2015年高考近四年高考试卷分类汇编 电场综合题

2015年高考近四年高考试卷分类汇编 电场综合题内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 （ 12 分）半径为 R，均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场；场强大小沿半径分布如图所示，图中 知，线下 分的面积等于 分的面积。 （1 ） 写出 E r 曲线下面积的单位；（2 ） 己知带电球在 rR 处的场强 E=kQ/中 k 为静电力常量，该均匀带电球所带的电荷量 Q 为多大?（3 ） 求球心与球表面间的电势差 U；（4 ） 质量为 m，电荷量为 q 的负电荷在球面处需具有多大的速度可以刚好运动到 2R 处?答：（1）V（或 Nm/C） （2） Q=k（3）U= （4） ：（1）曲线下面积的单位为 V (或 Nm/C)（2 ） 均匀带电球表面处的场强 2、20 所带的电荷量 ）球心与表面间电势差为将单位正电荷由球心移动到球表面过程中电场力的功，其大小即图中三角形面积，因此 （4 ）由动能定理 由题意得 . 2013 年浙江卷24 （ 20 分）“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。 偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为 同心金属半球面 A 和 B 构成，A、B 为电势值不等的等势面，其过球心的截面如图所示。 一束电荷量为 e、质量为 m 的电子以不同的动能从偏转器 2世昌的博客 ，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板 N，其中动能为 电子沿等势面 C 做匀速圆周运动到达 N 板的正中间。 忽略电场的边缘效应。 （1 ）判断球 3、面 A、B 的电势高低，并说明理由；（2 ）求等势面 C 所在处电场强度 E 的大小；（3 ）若半球面 A、B 和等势面 C 的电势分别为 A、 B 和 C，则到达 N 板左、右边缘处的电子，经过偏转电场前、后的动能改变量 和 分别为多少。 （4 ）比较| |和| |的大小，并说明理由。 答：（1）B 板电势高于 A 板； （2 ） 04（3 ） =e(B =e(A （4 ） | | | |解：（1 ）电子( 带负电) 做圆周运动，电场力方向指向球心，电场方向从 B 指向 A，B 板电势高于 A 板。 （2 ）据题意，电子在电场力作用下做圆周运动，考虑到圆轨道上的电场强度 E 大小相同，有： ， ， 4、 201联立解得： 04()3)电子运动时只有电场力做功，根据动能定理，有 Ek= 板左边缘的电子，电场力做正功，动能增加，有 )(左对到达 N 板右边缘的电子，电场力做负功，动能减小，有 )根据电场线特点，等势面 B 与 C 之间的电场强度大于 C 与 A 之间的电场强度，考虑到等势面间距相等，有 ，即| | |A3. 2013 年全国卷大纲版 25 （19 分）一电荷量为 q（q 0） 、质量为 m 的带电粒子在匀强电场的作用下，在 t=0 时由静止开始运动，场强随时间变化的规律如图所示，不计重力。 求在 t=0 到 t=T 的时间间隔内(1). 5T 世昌的博客 (2)粒子沿初始电场反方向 5、运动的时间解法一：(1)带电粒子在 0T/4、T /4T/2、T/23T /4、3T/4 T 时间间隔内做匀变速运动，设加速度分别为 、 、 、 ，由牛顿第二定律得1 0120324由此得带电粒子在 0T 时间间隔内运动的加速度a)所示。 对应的速度b)所示，其中014b)可知，带电粒子在 到 t=T 时的位移为0t14Ts式得 2062)由图(b) 可知，粒子在 到 内沿初始电场的反方向38的运动时间 t 为5384解法二：(1) 带电粒子在 0T/4、T /4T/2、T/23T /4、 3T/4T 时间间隔内做匀变速运动，设加速度分别为 、 、 、 ，由牛顿第二定律得1 0120324设带电 6、粒子在 、 、 、 时的速度分别为 、 、 、 ，则4 1a2m图（a）v1v 10图（b）高中物理资源下载平台世昌的博客 434 t=T 时的位移为 s，有0t2341( )22062)由电场的变化规律知， 时粒子开始减速，设经过时间 粒子速度减为零。 4式代入上式得 18子从 时开始加速，设经过时间 速度变为零。 2式联立得 28Ttt=0 到 t=T 内粒子沿初始电场反方向运动的时间 t 为 12()4将 式代入 式得 4. 2012 年理综北京卷 24 （20 分）匀强电场的方向沿 x 轴正向，电场强度 E 随 x 的分布如图所示，图中 d 均为已知量。 将带正电的质点 A 在 O 点由静止 7、释放。 A 离开电场足够远后，再将另一带正电的质点 B 放在 O 点也由静止释放。 当 B 在电场中运动时，A 、B 间的相互作用力及相互作用能均为零；B 离开电场后，A、B 间的相互作用视为静电作用。 已知 A 的电荷量为 Q，A 和 B 的质量分别为 m 和。 不计重4力。 高中物理资源下载平台世昌的博客 （1 ）求 A 在电场中的运动时间 t；（2 ）若 B 的电荷量 ，求两质点相互作用能的最大值 3 ）为使 B 离开电场后不改变运动方向，求 B 所带电荷量的最大值 析：（1）A 在电场中做匀加速直线运动位移为 d，根据牛顿第二定律据位移公式得 ）设 A、B 分别离开电场后的速度为 据动能定理有 8、、B 分别离开电场后的速度为 于 以 B 离开电场后与 A 间的静电斥力使 B 减速，使 A 加速， A、B 系统的总动能减小，相互作用能增大，当 A、B 的速度相同为 v 时系统的总动能最小，相互作用能最大，在此过程中只有相互作用的静电斥力系统的能量和动量都守恒有2222 4114四式解得 503 ） A、B 间距达到最小后静电斥力继续使 B 减速，使 A 加速，A 、B 系统的总动能增大，相互作用能减小，A、B 间距达到无穷大时相互作用能为 0。 为使 B 离开电场后不改变运动方向，B 的速度满足条件 044222211式中 B 的电量变为 中物理资源下载平台世昌的博客 五式解得 ，以 B 9、所带电荷量的最大值 m5. 2012 年物理上海卷20如图，质量分别为 两小球带有同种电荷，电荷量分别为 绝缘细线悬挂在天花板上。 平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为 1 与 2（ 1 2）。 两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别 大动能分别为 （ ）（A）m A 一定小于 （B）q A 一定大于 ）v A 一定大于 （D）E 定大于 别对 A、 B 进行受力分析，如图所示两球间的库仑斥力是作用力与反作用力总是大小相等，与带电量的大小无关，因此 B 选项不对，对于 A 球：11对于 B 球： ，又 1 2，1m v A， C 选项正确A 到达最低点的动能： 10、 2 1 B 到达最低点的动能： cs(ta) 222222 22世昌的博客 2 可知， 2又： ,得： ，因此 D 选项也正确。 222011 年理综北京卷24 （ 20 分）静电场方向平行于 x 轴，其电势 随 x 的分布可简化为如图所示的折线，图中 0和 d 为已知量。 一个带负电的粒子在电场中以 x=0为中心，沿 x 轴方向做周期性运动。 已知该粒子质量为m、电量为动能与电势能之和为0Aq 0）,忽略重力。 求粒子所受电场力的大小；粒子的运动区间；粒子的运动周期。 【解析】 （1）由图可知，0与d（或点间的电势差为 0电场强度的大小 电场力的大小 ）设粒子在，x 0区间内运动，速率为v，由题意得21由图可知 )由得 1210因动能非负，有 0) 即 )A(子运动区间 )q(0d 世昌的博客 （3 ）考虑粒子从x 0处开始运动的四分之一周期根据牛顿第二定律，粒子的加速度 由。