课时分层作业(二十七) 静电场中的能量
基础性题组
1．在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，静电力做了负功，则( )
A．b点的电场强度一定比a点大
B．电场线方向一定从b指向a
C．b点的电势一定比a点高
D．该电荷的动能一定减小
2．(多选)如图所示，带电量为＋q和－q的点电荷分别位于绝缘薄圆盘中心轴线上，两电荷到圆心O的距离相等．A点位于圆盘边缘，B点为某半径的中点，关于A、B、O三点电场强度E的大小和电势φ的高低关系判断正确的是( )
A．E A C．φA>φB>φO D．φA＝φB＝φO 3．空气中的负离子对人的健康极为有益．人工产生负离子的最常见方法是电晕放电法．如图所示，一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电，电压达5 000 V左右，使空气发生电离，从而产生负氧离子，使空气清新化，针状负极与环形正极间距为 5 mm，且视为匀强电场，电场强度为E，电场对负氧离子的作用力为F，则( ) A．E＝103 N/C，F×10－16 N B．E＝106 N/C，F×10－16 N C．E＝106 N/C，F×10－13 N D．E＝103 N/C，F×10－13 N 4. (多选)如图是一空腔导体周围的电场线分布图，电场方向如图中箭头所示，M、N、P、Q 是以O为圆心的一个圆周上的四点，其中M、N在一条直电场线上，P、Q在一条曲电场线上， 下列说法正确的有( ) A．M点的电场强度比N点的电场强度小 B．P点的电势比Q点的电势低 C．负电荷在P点的电势能小于其在Q点的电势能 D．M、O间的电势差等于O、N间的电势差 5．(多选)如图所示，匀强电场中的A、B、C、D点构成一位于纸面内的平行四边形，电场强度的方向与纸面平行．已知A、B两点的电势分别为φA＝12 V、φB＝6 V，则C、D两点的电势可能分别为( ) A．9 V、15 V B．9 V、18 V C．0 V、6 V D．6 V、0 V 6．如图所示为某电场中的一条电场线，线上有A、B、C三点，B点是A、C的中点．电子在A点的电势能为4 eV，在C点的电势能为10 eV，下列说法正确的是( ) A．B点电场强度的方向一定由C指向A B．B点电场强度的方向一定由A指向C C．B点的电势一定小于－7 V D．B点的电势一定大于－7 V 7．[2021·浙江1月，5]如图所示是某一带电导体周围的电场线与等势面，A、C是同一等势面上的两点，B是另一等势面上的一点．下列说法正确的是( ) A．导体内部的场强左端大于右端 B．A、C两点的电势均低于B点的电势 C．B点的电场强度大于A点的电场强度 D．正电荷从A点沿虚线移到B点的过程中电场力做正功，电势能减小 8．[2021·浙江6月，6] 某书中有如图所示的图，用来表示横截面是“<”形导体右侧的电场线和等势面，其中a、b是同一条实线上的两点，c是另一条实线上的一点，d是导体尖角右侧表面附近的一点．下列说法正确的是( ) A．实线表示电场线 B．离d点最近的导体表面电荷密度最大 C．“<”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同 D．电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零 9．[2022·山西1月联考](多选)2020年2月，中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱．电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分．在电子显微镜中，电子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚和发散作用，其中的一种电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等，a、b是电场中的两点．现有一束电子以某一初速度从左侧进入该区域，在向右穿出电子透镜的过程中速度不断增大，根据题目信息和所学知识，下列推断正确的有( ) A．a点的电场强度大于b点的电场强度 B．b点电场强度的方向水平向左 C．a点的电势低于b点的电势 D．电子在a点的电势能小于在b点的电势能 10．(多选)真空中存在两个点电荷q1和q2，电场线的分布如图所示．图中P、Q两点关于点电荷q1水平对称，一个带电粒子沿虚线轨迹从M移动至N，则以下选项正确的有( ) A．q1<0，q2>0，且|q1|>|q2| B．Q点的电场强度大于P点的电场强度 C．Q点的电势高于P点的电势 D．此带电粒子带负电，它的电势能先增大后减小 综合性题组 11．[2022·山东烟台期中](多选)光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷，它们连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示．一带正电粒子由A点静止释放，并以此时为计时起点，沿光滑水平面经过B、C两点(图中未画出)，其运动过程的vt图像如图乙所示，其中图线在B点位置时斜率最大，根据图线可以确定( ) A．中垂线上B点电场强度最大B．中垂线上B点电势最高 C．电荷在B点时的加速度为4 7 m/s2 D．U BC >U AB 12．[2022·陕西汉中1月联考]空间存在着平行纸面的匀强电场，现用仪器在纸面内沿互成60°角的OA、OB上两个方向探测该静电场中各点电势(如图甲所示)，得到OB、OA上各点电势φ与到O点距离的函数关系分别如图乙、丙所示，则下列关于该电场的电场强度E 的说法中正确的是( ) A．E＝200 V/m，沿AO方向 B．E＝400 V/m，沿BO方向 C．E＝2003 V/m，垂直OB向下 D．E＝2003 V/m，垂直OA斜向右下方 13．[2021·湖南卷，9](多选)如图，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，ab和cd为该圆直径．将电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点，电场力做功为2W(W>0)；若将该粒子从c点移动到d点，电场力做功为W.下列说法正确的是( ) A．该匀强电场的场强方向与ab平行 B．将该粒子从d点移动到bW C．a点电势低于c点电势 D．若只受电场力，从d点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动 课时分层作业(二十七) 静电场中的能量 1．解析：电场力做负功，该电荷电势能增加．正电荷在电势高处电势能较大，选项C 正确；电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用，总功不一定为负．由动能定理可知，动能不一定减小，选项D 错误；电势高低与场强大小无必然联系，选项A 错误；b 点电势高于a 点，但a 、b 可能不在同一条电场线上，选项B 错误． 答案：C 2．解析：根据等量异种点电荷中垂面上电场线分布的特点可知，圆心O 处的场强最大，离圆心越远，电场线越稀疏，场强越小，即E A 答案：AD 3．解析：根据匀强场强的公式E ＝U d ＝5 0005×10−3 N/C ＝106 N/C ，电场对负氧离子的作用力F ＝Eq ＝106××10－19×10－13 N ，故选项C 正确． 答案：C 4．解析：电场线的疏密程度表示电场的强弱，故N 点的场强比M 点的场强大，故A 正确；沿着电场线的方向电势越来越低，所以Q 点的电势比P 点的电势低，故B 错误；P 点电势高于Q 点，根据E p ＝φq 可知，负电荷在P 点时的电势能小于在Q 点时的电势能，故C 正确；根据电场分布可知，MO 间的平均电场强度比ON 之间的平均电场强度小，故由公式U ＝Ed 可知，MO 间的电势差小于ON 间的电势差，故D 错误． 答案：AC 5．解析：已知ABCD 为平行四边形，则AB 与CD 平行且等长，因为匀强电场的电场强度的方向与纸面平行，所以U AB ＝U DC ＝6 V ，分析各选项中数据可知，A 、C 正确，B 、D 错误． 答案：AC 6．解析：根据题意可知，电子在A 点的电势能更低，则说明A 点的电势更高，所以电场线由A 指向C ，则B 点电场强度的方向一定由A 指向C ，选项A 错误、B 正确；根据电势的定义可知，φA ＝－4 V 、φC ＝－10 V ，如果电场为匀强电场，则有φB －φA ＝φC －φB ，得φB ＝－7 V ，本题无法确定该电场是什么电场，故无法确定B 点的电势，选项C 、D 错误． 答案：B 7．解析：带电导体处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，导体表面为等势面，整个导体为一个等势体，A 错误；沿电场线方向电势逐渐降低，所以A 、C 两点的电势均高于B 点的电势，B 错误；电场线的疏密表示电场强度的大小，所以B 点的电场强度小于A 点的电场强度，C 错误；根据E p ＝q φ可知，正电荷从高电势A 点沿虚线移动到低电势B 点，电势能减少，电场力做正功，D 正确． 答案：D 8．解析：金属板电场线应从金属板出发或是指向金属板，故实线应为等势面而非电场线，A 错误；等势面越密的地方电场强度越大，导体周围的电场强度与导体表面电荷密度成正比，d 点附近等势面最稀疏，电场强度最小，则导体表面电荷密度最小，B 错误；电场线与等势面垂直，故“<”形导体右侧表面附近电场强度方向均不同，C 错误；a 、b 是同一等势面上两点，故电荷从a 点到c 点再到b 点的过程中电场力做功一定为零，D 正确． 答案：D 9．解析：根据等势面与电场线方向处处垂直，大致作出电场线，又因为电子从左侧进入向右穿出过程中，速度不断增大，知电场线方向向左，如图所示，电场线疏密程度与等势面疏密程度一致，则a 点的电场强度小于b 点的电场强度，故A 错误；结合电场线分布图和电场线垂直于等势面，可知b 点电场强度的方向水平向左，故B 正确；顺着电场线方向电势逐渐降低，电场线由高等势面指向低等势面，a 点电势低于b 点，故C 正确；φa <φb ，电子在电势低的地方电势能大，在电势高的地方电势能小，则电子在a 点的电势能大于在b 点电势能，故D 错误． 答案：BC 10．解析：由图中电场线的分布，可知q 1为负电荷，q 2为正电荷，由电场线的疏密可知，q 1的电荷量绝对值大于q 2的电荷量绝对值，A 正确．图中P 点处电场线比Q 点处电场线密，所以P 点处电场强度大于Q 点处电场强度，选项B 错误．只有点电荷q 1时，P 、Q 两点的电势相等，只有点电荷q 2时，P 点的电势高于Q 点的电势，根据电势叠加原理可知，当q 1、q 2同时存在时，Q 点的电势低于P 点的电势，C 错误．根据曲线运动受力特征再结合电场力与电场线方向关系可知，粒子带负电．运动轨迹切线方向为粒子速度方向，粒子所受的电场力与速度的夹角先成钝角后成锐角，故电场力对粒子先做负功后做正功(如图所示)，所以电势能先增大后减小，D 正确． 答案：AD 11．解析：v t 图像的斜率等于加速度，B 点处为整条图线切线斜率最大的位置，说明粒子在B 处加速度最大，B 点电场强度最大，选项A 正确；从A 到B 电场力做正功，电势能减小，可知A 点的电势最高，选项B 错误；由图得：B 点的加速度为a ＝ Δv Δt ＝42 m/s 2＝2 m/s 2，选项C 错误；粒子从A 到B 的过程，根据动能定理得：qU AB ＝12mv −B 212mv A 2，则得U AB ＝12q m (v −B 2v A 2)＝12q m ×16，同理可知U BC ＝12q m(v −c 2v B 2)＝12q m ×33，所以U BC >U AB ，故D 正确． 答案：AD 12．解析：由题图乙、丙可知O 点电势为零，如图所示，设OC ＝20 cm ，OD ＝25 cm ， OF＝10 cm，则结合图乙、图丙可知，φC＝80 V，φD＝50 V，可求出φF＝OF (φC－φO)＝40 OC V，设OA上G点的电势与F点电势相等，连接G、F两点，则GF为等势线，有φG＝φF＝40 V，(φD－φO)，可得OG＝20 cm，由几何关系可知GF⊥OB，又电场线与等势线垂直且又φG＝OG OD 沿电场线方向电势降低，故电场线方向沿BO方向，电场强度E＝φC−φO ＝400 V/m，B正确， OC A、C、D错误． 答案：B 13．解析：如图所示，分别过c点和d点作ab的垂线，由几何关系可知，圆心O、垂足e和f将ab四等分，又因为粒子从a点移动到b点做的功为从c点移动到d点做功的两倍，所以粒子从a点到b点沿电场方向移动的距离为从c点到d点沿电场方向移动距离的两倍，则匀强电场的场强方向与ab平行，A正确；根据匀强电场的特点可知，将粒子从d点 ，即将粒子从d点移动到b点电场力做的功是将该粒子从a点移动到b点电场力做的功的1 4 移动到bW，B正确；根据正粒子在电场中移动过程做功的情况可知，电势φa>φc>φd>φb，C 错误；若粒子只受电场力，当粒子从d点射入圆形电场区域的速度方向与ab平行时，带电粒子做匀变速直线运动，D错误． 答案：AB 2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：27 电场能的性质 一、单选题 1.关于U AB＝和W AB＝qU AB的理解，正确的是（） A. 电场中的A，B两点的电势差和两点间移动电荷的电荷量q成反比 B. 在电场中A，B两点间沿不同路径移动相同电荷，路径长时W AB较大 C. U AB与q、W AB无关，甚至与是否移动电荷都没有关系 D. W AB与q、U AB无关，与电荷移动的路径无关 2.空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则（） A. e点的电势大于0 B. a点和b点的电场强度相同 C. b点的电势低于d点的电势 D. 负电荷从a点移动到c点时电势能增加 3.如图所示，三个等势面上有a、b、c、d四点，若将一正电荷由c经a移到d点，电场力做正功W1；若由c经b移到d点，电场力做正功W2．则W1与W2，c、d两点电势c、d关系为（） A. W1＞W2，c＞ d B. W1＜W2，c＜d C. W1＝W2，c＜d D. W1＝W2，c＞d 4.如图所示，导体棒原来不带电，将电荷量为Q的正点电荷放在棒左侧O处，当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内A点处产生的场强为E1。下列说法正确的是（） A. E1的大小与电荷量Q成正比 B. E1的方向沿OA连线向右 C. 在导体棒内部，离O点越远场强越小 D. 在O点放置电荷量为2Q的点电荷，A点的场强为2E1 5.空间存在平行于x轴方向的静电场，其电势随x0的分布如图所示．一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子从坐标原点O由静止开始，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动．则下列说法正确的是（） 电势能和电势 限时：45分钟 一、单项选择题 1. 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．下列判断正确的是( D ) A ．1、2两点的电场强度相等 B ．1、3两点的电场强度相等 C ．1、2两点的电势相等 D ．2、3两点的电势相等 解析：根据电场线的疏密程度判断电场强度，电场线越密，电场强度越强，则E 1>E 2，E 1>E 3，所以选项A 、B 错误；同一等势面上的电势是相等的，选项C 错误，选项D 正确． 2．在点电荷Q 形成的电场中有一点A ，当一个－q 的试探电荷从电场的无限远处被移到电场中的A 点时，电场力做的功为W ，则试探电荷在A 点的电势能及电场中A 点的电势分别为( A ) A ．E p A ＝－W ，φA ＝W /q B ．E p A ＝W ，φA ＝－W /q C ．E p A ＝W ，φA ＝W /q D ． E p A ＝－W ，φA ＝－W /q 解析：由W ＝－E p A ，可得：E p A ＝－W ，由φ＝E p q 得：φA ＝ E p A q A ＝－W －q ＝W q .故只有A 正确． 3. 如图所示，实线为不知方向的3条电场线，从电场中M 点以相同速度垂直于电场线方向飞出a 、b 两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示．则( C ) A ．a 一定带正电，b 一定带负电 B．a的速度将减小，b的速度将增加 C．a的加速度将减小，b的加速度将增加 D．两个粒子的动能，一个增加一个减小 解析：设电场线为正点电荷的电场线，则由轨迹可判定a带正电，b带负电；若电场线为负点电荷的电场线，则a带负电，b带正电，A错．由粒子的偏转轨迹可知电场力对a、b 均做正功，动能增加，B、D错；但由电场线的疏密可判定，a受电场力逐渐减小，加速度减小，b正好相反，故选项C正确． 4．三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中a、b两点处的场强大小分别为E a、E b，电势分别为φa、φb，则( C ) A．E a>E b，φa>φb B．E a 高三新物理第一轮复习单元测试--静电场 说明：本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共150分；答题时间120分钟. 第Ⅰ卷（选择题，共40分） 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分.在每题给出的四个选项中， 有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分） 1．某电场的分布如图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面.A、B、C三点的电场强 度分别为E A、E B、E C，电势分别为，关于这 三点的电场强度和电势的关系，以下判断正确的是（） A．E A 课时分层作业(二十七) 静电场中的能量 基础性题组 1．在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，静电力做了负功，则( ) A．b点的电场强度一定比a点大 B．电场线方向一定从b指向a C．b点的电势一定比a点高 D．该电荷的动能一定减小 2．(多选)如图所示，带电量为＋q和－q的点电荷分别位于绝缘薄圆盘中心轴线上，两电荷到圆心O的距离相等．A点位于圆盘边缘，B点为某半径的中点，关于A、B、O三点电场强度E的大小和电势φ的高低关系判断正确的是( ) A．E A 下列说法正确的有( ) A．M点的电场强度比N点的电场强度小 B．P点的电势比Q点的电势低 C．负电荷在P点的电势能小于其在Q点的电势能 D．M、O间的电势差等于O、N间的电势差 5．(多选)如图所示，匀强电场中的A、B、C、D点构成一位于纸面内的平行四边形，电场强度的方向与纸面平行．已知A、B两点的电势分别为φA＝12 V、φB＝6 V，则C、D两点的电势可能分别为( ) A．9 V、15 V B．9 V、18 V C．0 V、6 V D．6 V、0 V 6．如图所示为某电场中的一条电场线，线上有A、B、C三点，B点是A、C的中点．电子在A点的电势能为4 eV，在C点的电势能为10 eV，下列说法正确的是( ) A．B点电场强度的方向一定由C指向A B．B点电场强度的方向一定由A指向C C．B点的电势一定小于－7 V D．B点的电势一定大于－7 V 7．[2021·浙江1月，5]如图所示是某一带电导体周围的电场线与等势面，A、C是同一等势面上的两点，B是另一等势面上的一点．下列说法正确的是( ) A．导体内部的场强左端大于右端 B．A、C两点的电势均低于B点的电势 C．B点的电场强度大于A点的电场强度 D．正电荷从A点沿虚线移到B点的过程中电场力做正功，电势能减小 8．[2021·浙江6月，6] 2022届高考物理一轮复习：静电场（含参考答案） 一、选择题 1、(多选)图中K、L、M为静电场中的3个相距很近的等势面(K、M之间无电荷)。一带电粒子射入此静电场后，依abcde轨迹运动。已知电势φK<φL<φM，U LK=U ML，且粒子在ab段做减速运动。下列说法中正确的是(不计重力) () A.粒子带正电 B.粒子在a点的加速度小于在c点的加速度 C.粒子在a点的动能大于在e点的动能 D.粒子在c点的电势能大于在d点的电势能 2、如图所示为一正点电荷周围的电场线，电场中有A、B两点，A、B两点在同一条电场线上，则() A．A点的电场强度与B点的电场强度相同 B．B点的电场强度比A点的电场强度大 C．A点的电场强度方向沿电场线指向场源电荷 D．B点的电场强度方向沿电场线指向场源电荷 3、如图所示，水平金属板A、B分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态。现将B板右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴() A．仍然保持静止B．竖直向下运动 C．向左下方运动D．向右下方运动 4、在x轴上有两个点电荷q1和q2，其中有一个点电荷位于x＝0处，x轴上的电 势φ随x变化的关系如图所示，则() A．x＝x1处电场强度为0 B．x＝x2处电场强度不为0 C．q1、q2为不等量异种点电荷，且正电荷在x＝0处，负电荷在x<0的某处D．q1、q2为等量异种点电荷，且正电荷在x＝0处，负电荷在x>0的某处 5、(双选)如图所示，一根不可伸长的绝缘细线一端固定于O点，另一端系一带电小球，置于水平向右的匀强电场中，现把细线水平拉直，小球从A点由静止释放，经最低点B后，小球摆到C点时速度为0，则() A．小球在B点时速度最大 B．小球从A点到B点的过程中，机械能一直在减少 C．小球在B点时细线的拉力最大 D．从B点到C点的过程中小球的电势能一直增加 6、(双选)某静电场中x轴上的电势随x坐标变化的图象如图所示，φx图象关于φ轴对称，a、b两点到O点的距离相等。将一电荷从x轴上的a点由静止释放后粒子沿x轴运动到b点，运动过程中粒子只受电场力作用，则下列说法正确的是() A．该电荷一定带负电 B．电荷在b点时动能为零 C．从O到b，电荷的电势能减小 D．从a到b电场力对电荷先做正功，后做负功 静电场检测题 一、单选题 1.如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹．粒子先经过M 点，再经过N 点，以下说法正确的是( ) A ．粒子在N 点的加速度大于在M 点的加速度 B ．该带电粒子应该带负电 C ．M 点的电势低于N 点的电势 D ．粒子在M 点的电势能小于在N 点的电势能 2.如图所示，a 、b 、c 、d 、e 、f 是以O 为球心的球面上的点，平面aecf 与平面bedf 垂直，分别在b 、d 两点处放有等量同种点电荷＋Q ，取无穷远处电势为零，则下列说法正确的是( ) A ．a 、e 、c 、f 四点电场强度相同 B ．a 、e 、c 、f 四点电势不同 C ．电子沿球面曲线a →e →c 运动过程中，电场力先做正功后做负功 D ．电子沿直线由a →O →c 运动过程中，电势能先减少后增加 3.如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m 、电荷量为＋q 的物块从A 点由静止开始下落，加速度为1 3g ，下落高度H 到B 点后与一轻弹簧接触，又下落 h 后到达最低 点C ，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g ，则带电物块在由A 点运动到C 点过程中，下列说法正确的是( ) A ．该匀强电场的电场强度为mg 3q B ．带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为mg (H ＋h ) 3 C ．带电物块电势能的增加量为mg (H ＋h ) D ．弹簧的弹性势能的增加量为mg (H ＋h ) 3 4.直角坐标系xOy 中，M 、N 两点位于x 轴上，G 、H 两点坐标如图所示．M 、N 两点各固定一负点电荷，一电荷量为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( ) A.3kQ 4a 2，沿y 轴正向 B.3kQ 4a 2，沿y 轴负向 C.5kQ 4a 2，沿y 轴正向 D.5kQ 4a 2，沿y 轴负向 5.竖直平面内有一匀强电场，电场方向与x 轴负方向成37°角，x 轴上各点的电势随坐标x 的变化规律如图所示．现有一带负电小球以初速度0.5 m/s 从x ＝－1 cm 的P 处沿直线运动到x ＝2 cm 的Q 处，已知小球的质量为3×10－ 4 kg ，取g ＝10 m/s 2，则( ) A ．匀强电场的场强大小为400 V/m B ．带电小球的电荷量大小为1×10－ 5 C C ．带电小球从P 点运动到Q 点的过程中的加速度大小为40 m/s 2 D ．带电小球运动到Q 点时动能可能为0 6.如图甲所示，一带正电的小球用绝缘细线悬挂在竖直向上的、范围足够大的匀强电场中， 课时2 电场能的性质 1.从大型加速器射出的电子束总能量约为500 GeV(1 GeV=1.6× 10-10 J),此能量最接近( A ) A.一只爬行的蜗牛的动能 B.一个奔跑的孩子的动能 C.一辆行驶的轿车的动能 D.一架飞行的客机的动能 解析:电子束总能量约为500 GeV=500×1.6×10-10 J=8.0×10-8 J,显然,此能量最接近一只爬行的蜗牛的动能。 2.(多选)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示。c是两负电荷连线的中点,d点在正电荷的正上方,c,d到正电荷的距离相等,则( ACD ) A.a点的电场强度比b点的大 B.a点的电势比b点的高 C.c点的电场强度比d点的大 D.c点的电势比d点的低 解析:根据电场线的分布图,a,b两点中,a点的电场线较密,则a点的电场强度较大,选项A正确;沿电场线的方向电势降低,a点的电势低于b点的电势,选项B错误;由于c,d关于正电荷对称,正电荷在c,d两点产生的电场强度大小相等、方向相反。两负电荷在c点产生的电场强度为0,在d点产生的电场强度方向向下,根据电场的叠加原理,c点的电场强度比d点的大,选项C正确;c,d两点中c点离负电荷的距离更小,c点电势比d点低,选项D正确。 3.如图所示,一带电粒子在电场中运动,实线表示电场线,虚线表示带电粒子运动轨迹。若粒子只受电场力作用且运动过程中电势能逐渐减小,则其运动到b处时的速度方向与受力方向可能是( D ) 解析:运动过程中电势能逐渐减小,则电场力做正功,且曲线运动过程中粒子所受合力方向指向曲线凹侧,故只有选项D正确。 4.带正电的α粒子快速通过两个氢分子的中心,其轨迹垂直于两核的连线,如图所示。假定α粒子穿过氢分子中心时两核移动可忽略,同时忽略分子中电子的电场。则当α粒子在靠近氢分子过程中,下列说法中正确的是( C ) A.加速度一定变大 B.加速度一定减小 C.电势能越来越大 D.电势能越来越小 解析:两个氢分子核形成的电场是等量同号电荷的电场,α粒子在靠近氢分子过程中,是在两电荷连线的中垂线上运动,其电场强度可能先增大,后减小,也可能一直减小,故其加速度可能先增大后减小,也可能一直减小,选项A,B错误;靠近过程中,α粒子始终受到两氢分子核的斥力作用,故电场力始终做负功,电势能增大,选项C正确。 5.直线MN是某点电荷电场中的一条电场线(方向未画出)。虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下由a到b的运动轨迹。下列判断正确的是( C ) A.电场线MN的方向一定是由N指向M B.带电粒子由a运动到b的过程中动能一定逐渐减小 C.带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能 D.带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度 解析:由带电粒子从a到b的运动轨迹的弯曲方向可判知,带电粒子所受电场力方向由M侧指向N侧,但因未知带电粒子的电性,故不能确定直线MN上的电场方向,选项A错误;带电粒子由a运动到b的过程中电场力做正功,动能增加,电势能减小,选项B错误,C正确;题图只给出了一条电场线,无法判知电场线的疏密,故不能比较a点和b点的电场强度大小,选项D错误。 6.如图所示,a,c,b为同一条电场线上的三点,c为ab中点,a,b电势分别为?a=5 V,?b=3 V。则( C ) A.c点的电势一定为4 V 2022高考物理一轮习题：静电场含有答案 专题：静电场 一、选择题。 1、如图甲所示，在光滑绝缘的水平面上固定两个等量的正点电荷。M、O、N为两点电荷连线上的点。其中O为连线中点，且MO=ON。在M点由静止释放一个电荷量为q的正试探电荷，结果该试探电荷在MN间做来回往复运动，在一个周期内的v-t图象如图乙所示，则下列说法正确的是( ) A.M和N两点的电场强度和电势完全相同 B.试探电荷在O点所受电场力最大，运动的速度也最大 C.试探电荷在t 2时刻到达O点，t 4 时刻到达N点 D.试探电荷从M经O到N的过程中，电势能先减小后增大 2、一无限大接地导体板MN前面放有一点电荷＋Q，它们在周围产生的电场可看作是在没有导体板MN存在的情况下，由点电荷＋Q与其像电荷－Q共同激发产生的。像电荷－Q的位置就是把导体板当作平面镜时，电荷＋Q在此镜中的像点位置。如图所示，已知＋Q所在位置P点到金属板MN的距离为L，a为OP 的中点，abcd是边长为L的正方形，其中ab边平行于MN。则() A．a点的电场强度大小为E＝4k Q L2 B．a点的电场强度大小大于b点的电场强度大小，a点的电势高于b点的电势C．b点的电场强度和c点的电场强度相同 D．一正点电荷从a点经b、c运动到d点的过程中电势能的变化量为零 3、如图所示，两块平行、正对的金属板水平放置，分别带有等量的异种电荷， 使两板间形成匀强电场，两板间的距离为d。有一带电粒子以某速度v0紧贴着A 板左端沿水平方向射入匀强电场，带电粒子恰好落在B板的右边缘。带电粒子所受的重力忽略不计。现使该粒子仍从原位置以同样的方向射入电场，但使该粒子落在B板的中点，下列措施可行的是() A．仅使粒子的初速度变为2v0 B．仅使粒子的初速度变为v0 2 C．仅使B板向上平移d 2 D．仅使B板向下平移d 4、如图所示，水平面内有A、B、C、D、M、N六个点，它们均匀分布在半径为R＝2 cm的同一圆周上，空间有一方向与圆平面平行的匀强电场。已知A、C、M三点的电势分别为φA＝(2－3)V、φC＝2 V、φM＝(2＋3)V，下列判断正确的是() A．电场强度的方向由A指向D B．电场强度的大小为1 V/m C．该圆周上的点电势最高为4 V D．沿圆周将电子从D点经M点移到N点，电场力先做负功后做正功 5、如图所示的装置，可以探究影响平行板电容器电容的因素，关于下列操作及出现的现象的描述正确的是() A．电容器与电源保持连接，左移电容器左极板，则静电计指针偏转角增大B．电容器充电后与电源断开，上移电容器左极板，则静电计指针偏转角增大 2021届高考一轮物理：静电场（通用型）练习及答案 *静电场* 一、选择题 1、(2019·荆州模拟)如图所示，一带电粒子在匀强电场中只受电场力而运动，经过一平面直角坐标系中的a、O、b三点时的动能分别为10 eV、4 eV、12 eV，下列说法正确的是 ( ) A.该电场方向一定与xOy平面平行 B.该电场场强大小为200 V/m C.O点是该粒子轨迹上电势能最大的点 D.该粒子轨迹为抛物线 2、(2019·济南模拟)电荷量分别为q1、q2的两个点电荷，相距r时，相互作用力为F，下列说法错误的是() A．如果q1、q2恒定，当距离变为r 2时，作用力将变为2F B．如果其中一个电荷的电荷量不变，而另一个电荷的电荷量和它们间的距离都减半时，作用力变为2F C．如果它们的电荷量和距离都加倍，作用力不变 D．如果它们的电荷量都加倍，距离变为2r，作用力将变为2F 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 点的电势为φA＝30 V，B点的电势为φB＝－10 V，则C点的电势() A．φC＝10 V B．φC>10 V C．φC<10 V D．上述选项都不正确 4、如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分 别位于O、M、P点。由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。现将C板向右平移到P′点，则由O点静止释放的电子() A．运动到P点返回 B．运动到P和P′点之间返回 C．运动到P′点返回 D．穿过P′点 5、如图所示，图甲实线为方向未知的三条电场线，a、b两带电粒子从电场中的P 点由静止释放，不考虑两粒子间的相互作用，仅在电场力作用下，两粒子做直线运动，a、b粒子的速度大小随时间变化的关系如图乙中实线所示，虚线为直线，则() 甲乙 A．a一定带正电，b一定带负电 B．a向左运动，b向右运动 C．a电势能减小，b电势能增大 D．a动能减小，b动能增大 6、在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形abcd，顶点a、c分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示．若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，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() A．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 专题27 静电场电场强度〔练〕 1．图中虚线为电场中及场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以一样速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线及虚线的交点，O点电势高于c点。假设不计重力，那么：〔〕A．M带负电荷，N带正电荷 B．N在a点的速度及M在c点的速度大小一样 C．N在从O点运动至a点的过程中克制电场力做功 D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零 【答案】D 【名师点睛】此题主要考察了电势差及电场强度的关系、等势面．属于中等难度的题目。此题的关键是要根据粒子的轨迹判定合力的方向，也就是电场力方向，根据电场线及等势线垂直的特点，分析能否判定电性．由动能定理分析电场力做功是常用的方法． 2．〔多项选择〕a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点， a b c=120o。现将三个等量的正点电荷+Q分别固定在a、b、c三个顶点上，以下说法正确的有：〔〕 A．d点电场强度的方向由O指向d B．O点电场强度的方向由d指向O C．d点的电场强度大于O点的电场强度 D．d点的电场强度小于O点的电场强度 【答案】AD 【名师点晴】判断电场的方向时，由于ac两个电荷分别在d点的两侧，呈对称状态，故它们在d点场强的水平方向的分量相等，竖直方向的分量叠加；在计算电场强度的大小时，我们设的是菱形的边长，因为菱形的连长都是相等的。3．〔多项选择〕图中PQ两处分别固定两等量正点电荷，O是PQ连线的中点，a、b两点在连线上且关于O点对称，c、d是连线中垂线上的两点，那么：〔〕 A．a、b两点的电场强度一样B．a、b两点的电势一样 C．c点场强大于d点场强D．负电荷从c点到d点电势能增加 【答案】BD 【解析】根据两等量正点电荷电场特点，a、b两点的电场强度大小一样，方向相反，a、b两点的电势一样，选项A错误B正确；、不能判断出c、d 点场强大小关系，选项C错误；负电荷从c点到d点电场力做负功，电势能增加，选项D正确。 【名师点睛】此题关键是要明确两个等量同种电荷连线的中垂线上的场强分布情况和电势分布情况，关键在于掌握电场线的物理意义：电场线的疏密表示电场强度的大小，电场线的方向表示电势的上下，作出电场线，就能判断电势的上下．根据点电荷场强公式E，运用矢量合成的平行四边形定那么求出连线中垂线上各个点的合场强．解答此题关键是作出PQ所在处的电场线，根据顺着电场线方向电势降低，判断电势上下．根据电场线的疏密判断场强大小． 4．〔多项选择〕如下图，带正电的A球固定，质量为m、电荷量为+q的粒子B从a处以速度v 射向A，虚线abc是B运动的一段轨迹，b点距离A最近．粒 考点51 静电场中的能量——练基础 1．如图所示是用于离子聚焦的静电四极子场的截面图，四个电极对称分布，其中两个电极带正电荷，形成高电势＋U，两个电极带负电荷，形成低电势－U.图中a、b、c、d四个点为电场中的四个位置，下列说法正确的是( ) A．图中虚线表示电场线 B．a点的电势高于b点的电势 C．电荷在四个电极的表面分布均匀 D．c点的电场强度大小与d点的电场强度大小相等 2．(多选)某中学生助手在研究心脏电性质时，当兴奋在心肌传播，在人体的体表可以测出与之对应的电势变化，可等效为两等量电荷产生的电场．如图是人体表面的瞬时电势分布图，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c、d 为等势面上的点，a、b为两电荷连线上对称的两点，c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点，则( ) A．a、b两点的电场强度相同 B．c、d两点的电场强度不相同 C．a、b两点的电势差U ab＝－3 mV D．从c到d的直线上电场强度先变大后变小 3．[2023·广东佛山市五校联盟高考模拟]避雷针是利用尖端放电原理保护建筑物等避免雷击的一种设施．在雷雨天气，带负电的云层运动到高楼上空时，避雷针的尖头通过静电感应会带上大量电荷，由于导体尖端容易聚集电荷，所以楼顶带上的电荷会很少，从而保护建筑．如图所示为广州塔“接闪”的画面，放大图为塔尖端附近电场线分布特点(方向未画出)，下列说法正确的是( ) A．放电前塔尖端带负电 B．放电时空气中的正电荷将向塔尖端运动 C．向塔尖端运动的电荷受到的电场力越来越小 D．向塔尖端运动的电荷电势能减小 4．[2023·广东二模]如图(a)，某棵大树被雷电击中，此时以大树为中心的地面上形成了电场，该电场的等势面分布及电场中M、P两点的位置如图(b)所示，则( ) A．M点电势较低 B．电场线由P点指向M点 C．越靠近大树的地方电场强度越小 D．M、P两点间的电势差约为200 kV 5．[2021·浙江卷1月]如图所示是某一带电导体周围的电场线与等势面，A、C是同一等势面上的两点，B是另一等势面上的一点．下列说法正确的是( ) A．导体内部的场强左端大于右端 B．A、C两点的电势均低于B点的电势 C．B点的电场强度大于A点的电场强度 D．正电荷从A点沿虚线移到B点的过程中电场力做正功，电势能减小 6．[2021·全国甲卷](多选)某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则( ) 8.7静电场综合练 1．（2022·山东·高考真题）半径为R 的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O 点，环上均匀分布着电量为Q 的正电荷。点A 、B 、C 将圆环三等分，取走A 、B 处两段弧长均为L 的小圆弧上的电荷。将一点电荷q 置于OC 延长线上距O 点为2R 的D 点，O 点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q 为（ ） A ．正电荷，Δπ=Q L q R B ．正电荷，3Δ=Q L q C ．负电荷，2Δπ=Q L q R D ．负电荷，23Δ= Q L q 【答案】C 【解析】取走A 、B 处两段弧长均为L 的小圆弧上的电荷，根据对称性可知，圆环在O 点产生的电场强度为与A 在同一直径上的A 1和与B 在同一直径上的B 1产生的电场强度的矢量和，如图所示，因为两段弧长非常小，故可看成点电荷，则有 123 22Q L Q L R E k k R R ππ∆∆== 由图可知，两场强的夹角为120，则两者的合场强为 13 2Q L E E k R π∆== 根据O 点的合场强为0，则放在D 点的点电荷带负电，大小为 3 2Q L E E k R π∆'== 根据 () 2 2q E k R '= 联立解得 2Δπ = Q L q R 故选C 。 2．（2021·海南·高考真题）如图，V型对接的绝缘斜面M、N固定在水平面上，两斜面与水平面夹角均为60 α=︒，其中斜面N光滑。两个质量相同的带电小滑块P、Q分别静止在M、N上，P、Q连线垂直于斜面M，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则P与M间的动摩擦因数至少为（） A3B．1 2C 3 D3 【答案】D 【解析】滑块Q在光滑斜面N上静止，则P与Q带电同性，两者之间为库仑斥力设为F，两滑块的受力分析和角度关系如图所示 对Q物体在沿着斜面方向有 cos30cos30 mg F ︒=︒ 可得 F mg = 权掇市安稳阳光实验学校电场能的性质 时间：45分钟 一、单项选择题 1．(2016·广州质检)如图所示为某静电场等势面的分布，电荷量为 1.6×10－9 C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．4.8×10－8 J B．－4.8×10－8 J C．8.0×10－8 J D．－8.0×10－8 J 解析：电场力做功与路径无关，W AD＝qU AD＝q(φA－φD) J＝－4.8×10－8 J，B正确． 答案：B 2．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．下列说法中正确的是( ) 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 解析：由题图知，沿x轴方向O点两侧电场强度方向相反，故O点可能电势最低，也可能电势最高，A错误；x1、x2、x3三点在同一电场线上，由沿电场线方向电势逐渐降低可知，无论O点右侧电场强度沿x轴向右还是向左，x2点电势都不是最高，x1、x3两点的电势也不相等，B、D错误；由题图知，电场强度在O点两侧对称，故x1、－x1两点电势相等，C正确． 答案：C 3. 位于正方形四角上的四个等量点电荷的电场线分布如图所示，ab、cd分别是正方形两条边的中垂线，O点为中垂线的交点，P、Q分别为cd、ab上的点，则下列说法正确的是( ) A．P、O两点的电势关系为φP<φO B．P、Q两点电场强度的大小关系为E P 电场中的力电综合问题 [A 级－基础练] 1．如图所示，高为h 的固定光滑绝缘斜面，倾角θ＝53°，将其置于水平向右的匀强电场中，现将一带正电的物块(可视为质点)从斜面顶端由静止释放，其所受的电场力是重力的4 3 倍，重力加速度为g ，则物块落地的速度大小为( ) A ．25gh B ．2gh C ．22gh D.5 3 2gh 解析：D [对物块受力分析知， 物块不沿斜面下滑， 离开斜面后沿重力、 电场力合力的方向运动，F 合＝53mg ，x ＝53h ，由动能定理得F 合·x ＝12mv 2，解得v ＝5 3 2gh .] 2．如图所示，一质量为m 、带电荷量为q 的粒子，以初速度v 0从a 点竖直向上射入匀强电场中，匀强电场方向水平向右．粒子通过电场中的b 点时，速率为2v 0，方向与电场方向一致，则a 、b 两点间的电势差为( ) A.mv 2 02q B.3mv 2 0q C. 2mv 2 q D.3mv 2 02q 解析：C [由题意可知，粒子受重力和水平方向的电场力作用，由加速度定义a ＝Δv /Δt ，可得加速度的大小a x ＝2a y ＝2g ，由牛顿第二定律可知，qE ＝2mg ，水平位移x ＝v 0t ，竖直位移y ＝v 0t /2，即x ＝2y ，因此电场力做功W 1＝qEx ＝qU ab ，重力做功W 2＝－mgy ＝－W 1/4，由动能定理得：W 1＋W 2＝12m (2v 0)2 －12mv 20，解得：U ab ＝2mv 2 0q .] 3．空间某区域内存在着电场，电场线在竖直平面上的分布如图所示．一个质量为m 、电荷量为q 的带电小球在该电场中运动，小球经过A 点时的速度大小为v 1，方向水平向右；运动至B 点时的速度大小为v 2，运动方向与水平方向之间的夹角为α，A 、B 两点间的高度差为h 、水平距离为s ，则以下判断正确的是( ) A ．A 、 B 两点的电场强度和电势关系为E A 2020届一轮复习人教版第七章静电场第3课时课时作业 一、平行板电容器及动态分析 1．(2018全国3卷)(多选)如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平，两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放a、b，它们由静止开始运动，在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是() A．a的质量比b的大 B．在t时刻，a的动能比b的大 C．在t时刻，a和b的电势能相等 D．在t时刻，a和b的动量大小相等 答案：BD 2．(2016全国卷Ⅰ，14题)一平行电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上．若将云母介质移出，则电容器() A．极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大 B．极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大 C．极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变 D．极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变 答案：D 二、带电粒子(带电体)在电场中的直线运动 3．(2018绍兴一中测试)两个较大的平行板A 、B 相距为d ，分别接在电压为U 的电源正负极上，开关S 闭合时质量为m 、带电荷量为－q 的油滴恰好静止在两板之间，如图所示，在保持其他条件不变的情况下，将两板非常缓慢地水平错开一些，以下说法正确的是( ) A.油滴将向上运动，电流表G 中的电流从b 流向a B ．油滴将向下运动，电流表G 中的电流从a 流向b C ．油滴静止不动，电流表G 中的电流从a 流向b D ．油滴静止不动，电流表G 中无电流流过 C 解析：将两板缓慢地水平错开一些，两板正对面积减少，由C ＝S ，4π kd 知电容减小，而电压不变，由C ＝Q U 知电容器带电荷量减小，电容器处于放电 状态，电路中产生顺时针方向的电流，则电流表G 中有a →b 的电流．由于电容器板间电压和距离不变，则由E ＝U ，d 可知板间场强不变，油滴所受静电力不变，仍处于静止状态． 4．(2018嘉兴市桐乡一中调研)(多选)静电火箭是利用电场加速工作介质形成高速射流而产生推力的．如图为其工作过程简化图：离子源发射的带电离子经过离子加速区加速，进入中和区与电子中和形成中性高速射流，喷射而产生推力．根据题目信息可知( ) A ．M 板电势高于N 板电势 B ．进入中和区的离子速度与离子带电荷量无关 C ．增加加速区极板间距，可以增大束流速度而获得更大的推力 D ．增加极板MN 间的电压，可以增大束流速度而获得更大的推力 AD 解析：由于在中和区与电子中和，所以加速离子带正电，则加速区极 板M 比N 电势高，由动能定理知qU ＝12m v 2，所以进入中和区的离子速度与电荷 绝密★启用前 2019-2020学年高三物理一轮复习测试专题《静电场》 一、选择题(共20小题,每小题3.0分,共60分) 1.在光滑的绝缘水平面上，有两个质量均为m带电荷量分别为＋q和－q的甲、乙两个小球，在力F的作用下匀加速直线运动，则甲、乙两球之间的距离r为() A． B．q C． 2q D． 2q 2.水平面上A、B、C三点固定着三个电荷量均为Q的正点电荷，将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点，OABC恰构成一棱长为l的正四面体，如图所示．已知静电力常量为k，重力加速度为g，为使小球能静止在O点，小球所带的电荷量为() A． B． C． D． 3.如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面，且共处于同一竖直平面内．若用图示方向的水平推力F作用于B，则两球静止于图示位置，如果将B稍向左推过一些，两球重新平衡时的情况与原来相比() A．推力F将增大 B．墙面对A的弹力增大 C．地面对B的弹力减小 D．两小球之间的距离增大 4.点电荷A、B周围电场线分布如图，c、d是同一电场线上两点，下列说法正确的是() A．点电荷A可能带负电 B．c点电场强度与d点电场强度相同 C．c点电势高于d点电势 D．电子从c运动到d过程中电势能保持不变 5.如图所示，a、b是x轴上关于O点对称的两点，c、d是y轴上关于O点对称的两点，a、b两点上固定一对等量异种点电荷，带正电的检验电荷仅在电场力的作用下从c点沿曲线运动到d点，以下说法正确的是() A．将检验电荷放在O点时受到的电场力为零 B．检验电荷由c点运动到d点速度先增大后减小 C．c、d两点电势相等，电场强度大小相等 D．检验电荷从c运动到d的过程中，电势能先减少后增加 6.如图所示，真空中有A、B两个等量异种点电荷，O、M、N是AB连线的垂线上的三个点，且AO>OB.一个带负电的检验电荷仅在电场力的作用下，从M点运动到N点，其轨迹如图中实线所示．若M、N两点的电势分别为φM和φN，检验电荷通过M、N两点的动能分别为E kM和E kN，则() A．φM＝φN，E kM＝E kN B．φM<φN，E kM 2020届人教版高三物理一轮复习测试专题《静电场》 一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分) 1.在静电场中，将一正电荷从a移动到b点，电场力做了负功，则() A．b点的电场强度一定比a点大 B．电场线方向一定从b指向a C．b点的电势一定比a点高 D．该电荷的动能一定减小 2.某电场的电场线分布如下图所示，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 3.两个完全相同的金属小球A、B，球A所带电荷量为＋4Q，球B不带电．现将球B与球A接触后，移到与球A相距为d处(d远远大于小球半径)．已知静电力常量为k，则此时两球A、B之间相互作用的库仑力大小是() A． B． C． D．. 4.用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图)．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，() A．保持S不变，增大d，则θ变大 B．保持S不变，增大d，则θ变小 C．保持d不变，减小S，则θ变小 D．保持d不变，减小S，则θ不变 5.如图在(0，y0)和(0，－y0)两位置分别固定一个电荷量为＋Q的点电荷．另一个带电量为＋q的点电荷从(－x0,0)位置以初速度v0沿x轴正方向运动．点电荷＋q从(－x0,0)到(x0,0)的过程中只受电场力作用，下列描述其加速度a或速度v与位置x的关系可能正确的是() A． B． C． 第10章静电场中的能量 1.电势能和电势 (1) 2.电势差 (5) 3.电势差与电场强度的关系 (11) 4.电容器的电容 (14) 5.带电粒子在电场中的运动 (21) 1.电势能和电势 一、静电力做功的特点 1．特点：静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。 2．在匀强电场中静电力做功：W AB ＝qE ·L AB cos θ，其中θ为静电力与位移间的夹角。 二、电势能 1．概念：电荷在静电场中具有的势能。用E p 表示。 2．静电力做功与电势能变化的关系 静电力做的功等于电势能的减少量，W AB ＝E p A －E p B 。 ⎩⎨⎧ 电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。 3．电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到零势能位置时所做的功。 4．零势能点：电场中规定的电势能为零的位置，通常把离场源电荷无限远处或大地处的电势能规定为零。 三、电势 1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。 2．定义式：φ＝E p q 。 3．单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V,1 V ＝1 J/C 。 4．特点 (1)相对性：电场中各点电势的大小，与所选取的零电势的位置有关，一般 情况下取离场源电荷无限远或大地为零电势位置。 (2)标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负。 5．与电场线关系：沿电场线方向电势逐渐降低。 考点1：静电力做功和电势能的变化 1．电场力做功正、负的判定 (1)若电场力是恒力，当电场力方向与电荷位移方向夹角为锐角时，电场力做正功；夹角为钝角时，电场力做负功；夹角为直角时，电场力不做功。 (2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断。此法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功情况。夹角是锐角时，电场力做正功；夹角是钝角时，电场力做负功；电场力和瞬时速度方向垂直时，电场力不做功。 (3)若物体只受电场力作用，可根据动能的变化情况判断。根据动能定理，若物体的动能增加，则电场力做正功；若物体的动能减少，则电场力做负功。 2．电势能的性质 (1)做功判定法：无论是哪种电荷，只要是电场力做了正功，电荷的电势能一定是减少的；只要是电场力做了负功(克服电场力做功)，电荷的电势能一定是增加的。 (2)电场线法：正电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定减少，逆着电场线的方向移动，电势能一定增加；负电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定增加，逆着电场线的方向移动，电势能一定减少。 (3)电性判定法：同种电荷相距越近，电势能越大，相距越远，电势能越小；异种电荷相距越近，电势能越小，相距越远，电势能越大。 【例1】将带电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了3×10－5 J的功，再从B移到C，静电力做了1.2×10－5 J的功，高考物理一轮复习考点优化训练专题：27 电场能的性质（含答案及解析）
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