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备战2026年高考物理精品试题汇编专题08静电场Word版附解析
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考点01 电场力的性质
1.(2025·广西·高考真题)用带电玻璃棒接触验电器的金属球,移走玻璃棒,验电器内两片金属箔张开,稳定后如图。图中、、、四点电场强度最强的是( )
A.aB.bC.cD.d
【答案】D
【详解】bc两点分别在金属外壳内部和金属杆的内部,则两点的场强均为零;在金属箔上的最下端电荷分布比金属球上更密集,且d点距离金箔的下端较近,可知d点的场强比a点大,则电场强度最大的点在d点。
故选D。
2.(2025·海南·高考真题)带正电的金属球靠近不带电验电器金属小球,则关于验电器金属小球和金属箔,下列说法正确的是( )
A.、都带正电B.、都带负电
C.带负电、带正电D.带正电、带负电
【答案】C
【详解】由图可知,验电器本来不带电,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,正金属球靠近不带电验电器金属小球,使得金属球a带负电荷,从而导致金属箔b带上正电荷。
故选C。
3.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)某同学绘制了四幅静电场的电场线分布图,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】ABC.静电场中电场线不相交、不闭合,故B正确、故AC错误;
D.若电场线相互平行,应等间距,故D错误。
故选B。
4.(2024·贵州·高考真题)如图,A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上,直径与弦间的夹角为。A、B两点分别放有电荷量大小为的点电荷时,C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向,则等于( )
A.B.C.D.2
【答案】B
【详解】根据题意可知两电荷为异种电荷,假设为正电荷,为负电荷,两电荷在C点的场强如下图,设圆的半径为r,根据几何知识可得
,
同时有
,
联立解得
故选B。
5.(2024·浙江·高考真题)如图所示空间原有大小为E、方向竖直向上的匀强电场,在此空间同一水平面的M、N点固定两个等量异种点电荷,绝缘光滑圆环ABCD垂直MN放置,其圆心O在MN的中点,半径为R、AC和BD分别为竖直和水平的直径。质量为m、电荷量为+q的小球套在圆环上,从A点沿圆环以初速度v0做完整的圆周运动,则( )
A.小球从A到C的过程中电势能减少
B.小球不可能沿圆环做匀速圆周运动
C.可求出小球运动到B点时的加速度
D.小球在D点受到圆环的作用力方向平行MN
【答案】C
【详解】A.根据等量异种点电荷的电场线特点可知,圆环所在平面为等势面,匀强电场方向竖直向上,则小球从A到C的过程电势增加,电势能增加,故A错误;
B.当场强满足
时,小球运动时受到的向心力大小不变,可沿圆环做匀速圆周运动,故B错误;
C.根据动能定理
可求出小球到B点时的速度vB,根据
可得小球的向心加速度,再根据牛顿第二定律
可得小球的切向加速度,再根据矢量合成可得B点的加速度为
故C正确;
D.小球在D点受到竖直向下的重力、竖直向上的匀强电场的电场力、平行MN方向的等量异种点电荷的电场力和圆环的作用力,圆环的作用力一个分力与等量异种点电荷的电场力平衡,其与MN平行,而另一分力提供向心力,方向指向圆心,故小球在D点受到圆环的作用力方向不平行MN,故D错误。
故选C。
6.(2024·北京·高考真题)如图所示,两个等量异种点电荷分别位于M、N两点,P、Q是MN连线上的两点,且。下列说法正确的是( )
A.P点电场强度比Q点电场强度大
B.P点电势与Q点电势相等
C.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,P点电场强度大小也变为原来的2倍
D.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,P、Q两点间电势差不变
【答案】C
【详解】A.由等量异种点电荷的电场线分布特点知,P、Q两点电场强度大小相等,A错误;
B.由沿电场线方向电势越来越低知,P点电势高于Q点电势,B错误;
CD.由电场叠加得P点电场强度
若仅两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,则P点电场强度大小也变为原来的2倍,同理Q点电场强度大小也变为原来的2倍,而PQ间距不变,根据定性分析可知P、Q两点间电势差变大,C正确,D错误。
故选C。
7.(2024·河北·高考真题)如图,真空中有两个电荷量均为的点电荷,分别固定在正三角形的顶点B、C.M为三角形的中心,沿的中垂线对称放置一根与三角形共面的均匀带电细杆,电荷量为.已知正三角形的边长为a,M点的电场强度为0,静电力常量的k.顶点A处的电场强度大小为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】B点C点的电荷在M的场强的合场强为
因M点的合场强为零,因此带电细杆在M点的场强,由对称性可知带电细杆在A点的场强为,方向竖直向上,因此A点合场强为
故选D。
8.(2024·江西·高考真题)蜡烛火焰是一种含有电子、正离子、中性粒子的气体状物质, 将其置于电压恒定的两平行金属板间, 板间电场视为匀强电场, 如图所示. 若两金属板间距减小, 关于火焰中电子所受的电场力, 下列说法正确的是 ( )
A.电场力增大,方向向左B.电场力增大,方向向右
C.电场力减小,方向向左D.电场力减小,方向向右
【答案】B
【详解】由题知,两极板电压保持不变,则根据电势差和电场强度的关系有
当电极板距离减小时,电场强度E增大,根据F = Ee可知电场力也增大,再结合题图可知极板间的电场线水平向左,则可知电子受到的电场力方向向右。
故选B。
9.(2024·江苏·高考真题)在静电场中的A、B两点放置试探电荷,其受到的静电力F与试探电荷的电荷量q的关系,分别如图中直线、所示。、两点的电场强度之比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设图像的横坐标单位长度电荷量为,纵坐标单位长度的力大小为根据
可知图像斜率表示电场强度,由图可知
可得
故选D。
10.(2023·重庆·高考真题)真空中固定有两个点电荷,负电荷Q1位于坐标原点处,正电荷Q2位于x轴上,Q2的电荷量大小为Q1的8倍。若这两点电荷在x轴正半轴的x=x0处产生的合电场强度为0,则Q1、Q2相距( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】依题意,两点电荷电性相反,且Q2的电荷量较大,根据题意,正电荷Q2位于x轴负半轴,设两点电荷相距L,根据点电荷场强公式可得
又
解得
故选B。
11.(2023·上海·高考真题)如图所示,a为匀强电场,b为非匀强电场,三个电荷用轻棒连接为正三角形,则整个系统受合力的情况是( )
A.a为0,b为0B.a为0,b不为0C.a不为0,b为0D.a不为0,b不为0
【答案】B
【详解】对于图a,由于是匀强电场,设电场强度为E,则两个+q的电荷受到的电场力为2Eq方向沿电场线向上,一个-2q的电荷受到的电场力为2Eq方向沿电场线向向下,则图a整个系统受合力为0;同理分析,由于两个+q的电荷所在的场强更弱,则图b整个系统受合力不为0。
故选B。
12.(2023·湖南·高考真题)如图,真空中有三个点电荷固定在同一直线上,电荷量分别为Q1、Q2和Q3,P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°、和30°。若P点处的电场强度为零,q > 0,则三个点电荷的电荷量可能为( )
A.Q1= q,,Q3= qB.Q1= -q,,Q3= -4q
C.Q1= -q,,Q3= -qD.Q1= q,,Q3= 4q
【答案】D
【详解】AB.选项AB的电荷均为正和均为负,则根据电场强度的叠加法则可知,P点的场强不可能为零,AB错误;
C.设P、Q1间的距离为r,则Q1、Q3在P点产生的合场强大小有
解得
而Q2产生的场强大小为
则P点的场强不可能为零,C错误;
D.设P、Q1间的距离为r,则Q1、Q3在P点产生的合场强大小有
解得
而Q2产生的场强大小为
则P点的场强可能为零,D正确。
故选D。
13.(2022·天津·高考真题)如图所示,一正点电荷固定在圆心,M、N是圆上的两点,下列说法正确的是( )
A.M点和N点电势相同
B.M点和N点电场强度相同
C.负电荷由M点到N点,电势能始终增大
D.负电荷由M点到N点,电场力始终做正功
【答案】A
【详解】AB.M、N是以O为圆心的圆上的两点,则电势相同,场强大小相等方向不同,A正确,B错误;
CD.由于两点电势相等,负电荷由M点到N点,电场力做功为零,电势能变化量为零,CD错误。
故选A。
14.(2022·河北·高考真题)如图,真空中电荷量为和的两个点电荷分别位于点与点,形成一个以延长线上点为球心,电势为零的等势面(取无穷处电势为零),为连线上的一点,S为等势面与直线的交点,为等势面上的一点,下列说法正确的是( )
A.点电势低于点电势B.点电场强度方向指向O点
C.除无穷远处外,MN直线上还存在两个电场强度为零的点D.将正试探电荷从T点移到P点,静电力做正功
【答案】B
【详解】A.在直线上,左边正电荷在点右侧电场强度水平向右,右边负电荷在线段区间的电场强度水平向右,根据电场的叠加可知间的电场强度水平向右,沿着电场线电势逐渐降低,可知点电势高于电势为零的等势面,S处于电势为零的等势面上,则S电势为零;则点电势高于点电势,故A错误;
C.由于正电荷的电荷量大于负电荷电荷量,可知在直线MN上在N左侧电场强度不可能为零,在右侧,设距离为,根据
可知除无穷远处外,直线MN电场强度为零的点只有一个,故C错误;
D.由A选项分析可知:点电势为零,电势低于电势,则正试探电荷在点的电势能低于在的电势能,将正试探电荷从T点移到P点,电势能增大,静电力做负功,故D错误;
B.设电势为零的等势面的半径为,与线段MN交于A点,设距离为,距离为,如图所示
根据点电荷的电势
结合电势的叠加原理、满足
,
解得
,
由于电场强度方向垂直等势面,可知T点的场强方向必过等势面的圆心,O点电势
可知
可知T点电场方向指向O点,故B正确。
故选B。
15.(2022·山东·高考真题)半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置,圆心位于O点,环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分,取走A、B处两段弧长均为的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于延长线上距O点为的D点,O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变,q为( )
A.正电荷,B.正电荷,
C.负电荷,D.负电荷,
【答案】C
【详解】取走A、B处两段弧长均为的小圆弧上的电荷,根据对称性可知,圆环在O点产生的电场强度为与A在同一直径上的A1和与B在同一直径上的B1产生的电场强度的矢量和,如图所示,因为两段弧长非常小,故可看成点电荷,则有
由图可知,两场强的夹角为,则两者的合场强为
根据O点的合场强为0,则放在D点的点电荷带负电,大小为
根据
联立解得
故选C。
16.(2021·山东·高考真题)如图甲所示,边长为a的正方形,四个顶点上分别固定一个电荷量为的点电荷;在区间,x轴上电势的变化曲线如图乙所示。现将一电荷量为的点电荷P置于正方形的中心O点,此时每个点电荷所受库仑力的合力均为零。若将P沿x轴向右略微移动后,由静止释放,以下判断正确的是( )
A.,释放后P将向右运动
B.,释放后P将向左运动
C.,释放后P将向右运动
D.,释放后P将向左运动
【答案】C
【详解】对y轴正向的点电荷,由平衡知识可得
解得
因在区间内沿x轴正向电势升高,则场强方向沿x轴负向,则将P沿x轴正向向右略微移动后释放,P受到向右的电场力而向右运动。
故选C。
17.(2021·湖南·高考真题)如图,在位置放置电荷量为的正点电荷,在位置放置电荷量为的负点电荷,在距为的某点处放置正点电荷Q,使得点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为( )
A.,B.,
C.,D.,
【答案】B
【详解】
根据点电荷场强公式
两等量异种点电荷在P点的场强大小为
,方向如图所示
两等量异种点电荷在P点的合场强为
,方向与+q点电荷与-q点电荷的连线平行如图所示Q点电荷在p点的场强大小为
三点电荷的合场强为0,则方向如图所示,大小有
解得
由几何关系可知Q的坐标为(0,2a)
故选B。
19.(2025·河北·高考真题)如图,真空中固定在绝缘台上的两个相同的金属小球A和B,带有等量同种电荷,电荷量为q,两者间距远大于小球直径,两者之间的静电力大小为F。用一个电荷量为Q的同样的金属小球C先跟A接触,再跟B接触,移走C后,A和B之间的静电力大小仍为F,则的绝对值可能是( )
A.1B.2C.3D.5
【答案】AD
【详解】C先跟A接触后,两者电荷量均变为,C再跟B接触后,两则电荷量均变为,此时AB之间静电力大小仍为,则有
解得或;
则的绝对值可能是1或者5。
故选AD。
20.(2025·安徽·高考真题)如图,两个倾角相等、底端相连的光滑绝缘轨道被固定在竖直平面内,空间存在平行于该竖直平面水平向右的匀强电场。带正电的甲、乙小球(均可视为质点)在轨道上同一高度保持静止,间距为L,甲、乙所带电荷量分别为q、,质量分别为m、,静电力常量为k,重力加速度大小为g。甲、乙所受静电力的合力大小分别为、,匀强电场的电场强度大小为E,不计空气阻力,则( )
A.B.
C.若将甲、乙互换位置,二者仍能保持静止D.若撤去甲,乙下滑至底端时的速度大小
【答案】ABD
【详解】AB.如图,对两球进行受力分析,设两球间的库仑力大小为F,倾角为,对甲球根据平衡条件有,①
对乙球有,
联立解得②
故
同时有
解得
故AB正确;
C.若将甲、乙互换位置,若二者仍能保持静止,同理可得对甲有,
对乙有,
联立可得,无解
假设不成立,故C错误;
D.若撤去甲,对乙球根据动能定理
根据前面分析由①②可知
联立解得
故D正确。
故选ABD。
21.(2025·山东·高考真题)球心为O,半径为R的半球形光滑绝缘碗固定于水平地面上,带电量分别为和的小球甲、乙刚好静止于碗内壁A、B两点,过O、A、B的截面如图所示,C、D均为圆弧上的点,OC沿竖直方向,,,A、B两点间距离为,E、F为AB连线的三等分点。下列说法正确的是( )
A.甲的质量小于乙的质量B.C点电势高于D点电势
C.E、F两点电场强度大小相等,方向相同D.沿直线从O点到D点,电势先升高后降低
【答案】BD
【详解】A.对甲、乙两小球受力分析如图所示,甲、乙两小球分别受到重力、支持力、库仑力作用保持平衡。
设与线段交点为点,由几何关系
解得得
因此有,
根据正弦定理,对甲有
对乙有
因为
是一对相互作用力,可得
A错误;
B.根据点电荷场强公式,由场强叠加知识,可知C到D之间的圆弧上各点场强方向都向右下方,若有一正试探电荷从C运动到D的过程中,电场力做正功,电势能减小,故可判断C点电势高于D点电势,B正确;
C.两带电小球连线上的电场分布可以等效成一对等量异种点电荷的电场和在点带电量为的正点电荷的电场相互叠加的电场。在等量异种点电荷的电场中E、F两点电场强度大小相等,方向相同。但是点带电量为的正点电荷在E、F两点的电场强度不同。E、F两点电场强度大小不同,C错误;
D.电势是标量,与线段的交点距离两带电小球最近,所以该点电势最大,那么沿直线从O点到D点,电势先升高后降低,D正确。
故选BD。
22(2024·湖北·高考真题)关于电荷和静电场,下列说法正确的是( )
A.一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变
B.电场线与等势面垂直,且由电势低的等势面指向电势高的等势面
C.点电荷仅在电场力作用下从静止释放,该点电荷的电势能将减小
D.点电荷仅在电场力作用下从静止释放,将从高电势的地方向低电势的地方运动
【答案】AC
【详解】A.根据电荷守恒定律可知一个与外界没有电荷交换的系统,这个系统的电荷总量是不变的,故A正确;
B.根据电场线和等势面的关系可知电场线与等势面垂直,且由电势高的等势面指向电势低的等势面,故B错误;
CD.点电荷仅在电场力作用下从静止释放,电场力做正功,电势能减小,根据
可知正电荷将从电势高的地方向电势低的地方运动,负电荷将从电势低的地方向电势高的地方运动,故C正确,D错误。
故选AC。
23.(2024·海南·高考真题)真空中有两个点电荷,电荷量均为−q(q ≥ 0),固定于相距为2r的P1、P2两点,O是P1P2连线的中点,M点在P1P2连线的中垂线上,距离O点为r,N点在P1P2连线上,距离O点为x(x FbB.,FaFbD.,Fa OM,OM = ON,则小球( )
A.在运动过程中,电势能先增加后减少
B.在P点的电势能大于在N点的电势能
C.在M点的机械能等于在N点的机械能
D.从M点运动到N点的过程中,电场力始终不做功
【答案】BC
【详解】ABC.由题知,OP > OM,OM = ON,则根据点电荷的电势分布情况可知
φM = φN > φP
则带负电的小球在运动过程中,电势能先减小后增大,且
EpP > EpM = EpN
则小球的电势能与机械能之和守恒,则带负电的小球在M点的机械能等于在N点的机械能,A错误、BC正确;
D.从M点运动到N点的过程中,电场力先做正功后做负功,D错误。
故选BC。
63.(2022·重庆·高考真题)如图为两点电荷Q、的电场等势面分布示意图,Q、位于x轴上,相邻等势面的电势差为。若x轴上的M点和N点位于等势面上,P为某等势面上一点,则( )
A.N点的电场强度大小比M点的大
B.Q为正电荷
C.M点的电场方向沿x轴负方向
D.P点与M点的电势差为
【答案】AD
【详解】A.等差等势线的密度体现场强的大小,由图可知N点的等差等势线比M点更密,则N点的电场强度大小比M点的大,故A正确;
B.沿着电场线电势逐渐降低,由图可知电场线由N指向Q,则Q为负电荷,故B错误;
C.沿着电场线电势逐渐降低,结合各等势线的电势高低关系可知M点的电场方向沿x轴正方向,故C错误;
D.M点与N点等势均为0V,P点与N点的等势线间隔四个,而相邻等势面的电势差为,则P点与M点的电势差为,故D正确。
故选AD。
64.(2021·海南·高考真题)如图,在匀强电场中有一虚线圆,和是圆的两条直径,其中与电场方向的夹角为,,与电场方向平行,a、b两点的电势差。则( )
A.电场强度的大小
B.b点的电势比d点的低
C.将电子从c点移到d点,电场力做正功
D.电子在a点的电势能大于在c点的电势能
【答案】AD
【详解】A.根据
可得电场强度的大小
选项A正确;
B.沿电场线电势逐渐降低,可知b点的电势比d点的电势高,选项B错误;
C.将电子从c点移到d点,因电子所受的电场力与位移反向,可知电场力做负功,选项C错误;
D.因a点的电势低于c点电势,则电子在a点的电势能大于在c点的电势能,选项D正确。
故选AD。
65.(2021·天津·高考真题)两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示,相邻等势面间的电势差相等。虚线是一个电子在该电场中的运动轨迹,轨迹与某等势面相切于P点。下列说法正确的是( )
A.两点电荷可能是异种点电荷B.A点的电场强度比B点的大
C.A点的电势高于B点的电势D.电子运动到P点时动能最小
【答案】CD
【详解】A.根据电荷间等势面的分布情况可知两点电荷时同种电荷,又根据电子在该电场中的运动轨迹可判断电子一直受到排斥的力,故可知两点电荷为同种负电荷;故A错误;
B.根据等势面的疏密程度可以判断A点的电场强度比B点的小,故B错误;
C.因为两点电荷是同种负电荷,电场线指向负电荷,故可知A点的电势高于B点的电势,故C正确;
D.根据电子的运动轨迹和电场线的方向可知由M到P电场力做负功,由P到N电场力做正功;由M到P动能减小,由P到N动能增加,故电子运动到P点时动能最小,故D正确。
故选CD。
66.(2021·全国甲卷·高考真题)某电场的等势面如图所示,图中a、b、c、d、e为电场中的5个点,则( )
A.一正电荷从b点运动到e点,电场力做正功
B.一电子从a点运动到d点,电场力做功为4eV
C.b点电场强度垂直于该点所在等势面,方向向右
D.a、b、c、d四个点中,b点的电场强度大小最大
【答案】BD
【详解】A.由图象可知
φb = φe
则正电荷从b点运动到e点,电场力不做功,A错误;
B.由图象可知
φa = 3V,φd = 7V
根据电场力做功与电势能的变化关系有
Wad = Epa - Epd = (φa - φd)( - e) = 4eV
B正确;
C.沿电场线方向电势逐渐降低,则b点处的场强方向向左,C错误;
D.由于电场线与等势面处处垂直,则可画出电场线分布如下图所示
由上图可看出,b点电场线最密集,则b点处的场强最大,D正确。
故选BD。
考点03 电容器及电容 带电粒子在电场中的运动
67.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)如图,某压力传感器中平行板电容器内的绝缘弹性结构是模仿犰狳设计的,逐渐增大施加于两极板压力F的过程中,F较小时弹性结构易被压缩,极板间距d容易减小;F较大时弹性结构闭合,d难以减小。将该电容器充电后断开电源,极板间电势差U与F的关系曲线可能正确的是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【详解】根据公式和电容的决定式
可得
根据题意F较小时易被压缩,故可知当F较小时,随着F的增大,d在减小,且减小的越来越慢,与电源断开后Q不变,故此时极板间的电势差U在减小,且减小的越来越慢;当F增大到一定程度时,再增大F后,d基本不变,故此时U保持不变,结合图像,最符合情境的是D选项。
故选D。
68.(2025·江苏·高考真题)如图所示,平行金属板与电源连接。一点电荷由a点移动到b点的过程中,电场力做功为W。现将上、下两板分别向上、向下移动,使两板间距离增大为原来的2倍,再将该电荷由a移动到b的过程中,电场力做功为( )
A.B.WC.D.
【答案】A
【详解】根据题意可知,电容器与电源保持连接,电容器两端电压不变,现将电容器两极板间距增大至原来的两倍,由公式可知,极板间电场强度变为原来的,则有可知,再把电荷由a移至b,则电场力做功变为原来的,即电场力做功为。
故选A。
69.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)如图,光滑绝缘水平面AB与竖直面内光滑绝缘半圆形轨道BC在B点相切,轨道半径为r,圆心为O,O、A间距离为。原长为的轻质绝缘弹簧一端固定于O点,另一端连接一带正电的物块。空间存在水平向右的匀强电场,物块所受的电场力与重力大小相等。物块在A点左侧释放后,依次经过A、B、C三点时的动能分别为,则( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【详解】由题意可得A点弹簧伸长量为,B点和C点弹簧压缩量为,即三个位置弹簧弹性势能相等,则由A到B过程中弹簧弹力做功为零,电场力做正功,动能增加,
同理B到C过程中弹簧弹力和电场力做功都为零,重力做负功,则动能减小,
由A到C全过程则有
因此
故选C。
70.(2024·浙江·高考真题)图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验,保持电荷量不变,当极板间距增大时,静电计指针张角增大,则 ( )
A.极板间电势差减小B.电容器的电容增大
C.极板间电场强度增大D.电容器储存能量增大
【答案】D
【详解】AB.根据,可得当极板间距增大时电容减小,由于电容器的带电量不变,故极板间电势差增大,故AB错误;
C.根据得
故场强不变,故C错误;
D.移动极板的过程中要克服电场力做功,故电容器储存能量增大,故D正确。
故选D。
71.(2024·辽宁·高考真题)某种不导电溶液的相对介电常数与浓度的关系曲线如图(a)所示,将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中,并与恒压电源,电流表等构成如图(b)所示的电路,闭合开关S后,若降低溶液浓度,则( )
A.电容器的电容减小B.电容器所带的电荷量增大
C.电容器两极板之间的电势差增大D.溶液浓度降低过程中电流方向为M→N
【答案】B
【详解】A.降低溶液浓度,不导电溶液的相对介电常数增大,根据电容器的决定式可知电容器的电容增大,故A错误;
BC.溶液不导电没有形成闭合回路,电容器两端的电压不变,根据结合A选项分析可知电容器所带的电荷量增大,故B正确,C错误;
D.根据B选项分析可知电容器所带的电荷量增大,则给电容器充电,结合题图可知电路中电流方向为,故D错误。
故选B。
【点睛】
72.(2021·重庆·高考真题)电容式加速传感器常用于触发汽车安全气囊等系统,如图所示。极板M、N组成的电容器视为平行板电容器,M固定,N可左右运动,通过测量电容器板间的电压的变化来确定汽车的加速度。当汽车减速时,极板M、N间的距离减小,若极板上的电荷量不变,则该电容器( )
A.电容变小B.极板间电压变大
C.极板间电场强度不变D.极板间的电场强度变小
【答案】C
【详解】A.由平行板电容器电容的决定式可得,d减小,C增大,故A错误;
B.电容器所带电荷量Q不变,C增大,由可得,U变小,故B错误;
CD.由匀强电场的场强与电势差关系公式可得
E与d无关,E不变,故C正确,D错误。
故选C。
73.(2022·重庆·高考真题)如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图,电容器上极板固定,下极板可随材料尺度的变化上下移动,两极板间电压不变。若材料温度降低时,极板上所带电荷量变少,则( )
A.材料竖直方向尺度减小B.极板间电场强度不变
C.极板间电场强度变大D.电容器电容变大
【答案】A
【详解】BCD.根据电容的决定式可知,根据题意可知极板之间电压不变,极板上所带电荷量变少,极板间距增大,电容减小,极板之间形成匀强电场,根据可知极板间电场强度减小,BCD错误;
A.极板间距增大,材料竖直方向尺度减小,A正确;
故选A。
74.(2021·江苏·高考真题)有研究发现,某神经细胞传递信号时,离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流,若将该细胞膜视为的电容器,在内细胞膜两侧的电势差从变为,则该过程中跨膜电流的平均值为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】根据
Q=CU
可知
∆Q=C∆U=10-8×(30+70)×10-3C=10-9C
则该过程中跨膜电流的平均值为
故选D。
75.(2022·浙江·高考真题)如图所示,带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场,板长为L(不考虑边界效应)。t=0时刻,M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v0的相同粒子,垂直M板向右的粒子,到达N板时速度大小为;平行M板向下的粒子,刚好从N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用,则( )
A.M板电势高于N板电势
B.两个粒子的电势能都增加
C.粒子在两板间的加速度
D.粒子从N板下端射出的时间
【答案】C
【详解】A.由于不知道两粒子的电性,故不能确定M板和N板的电势高低,故A错误;
B.根据题意垂直M板向右的粒子,到达N板时速度增加,动能增加,则电场力做正功,电势能减小;则平行M板向下的粒子到达N板时电场力也做正功,电势能同样减小,故B错误;
CD.设两板间距离为d,对于平行M板向下的粒子刚好从N板下端射出,在两板间做类平抛运动,有
对于垂直M板向右的粒子,在板间做匀加速直线运动,因两粒子相同,在电场中加速度相同,有
联立解得
,
故C正确,D错误;
故选C。
76.(2025·福建·高考真题)空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场B与水平向右的匀强电场E,一带电体在复合场中恰能沿着MN做匀速直线运动,MN与水平方向呈45°,NP水平向右。带电量为q,速度为v,质量为m,当粒子到N时,撤去磁场,一段时间后粒子经过P点,则( )
A.电场强度为
B.磁场强度为
C.NP两点的电势差为
D.粒子从N→P时距离NP的距离最大值为
【答案】BC
【详解】AB、带电体在复合场中能沿着做匀速直线运动,可知粒子受力情况如图所示。
由受力平衡可知
解得电场强度,磁感应强度,故A错误,B正确。
C、在点撤去磁场后,粒子受力方向与运动方向垂直,做类平抛运动,如图所示。
且加速度
粒子到达点时,位移偏转角为,故在点,速度角的正切值
所以粒子在点的速度
到过程,由动能定理,有
解得两点间的电势差,C正确;
D、将粒子在点的速度沿水平方向和竖直方向进行分解,可知粒子在竖直方向做竖直上抛运动,且
故粒子能向上运动的最大距离
D错误;
故选BC。
77.(2023·湖北·高考真题)一带正电微粒从静止开始经电压加速后,射入水平放置的平行板电容器,极板间电压为。微粒射入时紧靠下极板边缘,速度方向与极板夹角为,微粒运动轨迹的最高点到极板左右两端的水平距离分别为和L,到两极板距离均为d,如图所示。忽略边缘效应,不计重力。下列说法正确的是( )
A.
B.
C.微粒穿过电容器区域的偏转角度的正切值为2
D.仅改变微粒的质量或者电荷数量,微粒在电容器中的运动轨迹不变
【答案】BD
【详解】B.粒子在电容器中水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀变速直线直线运动,根据电场强度和电势差的关系及场强和电场力的关系可得
,
粒子射入电容器后的速度为,水平方向和竖直方向的分速度
,
从射入到运动到最高点由运动学关系
粒子射入电场时由动能定理可得
联立解得
B正确;
A.粒子从射入到运动到最高点由运动学可得
,
联立可得
A错误;
C.粒子穿过电容器时从最高点到穿出时由运动学可得
,
射入电容器到最高点有
解得
设粒子穿过电容器与水平的夹角为,则
粒子射入电场和水平的夹角为
C错误;
D.粒子射入到最高点的过程水平方向的位移为,竖直方向的位移为
联立
,,
解得
且
,
即解得
即粒子在运动到最高点的过程中水平和竖直位移均与电荷量和质量无关,最高点到射出电容器过程同理
,,
即轨迹不会变化,D正确。
故选BD。
考点
五年考情(2021-2025)
命题趋势
考点1 电场力的性质
2025·河北卷、广西卷
2024·河北卷、江苏卷、安徽卷
2023·海南卷、山东卷、湖南卷、全国乙卷
2022·全国乙卷
2021·河北卷、湖北卷
注重基础,电场强度、电势能、电势差等基本概念及库仑定律等基础知识仍是考查重点,常以选择题或填空题形式出现。强调能力导向,通过新情境考查学生分析解决问题能力,如结合科技前沿设置问题。图像与动态分析类题目增多,要求学生具备空间想象能力。同时,开放性、探究性问题会进一步强化,鼓励学生深入思考,培养创新思维和解决实际问题的能力。
考点2 电场能的性质
2025·北京卷、甘肃卷
2024·广东卷、山东卷、全国甲卷
2023·广东卷、山东卷、湖北卷
2022·重庆卷
2021·海南卷、天津卷
考点3 电容器及电容 带电粒子在电场中的运动
2025·黑吉辽、江苏卷
2024·浙江卷、黑吉辽卷
2023·海南卷、山东卷、新课标卷
2022·江苏卷、重庆卷
2021·浙江卷
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