北京高三物理静电场中的能量 一、单选题 1．（2021-2022·北京西城·高三期末）如图所示，把系在丝线上的带电小球 A 挂在铁架 台的 P 点，带电球 C 置于铁架台旁。小球 A 静止时与带电球 C 处于同水平线上，丝线 与竖直方向的夹角为  。已知小球 A 的质量为 m，重力加速度为 g，不计丝线质量，则 可知小球 A 受到的静电力的大小为（　　） A． mg sin  B． mg tan  C． mg sin  D． mg tan  2．（2021-2022·北京朝阳·高三期末）如图所示，一个带正电的球体 M 放在绝缘支架上， 把系在绝缘丝线上的带电小球 N 先后挂在横杆上的 P1 和 P2 处．当小球 N 静止时，丝线 与竖直方向的夹角分别为 θ1 和 θ2（θ2 图中未标出）．则 A．小球 N 带正电，θ1>θ2 B．小球 N 带正电，θ1<θ2 C．小球 N 带负电，θ1>θ2 D．小球 N 带负电，θ1<θ2 3．（2021-2022·北京石景山·高三期末）某区域的电场线分布如图所示，电场中有 A、B 两点。A、B 两点的电场强度大小分别为 EA、EB，电势分别为A、B。下列判断 正确的是（　　） A．EA<EB B．EA=EB C．A<B D．A=B 4．（2021-2022·北京朝阳·高三期末）如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表 示该电场的等势面。下列说法正确的是（　　） A．a、c 两点的场强相等 B．b、c 两点的场强相等 C．a、b 两点的电势相等 D．b、c 两点的电势相等 5．（2021-2022·北京海淀·高三期末）某区域的电场线和等势线分布如图所示，电场中 有 A、B 两点。设 A、B 两点的电场强度大小分别为 EA、EB，电势分别为 φA、φB，A、B 两点的电势差为 UAB，正电荷在两点的电势能分别为 EpA、EpB，下列判 断正确的是（　　） A．EA<EB B．φA<φB C．UAB>0 D．EpA>EpB 6．（2021-2022·北京门头沟·高三期末）某电场的电场线分布如图所示，电场中有 A、B 两点，则以下判断正确的是（　　） A．A 点的场强大于 B 点的场强，A 点的电势高于 B 点的电势 B．若将一个电荷由 A 点移到 B 点，电荷克服电场力做功，则该电荷一定为负电荷 C．一个负电荷处于 A 点的电势能大于 B 点的电势能 D．若将一个正电荷由 A 点释放，该电荷将在电场中做加速度减小的加速运动 7．（2021-2022·北京丰台·高三期末）如图所示，两个静止的带等量正电的点电荷，O 点为两点电荷连线中点，M、P 两点均在连线上且关于 O 点对称，N 点位于两点电荷连 线的中垂线上。下列说法正确的是（　　） A．M 点的场强与 P 点的场强相同 B．O 点的场强与 N 点的场强相同 C．M 点的电势比 O 点的电势低 D．N 点的电势比 O 点的电势低 8．（2021-2022·北京西城·高三期末）如图所示，在一点电荷 Q 产生的静电场中，三个 等势面 a、b、c 的电势分别为 6V 、 4V 和 2V 。一质子从等势面 a 上某处由静止释放， 经过等势面 b 时的速率为 v。下列说法正确的是（　　） B．质子到达等势面 c 时速率为 2v A．该点电荷 Q 带负电荷 C．质子到达等势面 c 时速率为 2v D．质子在等势面 b 上时的电势能比在 c 上时小 9．（2021-2022·北京朝阳·高三期末）如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为 m 的带电小球，以初速度 v 从 M 点竖直向上运动，通过 N 点时，速度大小为 2v，方向斜 向下，且与电场方向的夹角为 45°（图中未画出），则小球从 M 运动到 N 的过程（　 ） 1 2 A．重力势能增加 mv 2 1 2 B．重力势能减少 mv 2 1 2 C．电势能增加 mv 2 1 2 D．电势能减少 mv 2 10．（2021-2022·北京海淀·高三期末）为了测定某平行于纸面的匀强电场的场强，某 同学进行了如下操作：取电场内某一位置为坐标原点 O 建立 x 轴，选取 x 轴上到 O 点 距离为 r 的 P 点，以 O 为圆心、r 为半径作圆，如图甲所示，从 P 点起沿圆周逆时针测 量圆上各点的电势 φ 和转过的角度 θ，可以用此数据绘制 φ-θ 图，当半径 r 分别取 r0、2r0、3r0 时，分别绘制出如图乙中所示的三条曲线，三条曲线均在    0 时达到最大 值，最大值分别为 4φ0、3φ0、2φ0，下列说法正确的是（　　） A．曲线①对应的 r 取值为 r0 B．电场方向沿 x 轴正方向 C．坐标原点 O 的电势为 φ0 40 D．电场强度的大小为 3r0 11．（2021-2022·北京门头沟·高三期末）如图所示，闭合开关 S 使电容器充电，充电 结束后断开开关，保持平行板电容器两极板的正对面积、间距不变，在两极板间插入 一电介质，其电容 C 和两极板间的电势差 U 的变化情况是（　　） A．C 和 U 均增大 B．C 增大，U 减小 C．C 减小，U 增大 D．C 和 U 均减小 12．（2021-2022·北京丰台·高三期末）把电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双 掷开关按图甲所示连接。先使开关 S 掷向 1 端，电源向电容器充电；然后把开关 S 掷 向 2 端，电容器放电。电流传感器中的电流 i 随时间 t 变化的关系如图乙所示。下列说 法正确的是（　　） A．在 B．在 t1 ~ t2 时间内，电容器两极板间电压逐渐减小 t3 ~ t4 时间内，电容器的电容逐渐减小 C．若只增大电阻 R 的阻值，则充电电流的最大值增大 D．若只增大电阻 R 的阻值，则电容器的放电时间变长 13．（2021-2022·北京朝阳·高三期末）如图 1 所示的电路中，M 与 N 间接一智能电源， 用以控制电容器 C 两端的电压 述电阻 R 两端电压 UR UC 。如果 UC 随时间 t 的变化关系如图 2 所示，则下列描 随时间 t 变化关系的图像中，正确的是（　　） A． B． C． D． 14．（2021-2022·北京石景山·高三期末）图为给电容器充电的实验电路图。电源电动 势为 E、内阻不计；电容器的电容为 C，灯泡的电阻为 R。将开关闭合，给电容器充电， 用 q 表示电容器左侧极板上的电荷量、用 i 表示电路中的电流、用 uC 表示电容器极板 间的电压、用 uR 表示灯泡两端的电压。图中描述充电过程中上述物理量随时间的变化 规律，正确的是（　　） A． B． C． D． 15．（2021-2022·北京丰台·高三期末）示波器可用来观察电信号随时间变化的情况， 其核心部件是示波管。示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，结 � 构如图甲所示。图乙是从右向左看到的荧光屏的平面图。在偏转电极 XX 、 YY � 上都不 加电压时，从电子枪发出的电子束沿直线运动，打在荧光屏中心，在 O 点产生一个亮 斑。若同时在两个偏转电极上分别加 ux  U sin t 和 u y  U cos t 两个交流电信号，则 在荧光屏上会观察到（　　） A． B． C． 1 H 16．（2021-2022·北京西城·高三期末）让氕核（ 1 ）和氘核（ D． 2 1 H ）以相同的动能沿与 电场垂直的方向进入匀强偏转电场。已知两种粒子均能离开偏转电场，不计粒子的重 力，则（　　） A．两种粒子进入电场时的速度相同 B．两种粒子在电场中运动的加速度相同 C．两种粒子离开电场时的动能相同 D．两种粒子离开电场时的速度方向不同 17．（2021-2022·北京朝阳·高三期末）如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后， 沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知加速电场电压为 电场可看做匀强电场，极板间电压为 U2 。不计电子重力，现使 U1 U1 ，偏转 变为原来的 2 倍，要 想使电子的运动轨迹不发生变化，应该（　　） A．使 B．使 C．使 U2 U2 U2 变为原来的 2 倍 变为原来的 4 倍 2 变为原来的 倍 1 D．使 U 2 变为原来的 2 18．（2021-2022·北京东城·高三期末）图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸 极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面，在强电场作用下，一带电 液滴从发射极加速飞向吸极，a、b 是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确 的是（　　） A．a 点的电势比 b 点的低 B．a 点的电场强度比 b 点的小 C．液滴在 a 点的加速度比在 b 点的小 D．液滴在 a 点的电势能比在 b 点的大 19．（2021-2022·北京朝阳·高三期末）有些物理问题，可以借助虚设的对象、条件、 过程或模型，使复杂问题简单化抽象问题具体化，获得解决问题的方法。举例如下： 如图所示，四根质量都是 m 的均匀等长木棒，用铰链连成框架，绞链 P 固定在天花板 上，框架竖直悬挂在空中；现在绞链 Q 上施一竖直向上的力 F 使框架保持静止，不计 一切摩擦，若要求出作用力 F 的大小，可设想力 F 使绞链 Q 缓慢上移一微小的距离 Δh ， 则框架的重心将上升 Δh ，因为 F 做的功等于框架重力势能的增加量，所以 2 Δh F� Δ4 h  mg � ，可得 F  2mg 。请参照上面解决问题的方法，尝试完成以下问题： 2 有一均匀带电薄球壳，电荷量为 Q 、半径为 R，球壳表面的电荷之间将互相排斥；已 知此带电球壳体系储存的静电能为 Ek Q2 2 R （k 为静电力常量），则球壳单位面积上受 到的排斥力为（　　） Q2 A． 8 R 4 k Q2 B． 8 R 2 k Q2 C． 4 R 4 k Q2 D． 4 R 2 k 二、多选题 20．（2021-2022·北京海淀·高三期末）真空中某区域的电场线分布如图所示，M、N 为 电场中的两点，下列说法正确的是（　　） A．该电场为匀强电场 B．该电场为非匀强电场 C．M 点的场强比 N 点的场强小 D．M 点的电势比 N 点的电势低 21．（2021-2022·北京西城·高三期末）如图所示，三个同心圆是固定的点电荷 Q 周围 的三个等势面，A、B、C 分别是这三个等势面上的点，且这三个点在同一条电场线上。 已知这三个圆的半径关系是 rA : rB : rC  1: 2 : 3 。现将一电荷量为 