十年高考】2004-2013年全国各地高考物理试题分类汇编：电场

28. (04北京理综) 静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置，其中某部分静电场的分布如下图所示。虚线表示这个静电场在xoy 平面内的一簇等势线，等势线形状相对于ox 轴、oy 轴对称。等势线的电势沿x 轴正向增加，且相邻两等势线的电势差相等。一个电子经过P 点（其横坐标为-x 0）时，速度与ox 轴平行。适当控制实验条件，使该电子通过电场区域时仅在ox 轴上方运动。在通过电场区域过程中，该电子沿y 方向的分速度v y 随位置坐标x 变化的示意图是

29. (04北京理综)下图是某种静电分选器的原理示意图。两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷，形成匀强电场。分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等。混合在一起的a 、b 两种颗粒从漏斗出口下落时，a 种颗粒带上正电，b 种颗粒带上负电。经分选电场后，a 、b 两种颗粒分别落到水平传送带A 、B 上。已知两板间距

m d 1.0=，板的长度m l 5.0=，电场仅局限在平行板之间；各颗粒所带电量大小与其质

量之比均为kg C /1015

-?。设颗粒进入电场时的初速度为零，分选过程中颗粒大小及颗

粒间的相互作用力不计。要求两种颗粒离开电场区域时，不接触到极板但有最大偏转量。重力加速度g 取2/10s m 。

（1）左右两板各带何种电荷？两极板间的电压多大？

（2）若两带电平行板的下端距传送带A 、B 的高度m H 3.0 ，颗粒落至传送带时的速度大小是多少？

（3）设颗粒每次与传送带碰撞反弹时，沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半。写出颗粒第n 次碰撞反弹高度的表达式。并求出经过多少次碰撞，颗粒反弹的高度小于0.01m 。

30．(04甘肃理综)一平行板电容器的电容为C ，两板间的距离为d ，上板带正电，电量

为

Q ，下板带负电，电量也为Q ，它们产生的电场在很远处的电势为零。两个带异号电荷的 小球用一绝缘刚性杆相连，小球的电量都为q ，杆长为l ，且l

A ．

Cd Qlq

B ．0

C ．)(l d Cd

Qq

D ．

Qd

Clq

31．(04吉林理综)如图，一绝缘细杆的两端各固定 着一个小球，两小球带有等量异号的电荷，处于匀 强电场中，电场方向如图中箭头所示。开始时，细 杆与电场方向垂直，即在图中Ⅰ所示的位置；接着 使细杆绕其中心转过90”，到达图中Ⅱ所示的位置； 最后，使细杆移到图中Ⅲ所示的位置。以W 1表示

细

杆由位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中电场力对两小球所做的功，W 2表示细杆由位置Ⅱ到位置Ⅲ过 程中电场力对两小球所做的功，则有

A ．W 1＝0，W 2≠0

B ．W 1＝0，W 2＝0

C ．W 1≠0，W 2＝0

D ．W 1≠0，W 2≠0

32．(04天津)在静电场中，将一电子从A 点移到B 点，电场力做了正功，则 A ． 电场强度的方向一定是由A 点指向B 点 B ． 电场强度的方向一定是由B 点指向A 点 C ． 电子在A 点的电势能一定比在B 点高

D ． 电子在B 点的电势能一定比在A 点高

33．(04全国理综)一带正电的小球，系于长为

Ⅱ

+q

+q -q

+q

-q Ⅰ

-q

Ⅲ

l 的不可伸长的轻线一端，线的另一端固定在O

点，它们处在匀强电场中，电场的方向水平向

右，场强的大小为E 。已知电场对小球的作用

力的大小等于小球的重力。现先把小球拉到图

中的P 1处，使轻线拉直，并与场强方向平行，

然后由静止释放小球。已知小球在经过最低点

的瞬间，因受线的拉力作用，其速度的竖直分

量突变为零，水平分量没有变化，则小球到达

与P 1点等高的P 2点时速度的大小为（ ）

A ．gl

B ．gl 2

C ．gl 2

D ．0

34．(04广东)在场强为E 的匀强电场中固定放置两个小球1和2，它们的质量相等，电 荷分别为1q 和2q （12q q ）。球1和球2的连线

平行于电场线，如图。现同时放开1球 和2球，于是它们开始在电力的作用下运动，如

果球1和求之间的距离可以取任意有限 值，则两球刚被放开时，它们的加速度可能是

о о2 1 E

（）

A．大小相等，方向相同

B．大小不等，方向相反

C．大小相等，方向相同

D．大小相等，方向相反

35．(04上海)某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则（）

A．在0—x1之间不存在沿x方向的电场。

C．在x1—x2之间存在着沿x方向的匀强电场。

D．在x1—x2之间存在着沿x方向的非匀强电场。

36．(04上海)在光滑水平面上的O点系一长为I的绝缘细

线，线的另一端系一质量为m、带电量为q的

小球.当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后，

小球处于平衡状态.现给小球一垂直于细线的初

速度v0，使小球在水平面上开始运动.若v0很小，

则小球第一次回到平衡位置所需时间为 .

；…

37．(04上海)光滑水平面上有一边长为l的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电

场方向与正方形一边平行。一质量为m、带电量为q的小球由某一边的中点，以垂直于

该

边的水平初速v0进入该正方形区域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的

动能可能为（ ）

A ．0

B ．

.212120qEl mv + C ．

.2

12

0mv D ．

.3

22120qEl mv + 38．(04上海) “真空中两个静止点电荷相距10cm.它们之间相互作用力大小为9×10

－

4N.

当它们合在一起时，成为一个带电量为3×10－

8C 的点电荷.问原来两电荷的带电量各为

多

少？某同学求解如下：

根据电荷守恒定律：a C q q =?=+-8

21103 （1）

根据库仑定律：b C C F k r q q =?=????==---2152492

222110110910

9)1010( 以12/q b q = 代入（1）式得： 012

1=+-b aq q

解得C b a a q )104109103(2

1

4(211516321---?-?±?=-±=

根号中的数值小于0，经检查，运算无误.试指出求解过程中的问题并给出正确的解答.

39. (05河北)图1中B 为电源，电动势E=27V ，内阻不计。固定电阻R 1=500Ω，R 2为光

敏

电阻。C 为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长l 1=8.0×10-2m ，两极板的间

距

d =1.0×10-2m 。S 为屏，与极板垂直，到极板的距离l 2=0.16m 。P 为一圆盘，由形状相同、

透光率不同的三个扇形a 、b 和c 构成，它可绕AA /轴转动。当细光束通过扇形a 、b 、c 照射光敏电阻R 2时，R 2的阻值分别为1000Ω、2000Ω、4500Ω。有一细电子束沿图中

虚

线以速度v 0=8.0×106m/s 连续不断地射入C 。已知电子电量e =1.6×10-19C ，电子质量

m =9×10-31kg 。忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力。假设照在 R 2上的光强发生变化时R 2阻值立即有相应的改变。

⑴设圆盘不转动，细光束通过b 照射到R 2

上，求电子到达屏S 上时，它离O 点的距离y 。（计算结果保留二位有效数字）。

⑵设转盘按图1中箭头方向匀速转动，每3

秒转一圈。取光束照在a 、b 分界处时t =0，试在图2给出的坐标纸上，画出电子到达屏S 上时，

图 2

O

t /s

y /10-2m

10 20 123

456

它离O 点的距离y 随时间t 的变化图线（0~6s 间）。要求在y 轴上标出图线最高点与最低点的值。（不要求写出计算过程，只按画出的图线评分。）

40. (05吉林)图中a 、b 是两个点电荷，它们的电量分别为Q 1、Q 2，MN 是ab 连线的中

垂

线，P 是中垂线上的一点。下列哪种情况能使P 点场强方向指向MN 的左侧？

Ａ．Q 1、Q 2都是正电荷，且Q 1|Q 2| Ｃ．Q 1是负电荷，Q 2是正电荷，且|Q 1|< Q 2 Ｄ．Q 1、Q 2都是负电荷，且|Q 1|>|Q 2|

41. (05四川)水平放置的平行板电容器与一电池相连，在电容器的两板间有一带正电的 质点处于静止状态，现将电容器两板间的距离增大，则

Ａ．电容变大，质点向上运动 Ｂ．电容变大，质点向下运动 Ｃ．电容变小，质点保持静止 Ｄ．电容变小，质点向下运动

42．(05北京)真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场 中，若将一个质量为m 、带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度与竖直 方向夹角为37o（取sin37o=0.6，cos37o=0.8）。现将该小球从电场中某点以 初速度v 0竖直向上[抛出。求运动过程中

⑴小球受到的电场力的大小和方向； ⑵小球从抛出点至最高点的电势能变化量；

a b

P

M N

左

右

⑶小球的最小动量的大小和方向。

43．(05天津)一带电油滴在匀强电场E 中的运动轨迹如图中虚线所示，电场 方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从

a 运动到

b 的过程中，能量 变化情况为

Ａ．动能减小 Ｂ．电势能增加

Ｃ．动能和电势能之和减小 Ｄ．重力势能和电势能之和增加

44．(05天津)现用电子显微镜观测线度为d 的某生物大分子的结构。为满足测量要求，

将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d /n ，其中n >1。已知普朗克常量h 、电子质量m 和电子电荷量e ，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为

Ａ．2

22med h n Ｂ．3

13

22

2???

?

?

?e n h md Ｃ．2222men h d Ｄ．2222med h n 45．(05上海)如图，带电量为+q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d ，

点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为_____，方向_____．（静电力恒量为k ）

46．(05上海)在场强大小为E 的匀强电场中，一质量为m 、带电量为+q 的物体以某一初 速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE/m ，物体运动S 距离时速度

变

a

b

E

为零．则

（A ）物体克服电场力做功qES （B ）物体的电势能减少了0.8qES （C ）物体的电势能增加了qES （D ）物体的动能减少了0.8qES 47．(05上海)如图所示，带正电小球质量为m ＝1×10－

2kg ，带电量为q ＝1×10－

6C ，

置于

光滑绝缘水平面上的A 点．当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终 沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B 点时，测得其速度v B =1.5m/s ，此时小球的位

移

为S=0.15m ．求此匀强电场场强E 的取值范围．（g=10m/s 2）

某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为θ，由动能定理

021cos 2

-=B mv qES θ得m V qS mv E B /cos 75000cos 22

θ

θ==．由题意可知θ>0，所以当

E>7.5×104V/m 时小球将始终沿水平面做匀加速直线运动．

经检查，计算无误．该同学所得结论是否有不完善之处？若有请予以补充．

【参考答案】 28. D

29. （1）左板带负电荷，右板带正电荷。

依题意，颗粒在平行板间的竖直方向上满足 2

2

1gt l =

<1>

在水平方向上满足 2

212t dm

Uq d s ==

<2> <1><2>两式联立得 V lq

gmd U 42

1012?==

（2）根据动能定理，颗粒落到水平传送带上满足

s

m H l g m

Uq v mv H l mg Uq /4)(221)(212≈++==++

（3）在竖直方向颗粒作自由落体运动，它第一次落到水平传送带上沿竖直方向的速

度s m H l g v y /4)(2=+=。反弹高度 m g

v h n y 8.0)4

1

(2)5.0(2

1?==

根据题设条件，颗粒第n 次反弹后上升的高度

)2)(41()2()41(2

2g

v g v h y

y n n == 当4=n 时，m h n 01.0<

30. A

31．C

32. C

33.B

34．ABC

35．AC

36．qE

ml π

37．ABC

38．题中仅给出相互作用力的大小，两点电荷可能异号，按电荷异号计算. 由.101.

103215218

21b C q q a C q q =?==?=--- 得

0121=--b aq q ①

由此解得 C q 8

1105-?= ②

C q 8

2102?= ③

39. 答案：（1）设电容器C 两析间的电压为U ，电场强度大小为E ，电子在极板间穿行

时y 方向上的加速度大小为a ，穿过C 的时间为t 1，穿出时电子偏转的距离为

y 1，

2

11

R R R U +=

ε ①

d

U

E =

② eE=ma ③

11v l t =

④ 31121

at y = ⑤

O

t /s

y /10-2m

10

20 123456

24 12

由以上各式得 d l R R R mv e y 12112

01)(2+=

ε ⑥ 代入数据得 m y 3

110

8.4-?= ⑦

由此可见d y 2

1

1<

，电子可通过C. 设电子从C 穿出时，沿y 方向的速度为v ，穿出后到达屏S 所经历的时间为t 2，

在此时间内电子在y 方向移动的距离为y 2，

v 1=at 1 ⑧ 0

2

2v l t =

⑨ y 2=v 1t 2 ⑩ 由以上有关各式得 d

l l R R R mv e y 212112

02)(+=

ε

○11 代入数据得 y 2=1.92×10－

2m ○

12 由题意 y=y 1+y 2=2.4×10－

2m ○13 40.A C D

41.D

42．⑴3mg /4，水平向右 ⑵9mv 02/32 ⑶3mv 0/5，与电场方向夹角为37o，斜向上。

43．C

44．D

45．

2d

kq

，水平向左（或垂直薄板向左） 46．ACD

47．该同学所得结论有不完善之处．

为使小球始终沿水平面运动．电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力 gEsin θ≤mg ①

所以 34

25.21015.02222

2=??==≤

B

B v Sg S mv mg tg θ ② m V m V q mg E /1025.1/5

410110

101sin 562?=????=≤--θ

即 7.5×104V/m

2006年

14、（06卷1、25）有个演示实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放了许多锡箔纸揉成的小球，当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动。现取以下简化模型进行定量研究。

如图所示，电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置，相距为d，与电动势为ε、内阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为m的导电小球，小球可视为质点。已知：若小球与极板发生碰撞，则碰撞后小球的速度立即变为零，带电状态也立即改变，改变后，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的α倍（α<<1）。不计带电小球对极板间匀强电场的影响。重力加速度为g。

（1）欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势ε至少应大于多少？

（2）设上述条件已满足，在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动。求在T时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量。

25.解：（1）用Q表示极板电荷量的大小，q表示碰后小球电荷量的大小。要使小球能不停地往返运动，小球所受的向上的电场力至少应大于重力，则

q ε

d>mg

其中q=αQ 又有Q=CεA B

＋－

＋

－d

ε

由以上三式有 ε>

mgd

αC

（2）当小球带正电时，小球所受电场力与重力方向相同，向下做加速运动。以a 1表示其加速度，t 1表示从A 板到B 板所用的时间，则有 q ε

d +mg=ma 1郝双制作 d=1

2

a 1t 12 当小球带负电时，小球所受电场力与重力方向相反，向上做加速运动，以a2表示其加速度，t 2表示从B 板到A 板所用的时间，则有 q ε

d －mg=ma 2 d=1

2

a 2t 22 小球往返一次共用时间为（t 1+t 2），故小球在T 时间内往返的次数 n=T t 1+t 2 郝双制作 由以上关系式得n=

T

2md 2

αC ε2+mgd

+

2md 2

αC ε2－mgd

小球往返一次通过的电量为2q ，在T 时间内通过电源的总电量Q'=2qn 由以上两式可得郝双制作 Q'=

2αC εT

2md 2

αC ε2+mgd

+

2md 2

αC ε2－mgd

郝双

15、（06卷2、17

）ab 是长为l 的均匀带电细杆，P1、

P2是位于ab 所在直线上的两点，位置如图所示。ab 上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E1，在P2处的场强大小为F2。则以下说法正确的是（ ）

A 两处的电场方向相同，E1＞E2

B 两处的电场方向相反，E1＞E2

C 两处的电场方向相同，E1＜E2

D 两处的电场方向相反，E1＜E2

16、（06北京14）.使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（B）

17、（06北京23）.如图1所示，真空中

相距d＝5cm的两块平行金属板A、B

与电源连接（图中未画出），其中B板

接地（电势为零），A板电势变化的规律

kg，电量q＝+1.6×10-19 C的带电粒子从紧临B 如图2所示。将一个质量m=2.0×1027

板处释放，不计重力。求

（1）在t＝0时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小；

（2）若A板电势变化周期T＝1.0×10-5 s，在t＝0时将带电粒子从紧临B板处无初速释放，粒子达到A板时动量的大小；

（3）A 板电势变化频率多大时，在t ＝

4T 到t ＝2

T

时间内从紧临B 板处无初速释放该带电粒子，粒子不能到达A 板。

（1）电场强度d

U

E =

带电粒子所受电场力

ma F d

Uq

qE F ==

=, 29/100.4s m dm

Uq

a ?==

（2）粒子在0~

2T

时间内走过的距离为m T a 22100.5)2

(21-?=

故带电粒子在t=

2

T

时，恰好到达A 板 根据动量定理，此时粒子动量

s m kg Ft p /100.423??==-

（3）带电粒子在4T t =

~t=2T 向A 板做匀加速运动，在2T t =~t=4

3T 向A 板做匀减速运动，速度减为零后将返回。粒子向A 板运动可能的最大位移2216

1

)4(212aT T a s =?

= 要求粒子不能到达A 板，有s ＜d 由f =

T

1

，电势变化频率应满足

4102516?=>

d

a

f Hz

18、（06重庆19）．如右图，带正电的点电荷固定于Q 点，电子在库仑力作用下，做以Q 为焦点的椭圆运动。M 、P 、N 为椭圆上的三点，P 点是轨道上离Q 最近的点。电子在从M 经P 到达N 点的过程中（AC ） A 速率先增大后减小 B 速率先减小后增大

C 电势能先减小后增大

D 电势能先增大后减小

19、（06江苏16）．如图所示，平行板电容器两极板间有场强为 E 的匀强电场，且带正电的极板接地。一质量为 m ，电荷量为+q 的带电粒子（不 计重力）从 x 轴上坐标为 x0 处静止释放。 （1）求该粒子在 xo 处电势能 Epx 。

（2）试从牛顿第二定律出发，证明该带电粒子在极板间运动过程

中，其动能与电势能之和保持不变。

（2）解法一

在带电粒子的运动方向上任取一点，设坐标为x

由牛顿第二定律可得

（2）解法二

在x轴上任取两点x1 、x2，速度分别为v1 、v2