-五年高考物理 高校自主招生试题精选分类解析 专题06 静电场

2013——2009五年高校自主招生试题物理精选分类解析

六．静电场

一. 2013年

1、(20分) (2013年华约自主招生) “顿牟缀芥”是两干多年前我国古人对摩擦起电现象的观察记录，“顿牟缀芥”是指经摩擦后的带电琥珀能吸起小物体。我们可以将其简化为下述模型分析探究。

在某处固定一个电荷量为Q的点电荷，在其正下方h处有一个原子。在点电荷产生的电场(场强为E)作用下，原子的负电荷中心与正电荷中心会分开很小的距离l，形成电偶极子。描述电偶极子特征的物理量称为电偶极矩p，p=ql，这里q为原子核的电荷。实验显示，p=αE，α为原子的极化系数，是与原子本身特性有关的物理量，反映原子被极化的难易程度。被极化的原子与点电荷之间产生作用力F。在一定条件下，原子会被点电荷“缀”上去。

(1)判断F是吸引力还是排斥力?简要说明理由；

(2)若固定点电荷的电荷量增加一倍，力F如何变化？

(3)若原子与点电荷间的距离减小为原来的一半，力F如何变化？

解析：（1）F为吸引力。理由：当原子极化时,，与Q异性的电荷在库仑力作用下移向Q，而与Q同性的电荷在库仑力作用下远离Q，这样异性电荷之间的吸引力大于同性电荷之间的排斥力，总的效果表现为F是吸引力。

（2）电荷Q与分离开距离l的一对异性电荷之间的总作用力为：

F=kQql???h??2??2- kQql???h??2??2

考虑到l<

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-）=2 kQql/h. 22h?hlh?hl利用p=ql，可得F=2 kQp/h.

3

根据点电荷电场强度公式，若固定点电荷的电荷量增加一倍，即Q增大为2Q，被极化的原子处的电场强度E增大到原来的2倍。由p=αE可知电偶极矩p增大到原来的2倍。 由F=2 kQp/h.可知作用力F增大到原来的4倍。

3

(3) 根据点电荷电场强度公式，若原子与点电荷间的距离减小为原来的一减小为原来的一半，被极化的原子处的电场强度E增大到原来的4倍。由知电偶极矩p增大到原来的4倍。

由F=2 kQp/h.可知作用力F增大到原来的32倍。

3

半，即h

p=αE可

【点评】此题以顿牟缀芥切入，电偶极矩等中学物理没有涉及到的知识，但是题述给出了相关说明。解答时要正确运用数学知识和近似计算。

二．2012年

1.（2012年华约自主招生） 带有等量异种电荷的板状电容器不是平行放置的， 下列图像中的电场线描绘正确的是 （ ）

答案：C

解析：带有等量异种电荷的板状电容器其电场线应该垂直于极板，选项C正确。 【点评】此题以板状电容器切入，意在考查电场线与等势面的关系及其相关知识。

2．（2012卓越自主招生）用等长的丝线分别悬挂两个质量、电荷量都相同的带电小球A、B，两

线上端固定在同一点O，把B球固定在O点的正下方，当A球静止时，两悬线夹角为?，如图所示。若在其他条件不变，只改变下列某些情况，能够保持两悬线夹角不变的方法是 A．同时使两悬线的长度都减半 B．同时使A球的质量、电荷量都减半 C．同时使A、B两球的质量、电荷量都减半

O?A

BD．同时使两悬线的长度和两球的电荷量都减半 2.答案：BD

qQ2mgr解析：对A球进行受力分析，画出受力分析图。由图中几何关系可得：=。要保持两悬线

OBABk夹角不变，r不变的方法是，同时使A球的质量、电荷量都减半；同时使两悬线的长度和两球的电荷量都减半，选项BD正确。

3．（2012卓越自主招生）在如图所示的坐标系内，带有等量负电荷的两点电荷A、B固定在x轴上，

并相对于y轴对称，在y轴正方向上的M点处有一带正电的检验电荷由静止开始释放。若不考虑检验电荷的重力，那么检验电荷运动到O点的过程中 A．电势能逐渐变小

B．电势能先变大后变小，最后为零 C．先做加速运动后做减速运动

AOMyBxD．始终做加速运动，到达O点时加速度为零 3.答案：AD

解析：等量负电荷在连线中点电场强度为零，在y轴正方向上的M点处有一带正电的检验电荷由

静止开始释放，检验电荷运动到O点的过程中，电场力做正功，电势能逐渐变小，始终做加速运动，到达O点时加速度为零，选项AD正确BC错误。

4.（2012清华保送生测试）一平行板电容器接在电源两端，断开电源将其拉开一段距离做功为A，接通电源时拉开相同距离做功为B，则A与B哪个大？答： 大，理由： 。 4答案：A

断开电源时，两极板带电量不变，板之间电场力F不变；接通电源时，两极板之间电压不变，拉开距离时板之间电场强度减小，板之间电场力F减小。

解析：断开电源时，两极板带电量不变，板之间电场力F不变，拉开一段距离做功为A=FL。接通电源时，两极板之间电压不变，拉开距离时板之间电场强度减小，板之间电场力F减小，所以做功B小于A。

5．（2012年北约）两个相同的电容器A和B如图连接，它们的极板均水平放置。当它们都带有一定电荷并处于静电平衡时，电容器 A 中的带电粒子恰好静止。现将电容器 B 的两极板沿水平方向移动使两极板错开，移动后两极板仍然处于水平位置，且两极板的间距不变。已知这时带电粒子的加

速度大小为g/2 ，求B的两个极板错开后正对着的面积与极板面积之比。设边缘效应可忽略。 解析：设电容器A和B的电容量都为C0，两电容器并联，其总电容量为C=2C0。 两电容器并联，电压相等，设此时电压为U，总带电量Q=CU=2C0U。

电容器A的极板之间距离为d，带电粒子带电量q，质量为m，电容器 A 中的带电粒子恰好静止，有：qU/d=mg。

将电容器 B 的两极板沿水平方向移动使两极板错开，两电容器极板之间的电压仍相等，设为U’，电容器B带电量减小，电容器A带电量增大，电容器 A 中电场强度增大，带电粒子的加速度向上，由牛顿第二定律，qU'/d-mg=mg/2 ，解得U’=3U/2。

设B的两个极板错开后正对着的面积与极板面积之比为k，由平行板电容器的决定式，两个极板错开后电容器B的电容量C’B= k C0。

两电容器并联，其总电容量为C’=CA+ C’B= C0+ k C0， 总带电量不变，Q=C’U’=(C0+ k C0)·3U/2。 联立解得：k=1/3。

【点评】此题以电容器切入，意在考查电容量定义式、决定式、电场力、平衡条件、电容器并联、牛顿第二定律及其相关知识。

三．2011年

1. （2011华约自主招生）如图所示，带电质点P1固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面上距离P1一定距离有另一个带电质点P2，P2在桌面上运动，某一时刻质点P2的速度沿垂直于P1P2的连线方向，则

A． 若P1、P2带同种电荷，以后P2一定做速度变大的曲线运动 B． 若P1、P2带同种电荷，以后P2一定做加速度变大的曲线运动 C． 若P1、P2带异种电荷，以后P2的速度大小和加速度大小可能都不变 D． 若P1、P2带异种电荷，以后P2可能做加速度、速度都变小的曲线运动

答案：ACD

解析：若P1、P2带同种电荷，斥力做功，斥力方向与速度方向不在一直线上，以后P2一定做速度变大的曲线运动，选项A正确。若P1、P2带同种电荷，斥力做功，二者距离逐渐增大，库仑力减小，加速度减小，所以若P1、P2带同种电荷，以后P2一定做加速度变小的曲线运动，选项B错误。若P1、P2带异种电荷，某一时刻质点P2的速度沿垂直于P1P2的连线方向，若正好满足库仑力等于向心力，P2围绕P1做匀速直线运动，以后P2的速度大小 …… 此处隐藏：1808字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……