2026届高考物理二轮复习专题特训 静电场(含解析)

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2026届高考物理二轮复习专题特训 静电场
一、单选题
1．如图所示，水平放置的平行板电容器两极板间存在竖直方向的匀强电场，现从电容器左侧中点O处以相同初速度射入三个电荷量均为、质量不同的小球1、2、3，三个小球在电场中的运动轨迹如图所示，其中轨迹2为直线，轨迹1、3关于轨迹2对称，若带电小球1、2的质量分别为，则带电小球3的质量为( )
A. B. C. D.
2．如图所示，图甲是LC振荡回路中电流随时间的变化关系，若以图乙回路中顺时针方向的电流为正，a、b、c、d均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是( )
A.图乙中的a是电场能最大的时刻，对应图甲中的时刻
B.图乙中的b是电场能最大的时刻，此后的内电流方向为正
C.图乙中的c是磁场能最大的时刻，对应图甲中的时刻
D.图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后电容器的下极板将充上正电荷
3．如图所示，水平平行金属板M、N间存在正交的匀强电场（未画出）和匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。质量为m、电荷量为q的带电粒子（不计重力）以沿金属板间中轴线、大小为v的速度射入金属板间，粒子恰能做直线运动。已知金属板的长度为L，金属板间距离为。仅撤去金属板间的电场，该粒子仍以相同速度从相同位置射入金属板间，恰好从M板右边缘飞出。仅撤去金属板间的磁场，该粒子仍以相同速度从相同位置射入金属板间，下列说法正确的是( )
A.电场的电场强度方向竖直向上
B.磁场的磁感应强度大小为
C.电场的电场强度大小为
D.该粒子射出金属板时到板的距离为
4．一静电场中的部分电场线分布如图所示，电荷量为的试探电荷在P点受到的电场力大小为F，方向水平向右。若把该试探电荷换成电荷量为 2q的另一试探电荷，则P点的电场强度( )
A.大小仍为，方向水平向右
B.大小仍为，方向水平向左
C.大小变为，方向水平向右
D.大小变为，方向水平向左
5．如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g，不考虑空气阻力。下列说法正确的是( )
A.匀强电场的电场强度
B.小球做圆周运动过程中动能的最小值为
C.小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D.小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大
6．下列说法正确的是( )
A.点电荷是理想化模型
B.电荷量很小的电荷就是元电荷
C.物体所带的电荷量可以是任意值
D.摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的质子转移到另一个物体
7．图甲中MN是某电场中的一条电场线。若将一正电荷从M点处由静止释放，正电荷仅在静电力作用下沿电场线从M到N运动过程中的速度一时间图像如图乙所示。关于M、N两点的电势高低和电场强度大小关系，下列说法中正确的是( )
A.， B.，
C.， D.，
8．电容器的额定电压为电容器两端允许施加的最大电压，如果施加的电压大于额定电压值，电容器有可能会被损坏。如图甲所示，交流发电机的矩形线圈ABCD在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴以角速度匀速转动，线圈的匝数，矩形线圈ABCD的面积，线圈电阻忽略不计。灯泡和电容器均标有“100 V 40 W”的字样，且并联接到线圈两端，电容器实物图如图乙所示，电压表V和电流表A均为理想电表。下列说法正确的是( )
A.电容器不可能被击穿 B.灯泡恰好正常发光
C.电压表V的示数为100 V D.电流表A的示数为0
9．光滑水平面上有x轴，在原点处和处各固定点电荷A和B，通过电势传感器描绘出x轴上各点电势随位置x变化规律图像如图所示；现将质量为m、电荷量为的试探电荷从坐标处由静止释放。若规定，则点电荷产生的电势（k为静电力常量，Q为点电荷电量，r为到点电荷的距离），下列说法正确的是( )
A.A、B两处点电荷为异种电荷，电荷量绝对值之比为
B.坐标
C.试探电荷运动过程中的最大速度为
D.试探电荷运动到无穷远处的过程中，加速度先减小后增大
10．如图所示，x轴上和位置分别固定有一个点电荷，规定无穷远处电势为0，其图像关于纵轴对称。下列说法正确的是( )
A.两个点电荷为等量异种电荷
B.坐标原点O处电势和电场强度都不为0
C.将一带正电的试探电荷从x轴上的P点移动到O点，试探电荷的电势能减小
D.将一带正电的试探电荷从x轴上的P点移动到O点，电场力做负功
11．如图所示，A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点，。现在A、B两点放置两个点电荷，A点放置的点电荷电荷量绝对值为q。A、C两点间的距离为L，静电力常量为k，测得C点电场强度方向与AB平行且水平向左。下列说法正确的是( )
A.A点放置的点电荷带正电
B.B点放置的点电荷带负电
C.C点电场强度的大小
D.B点放置的点电荷的电荷量
12．下列说法正确的是( )
A.电场是假想的、并不存在的物质
B.磁感线越密的地方，同一试探电荷所受的磁场力一定越大
C.匀强电场的场强在数值上等于沿场强方向单位距离上的电势差
D.电源电动势越大，路端电压越大
二、多选题
13．“空间电场防病促生”技术的基本原理是通过直流电源在悬挂电极和地面之间产生空间电场，其作用之一是加速植物体内带正电的钾、钙离子等向根部聚集，促进植物快速生长。图中实线为该空间电场线的示意图。下列说法正确的是( )
A.悬挂电极应接电源正极
B.图中所示的A、B两点场强相同
C.钾、钙离子向根部聚集过程中电势能减小
D.空气中带负电的尘埃微粒（重力不计）都将沿电场线向悬挂电极聚集
14．如图所示，a、b是两个带有同种电荷的小球，用绝缘丝线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平面的高度相等，绳与竖直方向的夹角分别为、，且。若同时剪断两根细线，空气阻力不计，两球带电荷量不变，则( )
A.a球的质量比b球的大 B.a、b两球落地时间相同
C.a球的电荷量比b球的大 D.a、b两球飞行的水平距离相等
15．LC振荡电路既可产生特定频率的信号，也可从复杂的信号中分离出特定频率的信号，是许多电子设备中的关键部件。如图所示，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路中的电流正在增加，下列说法正确的是( )
A.电容器上极板带负电 B.电路中的电场能正在增大
C.电路中的电流方向为由a到b D.电容器两极板间的电场强度正在减小
16．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，D是BC的中点，A、B、C构成一直角三角形，，电场线与三角形所在的平面平行，已知A点的电势为5V，B点的电势为，C点的电势为15V，据此可以判断( )
A.C点的电势比D点的电势高 B.场强方向由B指向A
C.场强的大小为 D.场强的大小为
三、填空题
17．如图所示，用静电计可以定性探究已充电的平行板电容器两极板之间的电势差大小，电容器已带电，完成下列填空：（均填“变小”“变大”或“不变”）
(1)减小两极板间的距离，静电计指针张角_______；
(2)将A板稍微上移，静电计指针张角_______；
(3)将玻璃板插入两板之间，静电计指针张角_______。
18．某同学用图所示的电路做观察电容器的充、放电现象”实验。将单刀双掷开关S置于接线柱1，给电容器充电。充电过程，与电源正极相连的电容器M极板带_____（选填“正”或“负”）电荷。充电过程中，极板上的电荷量逐渐_____（选填“增加”或“减少”）。
四、实验题
19．电流传感器可以捕捉到瞬间的电流变化，它与计算机相连，可以显示出电流随时间变化的I-t图像。按图甲所示连接电路，直流电源电压为9V，电容器选用电容较大的电解电容器。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机。屏幕上显示出电流随时间变化的I-t图像，如图乙所示。
(1)将开关S接通1，电容器的___（选填“左”或“右”）极板带正电，再将S接通2，通过R的电流方向向___（选填“左”或“右”）。
(2)根据I-t图像估算，当电容器开始放电时所带的电荷量___C，电容___F（均保留2位有效数字）。
(3)如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，充电时I-t曲线与横轴所围成的面积将___（选填“增大”“不变”或“变小”），充电时间将___（选填“变长”“不变”或“变短”）。
五、计算题
20．如图所示，一负粒子从静止开始经加速电场加速后，获得水平速度。沿水平放置的一对平行金属板间中心线射入偏转电场（可看成匀强电场）中。已知负粒子的电荷量为，质量为m，偏转金属极板长为L，所加电压为U，P是下板中心的小孔。（不计粒子的重力）
（1）求加速电场两端的电压；
（2）若粒子恰能从P孔飞出偏转电场，求粒子在偏转电场中运动的时间和两偏转极板间距d；
（3）若偏转电场两极板间距离为d，要使负粒子能飞出偏转电场，水平板板间所加偏转电压应满足的条件。
21．如图所示，在光滑绝缘水平面的右侧有一固定在竖直平面内的半圆形光滑绝缘轨道，半圆轨道的半径为R，光滑水平面与半圆轨道在A点处平滑衔接，B点为半圆轨道的最高点，在空间内存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为，将一质量为m，电荷量为可视为质点的小物块从水平面上的C点由静止释放，小物块恰好能通过B点，计算结果可以保留根号，求：
(1)A、C两点间的距离 L；
(2)小物块从C点出发运动到B点过程中的最大速度。
参考答案
1．答案：A
解析:由轨迹1、3关于轨迹2对称可知，轨迹1、3所对应的带电小球在电场中运动时的加速度大小相等，方向相反。
轨迹1所对应小球；轨迹2所对应小球；轨迹3所对应小球；
联立解得带电小球3的质量。
故选A。
2．答案：B
解析：A（×）图乙中的a是电场能最大的时刻，电容器上极板带正电，沿顺时针方向的充电结束，对应图甲中的T时刻。
B（√）图乙中的b是电场能最大的时刻，电容器下极板带正电，反向充电结束，此后的内放电，电流沿顺时针方向。
C（×）图乙中的c是磁场能最大的时刻，此后磁场能转化为电场能，由楞次定律及安培定则判断，电流方向为逆时针方向，对应图甲中的时刻。
D（×）图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后磁场能转化为电场能，由楞次定律及安培定则可知，电流方向为顺时针方向，此后电容器的上极板将充上正电荷。
3．答案：CD
解析:A.粒子在金属板间做直线运动时, 洛伦兹力与电场力平衡，粒子带正电受到的洛伦兹力方向竖直向上，电场力方向竖直向下，因此电场的电场强度方向竖直向下，故A错误；
B.仅撤去金属板间的电场，设粒子做圆周运动的半径为R，则有，解得，
对粒子受力分析有，
解得
故B错误；
C.粒子在金属板间做直线运动时有
解得，故C正确；
D.仅撤去金属板间的磁场，假设粒子未击中金属板，则有
解得
假设成立，该粒子射出金属板时到板的距离
故D正确。
故选CD。
4．答案：A
解析:电荷量为的试探电荷在P点受到的电场力大小为F，方向水平向右，则P点的电场强度大小为
方向水平向右，大小与方向不随试探电荷的改变而变化。
故选A。
5．答案：B
解析:A.小球静止时细线与竖直方向成角，对小球进行受力分析，如图所示
由平衡关系可知
解得
故A错误；
B.小球静止时细线与竖直方向成角，则A点为小球绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动的等效最高点
A点时小球的速度最小，动能最小，由牛顿第二定律可知
动能
联立解得
故B正确；
C.由机械能守恒定律可知，机械能的变化量等于除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功，此处即电场力做的功。由题意可知，当小球运动到最左边与O点等高时，电场力做负功最多，机械能最小，故C错误；
D.小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，电场力先做正功后做负功再做正功，所以电势能先减小后增大再减小，故D错误。
故选B。
6．答案：A
解析:A.点电荷是一种理想化模型，故A正确；
B.元电荷是最小的电荷量单位，电荷量很小的电荷不一定是元电荷，故B错误；
C.物体所带的电荷量必须是元电荷的整数倍，不可以是任意值，故C错误；
D.摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体，故D错误。
故选A。
7．答案：B
解析:由乙图可知，正电荷从M到N，动能增大，电场力做正功，电势能减小，故
又因为正电荷在电势高的地方电势能大，故有
由于图像中，某点切线的斜率表示加速度的大小，结合乙图可知，从M到N电荷的加速度逐渐增大，根据牛顿第二定律可知
解得
由于，故有
故选B。
8．答案：A
解析：A（√）B（×）电动势的最大值，代入数据可得，则电动势的有效值，电容器的额定电压为100 V，恰好不会被击穿，电压的有效值不等于灯泡的额定电压，灯泡不能正常发光。
C（×）D（×）电压表示数为71 V，电容器的充、放电过程使电流表示数不为0。
9．答案：C
解析:A.根据图像分布可知，A、B两处点电荷为异种电荷，原点处为负电荷，处为正电荷；根据图像的斜率等于场强可知，在处的场强为零，根据，可得电荷量绝对值之比为，A错误；
B.处电势为零，则，解得坐标，B错误；
C.试探电荷运动过程中在x2处的加速度为零，速度最大，则
解得最大速度为，C正确；
D.因图像的斜率等于场强，试探电荷运动到无穷远处的过程中，场强先减小后增加，再减小，可知加速度先减小后增大，再减小，D错误。
故选C。
10．答案：C
解析:A.图中各点的电势均大于零，说明两个均为正电荷，结合图像的对称性可知，两个点电荷为等量同种正电荷，A错误；
B.图像的斜率表示电场强度，坐标原点O处电势为正，此处斜率为零，则坐标原点O处场强为零，B错误；
C.由图可得，，所以带正电的试探电荷在P点的电势能大于O点的电势能，C正确；
D.带正电的试探电荷从x轴上的P点移动到O点，由可得，电场力做正功，D错误。
故选C。
11．答案：D
解析:AB.如图所示，C点的场强方向为水平向左，根据电场的叠加原理可知，A点放置的点电荷带负电，B点放置的点电荷带正电，故AB错误；
C.A点的点电荷在C点的场强
由几何知识可得
解得，故C错误；
D.根据上述分析可知，B点的点电荷在C点的场强
又因为
联立解得，故D正确。
故选D。
12．答案：C
解析:A.电场是电荷周围实际存在的一种物质，并非假想，故A错误；
B.磁感线越密的地方，若同一试探电荷运动方向与磁感线平行，不受洛伦兹力，故B错误；
C.由，匀强电场中，匀强电场的场强在数值上等于沿场强方向单位距离上的电势差，故C正确；
D.路端电压，若内阻r较大或电流I较大，U可能远小于电动势E，甚至接近零，故D错误。
故选C。
13．答案：AC
解析:A.植物体内带正电的钾、钙离子等向根部聚集，可知钾、钙离子等受到的电场力向下，故悬挂电极应接电源正极，A正确；
B.根据对称性可知，A、B两点的场强大小相等，但是方向不同，B错误；
C.钾、钙离子向根部聚集过程中，受到的电场力做正功，电势能减小，C正确；
D.空气中带负电的尘埃微粒（重力不计）都将向悬挂电极聚集，但因为电场线是曲线，故微粒不能沿电场线运动，D错误。
故选AC。
14．答案：AB
解析:A.两球均受重力、库仑力和拉力三个力，如图
两球所受库仑力等大反向，根据平衡条件得
，
因为，故a球的质量大于b球的质量；故A正确；
B.同时剪断两根细线，两小球在竖直方向的分运动均为自由落体运动，由，可知两球同时落地，故B正确；
C.两球所受库仑力是相互作用力，由库仑定律无法判断哪个球的电荷量大，故C错误；
D.由于，水平方向上二者的库仑力始终等大反向，根据牛顿第二定律可知水平方向a的加速度小于b的加速度；二者运动时间相等，因此a球水平飞行的距离比b球小，故D错误。
故选AB。
15．答案：AD
解析：A（√）C（×）根据安培定则，线圈中的电流方向从下到上，此时电流正在增加，表明电容器正在放电，所以上极板带负电，下极板带正电，电流方向从b流向a，如图所示；
B（×）由于电容器正在放电，根据能量守恒定律分析，能量正在从电场能转化为磁场能，电场能减小，磁场能增大；
D（√）电容器正在放电，电场能减小，两极板间的电场强度正在减小。
16．答案：AD
解析:AB.D点的电势为
则C点的电势比D点的电势高，AD为等势面，场强方向垂直AD连线指向B点，选项A正确，B错误；
CD.场强的大小为
选项C错误，D正确。
故选AD。
17．答案：(1)变小
(2)变大
(3)变小
解析：（1）电容器所带电荷量一定，由公式可知，当d变小时，C变大，再由可知，两极板的电荷量Q不变，则U变小，指针张角变小；
（2）同理可知，当A板上移时，极板正对面积S变小，C也变小，U变大，指针张角变大；
（3）当插入玻璃板时，相对介电常数增大，C变大，U变小，指针张角变小。
18．答案：正；增加
解析:充电过程，与电源正极相连的电容器M极板带正电，两板间电势差逐渐增加，根据电容器的电容定义式，所以充电过程中，极板上的电荷量逐渐增加。
19．答案：(1)B
(2)（1.47~1.49均可）；（0.18~0.23均可）
(3)小于；小于
解析:（1）电压表测量外电路的电压，由于新干电池的内阻很小，所以外电路电压变化不明显，即无论如何调节滑动变阻器的阻值，电压表的示数变化都很小。
故选B。
（2）根据闭合电路欧姆定律可知
结合题图丙可知，干电池的电动势
解得
（3）由于电压表的分流，路端电压越大，通过电压表的电流越大，实际电流比电流表的示数大的就越多，实际的图像的斜率比实验的图像斜率大，在纵轴的截距比实验值大。故电动势测量值小于真实值，内阻测量值小于真实值。
20．答案：（1）；（2），；（3）或
解析:（1）粒子在加速电场中，由动能定理有
解得
（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，沿平行板方向有
解得离子在偏转电场中运动的时间为
设离子在偏转电场中的加速度为a，由牛顿第二定律可得
沿电场方向有
联立解得两偏转板间距为
（3）若粒子恰好从P孔飞出偏转电场，则有
，，
联立解得
若粒子从偏转电场右侧飞出偏转电场，则沿平行板方向有
沿电场方向有
为了粒子能飞出偏转电场，则应满足
联立解得
21．答案：(1)
(2)
解析:（1）由重力提供向心力可知，在B点小物块,有
根据动能定理,有
联立解得
（2）当小物块的合外力与速度方向夹角为锐角时，小物块速度增大，当小物块的合外力与速度方向的夹角为钝角时，小物块速度下降，因此当小物块的速度与合外力垂直时速度最大，此时小物块到C点的水平方向的距离为
小物块的高度
根据动能定理
解得
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