届高考物理电场能的性质.docx

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届高考物理电场能的性质

2020高考物理电场能的性质（含答案）

1.如图所示的同心圆是电场中的一簇等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A→C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则下列说法正确的是（　　）

A．电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越小

B．电子沿AC方向运动时它具有的电势能越来越大

C．电势差UAB＝UBC

D．电势φA<φB<φC

答案　B　

2.如图所示为某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10－9C的正电荷从A经B、C到达D点。

从A到D，电场力对电荷做的功为（　　）

A．4.8×10－8JB．－4.8×10－8J

C．8.0×10－8JD．－8.0×10－8J

答案　B　

3.如图所示，在某电场中画出了三条电场线，C点是A、B连线的中点。

已知A点的电势φA＝30V，B点的电势φB＝－10V，则C点的电势（　　）

A．φC＝10V

B．φC＞10V

C．φC＜10V

D．上述选项都不正确

答案　C　

4.将两金属球P、Q固定，让球P带上正电后，形成稳定的电场如图所示，已知实线为电场线，虚线为等势面，其中A、B、C、D为静电场中的四点，则（　　）

A．C、D两点的电场强度相同，电势相等

B．A、B两点的电势相同，电场强度不同

C．将电子从A点移至B点，电场力做负功

D．将电子从A点移至D点，电势能增大

答案　C　

5.等量异种点电荷电场线的分布如图所示，OO′是两点电荷连线的中垂线，一带电粒子仅在电场力作用下从a处沿虚线轨迹运动到b，则（　　）

A．a处的电势小于b处的电势

B．粒子在a处的电势能小于在b处的电势能

C．粒子在a处的加速度大小大于在b处的加速度大小

D．粒子在b处的速率大于在a处的速率

答案　BC

6.在x轴上关于原点对称的a、b两点处固定两个电荷量相等的点电荷，如图所示的E－x图象描绘了x轴上部分区域的电场强度（以x轴正方向为电场强度的正方向）。

对于该电场中x轴上关于原点对称的c、d两点，下列结论正确的是（　　）

A．两点场强相同，c点电势更高

B．两点场强相同，d点电势更高

C．两点场强不同，两点电势相等，均比O点电势高

D．两点场强不同，两点电势相等，均比O点电势低

答案　A　

7.四个点电荷位于正方形四个角上，电荷量及其附近的电场线分布如图所示。

ab、cd分别是正方形两组对边的中垂线，O为中垂线的交点，P、Q分别为ab、cd上的两点，OP>OQ，则（　　）

A．P点的电场强度比Q点的小

B．P点的电势比M点的低

C．OP两点间的电势差小于OQ间的电势差

D．一带正电的试探电荷在Q点的电势能比在M点大

答案　AD　

8.一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V、26V。

下列说法正确的是（　　）

A．电场强度的大小为2.5V/cm

B．坐标原点处的电势为1V

C．电子在a点的电势能比在b点的低7eV

D．电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV

答案　ABD

题|组|微|练

9.如图，在正点电荷Q的电场中有M、N、P和F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M＝30°，M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示，已知φM＝φN，φP＝φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则（　　）

A．点电荷Q一定在MP连线上

B．连接PF的线段一定在同一个等势面上

C．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功

D．φP大于φM

答案　AD　

10.一空间存在匀强电场，场中A、B、C、D四个点恰构成正四面体，如图所示。

已知电场强度大小为E，方向平行于正四面体的底面ABC，正四面体棱长为2

cm。

已知UAC＝6V、UBC＝6V，则可判断（　　）

A．UDC＝4VB．UDC＝3V

C．E＝200V/mD．E＝

V/m

答案　AC　

11.如图所示，在绝缘水平面上，有相距为L的A、B两点，分别固定着两个带电荷量均为Q的正电荷。

O为AB连线的中点，a、b是AB连线上两点，其中Aa＝Bb＝

。

一质量为m、电荷量为＋q的小滑块（可视为质点）以初动能Ek0从a点出发，沿AB直线向b运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为2Ek0，第一次到达b点时的动能恰好为零，小滑块最终停在O点，已知静电力常量为k。

求：

（1）小滑块与水平面间滑动摩擦力的大小。

（2）小滑块刚要到达b点时加速度的大小和方向。

（3）小滑块运动的总路程s。

答案　

（1）

（2）

＋

，方向由b指向O

（3）1.25L

12.如图所示，长为L的绝缘轻杆在水平向右的匀强电场中，杆与电场线垂直，杆两端固定带电小球A和B，初始时处于图中实线位置。

现将轻杆向右平移2L，然后以球B为轴在纸面内顺时针转动90°到图中虚线位置，杆与电场线平行，在实线位置和虚线位置，A、B两球电势能之和相同。

不考虑带电小球之间的相互作用。

则（　　）

A．A球所带电荷量绝对值比B球的大

B．A球所带电荷量绝对值比B球的小

C．从实线位置到虚线位置的过程中，电场力对A球一定做正功

D．从实线位置到虚线位置的过程中，电场力对B球可能做正功

答案　BD　

13.光滑绝缘的水平面上方存在一个水平方向的电场，电场线与x轴平行，电势φ与坐标值x的关系式为φ＝106x（φ的单位为V，x的单位为m）。

一带正电小滑块P，从x＝0处以初速度v0沿x轴正方向运动，如图所示，则（　　）

A．电场的场强大小为106V/m

B．电场方向沿x轴正方向

C．小滑块的电势能一直增大

D．小滑块的电势能先增大后减小

答案　AD　

见学生用书P109

静电场中的图象问题

　素能培养

1．v－t图象

根据v－t图象的速度变化、斜率变化（即加速度大小的变化），确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场的方向，电势的高低及电势能的变化。

2．φ－x图象

①电场强度的大小等于φ－x图线的斜率大小，电场强度为零处，φ－x图线存在极值，其切线的斜率为零；②在φ－x图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向；③在φ－x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用WAB＝qUAB，进而分析WAB的正负，然后作出判断。

3．E－t图象

根据题中给出的E－t图象，确定E的方向，再画出对应电场线的方向，根据E的大小变化，确定电场的强弱分布。

4．Ep－x图象

Ep－x图象提供了势能随距离x的变化信息，图象斜率的绝对值表示电场力，求解时充分利用功能关系。

　经典考题　（2017·全国卷Ⅰ）（多选）在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。

电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed。

点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标（ra，φa）标出，其余类推。

现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。

下列选项正确的是（　　）

A．Ea∶Eb＝4∶1B．Ec∶Ed＝2∶1

C．Wab∶Wbc＝3∶1D．Wbc∶Wcd＝1∶3

答案　AC　

解答图象题要注意以下三方面

（1）分析图象找出带电粒子或带电体的运动规律是解题的突破点。

（2）注意分析图象特点，找出图象的斜率、截距等，明确其意义，如Ep－x的斜率表示带电粒子受到的电场力，根据斜率的变化规律可以分析出物体受力情况、加速度情况等。

（3）分析图象时注意与动能定理、功能关系、能量守恒定律或牛顿运动定律相结合，找出图象的数学表达式或物理量的变化规律。

　对法对题

1．（多选）如图甲所示，有一绝缘圆环，圆环上均匀分布着正电荷，圆环平面与竖直平面重合。

一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环，细杆上套有一个质量为m＝10g的带正电的小球，小球所带电荷量q＝5.0×10－4C。

小球从C点由静止释放，其沿细杆由C经B向A运动的v－t图象如图乙所示。

小球运动到B点时，速度图象的切线斜率最大（图中标出了该切线）。

则下列说法正确的是（　　）

A．在O点右侧杆上，B点场强最大，场强大小为E＝1.2V/m

B．由C到A的过程中，小球的电势能先减小后增大

C．由C到A电势逐渐降低

D．C、B两点间的电势差UCB＝0.9V

答案　ACD　

2．一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动。

取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep与位移x的关系如图所示。

下列图象中合理的是（　　）

A．电场强度与位移关系　　B．粒子动能与位移关系

C．粒子速度与位移关系　　D．粒子加速度与位移关系

答案　D　

见学生用书P110

1．关于静电场的等势面，下列说法正确的是（　　）

A．两个电势不同的等势面可能相交

B．电场线与等势面处处相互垂直

C．同一等势面上各点电场强度一定相等

D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功

答案　B　

2.如图，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆。

带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点。

若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc。

则（　　）

A．aa>ab>ac，va>vc>vb

B．aa>ab>ac，vb>vc>va

C．ab>ac>aa，vb>vc>va

D．ab>ac>aa，va>vc>vb

答案　D　

3．两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是（　　）

A．q1、q2为等量异种电荷

B．N、C两点间场强方向沿x轴负方向

C．N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大

D．将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增大后减小

答案　C　

4．（多选）如图所示，匀强电场中有一绝缘直角杆PQM，PQ＝L，QM＝2L，杆上固定三个带电小球A、B、C，初始时杆PQ段与电场线垂直。

现将杆绕Q点顺时针转过90°至虚线位置，发现A、B、C三个球的电势能之和保持不变，若不计小球间的相互作用，下列说法正确的是（　　）

A．此过程中，电场力对A球和C球做功的代数和为零

B．A球一定带正电，C球一定带负电

C．此过程中C球电势能减少

D．A、C两球带电量的绝对值之比|qA|∶|qC|＝2∶1

答案　AD