2021-2022年高考物理最新模拟题精选训练静电场专题03电场线与等势面含解析
高中物理必修三专题强化训练—电场线、等势面与电荷运动轨迹问及等分法的应用
高中物理必修三专题强化训练—电场线、等势面与电荷运动轨迹问及等分法的应用一、电场线、等势面与电荷运动轨迹的综合问题如图1所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在静电力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为a M、a N，速度大小分别为v M、v N，电势能分别为E p M、E p N.下列判断正确的是()图1A.v M＜v N，a M＜a NB.v M＜v N，φM＜φNC.φM＜φN，E p M＜E p ND.a M＜a N，E p M＜E p N答案 D解析由粒子的运动轨迹知粒子所受静电力的方向偏向右，因粒子带负电，故电场线方向偏向左，由沿电场线方向电势降低，可知φN<φM，E p M<E p N；N点附近电场线比M点密，故场强E M<E N，由加速度a＝Eqm知a M<a N，粒子若从N点运动到M点，静电力做正功，动能增加，故v M>v N，粒子若从M点运动到N点，静电力做负功，动能减小，故v M>v N.综上所述，选项D正确.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(合外力指向轨迹凹侧)，从而分析电场方向或电荷的正负.(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向，确定静电力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等.(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况.针对训练1(多选)如图2所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为a A、a B，电势能分别为E p A、E p B.下列说法正确的是()图2A.电子一定从A向B运动B.若a A＞a B，则Q靠近M端且为正电荷C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有E p A＜E p BD.B点电势可能高于A点电势答案BC解析电子仅在静电力作用下可能从A运动到B，也可能从B运动到A，A错误；若a A＞a B，说明电子在A点受到的静电力大于在B点受到的静电力，所以A距离点电荷较近，B距离点电荷较远，又因为电子受到的静电力指向轨迹凹侧，因此Q靠近M端且为正电荷，B正确；无论Q是正电荷还是负电荷，若电子从A运动到B，一定是克服静电力做功，若电子从B运动到A，一定是静电力做正功，即一定有E p A＜E p B，C正确；对于同一个负电荷，电势低处电势能大，B点电势一定低于A点电势，D错误.如图3所示，O是一固定的点电荷，虚线是该点电荷产生的电场中的三条等势线，正点电荷q仅在静电力的作用下沿实线所示的轨迹从a处运动到b处，然后又运动到c处.b点为轨迹上离O点最近的点，由此可知()图3A.O为负点电荷B.在整个过程中q的电势能先变小后变大C.在整个过程中q的速度先变大后变小D.在整个过程中，静电力做功为零答案 D解析由运动轨迹分析可知q受到库仑斥力的作用，O点的电荷应为正点电荷，A错；从a到b的过程q受到逐渐变大的库仑斥力，速度逐渐减小，加速度增大，电势能逐渐增大；而从b到c的过程q受到逐渐变小的库仑斥力，速度逐渐增大，加速度减小，电势能逐渐减小，B、C错；由于a、c两点在同一等势线上，整个过程中，静电力做功为零，D对.二、用等分法确定等势线和电场线1.在匀强电场中电势差与电场强度的关系式为U＝Ed，其中d为两点沿电场方向的距离.由U＝Ed可以得到下面两个结论：结论1：匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC＝φA＋φB2，如图4甲所示.图4结论2：匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD，则U AB＝U CD(或φA－φB＝φC －φD)，同理有U AC＝U BD，如图乙所示.2.确定电场方向的方法先由等分法确定电势相等的点，画出等势线，然后根据电场线与等势面垂直画出电场线，且电场线的方向由电势高的等势面指向电势低的等势面.(多选)如图所示，A、B、C是匀强电场中平行于电场线的某一平面上的三个点，各点的电势分别为φA＝5 V，φB＝2 V，φC＝3 V，H、F三等分AB，G为AC的中点，在下列各示意图中，能正确表示该电场强度方向的是()答案BC解析匀强电场中将任一线段等分，则电势差等分.把AB等分为三段，AB间电压为3 V，则每等分电压为1 V，H点电势为4 V，F点电势为3 V，将FC相连，则FC 为等势线，电场线垂直于FC ，从高电势指向低电势，C 正确；AC 上，G 为中点，AC 被等分为两份，AC 间电压为2 V ，则G 点电势为4 V ，GH 为等势线，电场线垂直于GH ，从高电势指向低电势，B 正确.如图5所示，在平面直角坐标系中，有一个方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O 处的电势为0，点A 处的电势为6 V ，点B 处的电势为3 V ，则电场强度的大小为( )图5A.200 V/mB.200 3 V/mC.100 V/mD.100 3 V/m 答案 A解析 在匀强电场中，沿某一方向电势均匀降低或升高，故OA 的中点C 的电势φC ＝3 V(如图所示)，因此B 、C 在同一等势面上.O 点到BC 的距离d ＝OC sin α，而sin α＝OBOB 2＋OC 2＝12，所以d ＝12OC ＝1.5×10－2 m.匀强电场的电场强度E ＝U d ＝31.5×10－2V/m ＝200 V/m ，故选项A 正确.针对训练2如图6△ABC中，∠B为直角，∠A＝60°，AB＝4 cm，空间中存在一匀强电场，其方向平行于△ABC所在的平面，A、B、C三点的电势分别为0、2 V、8 V，则该电场的电场强度大小为()图6A.50 V/mB.50 3 V/mC.100 V/mD.10033V/m答案 C解析如图所示，过B点作AC的垂线，则垂足D为AC的四等分点，因A、C两点的电势分别为0、8 V，可知D点的电势为2 V，则BD为等势面；根据E＝U d可得电场强度：E＝U DADA＝20.04×cos 60°V/m＝100 V/m，故选C.考点一电场线、等势面与电荷运动轨迹的综合问题1.若带正电荷的小球在电场中运动，只受静电力作用，它在任意一段时间内()A.一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B.一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C.不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动D.不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动答案 D解析小球的运动情况取决于合力和初速度的关系，小球只受到静电力的作用，是否沿电场线运动，还要看电场线是直线还是曲线，小球有没有初速度及初速度方向与电场线的关系；只有当电场线是直线且小球的运动方向沿着电场线时，小球才沿电场线运动，小球不一定由高电势处向低电势处运动，故A、B、C错误，D正确.2.(多选)一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图1中虚线所示.不计粒子所受重力，则()图1A.粒子带正电荷B.粒子加速度逐渐减小C.粒子在A点的速度大于在B点的速度D.粒子的初速度不为零答案BCD解析带电粒子所受合外力(即静电力)指向轨迹凹侧，结合题图可知带电粒子所受静电力方向偏向左，故粒子带负电荷，A项错误；根据电场线疏密表示场强大小知E A>E B，由a＝qEm知，B项正确；粒子从A到B受到的静电力为阻力，粒子速度减小，C项正确；由于电场线为直线，粒子轨迹为曲线，故粒子在A点速度不为零，D项正确.3.一带电粒子沿图2中曲线穿过一匀强电场中的等势面，且四个等势面的电势关系满足φa>φb>φc>φd，若不计粒子所受重力，则()图2A.粒子一定带正电B.粒子的运动是匀变速运动C.粒子从A点到B点运动的过程中动能先减小后增大D.粒子从A点到B点运动的过程中电势能增大答案 B解析由于φa>φb>φc>φd，所以电场线垂直于等势面由a指向d，根据粒子运动轨迹可知该粒子所受静电力由d指向a，即该粒子带负电，从A点到B点的运动过程中，粒子做匀变速曲线运动，静电力做正功，粒子的动能增大，电势能减小，故选B.4.(多选)如图3所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电荷量为10－6 C的微粒在电场中仅受静电力作用，当它从A点运动到B点时动能减少了10－5 J，则以下判断正确的是()图3A.微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示B.微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示C.B点电势高于A点电势D.B点电势低于A点电势答案AC解析由题知，带正电的微粒仅受静电力的作用，从A点运动到B点时动能减少了10－5J，说明静电力做负功，则知静电力方向水平向左，根据曲线运动的合力指向轨迹的内侧，故微粒的运动轨迹如题图中虚线1所示，故A正确，B错误；由于微粒带正电，所受静电力水平向左，则电场强度方向水平向左，沿着电场线方向电势逐渐降低，则B点电势高于A点电势，故C正确，D错误.5.(2020·陕西十校联考)两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图4中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列判断正确的是()图4A.粒子带正电B.b点和d点的电场强度相同C.粒子的动能先减小后增大D.粒子在a点的电势能小于在e点的电势能答案 C解析根据两个固定的等量异种点电荷所形成的电场的等势面的特点可得，题图中正电荷在上方，负电荷在下方，因粒子运动轨迹向上弯曲，可知带电粒子受到了向上的力的作用，所以粒子带负电，A错误；在电场中等势面与电场线是垂直的，由题图可知，b、d两点弯曲的方向不同，则过b、d两点，与－5 V的等势面垂直的电场线的方向是不同的，所以b、d两点电场强度是不同的，B错误；粒子从a到c的过程中，静电力做负功，从c到e的过程中，静电力做正功，粒子在静电场中静电力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，动能先减小后增大，C正确；a、e两点电势相等，故粒子在a、e两点电势能相等，D错误.考点二等分法的应用6.如图5所示，ABCD是匀强电场中平行于电场线的矩形的四个顶点，A、B、C 三点电势分别为φA＝8 V，φB＝2 V，φC＝3 V，则D点的电势为()图5A.7 VB.6 VC.10 VD.9 V答案 D解析因为U AB＝U DC，即8 V－2 V＝φD－3 V，故φD＝9 V，选项D正确.7.(2021·湖南岳阳市岳阳一中高二期末)如图6所示，A、B、C、D是匀强电场中一个以坐标原点为圆心、半径为1 m的圆与两坐标轴的交点，已知A、B、D三点的电势分别为φA＝3 V、φB＝－2 V、φD＝8 V，由此可知场强的大小为()图6A.4 V/mB.5 V/mC.6 V/mD.7 V/m答案 B解析在匀强电场中，由U＝Ed可知沿着同一方向(非等势面上)，每前进相同的距离，电势的降低相等；根据几何知识可知AB＝CD，且AB∥CD，说明AB间的电势差等于CD间的电势差.故φA－φB＝φD－φC，代入数据，解得φC＝3 V，即C 点的电势为3 V，可知AC为等势面，场强方向与等势面垂直，从高电势到低电势，即由D指向B，根据U＝Ed，可得场强大小为E＝U DB2r＝8－()－22×1V/m＝5 V/m，故选B.8.如图7，在匀强电场中有一长方形区域ABCD，边长AB＝0.3 m、BC＝0.4 m，匀强电场方向与ABCD所在平面平行，A、B、C三点的电势φA＝55 V，φB＝19 V，φC＝－45 V，则匀强电场的电场强度大小和方向为()图7A.120 V/m，沿AB方向B.200 V/m，沿AC方向C.160 V/m，沿AD方向D.300 V/m，沿BD方向答案 B解析连接AC，过B点作BB′⊥AC交AC于B′，由几何关系知，AB′＝0.18 m，B′C＝0.32 m，据题知U AC＝100 V，U AB＝36 V，U BC＝64 V，所以B′与B等电势，则BB′为等势线；利用等势线与电场线垂直确定场强方向，可知匀强电场的电场强度方向沿AC方向，匀强电场的电场强度大小E＝U ABd＝360.18V/m＝200 N/m，故A 、C 、D 错误，B 正确.9.(多选)(2021·河南驻马店市高二期末)如图8所示，在xOy 坐标系中有一底角为60°的等腰梯形，空间有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中原点O 的电势为9 V ，A 点电势为4.5 V ，B 点电势为0，则由此可以判定( )图8A.电场的电场强度大小为150 3 V/mB.电场的电场强度大小为100 3 V/mC.电场的方向与x 轴正方向成30°角向上D.电场的方向沿x 轴正方向 答案 AC解析 因原点O 的电势为9 V , B 点电势为0，可知OB 连线中点(设为D )的电势为φD ＝φO ＋φB2＝4.5 V ，因A 点电势为4.5 V ，可知AD 为等势面，则由几何关系可知，场强方向沿OB 方向，与x 轴正方向成30°角向上，大小为E ＝U OBd OB＝92×2×32V/cm ＝150 3 V/m ，故选A 、C.10.(多选)(2020·天津一中期中)如图9所示，一带正电的点电荷固定于O 点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点.不计重力.下列说法正确的是()图9A.M带负电荷，N带正电荷B.M在b点的动能小于它在a点的动能C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能D.N在从c点运动到d点的过程中克服静电力做功答案ABC解析如题图所示，M粒子的轨迹向左弯曲，可知M粒子受到了引力作用，故M 粒子带负电荷，而N粒子的轨迹向下弯曲，说明N粒子受到斥力作用，故N粒子带正电荷，选项A正确；由于虚线是等势面，故M从a到b静电力对其做负功，电势能增加，动能减小，选项B正确；对于N粒子，由于d和e在同一等势面上，从e到d静电力做功为零，电势能不变，选项C正确；由于N粒子带正电荷，故从c点运动到d点的过程中，静电力做正功，选项D错误.11.(多选)如图10，在匀强电场中，A、B、C、D、E、F位于边长为L＝2 cm的正六边形的顶点上，匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面.已知A、B、D、E 的电势分别为－2 V、0、6 V、4 V.则下列说法正确的是()A.C点的电势φC＝2 VB.A、F间的电势差U AF＝2 VC.C、F间的电势差U CF＝4 VD.该匀强电场的场强大小E＝200 V/m答案CD解析连接AD、BF、CE，由图可知AD与BF、CE都垂直，沿DA方向分析可知O′的电势为4 V，与E的电势相等，故电场强度方向由D指向A，由正六边形对称性可知F与B的电势相等，C与E的电势相等，故F点的电势为0，C点的电势为4 V，则A、F间的电势差为U AF＝φA－φF＝－2 V－0＝－2 V，C、F间的电势差为U CF＝φC－φF＝4 V－0＝4 V，由几何关系得：d OA＝L sin 30°，而U OA＝U F A＝－U AF＝2 V，则电场强度的大小为E＝U OAd OA＝22×10－2×12V/m＝200 V/m，故A、B错误，C、D正确.12.如图11所示，在匀强电场中，将带电荷量q＝－6×10－6 C的电荷从电场中的A 点移到B点，克服静电力做了2.4×10－5 J的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10－5 J的功.(1)求A 、B 两点间的电势差U AB 和B 、C 两点间的电势差U BC ； (2)如果规定B 点的电势为零，则A 点和C 点的电势分别为多少？ (3)作出过B 点的一条电场线. 答案 见解析解析 (1)U AB ＝W AB q ＝－2.4×10－5－6×10－6V ＝4 VU BC ＝W BC q ＝1.2×10－5－6×10－6 V ＝－2 V(2)U AB ＝φA －φB ，U BC ＝φB －φC 又φB ＝0故φA ＝4 V ，φC ＝2 V(3)取AB 的中点D ，则D 点的电势为2 V ，连接CD ，CD 为等势线，电场线与等势线垂直，由高电势指向低电势，如图.。
专题训练：电场三线问题(含答案)
专题 《电场中的三线>1．一粒子从A 点射入电场，从B 点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行等距，各个相邻的等势面间电势差相等，不计粒子的重力．下列说法正确的有A ．粒子带负电荷B ．粒子的加速度先不变，后变小C ．粒子的速度不断增大D ．粒子的电势能先减小，后增大2．如下图所示，在等量正点电荷连线的中垂线上取A 、B 、C 、D 四点，A 、D 两点与B 、C 两点均关于O 点对称，设各点电势分别为φA 、φB 、φC 、φD ．下列说法正确的是A ．φA<φB φC>φD B ．φA ＝φD φB ＝φCC ．φA ＝φB ＝φC ＝φD D ．φA>φC φB>φD3．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，a 、b 是电场中的两点．以下判断正确的是A ．a 点的场强大于b 点的场强B ．a 点的电势高于b 点的电势C ．正电荷在a 点的电势能大于在b 点的电势能D ．将负电荷从a 点移到b 点电场力对其做正功4．如图所示，两等量异种电荷分别位于A 、B 两点，其中A 处电荷为正电荷，过O 点做AB 连线的垂线，已知AO>BO ，M 、N 是垂线上的两点，则下列说法中正确的是( )A ．M 点场强大于N 点场强B ．M 点电势低于N 点电势C ．一个负的试探电荷在M 点电势能大于在N 点电势能D ．一个正的试探电荷在M 点电势能大于在N 点电势能5．虚线a 、b 和c 是某电场中的三个等势面，它们的电势为a U 、b U 、c U ，其中a b c U U U >>．一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹 如实线KLMN 所示，由图可知A ．粒子从K 到L 的过程中，电场力做负功B ．粒子从L 到M 的过程中，电场力做负功C ．粒子从K 到L 的过程中，电势能减少D ．粒子从L 到M 的过程中，动能减少6．将一电荷量为+Q 的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等，a 、b 为电场中的两点，则 （ ）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 ．带负电的电荷q 在a 点的电势能比在b 点的小D．带正电的电荷q从a 点移到b 点的过程中，电场力做负功7．如图所示，甲、乙两图分别有等量同种的电荷A1、B1和等量异种的电荷A2、B2。
电场(电场线和等势面)习题含答案
电场线及等势面的习题之宇文皓月创作一、知识点归纳,考点：电场线、电场强度、电势能、电势、等势面、电场力做功。
（一）比较电场中两点的电场强度的大小的方法：1、在同一电场分布图上，观察电场线的疏密程度，电场线分布相对密集处，场强；电场线分布相对稀疏处，场强。
2、等势面密集处场强，等势面稀疏处场强（二）关于电势、等势面与电场线的关系：电场线等势面，且指向电势降落最陡的方向，等势面越密集的地方，电场强度越。
（三）比较电荷在电场中某两点的电势大小的方法：1、利用电场线来判断：在电场中沿着电场线的方向，电势。
2、利用等势面来判断：在静电场中，同一等势面上各的电势相等，在分歧的等势面间，沿着电场线的方向各等势面的电势越来越低。
（四）比较电荷在电场中某两点的电势能大小的方法：1、只有电场力做功时：电场力做正功，电势能动能这种方法与电荷的正负无关。
2、利用电场线来判断：正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减少；逆着电场线方向移动时，电势能逐渐增大。
负电荷则相反。
二、几种罕见电场等势面分布图1、点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面。
说出：A、B、C三点场强的大小、方向关系，以及三点电势的高低2、等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。
问题 1 取无穷远处电势为零，中垂线上各点的电势为多少？是等势面吗？连线中点的场强为多少？问题2 中垂线左侧的电势高还是右侧的电势高？3.等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。
讨论：取无穷远处电势为零，中垂线是等势面吗？两电荷连线的中点的场强为多少？电势为多少？4、匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面5、形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面说出：匀强电场的电场线的特点及等势面的特点三、等势面的特点：●（1）等势面一定与电场线，即跟场强的方向。
●（2）电场线总是由电势较的等势面指向电势较的等势面，两个分歧的等势面永远不会相交。
●（3）电场线较密处等势面也较，即等势面较密处场强较。
2021届高三物理一轮复习：电场线和等势面(答案)
2021届高三物理一轮复习：电场线和等势面班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________一、选择题1． 以下几种典型电场的电场线中，a 、b 两点电场强度和电势均相等的是（ ） A.B.C.D.【答案】 B ．【解析】A 、a 、b 是同一等势面上的两点，电势相同，场强大小相等，但方向不同，则电场强度不同．故A 错误．B 、等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，则a 、b 的电势相同．由于电场线关于两电荷连线上下对称，场强也相同．故B 正确．C 、根据电场线的对称性可知，ab 两点电势相同，场强大小相等，但方向相反，所以电场强度不同．故C 错误．D 、a 、b 是匀强电场中的两点，电场强度相同，a 点的电势大于b 点的电势．故D 错误 2． （2016·全国卷Ⅲ） 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【解析】静电场中的电场线不可能相交，等势面也不可能相交，否则的话会出现一个点有两个电场强度和两个电势值的矛盾，A 错误；由W AB ＝qU AB 可知，当电荷在等势面上移动时，电荷的电势能不变，如果电场线不与等势面垂直，那么电荷将受到电场力，在电荷运动时必然会做功并引起电势能变化，这就矛盾了，B 正确；同一等势面上各点电势相等，但电场强度不一定相等，C 错误；对于负电荷，q <0，从电势高的A 点移到电势低的B 点，U AB >0，由电场力做功的公式W AB ＝qU AB 可知W AB <0，电场力做负功，D 错误．3． (2019北京)如图所示，a 、b 两点位于以负点电荷–Q （Q >0）为球心的球面上，c 点在球面外，则（ ） A. a点场强的大小比b 点大 B. b 点场强的大小比c 点小 C. a 点电势比b 点高 D. b 点电势比c 点低 【答案】D【解析】由点电荷场强公式2QE kr =确定各点的场强大小，由点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面和沿电场线方向电势逐渐降低确定各点的电势的高低。
2025年高考物理复习之小题狂练600题(多选题)：静电场(10题)
2025年高考物理复习之小题狂练600题（多选题）：静电场（10题）一．多选题（共10小题）（多选）1．（2024•延边州一模）如图所示，以正方形abcd 的中心为原点建立直角坐标系xOy ，坐标轴与正方形的四条边分别平行。
在a 、c 两点分别放置正点电荷，在b 、d 两点分别放置负点电荷，四个点电荷的电荷量大小相等。
以O 点为圆心作圆，圆的半径与正方形的边长相等，圆与坐标轴分别交于M 、N 、P 、Q 四点。
规定无穷远处电势为零，下列说法正确的是（ ）A ．N 点电场强度方向沿x 轴正向B ．N 点和Q 点电势相同C ．另一正点电荷从M 点沿x 轴移动到P 点电场力先做正功后做负功D ．另一正点电荷沿圆周移动一周，电场力始终不做功（多选）2．（2024•渝中区校级二模）如图所示，一平行板电容器两极板水平放置，极板间距为d ，长度为4d 。
开始时接到一个直流电源上，开关闭合，电源电动势恒定。
一个带负电的粒子以v 0=3√gd 从两板正中央水平向右射入电容器，恰好沿着图中虚线做匀速直线运动，粒子质量为m 。
则（ ）A ．断开开关，将上板上移d 3，粒子会向上偏转B ．断开开关，将上板上移d 3，粒子仍然做匀速直线运动C ．保持开关闭合，将上板上移d 3，粒子从原位置入射，会击中下板且击中前瞬间的动能为378mgdD ．保持开关闭合，电动势翻倍，粒子从原位置入射，会击中上板，且击中前瞬间的动能为5mgd （多选）3．（2024•广东三模）如图所示，三个点电荷a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上，a 和b 带正电，c 带负电，且q c ＝2q a ＝2q b ，A 为a 、b 连线的中点，O 为三角形的中心，取无穷远处为电势的零点，则（ ）A ．O 点电势为零B ．O 点电场强度小于A 点电场强度C ．负电荷沿OA 从O 点移到A 点电势能减小D ．点电荷b 受到的电场力方向垂直ab 连线向上（多选）4．（2024•成都模拟）如图所示，轨道由粗糙斜面AB 、DF 与半径为R 的光滑圆弧BCD 组成，斜面的动摩擦因数为0.5，斜面与水平面间的夹角60°，∠BOD ＝120°，虚线BM 左侧、DN 右侧分布等大反向匀强电场E ，带电量为﹣q （q ＞0）的物块从A 点以√6gR 的初速度沿斜面向下运动，物块质量为m ，物块可视为质点。
高三物理电场线和等势面试题答案及解析
高三物理电场线和等势面试题答案及解析1.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，B点的电势高于A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B点的电势能大于它处于A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【答案】A【解析】由于A点处的电场线较B处密集，故A点的场强大于B点的场强，但B点的电势高于A点的电势，选项A 正确；若将一个电荷由A点移到B点，电荷克服电场力做功，则可知该电荷一定为正电荷，选项B 错误；由于B点的电势高于A点的电势，则一个负电荷处于B点的电势能小于它处于A点的电势能，选项C 错误；若将一个正电荷由A点释放，则由于正电荷受力指向电场线密集的区域，所受的电场力将变大，则该电荷将在电场中做加速度增大的加速运动，选项D 错误。
【考点】电场线；带电粒子在电场中的运动。
2.如图所示，MN、PQ是圆的两条相互垂直的直径，O为圆心。
两个等量正电荷分别固定在M、N两点。
现有一带电的粒子（不计重力及粒子对电场的影响）从P点由静止释放，粒子恰能在P、Q之间做直线运动，则以下判断正确的是A．O点的电势一定为零B．P点的电势一定比O点的电势高C．粒子一定带正电D．粒子在P点的电势能一定等于Q点的电势能【答案】D【解析】等量同种正电荷电场分布如下图，MN连线上电场线从M指向O点和从N指向O点，PQ连线上电场线从O点直线P和从O点直线Q点，沿电场线方向电势逐渐降低，MN连线上O点电势最低，PQ连线上O点电势最高，电势是相对的，零电势是人为规定的，所以O点的电势是否为零要看零电势规定的位置，选项A错。
P点电势低于O点电势，选项B错。
粒子在P点释放后向Q点运动，说明受电场力逆电场线方向，说明粒子带负电，选项C错。
根据电场对称性，从P到Q电场力做功为0，所以粒子在P点的电势能一定等于Q点的电势能，选项D对。
2022年高考物理押题卷(全国乙卷)03(解析版)
2022年普通高等学校招生全国统一考试物理押题卷03（考试时间：65分钟试卷满分：110分）一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
14．氡气有天然放射性,其衰变产生的粒子可对人的呼吸系统造成辐射损伤.氡的衰变方程为86222Rn→84218Po+X,衰变过程中同时产生γ射线,半衰期为3.8天.以下说法正确的是()A.该衰变过程为β衰变B.对一个特定的氡核,在3.8天内一定会衰变C.γ射线是由处于高能级的84218Po核向低能级跃迁时产生的D.衰变后,84218Po核与X粒子的质量之和等于衰变前86222Rn核的质量【答案】C【解析】由质量数守恒和电荷数守恒可知,X为24He,该衰变过程是α衰变,A错误.衰变是大量的原子核的统计规律,B错误.γ射线是由处于高能级的84218Po核向低能级跃迁时产生的,C正确.衰变过程,释放能量,有质量亏损,D错误.15．为了保障电工安全,电工要穿上用金属丝线编织的衣服和手套,如图甲所示.图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业, 其头顶上方有B供电线,B供电线的电势高于A供电线的电势.虚线表示电工周围某一截面上的等差等势线,c、d、e、f是不同等势线上的四个点,下列说法正确的是()A.在c、d、e、f四点中,c点的电场强度最大B.若将某电子由c移到f,其电势能将减小C.将某电子在d点由静止释放,它会向e点所在等势面运动D.在c、d、e、f四点中,c点的电势最高【答案】D【解析】在c、d、e、f 四点中,f点处的等差等势线最密集,所以电场线也最密集,则f点的场强最大,故A错误;在c、d、e、f四点中,f点电势最低,若将某电子由c 移到f,其电势能将增大,故B错误;电场方向由c等势面指向f等势面,则将某电子在d点由静止释放,它会向c点所在等势面运动,故C错误;因B 供电线的电势高于A供电线的电势,故在c、d、e、f四点中,c点的电势最高,故D正确.16．如图所示,足够长的宽度为d的条形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,直角三角形金属线框ABC的BC 边长度为L,已知L>d.现令线框在外力作用下以速度v0匀速穿过磁场区域,以B点进入磁场的时刻为计时起点,规定线框中电流沿逆时针方向为正方向,则在线框穿过磁场的过程中,线框中的电流i随时间t的变化情况可能是()A B C D【答案】C【解析】B点进入磁场后直至线框位移为d的过程中,线框的有效切割长度随时间均匀增大,线框中电流随时间均匀增大至I0,方向为逆时针方向,已知L>d,线框位移大于d小于L的过程中,其有效切割长度不变,线框中的电流不变,仍为逆时针,线框出磁场的过程中,有效切割长度随时间均匀增大,电流随时间均匀增大,选项A、D错误;由B项的横轴可知L=2d,由几何关系可知线框位移为L时的有效切割长度与位移为d时的有效切割长度相等,故电流等大,位移为L+d时,有效切割长度是位移为d时的2倍,但方向为顺时针方向,电流为-2I0,选项B错误;由C项的横轴可知L=3d,由几何关系可知线框位移为L时的有效切割长度是位移为d时的2倍,故电流为-2I0,位移为L+d时,有效切割长度是位移为d时的3倍,电流为-3I0,选项C正确.17．某无绳吸尘器的锂电池电源如图所示,下列说法正确的是()A.标签中电池电压21.6 V指的是路端电压B.电池容量5500 mA·h指的是储存的电能C.该电池储存的电能约为4.3×105 JD.若充电器充电电流为3 A,则从无电到充满电至少需要1.5 h【答案】C【解析】21.6 V指的是该电池的电动势,选项A错误;5500 mA·h是电池储存的电荷量,选项B错误;电池储存的电≈1.83 h,如果考虑能量转化能W=UIt=5.5×3600×21.6 J=427 680 J,选项C正确;设充电时间为t,由It=Q,可知t=5.5A·h3A效率,充电时间应该比1.83 h要长,选项D错误.18．如图所示,质量均为m的两物块A、B通过一轻质弹簧连接,静止放置在光滑水平面上,弹簧开始时处于原长,运动过程中始终处在弹性限度内.t1=0时刻在A上施加一个水平向左的恒力F,t=t2时刻弹簧第一次恢复到原长,此时A、B速度分别为v1和v2.则t1到t2时间内()图X3-9A.A 、B 和弹簧组成的系统的机械能先增大后减小B.当弹簧的弹性势能最大时,两物块速度不一定相等C.当A 的加速度为零时,B 的加速度为F2mD.物块B 移动的距离为m (v 12+v 22)2F【答案】D【解析】恒力F 做正功,A 、B 和弹簧组成的系统的机械能一直增大,A 错误;当弹簧的弹性势能最大时,弹簧最长,两物块速度相等,B 错误;当A 的加速度为零时,弹簧的弹力等于F,B 的加速度为Fm ,C 错误;因为弹簧恢复原长,弹簧的弹性势能等于零,对系统,根据功能关系,有Fx=12m v 12+12m v 22,解得x=m (v 12+v 22)2F,物块B 移动的距离为m (v 12+v 22)2F,D 正确.19．2021年5月15日“祝融号”火星车成功着陆火星表面，是我国航天事业发展中具有里程碑意义的进展。
高三物理电场线和等势面试题答案及解析
高三物理电场线和等势面试题答案及解析1.在如图所示的静电场中，实线为电场线，一带电粒子仅在电场力作用下沿图中虚线从A运动到B，则该带电粒子的A．加速度增大B．所受电场力做负功C．速度增大D．电势能减小【答案】CD【解析】根据电场线的疏密可知B点处场强小于A点处场强，根据牛顿第二定律可知，从A到B过程加速度减小，A错误；从粒子运动的轨迹弯曲方向可知，粒子受力逆着电场线的方向，因此从A向B电场力做正功，动能增加，即粒子的速度增加，而电势能减小，CD正确，B错误。
【考点】电场力做功，电势能，电场强度2.一个负点电荷仅受电场力的作用，从某电场中的a点由静止释放，它沿直线运动到b点的过程随位移x变化的关系图象如图所示，则能与图线相对应的电场线分布图是中，电势能EP【答案】D随位移x变化的关系图象可以看出，电势是逐渐变小的，且变化越来越慢，【解析】从电势能EP说明电场力做正功，与运动方向相同，且场力越来越小，电场强度越来越小，D正确，ABC错误。
【考点】本题考查了电场线的特点3.如图所示，MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线。
一个带正电的粒子不计重力从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示。
下列结论正确的是A．带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小B．负点电荷一定位于M点左侧C．带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度D．带电粒子在a点时具有的电势能小于在b点时具有的电势能【答案】C【解析】根据带正电的粒子运动轨迹的弯曲方向可知，微粒所受库仑力大体方向向做右，负点电荷在MN线上右侧，M点的电势高于N点的电势．从a到b的过程，电场力做正功，微粒的动能增大，电势能减小。
A错误，从a到b的过程，电场力做正功，微粒的动能增大，电势能减小，a点时的电势能大于在b点时的电势能；D错误；根据带正电的粒子运动轨迹的弯曲方向可知，微粒所受库仑力大体方向向做右，负点电荷在MN线上右侧，B错误，a点离负点电荷较远．则a点电场强度较小，a点加速度较小；C正确故选C【考点】考查了带电粒子在电场中的运动，点评：做本题的关键是知道当在只受电场力作用的时候，粒子受到的电场力指向轨迹的凹侧。
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2021年高考物理最新模拟题精选训练静电场专题03电场线与等势面
含解析
1．(xx·江西赣州高三入学考试)如图所示，两个带电荷量分别为2q和－q的点电荷固定在x轴上，相距为2L。
下列图象中，两个点电荷连线上场强大小E与x关系的图象可能是( )
【参考答案】．C
2．(xx·江苏泰州高三期中)一带正电粒子在正点电荷的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，则下列关于电场强度E、粒子动能E k、粒子电势能E p、粒子加速度a与位移x的关系图象可能的是( )
【参考答案】．CD
【名师解析】
点电荷的场强公式E ＝k Q r
2，可知电场强度随x 的变化不是均匀减小，A 项错误；由于电场
强度不是匀强电场，电场力做功W ≠qEx ，则动能不是随x 均匀增大，B 项错误；E p －x 图
线的切线斜率表示电场力，随着x 的增大，电场力逐渐减小，C 项正确；加速度a ＝F m ＝
qE m
＝
kQq
mr 2
，可知a 随x 的变化图线是曲线，且减小，D 项正确。
3．(xx·皖南八校第二次联考)如图所示x 轴上各点的电场强度如图所示，场强方向与x 轴平行，规定沿x 轴正方向为正，一负点电荷从坐标原点O 以一定的初速度沿x 轴正方向运动，点电荷到达x 2位置速度第一次为零，在x 3位置第二次速度为零，不计粒子的重力。
下列说法正确的是( )
A ．O 点与x 2和O 点与x 3电势差U Ox 2＝U Ox 3
B ．点电荷从O 点运动到x 2，再运动到x 3的过程中，加速度先减小再增大，然后保持不变
C ．点电荷从O 点运动到x 2，再运动到x 3的过程中，速度先均匀减小再均匀增大，然后减小再增大
D ．点电荷在x 2、x 3位置的电势能最小
【参考答案】．A
【名师解析】
根据动能定理，电荷由O 点到x 2和由O 点到x 3都有－qU ＝0－1
2mv 20，可知U O x 2＝U O x 3，A 项
正确；由图可知，x 轴正方向上各点场强沿着x 轴正方向，场强大小是非线性变化，x 轴负方向各点场强方向沿着x 轴负方向，为匀强电场，点电荷从坐标原点出发，其加速度先增大后减小，再增大后减小，而后再增大后减小，又再增大后减小，然后保持不变，在x 轴左侧做匀变速直线运动，B 、C 项错误；电荷运动过程中动能和电势能之和保持不变，动能最小则电势能就最大，即点电荷在x 2、x 3位置电势能最大，D 项错误。
4．(xx·山西四校联考)如图甲所示，两平行金属板MN 、PQ 的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，在t ＝0时刻，一不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，粒子射入电场时的速度为v 0，t ＝T 时刻粒子刚好沿MN 板右边缘射出电场。
则( )
A ．该粒子射出电场时的速度方向一定是沿垂直电场方向的
B ．在t ＝T
2
时刻，该粒子的速度大小为2v 0
C ．若该粒子在T
2
时刻以速度v 0进入电场，则粒子会打在板上
D ．若该粒子的入射速度变为2v 0，则该粒子仍在t ＝T 时刻射出电场
【参考答案】．A
5. 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
【参考答案】A
6.(多选)(xx·上海单科，19)静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷( )
A.在x2和x4处电势能相等
B.由x1运动到x3的过程中电势能增大
C.由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小
D.由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大
【参考答案】BC
【名师解析】
根据如图所示的静电场在x轴上的场强E随x变化关系图象，在x2和x4处场强相等，点电荷运动所受电场力相等，加速度相等，电场力做功不同，电势能不相等，选项A错误。
由E=可知。
E—x图象与横轴所夹面积表示电势差U，电场力做功W=qU。
由图象可知，由x1运动到x3的过程中，电场力做负功，电势能增大，选项B正确。
由于电场力F=qE，在x 轴上，从x1到x4，电场强度先增大后减小，所以由x1运动到x4的过程中电场力先增大后
减小，选项C正确D错误。
7. （xx·江苏）空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如题18-1图所示。
下列说法正确的是（）
A．O点的电势最低
B．x2点的电势最高
C．x1和- x1两点的电势相等
D．x1和x3两点的电势相等
【参考答案】C
8.（xx·上海）．两带电量分别为q和－q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两
电荷连线上场强大小E与x关系的是题18-2图中的（）
【参考答案】A
9.（xx·武汉市质检）有一个均匀带电圆环，以圆环圆心O为坐标原点，过O且垂直于圆环平面的线为x轴，如题18-4图甲所示，现测得x轴上的电场强度随坐标x值变化的图像如图乙所示（场强为正值，表示方向沿x轴正方向），H、I是x轴上两点，且HO＜OI，取无穷远处电势为零。
则以下分析正确的是
A．该圆环带负电
B．x轴上O点电势为零
C．将一个正的试探电荷沿x轴从H移动到I的过程中，电势能先增大后减小
D．H点的电势低于I点的电势
【参考答案】C
10．（xx·山东省青岛联考）空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度 E随 x 变化的图象如题18-5图所示．下列判断正确的是
A．O点的场强最小，电势最低
B．－x1 处的电势和x1处的电势相等
C．电子从x1处到－x1处的过程中速度先减小后增大
D．电子从x1处到－x1处的过程中电势能一直减小
【参考答案】D
【名师解析】
从图象可以看出，O点的电场强度最小，沿x轴方向场强的方向不变，沿电场线方向电势逐渐降低，故O点的电势不是最低，－x1 处的电势和x1处的电势一定不相等，若电子仅在电场力作用下从x1处运动到－x1 处，则电场力做正功，电子的电势能一直减小，动能一直增大，速度一直增大，只有D项正确。
11.（xx·陕西宝鸡联考）在坐标系的x轴上关于O点对称的位置放置两个等量同种电荷，
x轴上电场的场强E随x变化的关系如题图所示，图线关于坐标原点对称，A、B是x 轴上关于原点对称的两点．下列说法中正确的是
A．电子在A、B两点的电势能相等
B．电子在A、B两点的加速度大小相等方向相反
C．若取无限远处电势为零，则O点处电势小于零
D．电子从A点由静止释放后的运动轨迹可能是曲线
【参考答案】ABC
12.(xx·盐城质检)空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示，x1和－x1为x轴上对称的两点．下列说法正确的是( )
A．x1处场强大于－x1处场强
B．若电子从x1处由静止释放后向x轴负方向运动，到达－x1点时速度为零
C．电子在x1处的电势能大于在－x1处的电势能
D．x1点的电势比－x1点的电势高
【参考答案】B
【名师解析】.由题图可知x1处场强与－x1处场强大小相等，则A错误；因图线与横轴所围面积表示电势差，设O点处电势为零，则由图可知x1与－x1处电势相等，电势差为零，C、D错误；由动能定理有qU＝ΔE k，可知B选项正确．。