適用于新高考新教材廣西專版2025屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)課時規(guī)范練25靜電場中能的性質(zhì)

課時規(guī)范練25靜電場中能的性質(zhì)基礎(chǔ)對點練1.(電勢能、電勢)(2024北京高三模擬)真空中的A、B兩點固定有帶正電的點電荷,電荷量不相等。一個帶負(fù)電的摸索電荷置于二者連線上的O點時,僅在靜電力的作用下恰好保持靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示。以下說法正確的是()A.N點電勢高于O點B.B點點電荷的電荷量大于A點點電荷的電荷量C.該摸索電荷在M點的電勢能大于在N點的電勢能D.該摸索電荷在M點受到的靜電力小于在N點受到的靜電力2.(電場線、電勢、電勢能的理解)(2024遼寧卷)等量異種點電荷固定在水平向右的勻強(qiáng)電場中,電場分布如圖所示,實線表示電場線,虛線表示等勢線。將同一負(fù)電荷先后置于a、b兩點,電勢能分別為Epa和Epb,電荷所受靜電力大小分別為Fa和Fb,則()A.Epa>Epb,Fa>FbB.Epa>Epb,Fa<FbC.Epa<Epb,Fa>FbD.Epa<Epb,Fa<Fb3.(電場線、電勢、電勢能的理解)電荷量相等的四個點電荷分別固定于正方形的四個頂點,O點是正方形的中心,電場線分布如圖所示,取無限遠(yuǎn)處電勢為零。下列說法正確的是()A.正方形右下角電荷q帶負(fù)電B.M、N、P三點中N點電場強(qiáng)度最小C.M、N、P三點中M點電勢最高D.負(fù)電荷在P點的電勢能比在O點的電勢能小4.(帶電粒子與等勢面問題)(2024北京模擬)一個帶電粒子(不計重力)射入一點電荷的電場中,粒子運(yùn)動的軌跡如圖實線abc所示,圖中虛線是同心圓弧,表示電場中的等勢面,下列推斷正確的是()A.粒子在a點的電勢能確定大于在b點的電勢能B.粒子在b點的速率確定大于在a點的速率C.粒子在a點和c點的動能相等D.粒子在b點所受的靜電力小于在a點所受的靜電力5.(電場線、電勢、電勢能的比較)如圖所示,A、B、C、D是正四面體的四個頂點,在B、D兩點分別固定等量異種點電荷。下列說法正確的是()A.A點電勢比C點電勢高B.A、C兩點的電場強(qiáng)度等大反向C.將一摸索電荷從A點沿直線移動到C點,靜電力不做功D.將一摸索電荷從A點沿直線移動到C點,靜電力先變小后變大6.(φ-x圖像)空間存在著平行于紙面的勻強(qiáng)電場,但電場的詳細(xì)方向未知,現(xiàn)用儀器在紙面內(nèi)沿夾角為60°的Ox、Oy兩個方向探測該靜電場中各點電勢,得到各點電勢φ與到O點距離的函數(shù)關(guān)系如圖所示,則下列關(guān)于該電場的電場強(qiáng)度E的說法,正確的是()A.E=2V/m,沿Ox方向B.E=200V/m,沿yO方向C.E=2003V/m,沿∠xOy角平分線向下D.E=40033V/m,沿∠素養(yǎng)綜合練7.(多選)(2024廣東高三模擬)如圖所示,勻強(qiáng)電場區(qū)域內(nèi),由a、b、c、d、a'、b'、c'、d'作為頂點構(gòu)成一正方體空間,電場方向與面abcd垂直。若在c點固定一正點電荷Q,則()A.b、d兩點的電場強(qiáng)度大小相等,電勢相等B.a、b兩點的電場強(qiáng)度大小相等,電勢相等C.b'、d'兩點的電場強(qiáng)度大小相等,電勢相等D.a'、b'兩點的電場強(qiáng)度大小相等,電勢相等8.(多選)如圖所示,A、B、C、D為水平圓周上的四個點,C、D、E、F為豎直圓周上的四個點,其中AB與CD交于圓心O且相互垂直,CD與EF交于圓心O且相互垂直,兩個圓的半徑均為R。在A點放置一個電荷量為+Q的點電荷,在B點放置一個電荷量為-Q的點電荷。在兩點電荷產(chǎn)生的電場中()A.C點電勢高于E點電勢B.一個正電荷q在E點受到的靜電力方向沿直徑EF指向O點C.將一個正電荷q從A點旁邊沿半徑移動到O點后再沿半徑移動到E點,該電荷電勢能先減小后不變D.將一個正電荷q沿CD連線由C移到D,該電荷受到的靜電力先增大后減小9.(2024北京交大附中聯(lián)考模擬)真空中一半徑為r0的帶電金屬球,通過其球心的始終線上各點的電勢φ分布如圖所示,r表示該直線上某點到球心的距離,r1、r2分別是該直線上A、B兩點離球心的距離,依據(jù)電勢圖像(φ-r圖像),推斷下列說法正確的是()A.該金屬球可能帶負(fù)電B.A點的電場強(qiáng)度方向由A指向球心C.A點的電場強(qiáng)度小于B點的電場強(qiáng)度D.電荷量大小為q的正電荷沿直線從A移到B的過程中,靜電力做功W=q(φ1-φ2)10.(多選)某形態(tài)不規(guī)則的導(dǎo)體置于靜電場中,由于靜電感應(yīng),導(dǎo)體四周出現(xiàn)了如圖所示的電場分布,圖中虛線表示電場線,實線表示等勢面,A、B、C為電場中三個點。下列說法正確的是()A.A點的電場強(qiáng)度大于B點的電場強(qiáng)度B.A點的電勢高于B點的電勢C.將電子從A點移到B點,靜電力做正功D.將電子從A點移到B點,電勢能增加11.(多選)(2024天津耀華中學(xué)模擬)如圖所示,在電荷量分別為+Q和-Q的兩個點電荷A、B的連線上有a、c兩點,在連線的中垂線上有b、d兩點,a、b、c、d都與連線的中點O等距。則()A.a點電場強(qiáng)度與b點電場強(qiáng)度相同B.b點電勢低于c點電勢C.負(fù)電荷在O點電勢能大于在a點的電勢能D.正電荷從c點移動到d點靜電力做負(fù)功12.(2024黑龍江高三月考)一勻強(qiáng)電場的方向平行于圖中平面直角坐標(biāo)系所在的平面,平面內(nèi)a、b、c三點的位置如圖所示,三點的電勢分別為10V、17V、26V。下列說法錯誤的是()A.電場強(qiáng)度的大小為2.5V/cmB.坐標(biāo)原點處的電勢為1VC.電子在a點的電勢能比在b點的低7eVD.電子從b點運(yùn)動到c點,靜電力做功為9eV13.(2024廣東汕頭二模)如圖所示,一立方體空間平行x軸方向存在勻強(qiáng)電場,處于Oyz平面內(nèi)粒子源P能同時放射速率相同的同種粒子,其中沿x軸、z軸正方向的粒子分別從該空間的M、N點離開電場。不計重力和粒子間的相互作用,則()A.P點的電勢確定高于M點的電勢B.從M、N點離開電場的粒子速度相同C.從M、N點離開電場的粒子在電場中運(yùn)動的時間相等D.從M點離開時靜電力的功率大于從N點離開時靜電力的功率答案：1.A解析由題意可知,O點的電場強(qiáng)度為零,則AO之間的電場強(qiáng)度方向由A指向O,沿電場線方向電勢漸漸降低可知,N點電勢高于O點,選項A正確;由題意可知,O點的電場強(qiáng)度為零,即A、B兩處的點電荷在O點的電場等大反向,因B點距離O點較近,可知B點點電荷的電荷量小于A點點電荷的電荷量,選項B錯誤;由A的分析可知,M點電勢高于N點電勢,則帶負(fù)電的摸索電荷在M點的電勢能小于在N點的電勢能,選項C錯誤;O點的電場強(qiáng)度為零,則從A到O電場強(qiáng)度漸漸減小,則該摸索電荷在M點受到的靜電力大于在N點受到的靜電力,選項D錯誤。2.D解析電場線的疏密程度表示電場強(qiáng)度的大小,因此Fa<Fb,原勻強(qiáng)電場水平向右,正負(fù)電荷的電場線由正電荷指向負(fù)電荷,因此可知圖中的電場線方向為從左指向右,因此由對稱性可知b點電勢小于a點電勢,Ep=qφ,可知Epb>Epa,故選D。3.C解析依據(jù)電場線的特點,正方形左上角電荷帶正電,順時針起先,其次個電荷帶負(fù)電,右下角電荷帶正電,第四個電荷帶負(fù)電,故A錯誤;依據(jù)電場線的疏密,M、N、P三點中M點電場強(qiáng)度最小,故B錯誤;依據(jù)對稱性可知,O點電勢為零,M點電勢為正,N、P兩點更接近負(fù)電荷,電勢為負(fù),所以三點中M點電勢最高,將負(fù)電荷從P點移動到O點,電勢上升,靜電力做正功,電勢能削減,所以負(fù)電荷在P點的電勢能比在O點的高,故C正確,D錯誤。4.C解析粒子運(yùn)動軌跡為曲線,受力的方向指向凹側(cè),因此該粒子受到向外的斥力,從a到b的運(yùn)動過程中,靜電力做負(fù)功,電勢能增加,動能減小,A、B錯誤;由于a、c處于同一等勢面上,從a到c過程中,靜電力做功為零,因此粒子在a點和c點的動能相等,C正確;從等勢面形態(tài)可知,該電場為點電荷的電場,b點距離點電荷更近,因此粒子在b點所受的靜電力大于在a點所受的靜電力,D錯誤。5.C解析B、D兩點固定的是等量異種點電荷,所以通過BD的中垂面是等勢面,A、C在同一等勢面上,電勢相同,A、C兩點的電場強(qiáng)度都與等勢面垂直,同向,依據(jù)對稱性可知,電場強(qiáng)度大小相等,故A、B錯誤;因為A、C兩點在同一個等勢面上,所以將一摸索電荷從A點沿直線移動到C點,靜電力不做功,故C正確;A、C兩點連線的中點電場強(qiáng)度最大,所以將一摸索電荷從A點沿直線移動到C點,靜電力先變大后變小,故D錯誤。6.D解析由φ-x和φ-y圖像可知,Ox、Oy兩個方向上距離O點相同距離處電勢相等,比如,取距離均為20cm處,電勢均為40V,則這兩點位于同一等勢面上,用直線將兩點連接,然后作這條等勢線的過O點的垂線,由電場線和等勢面的關(guān)系可知,這就是電場線,且方向向下,且電場強(qiáng)度大小為E=Ud7.AC解析由正點電荷電場強(qiáng)度公式E=kQr2可知,b、d兩點離c點的距離相等,Q在b、d兩點的電場強(qiáng)度大小相等,且方向均與勻強(qiáng)電場垂直,故b、d兩點合電場強(qiáng)度大小相等,b、d兩點在勻強(qiáng)電場的等勢面上,也在點電荷Q的等勢面上,故兩點電勢相等,A正確;同理可知,a、b兩點離c點的距離不相等,由正電荷產(chǎn)生的電場大小不相等,與勻強(qiáng)電場疊加之后的合電場強(qiáng)度大小也就不相等,兩點不在點電荷Q的等勢面上,故兩點電勢不相等,B錯誤;b'、d'兩點離c點的距離(都為面對角線)相等,由正電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小相等,與勻強(qiáng)電場夾角相等,疊加之后合電場強(qiáng)度大小相等,電勢也相等,C正確;a'、b'兩點離8.CD解析由題可知,CDEF所在的圓面是線段AB的中垂面,A、B兩點形成的電場為等量異種點電荷的電場,依據(jù)等量異種點電荷的電場的特點可知,該CDEF所在的圓面與電場線垂直,所以CDEF所在的圓面上各點的電勢是相等的,C點的電勢等于E點的電勢,選項A錯誤;CDEF所在的圓面與電場線垂直,所以一個正電荷q在E點受到的靜電力方向與EF垂直,選項B錯誤;依據(jù)等量異種點電荷的電場的特點可知,從A到O電場強(qiáng)度方向從A指向O,所以從A到O電勢降低,正電荷q的電勢能減小;CDEF所在的圓面上各點的電勢相等,所以將正電荷從O沿半徑移動到E點,該電荷電勢能不變,選項C正確;依據(jù)等量異種點電荷的電場的特點可知,CD連線上O點的電場強(qiáng)度最大,從C經(jīng)O到D的過程中電場強(qiáng)度先增大后減小,所以正電荷q從C經(jīng)O到D的過程中受到的靜電力先增大后減小,選項D正確。9.D解析由題圖可知0到r0的電勢不變,之后電勢變小,帶電金屬球為一等勢體,再依據(jù)沿著電場線方向電勢漸漸降低,知金屬球帶正電,故A錯誤;沿電場線方向電勢降低,所以A點的電場強(qiáng)度方向由A指向B,故B錯誤;φ-r圖線斜率的物理意義為電場強(qiáng)度,所以A點的電場強(qiáng)度大于B點的電場強(qiáng)度,故C錯誤;正電荷沿直線從A移到B的過程中,靜電力做功為W=qUAB=q(φ1-φ2),故D正確。10.BD解析依據(jù)電場線的疏密表示電場強(qiáng)度的相對大小,知A點處電場線比B點處稀,則A點的電場強(qiáng)度小于B點的電場強(qiáng)度,故A錯誤;沿著電場線電勢漸漸降低,A點所在等勢線的電勢比B點所在等勢線的電勢高,則A點的電勢高于B點的電勢,故B正確;將電子從A點移到B點,電勢能增加,則靜電力做負(fù)功,故C錯誤;電子帶負(fù)電,依據(jù)負(fù)電荷在電勢高處電勢能小,在電勢低處電勢能大,則知電子從A點移到B點,電勢降低,電子的電勢能增加,故D正確。11.CD解析等量異種點電荷的電場線分布如圖所示,由等量異種點電荷的電場線分布可看出,a點電場線比b點密集,則說明a點電場強(qiáng)度大于b點電場強(qiáng)度,A錯誤;沿著電場線方向電勢漸漸降低,則b點電勢高于c點電勢,B錯誤;將負(fù)電荷從O點移到a點靜電力做正功,電勢能減小,則負(fù)電荷在O點電勢能大于在a點的電勢能,C正確;將正電荷從c點移動到d點靜電力做負(fù)功,D正確。12.C解析如圖所示,在ac連線上,確定一b'點,電勢為17V,將bb'連線,即為等勢線,那么垂直bb'連線,則為電場線,再依據(jù)沿著電場線方向,電勢降低,則電場線方向如圖所示,因為此電場為勻強(qiáng)電場,則有E=Ucbd,依據(jù)幾何關(guān)系,則有d=b'c·bcbb'=4.5×64.52+62cm=3.6cm,因此電場強(qiáng)度大小為E=26-173.6V/cm=2.5V/cm,故A正確;依據(jù)φc-φa=φb-φ0,因a、b、c三點電勢分別為φa=10V,φb=17V,φc=26V,解得坐標(biāo)原點處的電勢為φ0=1V,故B正確;因Uab=φa-φb=10V-17V=-7V,電子從a點到b點靜電力做功為13.D解析