2020高考物理一輪總復習 課時沖關二十五 電場能的性質(zhì)（含解析）新人教版

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1、電場能的性質(zhì) [A級－基礎練] 1．(2019·安徽蕪湖、馬鞍山聯(lián)考)一個正點電荷固定在正方形的一個頂點D上，另一個帶電粒子射入該區(qū)域時，恰好能經(jīng)過正方形的另外三個頂點A、B、C，粒子運動軌跡如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．根據(jù)軌跡可判斷該帶電粒子帶正電 B．粒子經(jīng)過A、B、C三點速率大小關系是vB>vA＝vC C．粒子在A、B、C三點的加速度大小關系是aA＝aC>aB D．A、C兩點的電場強度相同 解析：C　[根據(jù)運動軌跡可判斷該帶電粒子帶負電，A錯誤；粒子從A到B到C，電場力先做負功后做正功，速率先減小后增大，B錯誤；加速度的大小關系為aA＝aC>aB，C正確；

2、A、C兩點的電場強度大小相等，方向不同，D錯誤．] 2．(2019·河南濮陽油田教育中心第一次摸底)如圖所示，真空中等量同種正點電荷放置在M、N兩點，在MN連線上有對稱點a、c，MN連線的中垂線上有對稱點b、d，則下列說法正確的是(　　) A．正電荷＋q在c點的電勢能大于在a點的電勢能 B．正電荷＋q在c點的電勢能小于在a點的電勢能 C．在MN連線的中垂線上，O點電勢最高 D．負電荷－q從d點由靜止釋放，在它從d點運動到b點的過程中，加速度先減小再增大 解析：C　[根據(jù)電場線的分布情況和對稱性可知，a、c兩點的電勢相等，則點電荷在a點的電勢能一定等于在c點的電勢能，故A、B錯誤

3、；沿電場線方向電勢降低，在MN連線的中垂線上，O點電勢最高，故C正確；由對稱性知O點的場強為零，電荷－q從d點由靜止釋放，在它從d點運動到b點的過程中，加速度可能先減小再增大，也可能按增大→減小→增大→減小變化，故D錯誤．] 3．(2019·淮安模擬)如圖所示，橢圓ABCD處于一勻強電場中，橢圓平面平行于電場線，AC、BD分別是橢圓的長軸和短軸，已知電場中A、B、C三點的電勢分別為φA＝14 V、φB＝3 V、φC＝－7 V，由此可得D點的電勢為(　　) A．8 V　　　　　　　　 B．6 V C．4 V D．2 V 解析：C　[A、B、C、D順次相連將組成菱形，由勻強電場的特點

4、可知，φA－φB＝φD－φC或φA－φD＝φB－φC，解得φD＝4 V，選項C正確．] 4．(2019·山東煙臺一模)如圖所示，勻強電場的方向平行于xOy坐標系平面，其中坐標原點O處的電勢為2 V，a點的坐標為(0,4)，電勢為8 V，b點的坐標為(3,0)，電勢為8 V，則電場強度的大小為(　　) A．250 V/m　　　　　　 B．200 V/m C．150 V/m D．120 V/m 解析：A　[因為φa＝φb＝8 V，所以ab是一條等勢線，電場強度的方向與ab垂直，斜向下，∠Oba＝53°，由U＝Ed＝E·Obsin 53°，解得E＝250 V/m，A正確．] 5.如圖

5、所示，在兩等量異種點電荷連線上有D、E、F三點，且DE＝EF，K、M、L分別為過D、E、F三點的等勢面．一不計重力的帶負電粒子，從a點射入電場，運動軌跡如圖中實線所示，以|Wab|表示該粒子從a點到b點電場力做功的數(shù)值，以|Wbc|表示該粒子從b點到c點電場力做功的數(shù)值，則(　　) A．|Wab|＝|Wbc| B．|Wab|<|Wbc| C．粒子由a點到b點，動能減少 D．a(chǎn)點的電勢較b點的電勢低 解析：C　[由等量異種點電荷的電場線特點可知靠近電荷處電場強度大，類比公式U＝Ed知|Uab|>|Ubc|，而W＝qU，所以|Wab|>|Wbc|，則A、B均錯誤；從帶負電粒子的運動軌

6、跡可知該粒子從a點到c點受到大體向左的作用力，故左側為正電荷，從左向右電勢降低，則D錯誤；粒子由a點到b點，電場力做負功，電勢能增加，動能減少，則C正確．] 6.(2019·安徽合肥第三次質(zhì)檢)(多選)如圖所示，某勻強電場中A、B、C、D四點構成一個菱形，對角線AC＝12 cm，BD＝16 cm，一個質(zhì)子從A移到B，電場力做了24 eV的功；一個電子從A移到C，克服電場力做了24 eV的功．其中A點的電勢為零，則下列說法正確的是(　　) A．D點的電勢φD＝0 B．D點的電勢φD＝－24 V C．電場強度E＝250 N/C D．電場強度E＝200 N/C 解析：AC　[由題意可

7、知：UAB＝＝24 V，UAC＝＝24 V，φA＝0，φB＝φC＝－24 V，BC的連線為一條等勢線，所以AD的連線也為一條等勢線，所以φD＝0，A正確，B錯誤；根據(jù)幾何關系可求得AD和BC間的垂直距離d＝9.6 cm，電場強度E＝250 N/C，C正確，D錯誤．] 7．(2019·江西名校第三次聯(lián)考)(多選)圖示的四條實線均為O點處的帶電物體產(chǎn)生的電場的電場線，虛線AD為等勢線，A、B、C、D分別是四條電場線上的點，則(　　) A．C點的電場強度小于B點的電場強度 B．C點的電勢高于B點的電勢 C．A、D兩點的電場強度大小不一定相等，但將一個檢驗電荷由A點移到D點電場力做功為零

8、 D．若將一個正電荷由A點移到B點電場力做正功，則將一個負電荷由D點移到C點電場力做負功 解析：AC　[電場線的疏密表示電場強度的大小，A正確；由于無法判斷電場線的方向，所以無法判斷電勢的高低，B錯誤；A、D兩點處電場線的疏密不一定相同，所以場強大小不一定相等，但沿同一等勢線移動電荷，電場力不做功，C正確；若將一個正電荷由A點移到B點電場力做正功，說明電場線由A指向O，則把負電荷從D點移到C點，電場力做正功，D錯誤．] [B級－能力練] 8．(2018·全國卷Ⅱ)(多選)如圖，同一平面內(nèi)的a、b、c、d四點處于勻強電場中，電場方向與此平面平行，M為a、c連線的中點，N為b、d連線的中點，

9、一電荷量為q(q＞0)的粒子從a點移動到b點，其電勢能減小W1；若該粒子從c點移動到d點，其電勢能減小W2.下列說法正確的是(　　) A．此勻強電場的場強方向一定與a、b兩點連線平行 B．若該粒子從M點移動到N點，則電場力做功一定為 C．若c、d之間的距離為L，則該電場的場強大小一定為 D．若W1＝W2，則a、M兩點之間的電勢差一定等于b、N兩點之間的電勢差 解析：BD　[由于題目未說明W1、W2的數(shù)量關系，故無法確定場強方向，故A錯；W1＝qUab，W2＝qUcd，勻強電場中，M、N為中點，φM＝，φN＝，WMN＝qUMN＝，故B對；因無法確定場強是否沿cd方向，故C錯；若W1

10、＝W2，即Uab＝Ucd，故φa－φb＝φc－φd，φa－φc＝φb－φd，則UaM＝，UbN＝，則UaM＝UbN，故D對．] 9．(2019·河南洛陽一中月考)(多選)如圖甲所示，Q1、Q2為兩個固定的點電荷，其中Q1帶負電，a、b、c三點在它們連線的延長線上．現(xiàn)有一帶負電的粒子以一定的初速度沿直線從a點開始向遠處運動經(jīng)過b、c兩點(粒子只受電場力作用)，粒子經(jīng)過a、b、c三點時的速度分別為va、vb、vc，其速度－時間圖象如圖乙所示．以下說法中正確的是(　　 ) A．Q2一定帶正電 B．Q2的電荷量一定小于Q1的電荷量 C．b點的電場強度最大 D．粒子由a點到c點運動過程中，

11、粒子的電勢能先增大后減小 解析：ABD　[從速度圖象上看，可見從a到b做加速度減小的減速運動，在b點時粒子運動的加速度為零，則電場力為零，所以該點場強為零，負電荷在ab間做減速運動，電場力向左，合場強向右，b點左側合電場主要取決于Q2，故Q2帶正電；負電荷在bc間做加速運動，電場力向右，合場強向左，b點右側合電場主要取決于Q1，故A正確，C錯誤；b點的電場強度為0，根據(jù)點電荷場強公式k＝k，因為r1＞r2，故Q1＞Q2，即Q2的電荷量一定小于Q1的電荷量，故B正確；負電荷從a點到b點的過程中，電場力做負功，電勢能增加；從b點到c點的過程中，電場力做正功，電勢能減小，故粒子從a到b再到c的過程

12、中，電勢能先增大后減小，故D正確．] 10．(2018·全國卷Ⅰ)(多選)圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強電場內(nèi)間距相等的一組等勢面，已知平面b上的電勢為2 V．一電子經(jīng)過a時的動能為10 eV，從a到d的過程中克服電場力所做的功為6 eV.下列說法正確的是(　　) A．平面c上的電勢為零 B．該電子可能到達不了平面f C．該電子經(jīng)過平面d時，其電勢能為4 eV D．該電子經(jīng)過平面b時的速率是經(jīng)過d時的2倍 解析：AB　[A項，從a到d的過程克服電場力做功為6 eV，所以電場方向為水平向右，每個間距電勢差為2 V，所以平面c電勢為零，故A項正確． B項，由于電子不一定垂直等

13、勢面進入，可能作曲線運動，所以可能到達不了f平面，故B項正確． C項，整個過程中能量守恒，可得電子在平面a、b、c、d、f的電勢能為－4 eV、－2 eV、0 eV、＋2 eV、＋4 eV，動能分別為＋10 eV、＋8 eV、＋6 eV、＋4 eV、＋2 eV，故C項錯誤． D項，由于電子經(jīng)過b、d平面時的動能分別為8 eV和4 eV，所以該電子經(jīng)過b平面時的速率是經(jīng)過d時的倍，故D項錯誤．] 11．(2017·天津卷)(多選)如圖所示，在點電荷Q產(chǎn)生的電場中，實線MN是一條方向未標出的電場線，虛線AB是一個電子只在靜電力作用下的運動軌跡．設電子在A、B兩點的加速度大小分別為aA、aB，

14、電勢能分別為EpA、EpB.下列說法正確的是(　　) A．電子一定從A向B運動 B．若aA>aB，則Q靠近M端且為正電荷 C．無論Q為正電荷還是負電荷一定有EpA＜EpB D．B點電勢可能高于A點電勢 解析：BC　[電子在電場中做曲線運動，虛線AB是電子只在電場力作用下的運動軌跡，電場力沿電場線指向曲線的凹側，電場的方向與電子所受電場力的方向相反，如圖所示．由所給條件無法判斷電子的運動方向，故A錯誤；若aA＞aB，說明電子在A點受到的電場力較大，A點的電場強度較大，根據(jù)點電荷的電場分布可知，靠近M端為場源電荷的位置，應為正電荷，故B正確；無論Q為正電荷還是負電荷，一定有電勢φA＞

15、φB，電子電勢能Ep＝－eφ，電勢能是標量，所以一定有EpA＜EpB，故C正確，D錯誤．] 12．(2017·全國卷Ⅰ)(多選)在一靜止點電荷的電場中，任一點的電勢φ與該點到點電荷的距離r的關系如圖所示．電場中四個點a、b、c和d的電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed.點a到點電荷的距離ra與點a的電勢φa已在圖中用坐標(ra，φa)標出，其余類推．現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點依次經(jīng)b、c點移動到d點，在相鄰兩點間移動的過程中，電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd.下列選項正確的是(　　) A．Ea∶Eb＝4∶1 B．Ec∶Ed＝2∶1 C．Wab∶Wbc＝3∶1

16、D．Wbc∶Wcd＝1∶3 解析：AC　[由圖可知，a、b、c、d到點電荷的距離分別為1 m、2 m、3 m、6 m，根據(jù)點電荷的場強公式E＝k可知，＝＝，＝＝，故A正確，B錯誤；電場力做功W＝qU，a與b、b與c、c與d之間的電勢差分別為3 V、1 V、1 V，所以＝，＝，故C正確，D錯誤．] 13．(多選)如圖所示，在xOy坐標系中，x軸上關于y軸對稱的A、C兩點固定等量異種點電荷＋Q、－Q，B、D兩點分別位于第二、四象限，ABCD為平行四邊形，邊BC、AD分別與y軸交于E、F，以下說法正確的是(　　 ) A．E、F兩點電勢相等 B．B、D兩點電場強度相同 C．試探電荷＋q從

17、B點移到D點，電勢能增加 D．試探電荷＋q從B點移到E點和從F點移到D點，電場力對＋q做功相同 解析：ABD　[等量異種點電荷＋Q、－Q連線的垂直平分線是一條等勢線，所以y軸是一條等勢線，E、F的電勢相等，故A正確；根據(jù)電場線的分布情況和對稱性可知，B、D兩點電場強度相同，故B正確；根據(jù)順著電場線電勢降低可知，B點的電勢高于D點的電勢，而正電荷在電勢高處電勢能大，所以試探電荷＋q從B點移到D點，電勢能減小，故C錯誤；由以上分析可知，B、E間的電勢差等于F、D間的電勢差，根據(jù)電場力做功公式W＝qU知＋q從B點移到E點和從F點移到D點，電場力對＋q做功相同，故D正確．] 14．如圖所示，在空

18、間中存在豎直向上的勻強電場，質(zhì)量為m、電荷量為＋q的物塊從A點由靜止開始下落，加速度為g，下降高度H到B點后與一輕彈簧接觸，又下落h后到達最低點C，整個過程中不計空氣阻力，且彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g，則帶電物塊在由A點運動到C點過程中，下列說法正確的是(　　 ) A．該勻強電場的電場強度為 B．帶電物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能減少量為 C．帶電物塊電勢能的增加量為mg(H＋h) D．彈簧的彈性勢能的增加量為 解析：D　[帶電物塊由靜止開始下落時的加速度為g，根據(jù)牛頓第二定律得：mg－qE＝ma，解得：E＝，故A錯誤；從A到C的過程中，除重力和彈簧彈力以外，只有電場力做功，電場力做功為：W＝－qE(H＋h)＝－，可知機械能減少量為，電勢能增加量為，故B、C錯誤；根據(jù)動能定理得：mg(H＋h)－＋W彈＝0，解得彈力做功為：W彈＝－，即彈簧彈性勢能增加量為，故D正確．] 9