2020高考物理一轮总复习课时冲关二十五电场能的性质含解析新人教版212
(江苏专版)2020年高考物理总复习 课时作业二十五 电场力的性质
课时作业 二十五 电场力的性质(限时：45分钟)(班级________ 姓名________)1．(多选)某电场的电场线分布如图所示，则( )第1题图A ．电荷P 带正电B ．电荷P 带负电C ．a 点的电场强度大于b 点的电场强度D ．正试探电荷在c 点受到的电场力大于在d 点受到的电场力2．如图所示，在水平向右、大小为E 的匀强电场中，在O 点固定一电荷量为Q 的正电荷，A 、B 、C 、D 为以O 为圆心、半径为r 的同一圆周上的四点，B 、D 连线与电场线平行，A 、C 连线与电场线垂直．则 ( )第2题图A ．A 点的场强大小为E 2＋k 2Q 2r 4B ．B 点的场强大小为E －k Qr2C ．D 点的场强大小不可能为0 D ．A 、C 两点的场强相同3．如图所示，等量异种点电荷A 、B 固定在同一水平线上，竖直固定的光滑绝缘杆与AB 的中垂线重合，C 、D 是绝缘杆上的两点，ACBD 构成一个正方形．一带负电的小球(可视为点电荷)套在绝缘杆上自C 点无初速释放，由C 运动到D 的过程中，下列说法正确的是( )第3题图A ．小球的速度先减小后增大B ．小球的速度先增大后减小C ．杆对小球的作用力先减小后增大D ．杆对小球的作用力先增大后减小4．对电场强度公式E ＝kQ /r 2有几种不同理解，其中正确的是( )A ．只要带电体电量为Q ，在距离r 处激发的电场都能用此公式计算场强EB ．以点电荷Q 为中心、r 为半径的球面上各处的场强E 相同C ．当离点电荷距离r →0时，场强E →∞D ．当离点电荷距离r →∞时，场强E →05．(多选)如图所示，电场线方向已标明，AB 是某一带电粒子(不计重力)在电场中的运动轨迹，则根据以上条件可以作出正确判断的是( )第5题图A ．粒子带正电荷B ．静电力的方向C ．A 、B 两点的速度大小关系D ．A 、B 两点的加速度大小关系6．如图，在点电荷－q 的电场中，放着一块带有一定电量、电荷均匀分布的绝缘矩形薄板，MN 为其对称轴，O 点为几何中心．点电荷－q 与a 、O 、b 之间的距离分别为d 、2d 、3d .已知图中a 点的电场强度为零，则带电薄板在图中b 点处产生的电场强度的大小和方向分别为( )第6题图A.kq d 2，水平向右B.kq d2，水平向左 C.kqd 2＋kq 9d 2，水平向右 D.kq9d2，水平向右7．直角坐标系xOy 中，M 、N 两点位于x 轴上，G 、H 两点坐标如图，M 、N 两点各固定一负点电荷，一电量为Q 的正点电荷置于O 点时，G 点处的电场强度恰好为零．静电力常量用k 表示．若将该正点电荷移到G 点，则H 点处场强的大小和方向分别为( )第7题图A.3kQ 4a 2，沿y 轴正向B.3kQ4a 2，沿y 轴负向C.5kQ 4a 2，沿y 轴正向D.5kQ4a2，沿y 轴负向8．在地面上方的某个空间区域存在这样的电场，水平虚线上方存在电场强度为E 1、方向竖直向下的匀强电场；虚线下方存在电场强度为E 2、方向竖直向上的匀强电场．一个质量为m 、电荷量为q (q >0)的带正电小球从上方电场区域的A 点由静止释放，结果刚好到达下方电场区域中与A 点关于虚线对称的B 点时速度为零，则( )第8题图A ．两电场强度的大小关系满足E 2＝2E 1B ．如果在A 点时带电小球有向下的初速度v 0，到达B 点后速度一定大于v 0C ．如果在A 点时带电小球有水平方向的初速度v 0，到达B 点所在高度处时速度与初速度相同D ．如果在A 点时带电小球有任意方向的初速度v 0，到达B 点所在高度处时速度与初速度相同9．如图所示，一带电荷量为＋q 、质量为m 的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止．重力加速度取g ，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)水平向右的电场的电场强度；(2)若将电场强度减小为原来的12，小物块的加速度是多大；(3)电场强度变化后小物块下滑距离L 时的动能．第9题图10．如图所示，一质量为m ＝1.0×10－2 kg ，带电量大小为q ＝1.0×10－6C 的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向成37°角．小球在运动过程中电量保持不变，重力加速度g 取10 m/s 2.(1)求电场强度E .(2)若在某时刻将细线突然剪断，求经过1 s 时小球的速度大小v 及方向．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)第10题图课时作业(二十五) 电场力的性质1．AD 2.A3．D 【解析】 等量异种点电荷中垂线上的场强方向为水平向右，从C 到D 场强的大小先变大后变小，并且C 、D 两点的场强相等．带负电的小球沿光滑杆运动时，竖直方向上只受重力，水平方向上受力平衡，则小球的速度越来越大，A 、B 错；杆对小球的作用力等于电场力，则先变大，后变小，C 错，D 对．故D 正确．故选D.4．D 【解析】 电场强度公式E ＝kQ r2只适用于真空中点电荷产生的电场，A 错；场强E 是矢量，既有大小又有方向，故B 错；在离点电荷距离r →∞时，场强E →0，D 对，C 错．故选D.5．BCD 【解析】 根据曲线运动的条件可知，带电粒子受到的电场力方向与场强方向相反，所以粒子带负电，选项A 错误，B 正确；由于从A 到B 电场力与速度方向成钝角，电场力做负功，故粒子的速度不断减小，C 正确；根据电场线的疏密可知A 点处场强更大，所以A 处加速度大，故D 正确．故选BCD.6．A 【解析】 由电场强度公式可知点电荷－q 在a 点的电场强度为kq d2，方向水平向右，图中a 点的电场强度为零，可知带电薄板在图中a 点处产生的电场强度的大小为kq d2，方向水平向左，由对称性可知，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度的大小和方向分别为kq d2，水平向右．故选A.7．B 【解析】 因正电荷在O 点时，G 点的场强为0，则可知两负电荷的合场强为E 合＝k Q d 2；若将正电荷移到G 点，则正电荷在H 点的场强E 1＝k Q （2a ）2＝kQ 4a 2，因两负电荷在G 点的场强与在H 点的场强等大反向，则H 点的场强为E ＝E 合－E 1＝3kQ4a2，方向沿y 轴负向；故选B. 8．C 【解析】 带电小球从A 点由静止释放后先做匀加速运动，到达水平虚线后做匀减速运动，到达B 点时速度减为零，根据运动学公式可知，匀加速过程与匀减速过程的加速度大小相等，有mg ＋qE 1＝qE 2－mg ，解得E 2＝E 1＋2mgq，故A 错误；如果在A 点时带电小球有初速度，根据功能关系可知，到达B 处时速度的大小不变，B 错误；根据运动的独立性原理和运动的合成可知，C 正确；如果在A 点有向上的速度分量，则带电小球将先在A 点以上运动，回到A 点所在高度处时变成有向下的速度分量，故到达B 所在高度处时也有向下的速度分量，与初速度方向不同，D 错误．故选C.9．(1)3mg4q(2)0.3g (3)0.3mgL【解析】 (1)小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力的作用，如图所示，第9题图则F N sin37°＝qE ①，F N cos37°＝mg ②，由①、②可得E ＝3mg 4q ；(2)若电场强度减小为原来的12，则E ′＝3mg8qmg sin 37°－qE ′cos37°＝ma ③，可得a ＝0.3g ；(3)电场强度变化后小物块下滑距离L 时，重力做正功，电场力做负功，由动能定理得mgL sin 37°－qE ′L cos37°＝E k －0④，可得E k ＝0.3mgL .10．(1)7.5×104N/C (2)12.5 m/s 方向与竖直方向成37°角，斜向左下【解析】 (1)由平衡条件得小球所受电场力F ＝mg tan θ，所以小球所在处的电场强度：E ＝F q ＝mg tan θq＝7.5×104N/C.(2)细线剪断后，小球的合力F 合＝mgcos37°＝1.25mg根据牛顿第二定律，小球的加速度：a ＝F 合m＝12.5 m/s 2. 所以1 s 时小球的速度大小v ＝at ＝12.5 m/s ，速度方向沿原细线方向向下，即方向与竖直方向成37°角，斜向左下．。
2020年高考物理一轮复习 分层限时集训20 电场能的性质
分层限时集训(二十)电场能的性质[A级基础达标]1．下列说法中错误的是()A．重力做功与路径无关，与移动物体的初末位置的竖直高度差有关，即W AB＝mgh ABB．电场力做功与路径无关，与移动电荷的初末位置的电势差有关，即W AB ＝qU ABC．重力对物体做正功，其重力势能减少，做负功，则重力势能增加D．电场力对正电荷做正功，正电荷电势能减少，对负电荷做正功，负电荷电势能增加D[无论正电荷还是负电荷，只要电场力做正功，电荷具有的电势能就减少，若电场力做负功，电荷具有的电势能就增加，故D错误．由功能关系可知，电场力、重力做功均与路径无关，做正功时对应的势能减少，反之则增加，A、B、C均正确．]2．(多选)一点电荷仅受电场力作用，由A点无初速度释放，沿直线先后经过电场中的B点和C点．如图7-2-15所示，点电荷在A、B、C三点的电势能分别用E A、E B和E C表示，则E A、E B、E C间的关系可能是()图7-2-15A．E A>E B>E C B．E A<E B<E CC．E A<E C<E B D．E A>E C>E BAD[若点电荷由静止释放后，由A经B到C的过程，电场力始终做正功，则点电荷的电势能始终减小，故有E A>E B>E C，A正确；若由A到B的过程，电场力做正功，而由B到C的过程，电场力做负功，则有可能出现E A>E C>E B，由于动能和电势能之和保持不变，不可能出现E A<E B的情况，因此，D正确，B、C均错误．]3. (2018·福州质检)电场中某三条等势线如图7-2-16中实线a、b、c所示．一电子仅在一电场力作用下沿直线从P运动到Q，已知电势φa>φb>φc，这一过程电子运动的v-t图象可能是()图7-2-16A[结合φa>φb>φc，由题图等势线的特点可确定此电场为非匀强电场，且Q 点处电场强度小于P点处电场强度，电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q，将做加速度越来越小的加速运动，A正确．]4．(多选)(2016·全国Ⅰ卷)如图7-2-17，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知()图7-2-17A．Q点的电势比P点高B．油滴在Q点的动能比它在P点的大C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小AB[带电油滴在电场中受重力、电场力作用，据其轨迹的对称性可知，电场力方向竖直向上，且电场力大于重力，电场力先做负功后做正功，则电场强度方向向下，Q点的电势比P点高，选项A正确；油滴在P点的速度最小，选项B正确；油滴在P点的电势能最大，选项C错误；油滴运动的加速度大小不变，选项D错误．]5．(多选)真空中一点电荷形成的电场中的部分电场线如图7-2-18所示，分别标记为1、2、3、4、5，且1、2和5、4分别关于3对称．以电场线3上的某点为圆心画一个圆，圆与各电场线的交点分别为a、b、c、d、e，则下列说法中正确的是()图7-2-18A ．电场强度E a >E cB ．电势φb >φdC ．将一正电荷由a 点移到d 点，电场力做正功D ．将一负电荷由b 点移到e 点，电势能增大AD [由点电荷电场分布特点可知，以点电荷为圆心的圆上各点的电势和场强大小均相等，沿如题图所示的电场方向，等势面的电势越来越低，电场线越来越密，故E a >E c ，A 正确；φb ＝φd ，B 错误；U ad <0，正电荷由a 点移到d 点时，W ad ＝U ad q <0，C 错误；又U be >0，负电荷由b 点移到e 点时，W be ＝U be ·(－q )<0，即电场力做负功，电势能增大，D 正确．]6．如图7-2-19所示，等边三角形ABC 处在匀强电场中，其中电势φA ＝φB ＝0，φC ＝φ.保持该电场的大小和方向不变，让等边三角形以A 点为轴在纸面内顺时针转过30°，则此时B 点的电势为( )图7-2-19A ．33φB ．12φC ．－33φD ．－12φC [设等边三角形的边长为L ，则匀强电场E ＝φ32L ，若让等边三角形以A 点为轴在纸面内顺时针转过30°，则B 1点(转动后的B 点)到AB 的距离为d ＝L 2，所以U＝Ed＝φ32L×L2＝3φ3，故转动后B点的电势为－3φ3，选项C正确．]7．在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图7-2-20所示．若将一个带负电的粒子置于b点，由静止释放，粒子将沿着对角线bd往复运动．粒子从b点运动到d点的过程中()图7-2-20A．先做匀加速运动，后做匀减速运动B．先从高电势到低电势，后从低电势到高电势C．电势能与动能之和先增大，后减小D．电势能先减小，后增大D[由电荷的对称性和场强的叠加原理可知，a、c两电荷在bd连线上产生的电场强度在中点处为零，其他位置的场强方向由中点向外，负电荷在bd连线上受到的库仑力方向一定指向bd连线的中点，且库仑力的大小是改变的，故粒子从b点运动到d点的过程中，电场力先做正功再做负功，电势能先减小，后增大．D正确；但粒子不是做匀变速运动，A错误；因只有电场力做功，故电势能与动能之和守恒，C错误；由电场分布可知，在bd连线的中点电势最高，故由b到d的过程中，粒子先从低电势到高电势，再从高电势到低电势，B错误．][B级能力提升]8．如图7-2-21所示，在粗糙绝缘水平面上固定一点电荷Q，从M点无初速释放一带有恒定负电荷的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中，下列说法中正确的是()图7-2-21A．小物块所受电场力逐渐增大B．小物块具有的电势能逐渐增大C．Q电场中M点的电势高于N点的电势D．小物块电势能的减少量等于克服摩擦力做的功D[因小物块带负电荷，从M点释放后向N点运动，故小物块受到的库仑力水平向左，故Q带负电荷，在由M到N的过程中，库仑力逐渐减小，电场力做正功，电势能减小，故A、B均错误；因电场方向由N指向M，故N点电势－W F f＝0，故电场力对小物块所比M点电势高，C错误；由动能定理可知，W电做的功等于小物块电势能的减少量，等于克服摩擦力做的功，故D正确．] 9．(多选)(2018·青岛检测)两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图7-2-22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，则下列关于带电粒子的判断正确的是()图7-2-22A．带正电B．速度先变大后变小C．电势能先变大后变小D．经过b点和d点时的速度大小相等CD[由等势线的分布特点可知，形成电场的正电荷在上方，负电荷在下方，又由轨迹的偏转情况可确定，运动的粒子带负电，选项A错误；电场力先做负功后做正功，动能先变小后变大，速度先减小后变大，电势能先变大后变小，则选项B错误，C正确；由于b、d两点在同一等势面上，则粒子在这两点的电势能相等，动能相等，速度大小相等，选项D正确．]10．(多选)如图7-2-23所示，两电荷量分别为Q(Q>0)和－Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b点位于y轴O点上方，取无穷远处的电势为零．下列说法正确的是()图7-2-23A．b点电势为零，电场强度也为零B．正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右C．将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功D．将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点，后者电势能的变化较大BC[因为等量异种电荷在其连线的中垂线上的电场方向为水平指向负电荷，所以电场方向与中垂线方向垂直，故中垂线为等势线，因为中垂线延伸到无穷远处，所以中垂线的电势为零，故b点的电势为零，但是电场强度不为零，A 错误；等量异种电荷连线上，电场方向由正电荷指向负电荷，方向水平向右，在中点O处电势为零，O点左侧电势为正，右侧电势为负，又知道正电荷在正电势处电势能为正，故B正确；O点的电势低于a点的电势，电场力做负功，所以必须克服电场力做功，C正确；O点和b点的电势相等，所以先后从O、b点移到a点，电场力做功相等，电势能变化相同，D错误．]11．如图7-2-24所示，带电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C 相距为L，B为AC的中点．现将一带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度正好又为零．已知带电小球在A点处的加速度大小为g4，静电力常量为k，求：图7-2-24(1)小球运动到B点时的加速度大小；(2)B和A两点间的电势差(用Q和L表示)．[解析](1)带电小球在A点时：mg sin 30°－k Qq L 2＝ma A .带电小球在B 点时：kQq ⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22－mg sin 30°＝ma B 且a A ＝g 4可解得：a B ＝g 2.(2)由A 点到B 点应用动能定理得：mg sin 30°·L 2－U BA ·q ＝0. 由mg sin 30°－k Qq L 2＝m ·a A ＝m g 4可得：14mg ＝k Qq L 2可求得：U BA ＝kQ L .[答案](1)g 2 (2)kQ L12．(综合拔高)(2018·福建质检)如图7-2-25，轨道CDGH 位于竖直平面内，其中圆弧段DG 与水平段CD 及倾斜段GH 分别相切于D 点和G 点，圆弧段和倾斜段均光滑，在H 处固定一垂直于轨道的绝缘挡板，整个轨道绝缘且处于水平向右的匀强电场中．一带电物块由C 处静止释放，经挡板碰撞后滑回CD 段中点P 处时速度恰好为零．已知物块的质量m ＝4×10－3kg ，所带的电荷量q ＝＋3×10－6 C ；电场强度E ＝1×104 N/C ；CD 段的长度L ＝0.8 m ，圆弧DG 的半径r ＝0.2 m ，GH 段与水平面的夹角为θ，且sin θ＝0.6，cos θ＝0.8；不计物块与挡板碰撞时的动能损失，物块可视为质点，重力加速度g 取10 m/s 2.图7-2-25(1)求物块与轨道CD 段的动摩擦因数μ；(2)求物块第一次碰撞挡板时的动能E k ；(3)分析说明物块在轨道CD 段运动的总路程能否达到2.6 m ．若能，求物块在轨道CD 段运动2.6 m 路程时的动能；若不能，求物块碰撞挡板时的最小动能．[解析](1)物块由C 处释放后经挡板碰撞滑回P 点过程中，由动能定理得qE L 2－μmg ⎝ ⎛⎭⎪⎫L ＋L 2＝0 ①由①式代入数据得μ＝qE 3mg ＝0.25. ②(2)物块在GH 段运动时，由于qE cos θ＝mg sin θ，所以做匀速直线运动③ 由C 运动至H 过程中，由动能定理得qEL －μmgL ＋qEr sin θ－mgr (1－cos θ)＝E k －0④ 由④式代入数据得E k ＝0.018 J ． ⑤(3)物块最终会在DGH 间来回往复运动，物块在D 点的速度为0设物块能在水平轨道上运动的总路程为s ，由能量转化与守恒定律可得qEL ＝μmgs⑥ 由⑥式代入数据得s ＝2.4 m ⑦ 因为2.6 m>s ，所以不能在水平轨道上运动2.6 m 的路程．物块碰撞挡板的最小动能E 0等于往复运动时经过G 点的动能，由动能定理得qEr sin θ－mgr (1－cos θ)＝E 0－0 ⑧ 由⑧式代入数据得E 0＝0.002 J ． ⑨[答案](1)0.25 (2)0.018 J(3)不能 0.002 J。
2020版高考物理新设计一轮复习江苏专版课时跟踪检测(二十一)电场能的性质含解析
课时跟踪检测（二十一）电场能的性质对点训练：电势高低与电势能大小的判断1．(2018·徐州期中)带电金属棒周围电场线的分布如图所示，A、B是电场中的两点，OA>OB。
下列说法正确的是()A．A点的电势高于B点的电势B．A点的电场强度大于B点的电场强度C．负电荷从A点至B点，电场力一直做正功D．负电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能解析：选D由电场线的特点可知，金属棒两侧的电场是对称的，由于OA＞OB，故OA之间的电势差大于OB之间的电势差，根据沿电场线的方向电势降低可知，A点的电势低于B点的电势，故A错误；根据电场线的疏密表示电场的强弱可知，B点的电场强度大，故B错误；由于不知道负电荷从A点至B点的运动的路径，所以不能判断出电场力是否一直做正功，故C错误；负电荷在电势高的位置电势能小，所以负电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能，故D正确。
2．[多选](2019·扬州模拟)水平线上的O点放置一点电荷，图中画出了电荷周围对称分布的几条电场线，如图所示。
以水平线上的某点O′为圆心画一个圆，与电场线分别相交于a、b、c、d、e。
下列说法中正确的是()A．b、e两点的电场强度相同B．b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差C．电子在c点的电势能小于在b点的电势能D．正点电荷从a点沿圆周逆时针移动到d点过程中，电场力对它做正功解析：选BC由题图看出，b、e两点电场强度的大小相等，但方向不同，而电场强度是矢量，所以b、e两点的电场强度不同，故A错误。
根据对称性可知，d、c的电势相等，同理b、e的电势相等，所以b、c两点间电势差与e、d两点间电势差相等，故B正确。
由题图可知，O点放置的是正电荷，根据顺着电场线电势逐渐降低可知，离点电荷O越远，电势越低，故b点电势低于c点电势，而负电荷在电势越低的点，其电势能越高，故C正确。
正点电荷从a点沿圆周逆时针移动到d 点过程中，电势升高，正电荷的电势能增大，故电场力对它做负功，故D错误。
2020版高考物理一轮复习全程训练计划课练21电场能的性质含解析
图中虚线a、b、c、d、f．一电子经过a时的动能为下列说法正确的是( )因电场力做负功，故电场方向向右，对：因电子的速度方向未知，若不垂直于等势面，如图中实线所示，电子可能到达不答案：D解析：电势是人为规定的，其值与电场强度无关，电势能与零势能面的选取有关，与电场强度无关，A、C项错误；负电荷在高电势处比在低电势处电势能小，B项错误；根据E p ＝qφ可知，电势为零，电势能为零，D项正确．3．[2019·江西省南昌模拟]在雷雨天气中，大树就相当于一带电荷量较大的点电荷，1和2是以树为圆心的同心圆．有甲、乙、丙、丁四头相同的牛按如图所示位置和方向分别站在地面上．由此可判断( )A．牛丙所处位置的电场强度为零B．牛乙和牛丙两处电场强度相同C．牛丁处的电势一定高于牛乙处的电势D．牛甲前后脚电势差最大，处于最危险的状态答案：D解析：根据题述，由点电荷电场模型，及点电荷电场强度的特点，知题图中1、2两个同心圆可视为等势线．根据点电荷电场强度公式可知牛丙所处位置的电场强度不为零，选项A错误．根据点电荷电场强度公式可知，牛乙和牛丙所处位置的电场强度的方向不同，选项B错误．题中没有说明大树带何种电荷，若大树带正电荷，根据正电荷电势分布特点，则牛丁处的电势高于牛乙处的电势，若大树带负电荷，则牛丁处的电势低于牛乙处的电势，选项C错误．应用点电荷电场特点分析可知，题图中牛丁虽然距离场源大树较近，所在位置的电场强度较大，但是牛丁前后脚都在同一等势线上，电势差为零，同理分析可知题图中牛乙前后脚间电势差为零，而牛甲和牛丙前后脚不在等势线上，且牛甲距离场源大树较近，所在位置的电场强度较大，前后脚之间的电场强度平均值大于牛丙前后脚之间的电场强度平均值，根据U＝Ed定性分析可知，牛甲前后脚电势差最大，根据欧姆定律I＝U/R可知，牛甲身体中通过的电流最大，所以处于最危险的状态，选项D正确．4．[2019·东北三省四市模拟]如图所示，在直角坐标系xOy平面内存在一正点电荷，带电荷量为Q，坐标轴上有A、B、C三点，已知OA＝OB＝BC＝a，其中A点和B点的电势相等，O点和C点的电势相等，静电力常量为k，则( )A．点电荷位于O点处[2019·江苏省扬州市高邮中学检测](多选)两个不规则带电导体间的电场线分布如图所示，已知导体附近的电场线均与导体表面垂直，a、b、c、为紧靠导体表面的两点，选无穷远处为电势零点，则( )如图所示，电场中的一簇电场线关于为圆心的一个圆周上的四个点，其中多选)某静电场中，与轴上的分布如图所示．下列说法正确的是( )处的电场强度最大处的电势最低处的电势能相等移到x 1处，电子的电势能增加如图所示，半径为时，电势是定值，当x>R 时，电势为φ＝k Q x，所以A 项正确，如图所示，质量可忽略的绝缘细杆做成正方体框架，，框架的每个顶点固定着一个带电荷量为＋q、质量为放在足够粗糙的水平面上，水平面上方有水平向右的匀强电场)如图所示，水平向右的匀强电场中，一带电粒子从点以竖直向上的初速度开始运动，经最高点B后回到与A前两段时间间隔内位移之比为，粒子从过程中，电场力做的功为9.0 J空间分布着匀强电场，场中有与电场方向平行的四边形将电荷量为＋q的粒子，从图线可知( )A．两电荷的电性一定相反B．t1时刻两电荷的电势能最大C．0～t2时间内，两电荷间的静电力先增大后减小D．0～t3时间内，甲的动能一直增大，乙的动能一直减小答案：BC解析：由题图b可知，开始时乙做减速运动，甲做初速度为0的加速运动，则两个电荷的电性一定相同，A选项错误；在t1时刻，两个电荷共速，两个电荷间的距离最小，故在间距减小的过程中，电荷始终克服电场力做功，以后两电荷的距离逐渐增大，电场力做正功，故间距最小时两电荷的电势能最大，B选项正确；在0～t2时间内，两电荷间的距离先减小后增大，故它们之间的静电力先增大后减小，C选项正确；0～t3时间内，甲的速度一直增大，故它的动能一直增大，而乙的速度先减小后反向增大，故它的动能也是先减小后增大，D选项错误．14．[2019·重庆市巴蜀中学检测](多选)如图所示，竖直平面内有一个圆，BD是其竖直直径，AC是其另一条直径，该圆处于匀强电场中，场强方向平行于圆周所在平面．带等量负电荷的相同小球从圆心O以相同的初动能沿不同方向射出，小球会经过圆周上不同的点，其中通过圆周上A点的小球动能最小，忽略空气阻力，下列说法中正确的是( ) A．电场方向沿OA方向B．小球经过圆周上的不同点时，过B点的小球的动能和电势能之和最小C．小球经过圆周上的不同点时，过C点的小球的电势能和重力势能之和最小D．小球经过圆周上的不同点时，机械能最小的小球应经过劣弧CD上的某一点答案：BC解析：在这个电场中，小球受到两个力：重力和电场力，在A点动能最小，那说明速度最小，说明OA方向发射的小球克服合力做的功最大，也就是说在这个复合场中，合力方向指向OC方向，对O点小球受力分析，重力竖直向下，合力方向指向OC，电场力方向指向OB如图所示，一半径为A′点关于OA点到A′点过程中加速度随位置变化的图象可能正确的是(取O点所受电场力为零，加速度为g，在O点下方，电场力方向向下，沿向可能先增大后减小，在O点上方，电场力方向向上，沿OA方向可能先增大后减小，根据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的电场强度大小分别为E a、已在图中用坐标(r a，φa)标出，其余类推．现将一带正电的试探电荷在相邻两点间移动的过程中，E a：E＝：1 E c：E＝：1ab：W＝：1 bc：W＝：3答案：AC解析：设点电荷的电荷量为，根据点电荷电场强度公式a：r＝：2r c：r＝：6E a：E＝：1E c：E＝：1正确，错误；将一带正电的试探电荷由点移动到点做的功ab＝q(－φb)试探电荷由b点移动到c点做的功－φc)q(J)，试探电荷由点移动到ab：W＝：1bc：W＝：1．[2017·全国卷Ⅲ]xOy平面，平面内a、．下列说法正确的是(为正四面体的四个顶点，O点为)点的场强点的电势M点电势能增加点分别移到M点和N点，电场力做功相同解析：根据电场线的疏密程度表示场强的大小可知M点的场强大于如图所示，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，方向越趋向于静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷(则正点电荷在x4处电场能较大，故A错误；x1～x3处场强方向沿x轴负方向，则正电荷从x1到x3处逆着电场线方向移动，电势升高，电势能增加，故B正确；由x1运动到x4的过程中，逆着电场线方向，电势升高，正点电荷的电势能增加，故C错误；由x1运动到x4的过程中，场强的大小先增大后减小，故由F＝qE知，电场力先增大后减小，故D错误．7．(多选)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D点，其v－t图象如图所示，则下列说法中正确的是( )A．A点的电场强度一定大于B点的电场强度B．粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能C．C、D间各点电场强度和电势都为零D．A、B两点间的电势差大于C、B两点间的电势差答案：AB解析：由图线可看出，过A点的切线的斜率大于B点，即粒子在A点的加速度大于B 点，故A点的电场强度一定大于B点的电场强度，选项A正确；粒子在B点的速度大于A 点，故从A到B动能增加，电势能减小，即粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能，选项B正确；从C到D粒子做匀速运动，故C、D间各点电场强度为零，但是电势相等且不一定为零，选项C错误；从A到B和从C到B粒子动能的变化量相同，故电场力做功相同，即A、B两点间的电势差等于C、B两点间的电势差，选项D错误．8．[2019·湖南衡阳模拟]两个等量同种点电荷固定于光滑绝缘水平面上，其连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2 C、质量为1 kg的带正电的小物块从C点静止释放，其运动的v－t图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)．则下列说法正确的是( )A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E＝0.2 N/CB．由C到A的过程中物块的电势能先减小后增大C．A、B两点间的电势差U AB＝5 VD．U CB<U BA点的过程中，电势能一直减小四点中，c点的电场最强四点中，f点的电势最高移到f，其电势能将增大点由静止释放，它会向e点所在等势面运动的水平绝缘圆盘可绕竖直轴OO′转动，水平虚线的可视为质点的小物块置于距转轴r强电场．当圆盘匀速转动时，小物块相对圆盘始终静止．小物块转动到位置Ⅰ(虚线－2＝圆盘边缘两点间电势差的最大值。
【高考复习】2020版高考物理 全程复习课后练习21 电场能的性质(含答案解析)
2020版高考物理全程复习课后练习21电场能的性质1.在电场中，下列说法正确的是( )A．某点的电场强度大，该点的电势一定高B．某点的电势高，试探电荷在该点的电势能一定大C．某点的场强为零，试探电荷在该点的电势能一定为零D．某点的电势为零，试探电荷在该点的电势能一定为零2.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零3.如图所示，a、b、c、d为正四面体的四个顶点，O点为d点在底面上的投影，在a、b两点分别放置等量的负点电荷，则( )A．c点电势大于d点电势B．c、d两点的电场强度相同C．从O点沿Od移动负电荷，负电荷的电势能不断增大D．从c点沿cd移动正电荷，正电荷受到的电场力先做正功，后做负功4.如图所示,实线表示电场线,虚线表示带电粒子运动的轨迹,带电粒子只受电场力的作用,运动过程中电势能逐渐减少,它运动到b处时的运动方向与受力方向可能的是( )5.如图所示，在直角坐标系xOy平面内存在一正点电荷，带电荷量为Q，坐标轴上有A、B、C三点，已知OA=OB=BC=a，其中A点和B点的电势相等，O点和C点的电势相等，静电力常量为k，则( )A．点电荷位于O点处B．O点电势比A点电势高C．C点处的电场强度大小为kQ 2a2D．将正的试探电荷从A点沿直线移动到C点，电势能一直减小6.如图所示，电场中的一簇电场线关于y轴对称分布，O点是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，则( )A．M点电势比P点电势高B．O、M间的电势差等于N、O间的电势差C．一正电荷在O点的电势能小于在Q点的电势能D．将一负电荷从M点移到P点，电场力做正功7.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的过程中电势能增加C．由x1运动到x4的过程中电势能先减少后增加D．由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大8.如图所示，质量可忽略的绝缘细杆做成正方体框架，边长为a，框架的每个顶点固定着一个带电荷量为＋q、质量为m的小球，将这个框架静止放在足够粗糙的水平面上，水平面上方有水平向右的匀强电场(未画出)，场强为E，下列说法正确的是( )A．正方体中心位置处电场强度为零B．上方四个小球受到的电场力的合力均相同C．若以右下底边为轴把这个正方体向右侧翻转90°，系统电势能减少了6qEaD．若以右下底边为轴把这个正方体向右侧翻转90°，系统电势能减少了8qEa9.如图所示，半径为R的均匀带正电薄球壳，壳内的电场强度处处为零，其球心位于坐标原点O，一带正电的试探电荷靠近球壳表面处由静止释放沿坐标轴向右运动．下列关于坐标轴上某点电势φ、试探电荷在该点的动能E k与离球心距离x的关系图线，可能正确的是( )10.两个等量同种点电荷固定于光滑绝缘水平面上，其连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2 C、质量为1 kg的带正电的小物块从C点静止释放，其运动的v－t 图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)．则下列说法正确的是( )A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=0.2 N/CB．由C到A的过程中物块的电势能先减小后增大C．A、B两点间的电势差U AB=5 VD．U CB<U BA11. (多选)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D点，其v－t图象如图所示，则下列说法中正确的是( )A．A点的电场强度一定大于B点的电场强度B．粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能C．C、D间各点电场强度和电势都为零D．A、B两点间的电势差大于C、B两点间的电势差12. (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，乙以大小为6 m/s的初速度向甲运动．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图象如图b所示．则由图线可知( )A．两电荷的电性一定相反B．t1时刻两电荷的电势能最大C．0～t2时间内，两电荷间的静电力先增大后减小D．0～t3时间内，甲的动能一直增大，乙的动能一直减小13.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，一电荷量为＋q 的可视为质点的小物块置于距转轴r 处，空间有方向从A 指向B 的匀强电场．当圆盘匀速转动时，小物块相对圆盘始终静止．小物块转动到位置Ⅰ(虚线AB 上)时受到的摩擦力为零，转动到位置Ⅱ(虚线CD 上)时受到的摩擦力为f.求：(1)圆盘边缘两点间电势差的最大值；(2)小物块由位置Ⅰ转动到位置Ⅱ克服摩擦力做的功． 14.如图所示，半径为R=0.4 m 的14光滑圆弧轨道AB 与粗糙的水平轨道BO 相切于B 点，一带电荷量q=＋0.2 C 、质量m=0.4 kg 的小物块从A 点由静止释放，经过BO 后以v=1 m/s 的速度从O 点水平抛出，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=x 2－6(x 和y 的单位均为m)，在y 轴的左侧区域存在竖直向下的匀强电场，场强E=20 V/m ，小物块与轨道BO 间的动摩擦因数μ=0.1.g 取10 m/s 2.求：(1)小物块经过B 点时对轨道的压力大小； (2)水平轨道BO 的长度； (3)P 点的坐标．答案解析1.答案为：D；解析：电势是人为规定的，其值与电场强度无关，电势能与零势能面的选取有关，与电场强度无关，A、C项错误；负电荷在高电势处比在低电势处电势能小，B项错误；根据E p=qφ可知，电势为零，电势能为零，D项正确．2.答案为：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．3.答案为：D；解析：根据等量同种电荷电场线和等势面的性质可知，c、d两点的电势相等，故A错误；根据对称性，c、d两点的电场强度大小相等，但方向不同，故场强不同，故B错误；从O 点沿Od移动负电荷，电场力做正功，负电荷的电势能不断减小，故C错误；沿cd移动正电荷，正电荷离a、b连线中点的距离先减小后增大，而正电荷所受的电场力始终指向a、b 连线的中点，则电场力先做正功，后做负功，故D正确．4.答案为：D；解析：由于带电粒子只受电场力的作用,而且运动过程中电势能逐渐减少,可判断电场力做正功,即电场力方向与粒子速度方向夹角为锐角,且电场力方向沿着电场线指向轨迹凹侧,故D项正确。
2020版高考物理一轮总复习第八章第1课时电场力的性质(基础课时)课件新人教版
，两球接触后，
带电荷量均为2Q，则F′＝k
2Q·2Q 2r2
，由以上两式可解得F′＝
16F 5
，选
项D正确．
[1－2]根据科学研究表明，地球是一个巨大的带电体，而且表面带
有大量的负电荷．如果在距离地球表面高度为地球半径一半的位置由
静止释放一个带负电的尘埃，恰好能悬浮在空中，若将其放在距离地
球表面高度与地球半径相等的位置时，则此带电尘埃将( C )
[1－1]两个分别带有电荷量－Q和＋5Q的相同金属小球(均可视为
点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F，两小球相
互接触后将其固定距离变为2r，则两球间库仑力的大小为( D )
5F A. 16
B．F5
4F C. 5
D．165F
解析：选D.两球相距r时，根据库仑定律F＝k
Q·5Q r2
电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、
C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，
B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂
直．则( A )
A．A点的电场强度大小为
E2＋k2Qr42
B．B点的电场强度大小为E－kQr2
C．D点的电场强度大小不可能为0
D．A、C两点的电场强度相同
解析：选A.＋Q在A点的电场强度沿OA方向，大小为k
A.34kaQ2 ，沿y轴正向 C.54kaQ2 ，沿y轴正向
B．34kaQ2 ，沿y轴负向 D．54kaQ2 ，沿y轴负向
解析：选B.处于O点的正点电荷在G点处产生的场强E1＝k
Q a2
，方向
沿y轴负向；又因为G点处场强为零，所以M、N处两负点电荷在G点共
同产生的场强E2＝E1＝k
2020版高考物理一轮复习分层规范快练23电场的能的性质新人教版
分层规范快练(二十三) 电场的能的性质]有一空间分布的电场，为电场线上的三点，箭头方向为各点的切线方向，则下列说法正确的是做正功，电势能减小，故C正确；正点电荷仅受电场力作用由A处静止释放，该电荷所受的电场力是变力，与电场线相切，据曲线运动的条件可知该电荷并不能沿电场线运动，故D 错误．答案：C4.如图所示，电场中某一水平方向的电场线上有a、b、c三点，c点为ab的中点．a、b 两点的电势分别为φa＝5 V、φb＝3 V．下列叙述正确的是( )A．c点的电势一定为4 VB．a点的场强E a一定大于b点的场强E bC．一正电荷从c点运动到b点，电势能一定减少D．一正电荷运动到c点时受到的电场力由c指向a解析：只有一条电场线，此处电场并不一定是匀强电场，故A、B错误；由电势高低情况可知，电场强度方向为由a指向b，故正电荷所受的电场力方向由c指向b，D错误；正电荷由c点运动到b点，电场力做正功，电势能减少，故C正确．答案：C5．(多选)如图甲，直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v－t图线如图乙所示，设a、b两点的电势分别为φa、φb，场强大小分别为E a、E b，粒子在a、b两点的电势能分别为W a、W b，不计重力，则有( )A．φa>φb B．E a>E bC．E a<E b D．E p a>E p b解析：电场线为直线，带负电的粒子仅在电场力的作用下由静止释放，那么一定沿着电场力的方向运动，故电场强度的方向向左，b点的电势高，选项A错误；由v－t图象的斜率表示粒子运动的加速度可知粒子运动的加速度越来越小，故b点的场强小，E a>E b，选项B 正确、C错误；电场力做正功，电势能减少，选项D正确．答案：BD6．[2019·山东滨州模拟](多选)真空中某静电场，虚线表示等势面，各等势面电势的值如图所示．一带电粒子只在电场力的作用下，沿图中的实线从A经过B运动到C，B、C 两点位于同一等势面上，则以下说法正确的是( )A．带电粒子在A点的电势能小于在C点的电势能B．A点电场强度大于B点电场强度C．带电粒子从A经过B运动到C的过程中动能先增大再减小D．带电粒子从A到C电场力所做的功等于从A到B电场力做的功解析：由运动轨迹可知，带电粒子带负电，负电荷在电势低处电势能大，所以带电粒子在A点的电势能小于在C点的电势能，A正确；对于等差等势面，等势面密处电场强度大，所以A点电场强度小于B点电场强度，B错误；带电粒子从A经过B运动到C的过程中电场力先做负功后做正功，动能先减小再增大，C错误；因为B、C两点电势相等，所以带电粒子从A到C电场力所做的功等于从A到B电场力做的功，D正确．答案：AD7．[2019·山东潍坊市一模]如图所示，匀强电场的方向平行于xOy坐标系平面，其中坐标原点O处的电势为2 V，a点的坐标为(0 cm,4 cm)，电势为8 V，b点的坐标为(3 cm，0 cm)，电势为8 V，则电场强度的大小为( )A．250 V/m B．200 V/mC．150 V/m D．120 V/m两点的电势相等，则ab为一条等势线，又指向左下方．过O点作ab＝0.03 m×sin53°＝2.4×10－2 m如图所示，真空中有直角坐标系：，C是y轴上的一个点，)如图所示，＋Q为固定的正点电荷，虚线圆是其一条等势线．两电荷量相同、但质量不相等的粒子，分别从同一点A以相同的速度．如图所示，在绝缘平面上方存在着足够大的水平向右的匀强电场，带电荷量为＋点开始沿水平面向左做直线运动，经时，求小球到达半圆形轨道B点时对轨道的压力；为使小球能运动到轨道最高点B，求轨道半径的最大值．由于电场力方向沿竖直方向，小球在水平轨道上运动时，速度与电场力方向。
2023届高考物理一轮复习课件：第2讲+电场能的性质
D.带电质点通过P点时的加速度比Q点小
目录
AB的中点C的电势均满足φC＝(φA＋φB)/2
推论2：匀强电场中平行且相等的线段电势差相等。
AB∥CD，且AB＝CD，则UAB＝UCD(或φA－φB＝φC－φD)
虚线：等势线
E
研透命题要点
创新设计
U
3.E＝ d 在非匀强电场中的两点妙用
(1)判断电场强度的大小：等差等势面越密，电场强度越大。
(2)判断电势差的大小：距离相等的两点间的电势差，E越大，U越大；E越小，
能分别为Epa和Epb，电荷所受电场力大小分别为Fa和Fb，则(D
)
A.Epa>Epb，Fa>Fb
B.Epa>Epb，Fa<Fb
C.Epa<Epb，Fa>Fb
D.Epa<Epb，Fa<Fb
目录
静电感应：
当把一个不带电的金属导体放在电场中时，导体的两端分别感应出等量的正、
负电荷，“近端”出现与场源电荷异种的感应电荷，“远端”出现与场源电
荷同种的感应电荷。这种现象叫静电感应。
+
+
+ C
+
+
+
+
A
+
B +
+
夯实必备知识
创新设计
2.静电平衡
(1)定义：导体放入电场中时，附加电场与原电场的场强在导体内部大小相等
定向移动
且方向相反，使得叠加场强为零时，自由电荷不再发生__________，导体处
于静电平衡状态。
(2)处于静电平衡状态的导体的特点
强度大小为Ea，方向与ab连线成30°角；b点的电场强度大小为Eb，方向与ab
高考物理总复习 电场的能的性质
能力命题点一 电势高低与电势能大小的判断
1．电势高低的四种判断方法 (1)依据电场线方向：沿电场线方向电势逐渐降低。 (2)依据电场力做功：根据 UAB＝WqAB，将 WAB、q 的正负号代入，由 UAB 的正负判断 φA、φB 的高低。 (3)依据场源电荷的正负：取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正 值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低。 (4)依据电势能的高低：正电荷在电势能大处电势较高，负电荷在电势 能大处电势较低。
(2)电势能 ①定义：电荷在电场中由于受到电场力的作用而具有的与其相对位置 有关的能量叫做电势能，用符号 Ep 表示。 ②静电力做功与电势能变化的关系 静电力做的功等于 06 ___电__势__能__的__减__少__量______，即 WAB＝EpA－EpB。 ③大小：电荷在某点的电势能，等于 07 _将__电__荷__从__该__点__移__到___零__势__能__位__置__时__静__电__力__做__的__功___。
2．两个等量同号点电荷的电势特征 (1)两个等量正点电荷电场中各点电势均为正值，两个等量负点电荷电 场中的各点电势均为负值，两个等量正点电荷电场的等势面如图 3 中虚线 所示。
(2)在两个等量正点电荷连线上，பைடு நூலகம்连线的一端到另一端电势先降低再 升高，中点处的电势最低但不为零，将两电荷连线的中点作为坐标原点， 两电荷连线作为 x 轴，则两电荷连线所在直线上的各点电势 φ 随 x 变化的 图象如图 4 所示。
2．电势能高低的四种判断方法 (1)做功判断法：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能 增大。 (2)电荷电势法：正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的 地方电势能大。 (3)公式法：由 Ep＝qφ，将 q、φ 的大小、正负号一起代入公式，据计 算结果可判断电势能 Ep 的大小。 (4)能量守恒法：仅电场力做功时，电势能和动能相互转化，总和不变。 当动能增大时，电势能减小；当动能减小时，电势能增大。
2020版高考物理一轮复习全程训练计划课练21电场能的性质含解析
图中虚线a、b、c、d、f．一电子经过a时的动能为下列说法正确的是( )因电场力做负功，故电场方向向右，对：因电子的速度方向未知，若不垂直于等势面，如图中实线所示，电子可能到达不答案：D解析：电势是人为规定的，其值与电场强度无关，电势能与零势能面的选取有关，与电场强度无关，A、C项错误；负电荷在高电势处比在低电势处电势能小，B项错误；根据E p ＝qφ可知，电势为零，电势能为零，D项正确．3．[2019·江西省南昌模拟]在雷雨天气中，大树就相当于一带电荷量较大的点电荷，1和2是以树为圆心的同心圆．有甲、乙、丙、丁四头相同的牛按如图所示位置和方向分别站在地面上．由此可判断( )A．牛丙所处位置的电场强度为零B．牛乙和牛丙两处电场强度相同C．牛丁处的电势一定高于牛乙处的电势D．牛甲前后脚电势差最大，处于最危险的状态答案：D解析：根据题述，由点电荷电场模型，及点电荷电场强度的特点，知题图中1、2两个同心圆可视为等势线．根据点电荷电场强度公式可知牛丙所处位置的电场强度不为零，选项A错误．根据点电荷电场强度公式可知，牛乙和牛丙所处位置的电场强度的方向不同，选项B错误．题中没有说明大树带何种电荷，若大树带正电荷，根据正电荷电势分布特点，则牛丁处的电势高于牛乙处的电势，若大树带负电荷，则牛丁处的电势低于牛乙处的电势，选项C错误．应用点电荷电场特点分析可知，题图中牛丁虽然距离场源大树较近，所在位置的电场强度较大，但是牛丁前后脚都在同一等势线上，电势差为零，同理分析可知题图中牛乙前后脚间电势差为零，而牛甲和牛丙前后脚不在等势线上，且牛甲距离场源大树较近，所在位置的电场强度较大，前后脚之间的电场强度平均值大于牛丙前后脚之间的电场强度平均值，根据U＝Ed定性分析可知，牛甲前后脚电势差最大，根据欧姆定律I＝U/R可知，牛甲身体中通过的电流最大，所以处于最危险的状态，选项D正确．4．[2019·东北三省四市模拟]如图所示，在直角坐标系xOy平面内存在一正点电荷，带电荷量为Q，坐标轴上有A、B、C三点，已知OA＝OB＝BC＝a，其中A点和B点的电势相等，O点和C点的电势相等，静电力常量为k，则( )A．点电荷位于O点处[2019·江苏省扬州市高邮中学检测](多选)两个不规则带电导体间的电场线分布如图所示，已知导体附近的电场线均与导体表面垂直，a、b、c、为紧靠导体表面的两点，选无穷远处为电势零点，则( )如图所示，电场中的一簇电场线关于为圆心的一个圆周上的四个点，其中多选)某静电场中，与轴上的分布如图所示．下列说法正确的是( )处的电场强度最大处的电势最低处的电势能相等移到x 1处，电子的电势能增加如图所示，半径为时，电势是定值，当x>R 时，电势为φ＝k Q x，所以A 项正确，如图所示，质量可忽略的绝缘细杆做成正方体框架，，框架的每个顶点固定着一个带电荷量为＋q、质量为放在足够粗糙的水平面上，水平面上方有水平向右的匀强电场)如图所示，水平向右的匀强电场中，一带电粒子从点以竖直向上的初速度开始运动，经最高点B后回到与A前两段时间间隔内位移之比为，粒子从过程中，电场力做的功为9.0 J空间分布着匀强电场，场中有与电场方向平行的四边形将电荷量为＋q的粒子，从图线可知( )A．两电荷的电性一定相反B．t1时刻两电荷的电势能最大C．0～t2时间内，两电荷间的静电力先增大后减小D．0～t3时间内，甲的动能一直增大，乙的动能一直减小答案：BC解析：由题图b可知，开始时乙做减速运动，甲做初速度为0的加速运动，则两个电荷的电性一定相同，A选项错误；在t1时刻，两个电荷共速，两个电荷间的距离最小，故在间距减小的过程中，电荷始终克服电场力做功，以后两电荷的距离逐渐增大，电场力做正功，故间距最小时两电荷的电势能最大，B选项正确；在0～t2时间内，两电荷间的距离先减小后增大，故它们之间的静电力先增大后减小，C选项正确；0～t3时间内，甲的速度一直增大，故它的动能一直增大，而乙的速度先减小后反向增大，故它的动能也是先减小后增大，D选项错误．14．[2019·重庆市巴蜀中学检测](多选)如图所示，竖直平面内有一个圆，BD是其竖直直径，AC是其另一条直径，该圆处于匀强电场中，场强方向平行于圆周所在平面．带等量负电荷的相同小球从圆心O以相同的初动能沿不同方向射出，小球会经过圆周上不同的点，其中通过圆周上A点的小球动能最小，忽略空气阻力，下列说法中正确的是( ) A．电场方向沿OA方向B．小球经过圆周上的不同点时，过B点的小球的动能和电势能之和最小C．小球经过圆周上的不同点时，过C点的小球的电势能和重力势能之和最小D．小球经过圆周上的不同点时，机械能最小的小球应经过劣弧CD上的某一点答案：BC解析：在这个电场中，小球受到两个力：重力和电场力，在A点动能最小，那说明速度最小，说明OA方向发射的小球克服合力做的功最大，也就是说在这个复合场中，合力方向指向OC方向，对O点小球受力分析，重力竖直向下，合力方向指向OC，电场力方向指向OB如图所示，一半径为A′点关于OA点到A′点过程中加速度随位置变化的图象可能正确的是(取O点所受电场力为零，加速度为g，在O点下方，电场力方向向下，沿向可能先增大后减小，在O点上方，电场力方向向上，沿OA方向可能先增大后减小，根据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的电场强度大小分别为E a、已在图中用坐标(r a，φa)标出，其余类推．现将一带正电的试探电荷在相邻两点间移动的过程中，E a：E＝：1 E c：E＝：1ab：W＝：1 bc：W＝：3答案：AC解析：设点电荷的电荷量为，根据点电荷电场强度公式a：r＝：2r c：r＝：6E a：E＝：1E c：E＝：1正确，错误；将一带正电的试探电荷由点移动到点做的功ab＝q(－φb)试探电荷由b点移动到c点做的功－φc)q(J)，试探电荷由点移动到ab：W＝：1bc：W＝：1．[2017·全国卷Ⅲ]xOy平面，平面内a、．下列说法正确的是(为正四面体的四个顶点，O点为)点的场强点的电势M点电势能增加点分别移到M点和N点，电场力做功相同解析：根据电场线的疏密程度表示场强的大小可知M点的场强大于如图所示，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，方向越趋向于静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷(则正点电荷在x4处电场能较大，故A错误；x1～x3处场强方向沿x轴负方向，则正电荷从x1到x3处逆着电场线方向移动，电势升高，电势能增加，故B正确；由x1运动到x4的过程中，逆着电场线方向，电势升高，正点电荷的电势能增加，故C错误；由x1运动到x4的过程中，场强的大小先增大后减小，故由F＝qE知，电场力先增大后减小，故D错误．7．(多选)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D点，其v－t图象如图所示，则下列说法中正确的是( )A．A点的电场强度一定大于B点的电场强度B．粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能C．C、D间各点电场强度和电势都为零D．A、B两点间的电势差大于C、B两点间的电势差答案：AB解析：由图线可看出，过A点的切线的斜率大于B点，即粒子在A点的加速度大于B 点，故A点的电场强度一定大于B点的电场强度，选项A正确；粒子在B点的速度大于A 点，故从A到B动能增加，电势能减小，即粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能，选项B正确；从C到D粒子做匀速运动，故C、D间各点电场强度为零，但是电势相等且不一定为零，选项C错误；从A到B和从C到B粒子动能的变化量相同，故电场力做功相同，即A、B两点间的电势差等于C、B两点间的电势差，选项D错误．8．[2019·湖南衡阳模拟]两个等量同种点电荷固定于光滑绝缘水平面上，其连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2 C、质量为1 kg的带正电的小物块从C点静止释放，其运动的v－t图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)．则下列说法正确的是( )A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E＝0.2 N/CB．由C到A的过程中物块的电势能先减小后增大C．A、B两点间的电势差U AB＝5 VD．U CB<U BA点的过程中，电势能一直减小四点中，c点的电场最强四点中，f点的电势最高移到f，其电势能将增大点由静止释放，它会向e点所在等势面运动的水平绝缘圆盘可绕竖直轴OO′转动，水平虚线的可视为质点的小物块置于距转轴r强电场．当圆盘匀速转动时，小物块相对圆盘始终静止．小物块转动到位置Ⅰ(虚线－2＝圆盘边缘两点间电势差的最大值。
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电场能的性质 [A级－基础练] 1．(2019·安徽芜湖、马鞍山联考)一个正点电荷固定在正方形的一个顶点D上，另一个带电粒子射入该区域时，恰好能经过正方形的另外三个顶点A、B、C，粒子运动轨迹如图所示，下列说法正确的是( )
A．根据轨迹可判断该带电粒子带正电 B．粒子经过A、B、C三点速率大小关系是vB>vA＝vC C．粒子在A、B、C三点的加速度大小关系是aA＝aC>aB D．A、C两点的电场强度相同 解析：C [根据运动轨迹可判断该带电粒子带负电，A错误；粒子从A到B到C，电场力先做负功后做正功，速率先减小后增大，B错误；加速度的大小关系为aA＝aC>aB，C正确；A、C两点的电场强度大小相等，方向不同，D错误．]
2．(2019·河南濮阳油田教育中心第一次摸底)如图所示，真空中等量同种正点电荷放置在M、N两点，在MN连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是( )
A．正电荷＋q在c点的电势能大于在a点的电势能 B．正电荷＋q在c点的电势能小于在a点的电势能 C．在MN连线的中垂线上，O点电势最高 D．负电荷－q从d点由静止释放，在它从d点运动到b点的过程中，加速度先减小再增大 解析：C [根据电场线的分布情况和对称性可知，a、c两点的电势相等，则点电荷在a点的电势能一定等于在c点的电势能，故A、B错误；沿电场线方向电势降低，在MN连线的中垂线上，O点电势最高，故C正确；由对称性知O点的场强为零，电荷－q从d点由静止释放，在它从d点运动到b点的过程中，加速度可能先减小再增大，也可能按增大→减小→增大→减小变化，故D错误．] 3．(2019·淮安模拟)如图所示，椭圆ABCD处于一匀强电场中，椭圆平面平行于电场线， AC、BD分别是椭圆的长轴和短轴，已知电场中A、B、C三点的电势分别为φA＝14 V、φ
B
＝3 V、φC＝－7 V，由此可得D点的电势为( )
A．8 V B．6 V C．4 V D．2 V 解析：C [A、B、C、D顺次相连将组成菱形，由匀强电场的特点可知，φA－φB＝φD
－φC或φA－φD＝φB－φC，解得φD＝4 V，选项C正确．]
4．(2019·山东烟台一模)如图所示，匀强电场的方向平行于xOy坐标系平面，其中坐标原点O处的电势为2 V，a点的坐标为(0,4)，电势为8 V，b点的坐标为(3,0)，电势为8 V，则电场强度的大小为( )
A．250 V/m B．200 V/m C．150 V/m D．120 V/m 解析：A [因为φa＝φb＝8 V，所以ab是一条等势线，电场强度的方向与ab垂直，斜向下，∠Oba＝53°，由U＝Ed＝E·Obsin 53°，解得E＝250 V/m，A正确．] 5.如图所示，在两等量异种点电荷连线上有D、E、F三点，且DE＝EF，K、M、L分别为过D、E、F三点的等势面．一不计重力的带负电粒子，从a点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以|Wab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以|Wbc|表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值，则( )
A．|Wab|＝|Wbc| B．|Wab|<|Wbc| C．粒子由a点到b点，动能减少 D．a点的电势较b点的电势低 解析：C [由等量异种点电荷的电场线特点可知靠近电荷处电场强度大，类比公式U＝Ed知|Uab|>|Ubc|，而W＝qU，所以|Wab|>|Wbc|，则A、B均错误；从带负电粒子的运动轨迹可 知该粒子从a点到c点受到大体向左的作用力，故左侧为正电荷，从左向右电势降低，则D错误；粒子由a点到b点，电场力做负功，电势能增加，动能减少，则C正确．] 6.(2019·安徽合肥第三次质检)(多选)如图所示，某匀强电场中A、B、C、D四点构成一个菱形，对角线AC＝12 cm，BD＝16 cm，一个质子从A移到B，电场力做了24 eV的功；一个电子从A移到C，克服电场力做了24 eV的功．其中A点的电势为零，则下列说法正确的是( )
A．D点的电势φD＝0 B．D点的电势φD＝－24 V C．电场强度E＝250 N/C D．电场强度E＝200 N/C
解析：AC [由题意可知：UAB＝WABq＝24 V，UAC＝WACq＝24 V，φA＝0，φB＝φC＝－24 V，BC的连线为一条等势线，所以AD的连线也为一条等势线，所以φD＝0，A正确，B错误；
根据几何关系可求得AD和BC间的垂直距离d＝9.6 cm，电场强度E＝250 N/C，C正确，D错误．] 7．(2019·江西名校第三次联考)(多选)图示的四条实线均为O点处的带电物体产生的电场的电场线，虚线AD为等势线，A、B、C、D分别是四条电场线上的点，则( )
A．C点的电场强度小于B点的电场强度 B．C点的电势高于B点的电势 C．A、D两点的电场强度大小不一定相等，但将一个检验电荷由A点移到D点电场力做功为零 D．若将一个正电荷由A点移到B点电场力做正功，则将一个负电荷由D点移到C点电场力做负功 解析：AC [电场线的疏密表示电场强度的大小，A正确；由于无法判断电场线的方向，所以无法判断电势的高低，B错误；A、D两点处电场线的疏密不一定相同，所以场强大小不一定相等，但沿同一等势线移动电荷，电场力不做功，C正确；若将一个正电荷由A点移到B点电场力做正功，说明电场线由A指向O，则把负电荷从D点移到C点，电场力做正功，D 错误．] [B级－能力练] 8．(2018·全国卷Ⅱ)(多选)如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点，一电荷量为q(q＞0)的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2.下列说法正确的是( )
A．此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行 B．若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为W1＋W22
C．若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为W2qL D．若W1＝W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差 解析：BD [由于题目未说明W1、W2的数量关系，故无法确定场强方向，故A错；W1＝
qUab，W2＝qUcd，匀强电场中，M、N为中点，φM＝φa＋φc2，φN＝φb＋φd2，WMN＝qUMN＝W1＋W22，
故B对；因无法确定场强是否沿cd方向，故C错；若W1＝W2，即Uab＝Ucd，故φa－φb＝φc
－φd，φa－φc＝φb－φd，则UaM＝φa－φc2，UbN＝φb－φd2，则UaM＝UbN，故D对．] 9．(2019·河南洛阳一中月考)(多选)如图甲所示，Q1、Q2为两个固定的点电荷，其中Q1带负电，a、b、c三点在它们连线的延长线上．现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直
线从a点开始向远处运动经过b、c两点(粒子只受电场力作用)，粒子经过a、b、c三点时的速度分别为va、vb、vc，其速度－时间图象如图乙所示．以下说法中正确的是( )
A．Q2一定带正电 B．Q2的电荷量一定小于Q1的电荷量 C．b点的电场强度最大 D．粒子由a点到c点运动过程中，粒子的电势能先增大后减小 解析：ABD [从速度图象上看，可见从a到b做加速度减小的减速运动，在b点时粒子运动的加速度为零，则电场力为零，所以该点场强为零，负电荷在ab间做减速运动，电场 力向左，合场强向右，b点左侧合电场主要取决于Q2，故Q2带正电；负电荷在bc间做加速运动，电场力向右，合场强向左，b点右侧合电场主要取决于Q1，故A正确，C错误；b点
的电场强度为0，根据点电荷场强公式kQ1r21＝kQ2r22，因为r1＞r2，故Q1＞Q2，即Q2的电荷量一定小于Q1的电荷量，故B正确；负电荷从a点到b点的过程中，电场力做负功，电势能增加；从b点到c点的过程中，电场力做正功，电势能减小，故粒子从a到b再到c的过程中，电势能先增大后减小，故D正确．] 10．(2018·全国卷Ⅰ)(多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2 V．一电子经过a时的动能为10 eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV.下列说法正确的是( )
A．平面c上的电势为零 B．该电子可能到达不了平面f C．该电子经过平面d时，其电势能为4 eV D．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍 解析：AB [A项，从a到d的过程克服电场力做功为6 eV，所以电场方向为水平向右，每个间距电势差为2 V，所以平面c电势为零，故A项正确． B项，由于电子不一定垂直等势面进入，可能作曲线运动，所以可能到达不了f平面，故B项正确． C项，整个过程中能量守恒，可得电子在平面a、b、c、d、f的电势能为－4 eV、－2 eV、0 eV、＋2 eV、＋4 eV，动能分别为＋10 eV、＋8 eV、＋6 eV、＋4 eV、＋2 eV，故C项错误． D项，由于电子经过b、d平面时的动能分别为8 eV和4 eV，所以该电子经过b平面时的速率是经过d时的2倍，故D项错误．] 11．(2017·天津卷)(多选)如图所示，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aA、aB，电势能分别为EpA、EpB.下列说法正确的是( )
A．电子一定从A向B运动 B．若aA>aB，则Q靠近M端且为正电荷