（山西專版）2020版高考物理二輪復習 第一篇 選擇題熱點8 電場中力和能的性質(zhì)精練（含解析）

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1、熱點8　電場中力和能的性質(zhì) 熱考題型 《考試大綱》中“勻強電場中電勢差與電場強度的關系”的要求為“Ⅱ”,公式E=Ud的重要性得到了提升,針對這一變化進行命題,符合高考命題思路。另外也可能命制電場性質(zhì)與圖象結合的試題。 題型一　點電荷電場中力與能的性質(zhì) 1.(多選)在真空中M、N兩點分別放有異種點電荷+2Q和-Q,以M、N連線中點O為中心作一圓,a、O、c三點恰好將MN四等分。b、d為MN的中垂線與圓的交點,如圖所示,則下列說法正確的是　(　　) A.a、b、c、d四點電場強度的大小關系是Ea>Ec,Eb=Ed B.a、b、c、d四點電勢的關系是φa<φc,φb=φd C.在M

2、、N的連線上,O點的電場強度最小 D.將帶負電的試探電荷由b沿直線移動到d的過程中,其電勢能始終不變 答案　AB　設Ma=aO=l,則Ea=k·2Ql2+kQ(3l)2=19kQ9l2,Ec=k·2Q(3l)2+kQl2=11kQ9l2,故Ea>Ec;b、d兩點關于O點對稱,則有Eb=Ed,故A項正確。沿電場線方向電勢降低,分析兩點電荷周圍的電場線分布情況,可知φa>φc,根據(jù)對稱性可知φb=φd,B項正確。電場線的疏密表示電場強度的相對大小,由電場線疏密程度可知,M、N連線上電場強度最小值出現(xiàn)在O點的右側(cè),故C項錯誤;帶負電的試探電荷沿直線由b運動到d的過程中,初、末位置的電勢能相等,移

3、動過程中電勢能在變化,故D項錯誤。 題型二　帶電粒子運動軌跡的判斷 2.(多選)如圖所示是某空間部分電場線分布圖,在電場中取一點O,以O為圓心的圓周上有M、Q、N三個點,連線MON與直電場線重合,連線OQ垂直于MON。下列說法正確的是(　　) A.M點的場強大于N點的場強 B.O點的電勢等于Q點的電勢 C.將一負點電荷由M點移到Q點,電荷的電勢能增加 D.一正點電荷只受電場力作用能從Q點沿圓周運動至N點 答案　AC　電場線的疏密表示場強的強弱,故M點的場強大于N點的場強,A正確;根據(jù)電場線與等勢線垂直的特點,在O點所在電場線上找到Q點的等勢點,根據(jù)沿電場線方向電勢降低可知,O

4、點的電勢比Q點的電勢高,故B錯誤;將一負點電荷由M點移到Q點,電場力做負功,電勢能增加,故C正確;一正點電荷只受電場力作用不可能沿圓周運動,故D錯誤。 題型三　電容器的動態(tài)分析問題 3.如圖所示,平行板a、B組成的電容器與電池E連接,平行板電容器P處固定放置一帶負電的點電荷,平行板b接地。現(xiàn)將電容器的b板向下稍微移動,則(　　) A.點電荷所受電場力增大 B.點電荷在P處的電勢能減少 C.P點電勢減小 D.電容器的帶電荷量增加 答案　B　b板下移后,電容減小,極板間電壓不變,由Q=UC知,極板帶電荷量減少,D錯誤;極板間電壓不變,板間距增大導致內(nèi)部場強減小,點電荷受電場力減小

5、,A錯誤;根據(jù)U=Ed,場強E的減小導致P處與上極板間電勢差減小,P處的電勢升高,由于點電荷帶負電,P點電勢能減少,B正確C錯誤。 跟蹤集訓 1.(多選)在絕緣光滑的水平面上相距為6L的A、B兩處分別固定一正電荷,兩電荷的位置坐標如圖甲所示。圖乙是A、B連線上各點的電勢φ與位置x之間的關系圖像,圖中x=L點為圖線的最低點。若在x=2L的C點由靜止釋放一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電小球(可視為質(zhì)點),下列有關說法正確的是(　　) A.小球在x=L處的速度最大 B.小球一定可以到達x=-2L點處 C.小球?qū)⒁詘=L點為中心做往復運動 D.固定在A、B處的電荷的電荷量之比為QA∶Q

6、B=4∶1 答案　AD　小球在電場中運動時只有電場力做功,電勢能和動能之和保持不變,由于x=L處電勢最低,帶電小球的電勢能最小,所以小球在x=L處的動能最大,速度最大,選項A正確。φ-x圖線的切線的斜率表示場強E,可知x=L處場強為零,由點電荷電場強度公式和電場疊加原理可得kQA(4L)2=kQB(2L)2,解得QA∶QB=4∶1,選項D正確。帶電小球可以到達電勢與C點相等的另一點,由圖乙可知x=-2L點處電勢高于C點電勢,所以小球不可能到達x=-2L點處,選項B錯誤。由能量守恒定律可知小球能運動到電勢與出發(fā)點相同的位置,由圖可明顯看出小球不會以x=L點為中心做往復運動,選項C錯誤。 2.

7、(多選)如圖所示,a、b、c、d是某勻強電場中的四個點,它們是一個四邊形的四個頂點,已知ab∥cd,ab⊥bc,2ab=cd=bc=2l,l=1m,電場線與四邊形所在平面平行。已知a點電勢為18V,b點電勢為22V,d點電勢為6V,則下列說法正確的是(　　) A.勻強電場的場強大小為42V/m B.場強方向由a指向c C.場強方向由b指向d D.c點的電勢為14V 答案　ACD　連接b、d,三角形bcd是等腰直角三角形,具有對稱性,把bd連線四等分,如圖所示,已知a點電勢為18V,b點電勢為22V,d點電勢為6V,根據(jù)幾何關系結合勻強電場的特點,可得M點的電勢為18V,與a點電勢

8、相等,從而連接a、M,即等勢面,由幾何關系可知,bd=22l,bM=22l,aM=22l,aM垂直于bd,則電場線方向由b指向d,E=Ud=φb-φM22l=422V/m=42V/m,故A、C項正確,B項錯誤;c點電勢與N點電勢相等,N點電勢為18V-4V=14V,所以c點的電勢為14V,故D項正確。 3.如圖所示,在勻強電場中有四條間距均為d的平行等勢線1、2、3、4,各條線上的電勢分別為0、-φ0、-2φ0、-3φ0;有一個帶電粒子,質(zhì)量為m(不計重力),電荷量為q,從A點與等勢線4成θ角以初速度v0射入電場中,到達等勢線2上的B點時,速度方向恰好水平向左,則勻強電場場強的大小為(　

9、　) A.mv02sin2θ4qd B.mv02sin2θ2qd C.mv02cos2θ4qd D.mv02cos2θ2qd 答案　A　帶電粒子在勻強電場中做類斜拋運動,水平方向做速度為vx=v0cosθ的勻速直線運動,豎直方向做初速度為vy=v0sinθ,加速度大小為a=Eqm的勻減速直線運動,對運動過程應用動能定理有-Eq·2d=12mvx2-12mv02,解得E=mv02sin2θ4qd,A項正確。 4.如圖所示,一帶電小球以水平速度射入接入電路中的平行板電容器中,并沿直線打在屏上O點,若僅將平行板電容器上極板平行上移一些后,讓帶電小球再次從原位置水平射入并能打在屏上,其他條件不變,兩次相比較,則再次射入的帶電小球(　　) A.將打在O點的下方 B.將打在O點的上方 C.穿過平行板電容器的時間將增加 D.打到屏上時的動能將減少 答案　A　由題意知,上極板不動時,小球受靜電力和重力平衡,平行板電容器上極板平行上移后,兩極板間電壓不變,電場強度變小,小球再次進入電場,受靜電力減小,合力方向向下,所以小球向下偏轉(zhuǎn),將打在O點下方,選項A正確,選項B錯誤;小球的運動時間由水平方向的運動決定,兩次通過時水平速度不變,所以穿過平行板電容器的時間不變,選項C錯誤;由于小球向下偏轉(zhuǎn),合力對小球做正功,小球動能增加,所以選項D錯誤 5