2025年高考试题分类汇编
专题08静电场
1.(2025·河南·高考试题)如图,在与纸面平行的匀强电场中有a、b、c三点,其电势分别为;a、b、c分别位于纸面内一等边三角形的顶点上。下列图中箭头表示a点电场的方向,则正确的是()
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】
匀强电场中任意两点间的中点电势等于这两点的平均值,可知ac中点d的电势与b点相同,bd的连线为该匀强电场的等势面。电场线垂直于等势面且由高电势指向低电势,故电场线沿ac方向且由a指向c,C选项正确。
故选C。
2.(2025·安徽·高考试题)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。
3.(2025·山东·高考试题)如图甲所示的平面内,y轴右侧被直线分为两个相邻的区域I、Ⅱ。区域I内充满匀强电场,区域Ⅱ内充满垂直平面的匀强磁场,电场和磁场的大小、方向均未知。时刻,质量为m、电荷量为的粒子从O点沿x轴正向出发,在平面内运动,在区域I中的运动轨迹是以y轴为对称轴的抛物线的一部分,如图甲所示。时刻粒子第一次到达两区域分界面,在区域Ⅱ中运动的图像为正弦曲线的一部分,如图乙所示。不计粒子重力。下列说法正确的是()
A.区域I内电场强度大小,方向沿y轴正方向
B.粒子在区域Ⅱ内圆周运动的半径
C.区域Ⅱ内磁感应强度大小,方向垂直平面向外
D.粒子在区域Ⅱ内圆周运动的圆心坐标
【答案】AD
【详解】A.粒子在区域I中的运动轨迹是以y轴为对称轴的抛物线的一部分,可以判断出粒子做类平抛运动,根据曲线轨迹可知,可知正粒子受到的电场力方向竖直向上,电场方向沿y轴正方向,设粒子初速度为
竖直方向有
水平方向有
由牛顿第二定律有
联立解得
A正确;
B.粒子在区域Ⅱ中运动的图像为正弦曲线的一部分,可以判断粒子做匀速圆周运动,
运动轨迹如图所示,则粒子在区域Ⅱ内圆周运动的半径
B错误;
C.粒子做类平抛运动进入匀强磁场时的速度
联立解得
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
C错误;
D.如图所示,
设圆心为点,设粒子进入匀强磁场时的速度方向与竖直方向夹角为
由速度关系有
可得
由几何关系得
那么有
粒子在区域Ⅱ内圆周运动的圆心坐标
D正确。
故选AD。
4.(2025·福建·高考试题)两个点电荷Q1与Q2静立于竖直平面上,于P点放置一检验电荷恰好处于静止状态,PQ1与Q1Q2夹角为30°,PQ1⊥PQ2,则Q1与Q2电量之比为___________,在PQ1连线上是否存在其它点能让同一检验电荷维持平衡状态___________(存在,不存在)。
【答案】不存在
【详解】[1]根据几何关系设,对检验电荷进行受力分析,可得
其中,
联立解得
[2]如图
根据平衡条件可知检验电荷受到的重力和两点电荷对其的库仑力组成一个封闭的三角形,若在PQ1连线上存在其它点能让同一检验电荷维持平衡状态,此时点电荷对检验电荷的库仑力变大,根据三角形法则可知此时点电荷对检验电荷的库仑力必然增大;由于此时检验电荷与点电荷间的距离在增大,库仑力在减小,故矛盾,假设不成立,故在PQ1连线上不存在其它点能让同一检验电荷维持平衡状态。
5.(2025·福建·高考试题)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