與電場(chǎng)方向平行

33、．a(chǎn)、b為軌道直徑的兩端，該直徑與電場(chǎng)方向平行．一電荷量為q(q>0)的質(zhì)點(diǎn)沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小分別為Na和Nb.不計(jì)重力，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E、質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能． 24．[解析]質(zhì)點(diǎn)所受電場(chǎng)力的大小為 f＝qE?、? 設(shè)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為m，經(jīng)過a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的速度大小分別為va和vb，由牛頓第二定律有 f＋Na＝m?、? Nb－f＝m?、? 設(shè)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為Eka和Ekb，有 Eka＝mv　④ Ekb＝mv?、? 根據(jù)動(dòng)能定理有 Ekb－Eka＝2rf?、? 聯(lián)立①②③④⑤⑥式得 E＝(Nb－Na)?、? Eka＝(Nb＋5Na

34、)?、? Ekb＝(5Nb＋Na)　⑨ 20．I7 [xx·安徽卷] 如圖所示， xOy平面是無窮大導(dǎo)體的表面，該導(dǎo)體充滿z＜0的空間，z＞0 的空間為真空．將電荷量為q的點(diǎn)電荷置于z軸上z＝h處，則在xOy平面上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷．空間任意一點(diǎn)處的電場(chǎng)皆是由點(diǎn)電荷q和導(dǎo)體表面上的感應(yīng)電荷共同激發(fā)的．已知靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，則在z軸上z＝處的場(chǎng)強(qiáng)大小為(k為靜電力常量)(　　) A．k B．k C．k D．k 20．D　[解析] 本題考查靜電平衡、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)、矢量合成等知識(shí)．導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零，在z軸上z＝－處，感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小E′與點(diǎn)電荷q產(chǎn)生

35、的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相反，E′＝k＝k；在z軸上z＝處，感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小也為E′，點(diǎn)電荷q產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小E＝k＝k，E與E′方向相同，因此合場(chǎng)強(qiáng)E合＝E＋E′＝k，選項(xiàng)D正確． 22．I15[xx·全國(guó)卷] (6分)如圖，E為直流電源，G為靈敏電流計(jì)，A、B為兩個(gè)圓柱形電極，P是木板，C、D為兩個(gè)探針，S為開關(guān)，現(xiàn)用上述實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行“用描跡法畫出電場(chǎng)中平面上的等勢(shì)線”的實(shí)驗(yàn)． (1)木板P上有白紙、導(dǎo)電紙和復(fù)寫紙，最上面的應(yīng)該是________紙； (2)用實(shí)線代表導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)器材正確連接． 22．(1)導(dǎo)電 (2)連線如圖所示 [解析] 因?yàn)槭怯秒娏鱽砟M正負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，根據(jù)電勢(shì)高低畫出等勢(shì)線，所以要求導(dǎo)電紙與接線柱導(dǎo)通，還要在導(dǎo)電紙上用靈敏電流計(jì)探針尋找等勢(shì)點(diǎn)，這些都要求最上面一層一定是導(dǎo)電紙．連線要求連成兩個(gè)獨(dú)立的電路，即電源、導(dǎo)電紙和開關(guān)組成一個(gè)閉合電路，形成穩(wěn)恒電流；兩探針與靈敏電流計(jì)相連，組成一個(gè)檢測(cè)電路．