2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專項練習(xí)課時規(guī)范練24電場能的性質(zhì)

課時規(guī)范練24電場能的性質(zhì)基礎(chǔ)對點練1.(電勢能)如圖所示,等量異種點電荷P、Q連線中點處有一電子,在外力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)讓電荷Q沿連線向右移動一小段距離,此過程中電子始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是()A.外力F慢慢減小,電子的電勢能慢慢增大B.外力F慢慢增大,電子的電勢能慢慢增大C.外力F慢慢增大,電子的電勢能慢慢減小D.外力F慢慢減小,電子的電勢能慢慢減小2.(等勢面)真空中某點電荷的等勢面示意如圖,圖中相鄰等勢面間電勢差相等。下列說法正確的是()A.該點電荷確定為正電荷B.P點的電場強(qiáng)度確定比Q點的電場強(qiáng)度大C.P點電勢確定比Q點電勢低D.正檢驗電荷在P點比在Q點的電勢能大3.(多選)(電場力做功、電勢能)如圖所示,絕緣輕桿的兩端固定帶有等量異號電荷的小球(不計重力)。起先時,兩小球分別靜止在A、B位置。現(xiàn)外加一勻強(qiáng)電場E,在靜電力作用下,小球繞輕桿中點O轉(zhuǎn)到水平位置,取O點的電勢為0。下列說法正確的有 ()A.電場E中A點電勢低于B點B.轉(zhuǎn)動中兩小球的電勢能始終相等C.該過程靜電力對兩小球均做負(fù)功D.該過程兩小球的總電勢能增加4.(電場線與運(yùn)動軌跡)如圖所示,MN是由一個正點電荷Q產(chǎn)生的電場中的一條電場線,一個帶正電的粒子+q飛入電場后,在電場力的作用下沿一條曲線運(yùn)動,先后通過a、b兩點,不計粒子的重力,則()A.粒子在a點的加速度小于在b點的加速度B.a點電勢φa小于b點電勢φbC.粒子在a點的動能Eka小于在b點的動能EkbD.粒子在a點的電勢能Epa小于在b點的電勢能Epb5.(多選)(勻強(qiáng)電場的特點)如圖所示,勻強(qiáng)電場中三點A、B、C是一個三角形的三個頂點,∠ABC=∠CAB=30°,BC=23m,已知電場線平行于ABC所在的平面,一個電荷量q=-2×10-6C的點電荷由A移到B的過程中,電勢能增加了1.2×10-5J,由B移到C的過程中電場力做功6×10-6J,為便利計算,設(shè)B點電勢為0,下列說法正確的是()A.B、C兩點的電勢差UBC=3VB.A點的電勢低于B點的電勢C.負(fù)電荷由C點移到A點的過程中,電勢能削減D.該電場的場強(qiáng)為1V/m6.(多選)(電場力做功、電勢、電勢能)如圖,平面直角坐標(biāo)系內(nèi)有a、b、c三點,位置如圖所示,勻強(qiáng)電場平行于坐標(biāo)平面。將電子從a點分別移到坐標(biāo)原點和b點的過程中,電場力做功均為2eV,知a點電勢為2V,以下說法正確的是()A.b點電勢為零B.電場強(qiáng)度大小為200V/mC.電子在c點電勢能為-8eVD.將電子從a點移到b點和從b點移到c點,電場力做功相同素養(yǎng)綜合練7.(多選)如圖是靜電除塵器除塵原理圖,M、N是直流高壓電源的兩極,通過某種機(jī)制使電場中的塵埃帶上負(fù)電,在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達(dá)到除塵目的。圖示位置的a、b、c三點在同始終線上,且|ab|=|bc|,下列推斷正確的是()A.N是直流高壓電源的負(fù)極B.電場中b點的電勢高于c點的電勢C.同一個點電荷在電場中c點受到的電場力小于在a點受到的電場力D.電場中c、b間的電勢差Ucb小于b、a間的電勢差Uba8.空間存在著平行于x軸方向的靜電場,P、M、O、N、Q為x軸上的點,P、Q之間各點的電勢φ隨位置坐標(biāo)x的變更如圖所示。一個帶電粒子僅在電場力作用下從M點由靜止起先沿x軸正方向運(yùn)動,下列說法正確的是 ()A.粒子確定帶負(fù)電B.P點的電勢低于M點的電勢C.M點的電場強(qiáng)度小于N點的電場強(qiáng)度D.粒子從M點向N點運(yùn)動的過程中,電勢能始終減小9.如圖所示,在真空中的M、N兩點分別放置等量的異種電荷+q、-q,在通過M、N兩點的豎直平面內(nèi)相對于MN對稱取一個圓形路徑ABCD,圓心在MN連線的中點,兩條直徑AC與BD相互垂直,且AC與MN共線。設(shè)想將一個電子沿MN路徑ABCDA順時針方向運(yùn)動一周,則以下分析正確的是()A.沿ABC,電場的電勢降低,電子的電勢能減小B.沿BCD,電場力對電子先做正功,后做負(fù)功,總功為零C.沿BCD,電子的電勢能先增大,后減小,電勢能的變更總量為零D.沿CDA,電場的電勢上升,電子的電勢能增大10.如圖所示,空間有一正三棱錐OABC,點A'、B'、C'分別是三條棱的中點。現(xiàn)在頂點O處固定一正的點電荷,則下列說法中正確的是()A.A'、B'、C'三點的電場強(qiáng)度相同B.△ABC所在平面為等勢面C.將一正的摸索電荷從A'點沿直線A'B'移到B'點,靜電力對該摸索電荷先做正功后做負(fù)功D.若A'點的電勢為φA',A點的電勢為φA,則A'A連線中點D處的電勢φD確定小于φ11.如圖所示,在勻強(qiáng)電場中有夾角為120°、長度均為2cm的線段AC和CE,B、D分別為AC、CE的中點。將一電荷量為1.0×10-8C的帶正電的點電荷從C點移動到A點的過程中克服電場力做功2.0×10-8J,將該點電荷從C點移動到E點的過程中,電場力做功2.0×10-8J。C點電勢為零,下列說法正確的是()A.勻強(qiáng)電場中B點電勢為-1VB.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為23C.不能夠作出過B點的等勢線D.將該點電荷沿直線由D點移動到A點,點電荷的電勢能增加3.0×10-8J12.(多選)如圖甲所示,一絕緣的圓環(huán)上勻整分布著正電荷,一光滑細(xì)桿過圓心且垂直于圓環(huán)平面,桿上套有帶正電的小球。t=0時刻把小球從a點由靜止釋放后,小球沿細(xì)桿運(yùn)動經(jīng)過b、c兩點,小球運(yùn)動的v-t圖像如圖乙所示。下列推斷正確的是()A.小球從a點運(yùn)動到點的過程中電勢能增大B.圓環(huán)在圓心處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為0C.a點的電場強(qiáng)度大于b點的電場強(qiáng)度D.a、b兩點電勢差Uab小于b、c兩點電勢差Ubc13.在光滑絕緣的水平面上,用長為2L的絕緣輕桿連接兩個質(zhì)量均為m的帶電小球A和B。A球的帶電荷量為+2q,B球的帶電荷量為-3q,組成一帶電系統(tǒng),如圖所示,虛線MP為A、B兩球連線的垂直平分線,虛線NQ與MP平行且相距5L。最初A和B分別靜止于虛線MP的兩側(cè),距MP的距離均為L,且A球距虛線NQ的距離為4L。若視小球為質(zhì)點,不計輕桿的質(zhì)量,在虛線MP、NQ間加上水平向右、電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場后,求:(1)B球剛進(jìn)入電場時,帶電系統(tǒng)的速度大小;(2)帶電系統(tǒng)向右運(yùn)動的最大距離;(3)帶電系統(tǒng)從起先運(yùn)動到速度第一次為零時,B球電勢能的變更量。參考答案課時規(guī)范練24電場能的性質(zhì)1.D由題意可知,外力F向右,則電場力向左,可知P帶正電,Q帶負(fù)電;當(dāng)電荷Q沿連線向右移動一小段距離時,電子所在的位置場強(qiáng)減小,電勢上升,則電子受的電場力減小,外力F慢慢減小,電子的電勢能降低,故選項D正確。2.B正電荷和負(fù)電荷四周的等勢面都為一組同心球殼,該點電荷不愿定為正電荷,故A錯誤;相鄰等勢面間電勢差相等,P點旁邊的等差等勢面更加密集,故P點的電場強(qiáng)度確定比Q點的電場強(qiáng)度大,故B正確;正電荷和負(fù)電荷四周的等勢面都為一組同心球殼,若為正點電荷,則P點電勢確定比Q點電勢高,故C錯誤;從等勢面的狀況無法推斷該點電荷為正點電荷還是負(fù)點電荷,無法推斷P點電勢與Q點電勢的凹凸,就無法推斷正檢驗電荷在P點和在Q點的電勢能的大小,故D錯誤。3.AB沿電場線方向電勢降低,A點電勢低于B點電勢,選項A正確;兩小球的電荷量大小相等,電性相反,O點電勢為零,關(guān)于O點對稱,所以兩小球的電勢確定值相等,一正一負(fù),依據(jù)Ep=qφ可知電勢能相等,轉(zhuǎn)動過程中,兩小球始終關(guān)于O點對稱,電勢能相等,選項B正確;WAB=EpA-EpB,依據(jù)電場力方向和兩小球的運(yùn)動方向,該過程靜電力對兩小球都做正功,兩小球電勢能減小,總電勢能減小,選項C、D錯誤。4.C由題圖可知粒子受力應(yīng)向左方,因粒子帶正電,故電場線的方向應(yīng)向左,故正點電荷Q應(yīng)在N一側(cè),故a處的電場強(qiáng)度大于b處的電場強(qiáng)度,故粒子在a處的電場力大于b處電場力,故a點的加速度大于b處的加速度,故A錯誤;沿電場線的方向電勢降低,故a點的電勢大于b點的電勢,故B錯誤;粒子由a到b過程中,電場力做正功,故動能增大,故a點的動能小于b點的動能,故C正確;電場力做正功,故電勢能減小,故a點的電勢能Epa大于在b點的電勢能Epb,故D錯誤。5.CD由B移到C的過程中電場力做功WBC=6×10-6J,則B、C兩點的電勢差為:UBC=WBCq=6×10-6-2×10-6V=-3V,故A錯誤;點電荷由A移到B的過程中,電勢能增加1.2×10-5J,知電場力做功-1.2×10-5J,A、B兩點的電勢差:UAB=WABq=6V,所以A點的電勢高于B點的電勢,故B錯誤;UCA=-UBC-UAB=-3V,依據(jù)W=Uq得:負(fù)電荷由C移到6.BC由題意可知,Uab=UaO=2eV-e=-2V,因a點電勢為2V,則b、O兩點的電勢均為4V,選項A錯誤;電場強(qiáng)度大小為:E=Ubaabcos60°=22×12×10-2V/m=200V/m,選項B正確;bc連線與電場強(qiáng)度E方向平行,則Ucb=E·bc=200×2×10-2V=4V,則c7.CD因到達(dá)集塵極的塵埃帶負(fù)電荷,那么電場強(qiáng)度的方向向左,因此電場線方向向左,則知N是直流高壓電源的正極,故A錯誤;依據(jù)沿著電場線方向電勢是降低的,因此電場中b點的電勢低于c點的電勢,故B錯誤;電場方向由集塵極指向放電極,電場線的分布由集塵極會聚于放電極,結(jié)合電場線的疏密來體現(xiàn)電場的強(qiáng)弱,那么電場中c點的電場強(qiáng)度小于a點的電場強(qiáng)度,故同一個點電荷在電場中c點受到的電場力小于在a點受到的電場力,故C正確;假設(shè)電場是勻強(qiáng)電場,由于|ab|=|bc|,那么b、a間的電勢差Uba等于c、b間的電勢差Ucb,但由于電場是非勻強(qiáng)電場,且電勢φc>φb>φa,且沿著ca方向,電場強(qiáng)度越來越大,故電場中c、b間的電勢差Ucb小于b、a間的電勢差Uba,故D正確。8.D由題圖可知,粒子從M到Q,電勢慢慢降低,且粒子由靜止起先運(yùn)動,因此電場線方向由P到Q,所以粒子帶正電,選項A錯誤;由于電場線方向由P到Q,則沿著電場線方向,電勢降低,那么P點的電勢高于M點的電勢,選項B錯誤;依據(jù)Δφ=EΔx,可知,圖線的斜率的確定值大小表示電場強(qiáng)度的大小,那么M點的電場強(qiáng)度大于N點的電場強(qiáng)度,選項C錯誤;因帶電粒子僅在電場力作用下從M點由靜止起先沿x軸向右運(yùn)動,電場力做正功,則電勢能始終減小,選項D正確。9.C由等量異種點電荷的電場線分布和等勢面特點可以知道,直徑BD所在的豎直平面為零點等勢面,且BD左邊電勢大于零,BD右邊電勢小于零,所以沿ABC電勢慢慢降低;電子帶負(fù)電荷,對負(fù)電荷來說電勢越低電勢能越大,所以電子沿ABC運(yùn)動,電勢能增加;沿BCD電勢先降低后上升,所以電場力對電子先做負(fù)功,后做正功,總功為零,所以電子的電勢能先增大,后減小,電勢能的變更總量為零;沿CDA電勢慢慢上升,所以電子的電勢能減小,故選項A、B、D錯誤,選項C正確。10.DA'、B'、C'三點到O點的距離相等,依據(jù)點電荷的電場強(qiáng)度公式E=kQr2分析可知,A'、B'、C'三點的電場強(qiáng)度大小相等。但方向不同,故A錯誤。A、B、C的三個點到場源電荷的距離相等,在同一等勢面,但其他點到場源電荷的距離與A、B、C三點到場源電荷的距離不等,故△ABC所在平面不是等勢面,故B錯誤;將一正的摸索電荷從A'點沿直線A'B'移到B'點,電勢先上升后降低,電勢能先增大后減小,則靜電力對該摸索電荷先做負(fù)功后做正功,故C錯誤。由于A'D間電場強(qiáng)度大于DA間電場強(qiáng)度,由U=Ed知,A'、D間的電勢差大于DA間的電勢差,則有φA'-φD>φD-φA,則φD<12(φA+φA'),由于正點電荷電場中電勢大于零,因此φD<12(φA+11.D由題意可知UCA=WCAq=UCE=WCEq=因φC=0可得φA=2V,則φB=1V,φE=-2V,選項A錯誤;AE中點的電勢為0,可知∠ACE的平分線為電勢為0的等勢面,連接AE,可知E=Ud=22×sin60°×10-2V/m=20033V/m,方向沿AE向右,選項B錯誤;過B點的等勢線與OC平行,選項C錯誤;D點的電勢為-1V,則UDA=-3V,則將該點電荷沿直線由D點移動到A點,電場力做功:W=UDAq=-312.BD小球帶正電,則小球從a點運(yùn)動到b點的過程中,電場力做正功,電勢能減小,故A錯誤;依據(jù)對稱性可知,絕緣豎直圓環(huán)上勻整分布的正電荷在圓心處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度完全抵消,則帶電圓環(huán)在圓心處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為零,故B正確;由乙圖可知小球在a處的加速度小于b