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

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

2、、N的連線上,O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小 D.將帶負(fù)電的試探電荷由b沿直線移動(dòng)到d的過程中,其電勢(shì)能始終不變 答案　AB　設(shè)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(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱,則有Eb=Ed,故A項(xiàng)正確。沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,分析兩點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)線分布情況,可知φa>φc,根據(jù)對(duì)稱性可知φb=φd,B項(xiàng)正確。電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的相對(duì)大小,由電場(chǎng)線疏密程度可知,M、N連線上電場(chǎng)強(qiáng)度最小值出現(xiàn)在O點(diǎn)的右側(cè),故C項(xiàng)錯(cuò)誤;帶負(fù)電的試探電荷沿直線由b運(yùn)動(dòng)到d的過程中,初、末位置的電勢(shì)能相等,移

3、動(dòng)過程中電勢(shì)能在變化,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 題型二　帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的判斷 2.(多選)如圖所示是某空間部分電場(chǎng)線分布圖,在電場(chǎng)中取一點(diǎn)O,以O(shè)為圓心的圓周上有M、Q、N三個(gè)點(diǎn),連線MON與直電場(chǎng)線重合,連線OQ垂直于MON。下列說法正確的是(　　) A.M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) B.O點(diǎn)的電勢(shì)等于Q點(diǎn)的電勢(shì) C.將一負(fù)點(diǎn)電荷由M點(diǎn)移到Q點(diǎn),電荷的電勢(shì)能增加 D.一正點(diǎn)電荷只受電場(chǎng)力作用能從Q點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)至N點(diǎn) 答案　AC　電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱,故M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),A正確;根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直的特點(diǎn),在O點(diǎn)所在電場(chǎng)線上找到Q點(diǎn)的等勢(shì)點(diǎn),根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低可知,O

4、點(diǎn)的電勢(shì)比Q點(diǎn)的電勢(shì)高,故B錯(cuò)誤;將一負(fù)點(diǎn)電荷由M點(diǎn)移到Q點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,故C正確;一正點(diǎn)電荷只受電場(chǎng)力作用不可能沿圓周運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。 題型三　電容器的動(dòng)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(fù)電的點(diǎn)電荷,平行板b接地?，F(xiàn)將電容器的b板向下稍微移動(dòng),則(　　) A.點(diǎn)電荷所受電場(chǎng)力增大 B.點(diǎn)電荷在P處的電勢(shì)能減少 C.P點(diǎn)電勢(shì)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(cuò)誤;極板間電壓不變,板間距增大導(dǎo)致內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)減小,點(diǎn)電荷受電場(chǎng)力減小

5、,A錯(cuò)誤;根據(jù)U=Ed,場(chǎng)強(qiáng)E的減小導(dǎo)致P處與上極板間電勢(shì)差減小,P處的電勢(shì)升高,由于點(diǎn)電荷帶負(fù)電,P點(diǎn)電勢(shì)能減少,B正確C錯(cuò)誤。 跟蹤集訓(xùn) 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(biāo)如圖甲所示。圖乙是A、B連線上各點(diǎn)的電勢(shì)φ與位置x之間的關(guān)系圖像,圖中x=L點(diǎn)為圖線的最低點(diǎn)。若在x=2L的C點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),下列有關(guān)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(dá)x=-2L點(diǎn)處 C.小球?qū)⒁詘=L點(diǎn)為中心做往復(fù)運(yùn)動(dòng) 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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)只有電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能和動(dòng)能之和保持不變,由于x=L處電勢(shì)最低,帶電小球的電勢(shì)能最小,所以小球在x=L處的動(dòng)能最大,速度最大,選項(xiàng)A正確。φ-x圖線的切線的斜率表示場(chǎng)強(qiáng)E,可知x=L處場(chǎng)強(qiáng)為零,由點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式和電場(chǎng)疊加原理可得kQA(4L)2=kQB(2L)2,解得QA∶QB=4∶1,選項(xiàng)D正確。帶電小球可以到達(dá)電勢(shì)與C點(diǎn)相等的另一點(diǎn),由圖乙可知x=-2L點(diǎn)處電勢(shì)高于C點(diǎn)電勢(shì),所以小球不可能到達(dá)x=-2L點(diǎn)處,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。由能量守恒定律可知小球能運(yùn)動(dòng)到電勢(shì)與出發(fā)點(diǎn)相同的位置,由圖可明顯看出小球不會(huì)以x=L點(diǎn)為中心做往復(fù)運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤。 2.

7、(多選)如圖所示,a、b、c、d是某勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn),它們是一個(gè)四邊形的四個(gè)頂點(diǎn),已知ab∥cd,ab⊥bc,2ab=cd=bc=2l,l=1m,電場(chǎng)線與四邊形所在平面平行。已知a點(diǎn)電勢(shì)為18V,b點(diǎn)電勢(shì)為22V,d點(diǎn)電勢(shì)為6V,則下列說法正確的是(　　) A.勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為42V/m B.場(chǎng)強(qiáng)方向由a指向c C.場(chǎng)強(qiáng)方向由b指向d D.c點(diǎn)的電勢(shì)為14V 答案　ACD　連接b、d,三角形bcd是等腰直角三角形,具有對(duì)稱性,把bd連線四等分,如圖所示,已知a點(diǎn)電勢(shì)為18V,b點(diǎn)電勢(shì)為22V,d點(diǎn)電勢(shì)為6V,根據(jù)幾何關(guān)系結(jié)合勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn),可得M點(diǎn)的電勢(shì)為18V,與a點(diǎn)電勢(shì)

8、相等,從而連接a、M,即等勢(shì)面,由幾何關(guān)系可知,bd=22l,bM=22l,aM=22l,aM垂直于bd,則電場(chǎng)線方向由b指向d,E=Ud=φb-φM22l=422V/m=42V/m,故A、C項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;c點(diǎn)電勢(shì)與N點(diǎn)電勢(shì)相等,N點(diǎn)電勢(shì)為18V-4V=14V,所以c點(diǎn)的電勢(shì)為14V,故D項(xiàng)正確。 3.如圖所示,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有四條間距均為d的平行等勢(shì)線1、2、3、4,各條線上的電勢(shì)分別為0、-φ0、-2φ0、-3φ0;有一個(gè)帶電粒子,質(zhì)量為m(不計(jì)重力),電荷量為q,從A點(diǎn)與等勢(shì)線4成θ角以初速度v0射入電場(chǎng)中,到達(dá)等勢(shì)線2上的B點(diǎn)時(shí),速度方向恰好水平向左,則勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小為(　

9、　) A.mv02sin2θ4qd B.mv02sin2θ2qd C.mv02cos2θ4qd D.mv02cos2θ2qd 答案　A　帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類斜拋運(yùn)動(dòng),水平方向做速度為vx=v0cosθ的勻速直線運(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng),對(duì)運(yùn)動(dòng)過程應(yīng)用動(dòng)能定理有-Eq·2d=12mvx2-12mv02,解得E=mv02sin2θ4qd,A項(xiàng)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(diǎn),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(diǎn)的下方 B.將打在O點(diǎn)的上方 C.穿過平行板電容器的時(shí)間將增加 D.打到屏上時(shí)的動(dòng)能將減少 答案　A　由題意知,上極板不動(dòng)時(shí),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(chǎng)強(qiáng)度變小,小球再次進(jìn)入電場(chǎng),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(diǎn)下方,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間由水平方向的運(yùn)動(dòng)決定,兩次通過時(shí)水平速度不變,所以穿過平行板電容器的時(shí)間不變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由于小球向下偏轉(zhuǎn),合力對(duì)小球做正功,小球動(dòng)能增加,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤 5