【配套K12】2019版高考物理一轮复习精选题辑课练21电场能的性质

课练 21 电场能的性质1．(2018·河南焦作二模)如图所示是由电荷量分别为＋6q和－q的两个点电荷组成的一个电荷系统，其中A、B是两点电荷所在位置，N、P、Q是AB连线上的三点，N点的电场强度为零，若规定无限远处的电势为零，则下列说法正确的是( )A．N点的电势小于零B．图中左侧A点为＋6q的点电荷C．P点的电势高于Q点的电势D．P点的电场强度大于Q点的电场强度答案：C解析：题图中右侧电场线比较密集，故题图中右侧B点为＋6q的点电荷，选项B错误；P、Q两点所在的区域，沿电场线方向是逐渐变密的，因此P点的电场强度小于Q点的电场强度，选项D错误；由N点电场强度为零，可知N点左侧电场线指向无穷远处，N点右侧电场线指向负电荷，因此N点的电势大于零，P点的电势高于Q点的电势，选项C正确，选项A错误．2．(2018·辽宁铁岭协作体第三次联考)点电荷Q1、Q2和Q3所产生的静电场的等势面与纸面的交线如图所示，图中标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c…表示等势面上的点，下列说法正确的有( )A．位于g点的点电荷不受电场力作用B．b点的场强与d点的场强大小一定相等C．把电荷量为q的正点电荷从a点移到i点，再从i点移到f点过程中，电场力做的总功大于把该点电荷从a点直接移到f点过程中电场力做的功D．把1 C正电荷从m点移到c点过程中电场力做的功等于7 kJ答案：D解析：由题图知g点的场强不为零，所以位于g点的点电荷受电场力作用，故A错误；b点和d点等势线疏密程度不同，所以b点的场强与d点的场强大小不相等，故B错误；根据电场力做功W＝qU得，把电荷量为q的正点电荷从a点移到i点，再从i点移到f点过程中，电场力做的总功等于把该点电荷从a点直接移到f点过程中电场力做的功，故C错误；把1 C正电荷从m点移到c点过程中电场力做的功W＝qU＝1 C×[4 kV－(－3 kV)]＝7 kJ，故D正确．如图所示，在竖直平面内有一匀强电场，一带电荷量大小可以变化)的作用下沿图中虚线由，A、B对小球进行受力分析，小球受到重力、拉力、电场力，因为小球做匀速直线运动，故小，则拉力与电场力的合力与重力大小相等、方向相反，受力分析图斜向上时，电场强度最小，mg时，F＝0，当电场强度斜向下，方向越趋向于错误；电场力的方向可能水平向右，此时B空间某一静电场方向平行于)轴的正方向处的电场场强正方向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷的过程中电势能增加的过程中电势能先减少后增加的过程中电场力先减小后增大轴负方向，则正电荷从x到x处逆着电场线方向，一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到点的电场强度点的电势能一定大于在B点的电势能间各点电场强度和电势都为零k L 2＝k L 2，所以固定在两个等量同种点电荷固定于光滑绝缘水平面上，其连线的中2 C 、质量为1 kg 的带正电的小物块点处为整条图线切线斜率最大的位．则下列说法正确的是( )点为中垂线上电场强度最大的点，场强E ＝0.2 N/C的过程中物块的电势能先减小后增大两点间的电势差U AB ＝5 VEq9.如图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线分别为等势线1、2、3，已知MN＝NQ，带电荷量相等的a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出．仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图所示，则下列说法正确的是( )A．a一定带正电，b一定带负电B．a加速度减小，电势能减少，b加速度增大，电势能增加C．M、N两点间的电势差|U MN|等于N、Q两点间的电势差|U NQ|D．a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小答案：D解析：由图知，a粒子的轨迹向右弯曲，a粒子所受电场力方向向右，b粒子的轨迹向左弯曲，b粒子所受电场力方向向左，但由于电场线方向未知，无法判断粒子的电性，故A 错误；由图可知，a所受电场力逐渐减小，加速度减小，b所受电场力逐渐增大，加速度增大．根据图知a、b两粒子所受电场力和速度的夹角均为锐角，电场力对粒子做正功，电势能减少，故B错误；已知MN＝NQ，由于MN段场强大于NQ段场强，所以M、N两点间的电势差|U MN|大于N、Q两点间的电势差|U NQ|，故C错误；根据电场力做功公式W＝Uq，|U MN|>|U NQ|，a粒子从等势线2到3电场力做的功小于b粒子从等势线2到1电场力做的功，所以a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小，故D正确．10．如图所示，在水平地面上竖直固定一绝缘弹簧，弹簧中心直线的正上方固定一个带电小球Q，现将与Q带同种电荷的小球P从直线上的N点由静止释放，在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中，下列说法中正确的是( )A．小球P的电势能先减小后增加B．小球P与弹簧组成的系统机械能一定增加C．小球动能的减少量等于电场力和重力做功的代数和D．小球P速度最大时所受弹簧弹力和电场力的合力为零答案：B解析：在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中，电场力对小球P一直做正功，小球P的电势能一直减小，小球P与弹簧组成的系统机械能一定增加，B正确，A错误；小球动能的减少量等于弹簧弹力、电场力和重力做功的代数和，C错误；小球P速度最大时所受重力、弹簧弹力和电场力的合力为零，D错误．11.如图所示，半径为R的水平绝缘圆盘可绕竖直轴OO′转动，水平虚线AB、CD互相垂直，－qE2＝m圆盘边缘两点间电势差的最大值fR设小物块由Ⅰ转动到Ⅱ克服摩擦力做的功为1光滑圆弧轨道AB与粗糙的水平轨道40.4 kg的小物块从A点由静止释放，经过击中右下侧挡板上的P点．以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板形状满足方程y＝x2－6(x和y的单位均为20 V/m，小物块与轨道BO中，电场力所做的功分别为W .下列选项正确的是E a ：E b ＝：1 E c ：E ＝：1ab ：W ＝：1 D bc ：W ＝：3答案：AC解析：根据点电荷的电场强度表达式E ＝，则E a E bB ．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：两个电势不同的等势面一定不相交，若相交则同一点出现不同的电势，选项A 错误；电荷在同一等势面上移动时电场力不做功，所以电场线与等势面处处相互垂直，选项B 正确；同一等势面上电势相等，各点电场强度可能相等，也可能不相等，选项C 错误；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，电场力做负功，选项D 错误．刷仿真模拟——明趋向4．(2018·辽宁沈阳一模)(多选)如图所示，P 、Q 为两个等量的异种点电荷，以靠近P 点的O 为原点，沿两电荷的连线建立x 轴，沿连线向右为x 轴正方向，一带正电的粒子从O 点由静止开始在电场力作用下运动到A 点，已知A 点与O 点关于PQ 两电荷连线的中点对称，粒子的重力忽略不计．在从O 到A 的运动过程中，下列关于粒子的运动速度v 和加速度a 随时间t 的变化、粒子的动能E k 和运动径迹上电势φ随位移x 的变化图线可能正确的是( )答案：CD解析：等量异种点电荷的电场线分布如图所示．根据沿着电场线方向电势逐渐降低，电场强度E ＝ΔφΔx，E 先变小后变大，所以φ－x 图象切线的斜率先变小后变大，故A 错误；沿两点电荷连线从O 到A ，电场强度先变小后变大，一带正电的粒子从O 点由静止开始在电场力作用下运动到A 点的过程中，电场力一直做正功，粒子的速度一直在变大，电场力先变小后变大，则加速度先变小后变大，v ­t 图象切线的斜率先变小后变大，故C 、D 正确；粒子的动能E k ＝qEx ，电场强度先变小后变大，则E k －x 切线的斜率先变小后变大，故B 错误．5．(2018·广东肇庆二模)(多选)如图(a)所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷．t ＝0时，甲静止，乙以初速度6 m/s 向甲运动．此后，它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动(整个运动过程中没有接触)，它们运动的v ­t 图象分别如图(b)中甲、乙两曲线所示．则由图线可知( )A ．两电荷的电性一定相反B ．t 1时刻两电荷的电势能最大C ．0～t 2时间内，两电荷间的静电力先增大后减小D ．0～t 3时间内，甲的动能一直增加，乙的动能一直减少答案：BC如图所示，水平面内有2 cm的同一圆周上，空间有一方向与圆平面平行的匀强三点的电势分别为φA＝(2－3) V、多选)如图所示，匀强电场中的三个点＝60°，BC＝d.把一个带电荷量为＋点移动到C点电场力做的功为－φA ＝－W q ，选项C 错误；C 、B 两点间的电势差U CB ＝W q，选项B 正确；该电场的电场强度大小E ＝U CB d sin60°＝23W 3dq，选项A 错误；电子从A 点沿AB 方向飞入，受力方向将沿电场线方向的反方向，故电子将向右下偏转，运动轨迹可能是题图中的乙，选项D 正确．刷最新原创——抓重点8．真空中相距L 的两个固定点电荷E 、F 所带电荷量大小分别是Q E 和Q F ，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向．电场线上标出了M 、N 两点，其中N 点的切线与EF 连线平行，且∠NEF >∠NFE .则( )A ．E 带正电，F 带负电，且Q E >Q FB ．在M 点由静止释放一带正电的试探电荷，试探电荷将沿电场线运动到N 点C ．N 点的场强方向与EF 连线平行D ．负试探电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能答案：C解析：根据电场线的指向知E 带正电，F 带负电，N 点的场强是由E 、F 两点电荷在N 点产生的场强的叠加，点电荷E 在N 点电场方向沿EN 向上，电荷F 在N 点产生的场强沿NF 向下，合场强水平向右，而NF >NE ，可知点电荷F 在N 点产生的场强大于点电荷E 在N 点产生的场强，所以由点电荷场强公式E ＝kQ r2知Q E <Q F ，A 错误；只有电场线是直线，且初速度为零或初速度方向与电场线平行时，试探电荷的运动轨迹才与电场线重合，而该电场线是一条曲线，所以试探电荷运动轨迹与电场线不重合，不可能从M 点沿电场线运动到N 点，B 错误；场强沿电场线切线方向，C 正确；沿着电场线方向电势逐渐降低，φM >φN ，再根据E p ＝φq ，q 为负电荷，知E p M <E p N ，D 错误．9．如图甲所示为半径为R 、均匀带正电荷的球体，A 、B 为过球心O 的直线上的两点，且OA ＝2R ，OB ＝3R .球体在空间产生电场，场强大小沿OB 方向分布情况如图乙所示，图中E 0已知，E －r 图线与横轴O ～R 部分所围的面积等于与2R ～3R 部分所围的面积．则下列说法中正确的是( )A ．A 点的电势低于B 点的电势B ．A 点的电场强度小于B 点的电场强度C ．从球面到A 点的电势差小于A 、B 两点间的电势差D ．带电荷量为q 的正电荷沿直线从A 点移到B 点的过程中，电场力做的功为E 0Rq2答案：D解析：球外电场线的方向为由正电荷指向无穷远，所以φA >φB ，A 错误；由题图乙可知，A 点的电场强度大于B 点的电场强度，B 错误；E －r 图线与横轴围成的面积表示该段长度上的电势差，所以从球面到A 点的电势差大于A 、B 两点间的电势差，C 错误；带电荷量为q 的正电荷沿直线从A 点移到B 点的过程中电场力做的功W AB ＝U AB q ＝E 02Rq ，D 正确． 刷易错易误——排难点图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，A、B是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到静电力作用，根据此图可以作出正确判断的是(如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为带电小球，它静止时细线与竖直方向成37°角，若小球获得初速度恰能绕内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，cos37°＝对小球进行受力分析，如图甲所示，可得mg tan37°＝由于重力和电场力都是恒力，如图乙所示，在圆上各点中，小球在平衡位置A点时的势能点，小球的势能最大，由于小球的总能量不变，所以在点，小球受到重力和电场力，其合力提供小球做圆周运动的向心力，而线的拉＝12mv 2B ＝1 J ，＝恒量，所以当小球在圆上最左侧的C 点时，电势能如图所示，固定于同一条竖直线上的和－Q ，A 、B 相距为，其质量为m 、电荷量为＋等高的C 处由静止开始释放，小球与AB 之间的距离为点时受力示意图如图所示，k，2d2cos45°＋F cos45°③F＝ma④。