專題02 電勢能與電勢差【考點(diǎn)清單】（解析版）-2024-2025學(xué)年高二物理上學(xué)期期中考點(diǎn)大串講（魯科版2019必修第三冊）

專題02電勢能與電勢差清單01電勢高低及電勢能大小的判斷一、靜電力做功、電勢能和電勢1．靜電力做功(1)特點(diǎn)：靜電力做功與路徑無關(guān)，只與起始和終止位置有關(guān)。(2)計(jì)算方法①W＝qEd，只適用于勻強(qiáng)電場，其中d為沿電場方向的距離。②WAB＝qUAB，適用于任何電場。2．電勢能(1)定義：電荷在電場中也具有勢能，我們稱這種形式的能為電勢能，用符號Ep表示。(2)靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系：靜電力做的功等于電勢能的減少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。(3)電勢能的相對性：電勢能是相對的，通常把電荷離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零。3．電勢(1)定義：電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能Ep與它的電荷量之比。(2)定義式：φ＝eq\f(Ep,q)。(3)標(biāo)矢性：電勢是標(biāo)量，有正、負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點(diǎn)電勢比零電勢高(低)。(4)相對性：電勢具有相對性，同一點(diǎn)的電勢因選取零電勢點(diǎn)的不同而不同。二、電勢和電勢能高低的判斷“四法”1．電勢高低的判斷“四法”判斷方法方法解讀電場線方向法沿電場線方向電勢逐漸降低場源電荷正負(fù)法取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，正電荷周圍電勢為正值，負(fù)電荷周圍電勢為負(fù)值；越靠近正電荷處電勢越高，越靠近負(fù)電荷處電勢越低電勢能大小法同一正電荷的電勢能越大的位置處電勢越高，同一負(fù)電荷的電勢能越大的位置處電勢越低靜電力做功法根據(jù)UAB＝eq\f(WAB,q)，將WAB、q的正負(fù)號代入，由UAB的正負(fù)判斷φA、φB的高低2．電勢能的大小判斷“四法”判斷方法方法解讀公式法將電荷量、電勢及正負(fù)號一起代入公式EpA＝qφA計(jì)算，EpA＞0時(shí)值越大，電勢能越大；EpA＜0時(shí)絕對值越大，電勢能越小電勢高低法同一正電荷在電勢越高的地方電勢能越大；同一負(fù)電荷在電勢越低的地方電勢能越大靜電力做功法靜電力做正功，電勢能減??；靜電力做負(fù)功，電勢能增加能量守恒法在電場中，若只有靜電力做功時(shí)，電荷的動能和電勢能相互轉(zhuǎn)化而且其和守恒，動能增加，電勢能減?。环粗?，動能減小，電勢能增加清單02電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系一、電勢差1.定義：在電場中，兩點(diǎn)之間電勢的差值叫作電勢差。2.表達(dá)式：UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA。3.靜電力做功與電勢差的關(guān)系①公式：WAB＝qUAB或UAB＝eq\f(WAB,q)。②適用范圍：任意電場。4.影響因素：電勢差UAB由電場本身的性質(zhì)決定，與移動的電荷q及靜電力做的功WAB無關(guān)，與零電勢點(diǎn)的選取無關(guān)。二、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系1.電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系：勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場線方向的距離的乘積，即U＝Ed。2.電場強(qiáng)度的另一種表述：電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢，即E＝eq\f(U,d)。3.公式U＝Ed的適用范圍：勻強(qiáng)電場。4．在勻強(qiáng)電場中由公式U＝Ed得出的“一式二結(jié)論”5．等分法及其應(yīng)用(1)等分法：如果把某兩點(diǎn)間的距離等分為n段，則每段兩端點(diǎn)的電勢差等于原電勢差的eq\f(1,n)，采用這種等分間距求電勢問題的方法，叫作等分法。(2)“等分法”的應(yīng)用思路：清單03電場線、等勢面及運(yùn)動軌跡問題一、等勢面及特點(diǎn)1.定義：電場中的電勢相等的各點(diǎn)組成的面。2.特點(diǎn)：①等勢面一定與電場線垂直。②在同一等勢面上移動電荷時(shí)靜電力不做功。③電場線方向總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。④等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度越大，反之越小。二、幾種典型電場的等勢面電場等勢面重要描述勻強(qiáng)電場垂直于電場線的一簇平面點(diǎn)電荷的電場以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面等量異種點(diǎn)電荷的電場連線的中垂線上電勢處處為零等量同種(正)點(diǎn)電荷的電場兩點(diǎn)電荷連線上，中點(diǎn)的電勢最低；中垂線上，中點(diǎn)的電勢最高三、帶電粒子運(yùn)動軌跡問題的分析方法1.從軌跡的彎曲方向判斷受力方向(軌跡向合外力方向彎曲)，從而分析電場方向或電荷的正負(fù)。2.結(jié)合軌跡、速度方向與靜電力的方向，確定靜電力做功正負(fù)，從而確定電勢能、電勢和電勢差的變化等。3.根據(jù)動能定理或能量守恒定律判斷動能的變化情況。清單04電容器一、電容器和電容1．電容器(1)組成：在兩個(gè)相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)——電介質(zhì)，就組成一個(gè)最簡單的電容器。(2)帶電荷量：一個(gè)極板所帶電荷量的絕對值。(3)擊穿電壓與額定電壓①擊穿電壓：電容器兩極板間的電壓超過某一數(shù)值時(shí)，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，這個(gè)極限電壓稱為電容器的擊穿電壓。②額定電壓：電容器外殼上標(biāo)的工作電壓，也是電容器正常工作所能承受的最大電壓，額定電壓比擊穿電壓低。2．電容(1)定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板之間的電勢差U之比，叫作電容器的電容。(2)定義式：C＝eq\f(Q,U)。(3)物理意義：表示電容器儲存電荷本領(lǐng)大小的物理量。(4)單位：法拉(F)，1F＝1×106μF＝1×1012pF。3．平行板電容器(1)決定因素：正對面積，相對介電常數(shù)，兩板間的距離。(2)決定式：C＝eq\f(εrS,4πkd)。二、平行板電容器兩類動態(tài)的分析思路1．平行板電容器動態(tài)的分析思路2.平行板電容器的動態(tài)分析問題的兩種情況(1)平行板電容器充電后,保持電容器的兩極板與電池的兩極相連接:(2)平行板電容器充電后,切斷與電池的連接:清單05帶電粒子在電場中的直線運(yùn)動一、電場中帶電粒子做直線運(yùn)動的條件1.粒子所受合外力F合＝0，粒子或靜止，或做勻速直線運(yùn)動。2.勻強(qiáng)電場中，粒子所受合外力F合≠0，且與初速度方向在同一條直線上，帶電粒子將做勻加速直線運(yùn)動或勻減速直線運(yùn)動。二、用動力學(xué)和功能觀點(diǎn)分析問題1．用動力學(xué)觀點(diǎn)分析a＝eq\f(qE,m)，E＝eq\f(U,d)，v2－v02＝2ad(勻強(qiáng)電場)。2．用功能觀點(diǎn)分析勻強(qiáng)電場中：W＝Eqd＝qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02。非勻強(qiáng)電場中：W＝qU＝Ek2－Ek1。清單06帶電粒子在電場中的拋體運(yùn)動1.求解電偏轉(zhuǎn)問題的兩種思路以示波管模型為例,帶電粒子經(jīng)加速電場U1加速,再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場U2偏轉(zhuǎn)后,需再經(jīng)歷一段勻速直線運(yùn)動才會打到熒光屏上而顯示亮點(diǎn)P,如圖所示。(1)確定最終偏移距離OP的兩種方法方法1:方法2:(2)確定粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后的動能(或速度)的兩種方法2.特別提醒：（1）利用動能定理求粒子偏轉(zhuǎn)后的動能時(shí),電場力做功W=qU=qEy,其中“U”為初末位置的電勢差,而不一定是U=U2（2）注意是否考慮重力①基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)．②帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力．清單07帶電粒子在力電等效場中的圓周運(yùn)動1.方法概述等效思維方法是將一個(gè)復(fù)雜的物理問題,等效為一個(gè)熟知的物理模型或問題的方法。對于這類問題,若采用常規(guī)方法求解,過程復(fù)雜,運(yùn)算量大。若采用等效法求解,則能避開復(fù)雜的運(yùn)算,過程比較簡捷。2.方法應(yīng)用先求出重力與電場力的合力,將這個(gè)合力視為一個(gè)等效重力,將a=F合清單08帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動一、交變電場中的直線運(yùn)動處理方法1.此類題型一般有三種情況:一是粒子做單向直線運(yùn)動(一般用牛頓運(yùn)動定律求解);二是粒子做往返運(yùn)動(一般分段研究);三是粒子做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(一般根據(jù)交變電場的特點(diǎn)分段研究)。2.分析時(shí)從兩條思路出發(fā):一是力和運(yùn)動的關(guān)系,根據(jù)牛頓第二定律及運(yùn)動學(xué)規(guī)律分析;二是功能關(guān)系。3.注重全面分析(分析受力特點(diǎn)和運(yùn)動特點(diǎn)),抓住粒子的運(yùn)動具有周期性和在空間上具有對稱性的特征,求解粒子運(yùn)動過程中的速度、位移、做功或確定與物理過程相關(guān)的邊界條件。4.交變電場中的直線運(yùn)動（方法實(shí)操展示）U-t圖像v-t圖像軌跡圖二、交變電場中的偏轉(zhuǎn)處理方法（帶電粒子重力不計(jì)，方法實(shí)操展示）U-t圖軌跡圖vv0v0v0v0v0v0vy-t圖ttOvyv0T/2T單向直線運(yùn)動AB速度不反向ttOvyv0往返直線運(yùn)動AB速度反向TT/2-v01．在勻強(qiáng)電場中有A、B兩點(diǎn)，將一電荷量為q的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，第一次沿直線AB移動該電荷，電場力做功為W1；第二次沿路徑ACB移動該電荷，電場力做功W2；第三次沿曲線ADB移動該電荷，電場力做功為W3，則（）A．W1>W2>W3 B．W1＜W2＜W3C．W1=W2=W3 D．W1=W2>W3【答案】C【詳解】電場力做功與路徑無關(guān)，只與兩點(diǎn)間的電勢差有關(guān)，則無論沿哪個(gè)路徑從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)，電場力做功相等，均為故選C。2．如圖是電場中的一條電場線，、是電場線上的兩點(diǎn)，下列有關(guān)說法正確的是（）A．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定比B點(diǎn)的大B．A點(diǎn)的電勢一定比B點(diǎn)的低C．將一負(fù)試探電荷由A點(diǎn)移動到B點(diǎn)，電場力做正功D．負(fù)試探電荷在B位置的電勢能比在A位置電勢能大【答案】D【詳解】A．由于圖中無法看出電場線的疏密程度，所以無法判斷、兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小，A錯(cuò)誤；B．由于題中給出電場線方向向左，根據(jù)沿電場線方向電勢逐漸降低可知，，B錯(cuò)誤；C．將一負(fù)試探電荷放入電場中，負(fù)試探電荷受電場力方向與電場線方向相反，即電場力向右，將試探電荷由點(diǎn)移動到點(diǎn)，位移與電場力方向相反，電場力做負(fù)功，C錯(cuò)誤；D．由負(fù)試探電荷在電場中的電勢能可知，將代入可得，D正確。故選D。3．某學(xué)生在研究心臟電性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)興奮在心肌傳播，在人體的體表可以測出與之對應(yīng)的電勢變化，可等效為兩等量異種電荷產(chǎn)生的電場。如圖是人體表面的瞬時(shí)電勢分布圖，圖中實(shí)線為等差等勢面，標(biāo)在等勢面上的數(shù)值分別表示該等勢面的電勢，a、b、c、d為等勢面上的點(diǎn)，a、b為兩電荷連線上對稱的兩點(diǎn)，c、d為兩電荷連線中垂線上對稱的兩點(diǎn)，則（）A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不相同 B．c、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢差Uab=-3mV D．從c到d的直線上電場強(qiáng)度先變小后變大【答案】B【詳解】A．該瞬時(shí)電勢分布圖可等效為等量異種電荷產(chǎn)生的，等量異種電荷的電場線分布如圖a、b為兩電荷連線上對稱的兩點(diǎn)，所以a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小、方向相同，故A錯(cuò)誤；B．c、d為兩電荷連線中垂線上對稱的兩點(diǎn)，c、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小與方向都相同，故B正確；C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢差故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)等勢線的密程度可判斷出從c到d的直線上電場強(qiáng)度先變大后變小，故D錯(cuò)誤。故選B。4．如圖所示，一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn)，兩虛線圓均以O(shè)為圓心，兩實(shí)線分別為帶電量大小相等的帶電粒子M和N先后在電場中運(yùn)動的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點(diǎn)。不計(jì)帶電粒子的重力，下列說法正確的是（）A．M帶負(fù)電荷，N帶正電荷B．M在b點(diǎn)的動能小于它在a點(diǎn)的動能C．M在b點(diǎn)的電勢能等于N在d點(diǎn)的電勢能D．N在從c點(diǎn)運(yùn)動到d點(diǎn)的過程中電勢能增加【答案】B【詳解】A．粒子只受電場力作用，電場力沿著徑向，根據(jù)粒子運(yùn)動軌跡可知M受到的是吸引力，故M帶正電，N受到的是排斥力，故N帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；B．負(fù)電荷周圍等勢面越靠近電荷，電勢越小，因此b點(diǎn)的電勢大于a點(diǎn)的電勢，因?yàn)镸帶正電，所以在b點(diǎn)的電勢能大于a點(diǎn)的電勢能，a到b電場力做負(fù)功，電勢能增大，動能減小，故M在b點(diǎn)的動能小于它在a點(diǎn)的動能，B正確；C．負(fù)電荷周圍電勢都是負(fù)，根據(jù)公式可知電粒子M的電勢能小于零，N的電勢能大于零，所以N的電勢能大，C錯(cuò)誤；D．因?yàn)閏點(diǎn)電勢小于d點(diǎn)電勢，N帶負(fù)電，因此電勢越低電勢能越高，所以N在從c點(diǎn)運(yùn)動到d點(diǎn)的過程中電勢能減小，D錯(cuò)誤。故選B。5．一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下沿x軸正方向運(yùn)動，其電勢能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中0~x2段是關(guān)于直線x=x1對稱的曲線，x2~x3段是直線，則下列說法正確的是（）A．x1處電場強(qiáng)度最小，但不為零B．粒子在0~x1段做勻變速運(yùn)動，x2~x3段做勻速直線運(yùn)動C．若x1、x3處電勢為φ1、φ3，則φ1<φ3D．x2~x3段的電場強(qiáng)度不變【答案】D【詳解】A．Ep-x圖像的斜率表示粒子所受電場力F，結(jié)合圖像可知，x1處電場力最小且為零，則電場強(qiáng)度最小且為零，故A錯(cuò)誤；B．粒子在0~x1段電勢能減小，動能增大，速度增大，切線的斜率減小，加速度減小，粒子做加速度減小的加速運(yùn)動，x2~x3段電勢能增大，動能減小，斜率不變，加速度不變，所以粒子做勻減速直線運(yùn)動，故B錯(cuò)誤；C．帶負(fù)電的粒子從x1到x3的過程中電勢能增加，說明電勢降低，即故C錯(cuò)誤；D．x2~x3段斜率不變，即電場力不變，所以電場強(qiáng)度大小方向均不變，故D正確。故選D。6．一電子只在靜電力的作用下沿方向運(yùn)動，其所在位置處的電勢隨變化情況如圖，已知圖線在處切線與軸平行，則（）A．電子從運(yùn)動至處的過程中，速率不斷變大B．電子在處時(shí)加速度為0C．軸上到之間的電場方向均沿方向D．軸上到之間的電場場強(qiáng)大小處處相等【答案】B【詳解】AC．根據(jù)沿電場線方向電勢逐漸降低可知，軸上1cm到3.8cm之間的電場方向沿-x方向，3.8cm到8cm之間的電場方向沿+x方向，電子從運(yùn)動至處的過程中，其所受電場力方向先沿+x方向，再沿-x方向，即電子先加速后減速，速度先增大后減小。故AC錯(cuò)誤；B．-圖像的斜率表示場強(qiáng)，處切線與軸平行，即此處電場強(qiáng)度為零。故電子在此處所受電場力為零。故電子在處時(shí)加速度為0。故B正確；D．-圖像的斜率表示場強(qiáng)。圖像的斜率先減小后增大，故軸上到之間的電場場強(qiáng)大小不處處相等。故D錯(cuò)誤。故選B。7．如圖所示，在水平面內(nèi)有直角三角形ABC，∠ACB=30°，AB邊的長度為2cm，在水平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場，A點(diǎn)電勢為4V，B點(diǎn)電勢為2V，C點(diǎn)電勢為0。若電子電量大小為e，則下列說法正確的是（）

A．電子在A點(diǎn)的電勢能大于在B點(diǎn)的電勢能B．將電子從A移到B再移到C和直接從A移到C，電場力做功均為4eVC．電場強(qiáng)度的方向與AB邊的夾角為60°D．電場強(qiáng)度的大小為【答案】D【詳解】A．由，可知電子在A點(diǎn)的電勢能小于在B點(diǎn)的電勢能，故A錯(cuò)誤；B．電場力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，將電子從A移到B再移到C和直接從A移到C，電場力做功均為故B錯(cuò)誤；C．由題可知，在勻強(qiáng)電場中，AC中點(diǎn)D的電勢為2V，連接BD為一條等勢線，根據(jù)電場強(qiáng)度與該處等勢線垂直的特點(diǎn)可知，作BD的垂線BF即為場強(qiáng)的方向，如圖所示

由幾何關(guān)系可知，電場線的方向與AB的夾角為30°，故C錯(cuò)誤；D．AB沿著場強(qiáng)的方向距離為根據(jù)場強(qiáng)的計(jì)算公式可得故D正確。故選D。8．如圖所示，水平放置的平行板電容器A、B極板正對，A、B極板上的O、O'接點(diǎn)與恒壓直流電源連接，下極板B接地，開關(guān)S閉合，一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說法正確的是（

）A．當(dāng)開關(guān)S閉合，A極板上移一小段距離過程中，P點(diǎn)電勢將降低，電路中有逆時(shí)針方向的電流B．當(dāng)開關(guān)S斷開，B極板下移一小段距離過程中，帶電油滴靜止，P點(diǎn)電勢升高C．當(dāng)開關(guān)S閉合，將A極板向右平移一小段距離，帶電油滴將向上運(yùn)動D．當(dāng)開關(guān)S斷開，B極板上移一小段距離，P點(diǎn)電勢將升高【答案】B【詳解】A．當(dāng)開關(guān)S閉合極板上移一小段距離，板間距離的增大，由可知，場強(qiáng)E減小，P點(diǎn)電勢等于P點(diǎn)與下極板間的電勢差，由于P點(diǎn)到下極板間距離不變，由可知，場強(qiáng)E減小時(shí)P點(diǎn)電勢降低，根據(jù)由電容的決定式可得：減小，開關(guān)S閉合，電容器兩端的電壓不變，由定義式可得：減小，電路中有順時(shí)針方向的電流，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)開關(guān)斷開，B極板下移一小段距離，板間距離d增大了，由場強(qiáng)公式可知板間場強(qiáng)不變，油滴所受的電場力不變，油滴仍處于靜土狀態(tài)，根據(jù)可知P點(diǎn)電勢升高，故B正確；C．當(dāng)開關(guān)S閉合，將A極板向右平移一小段距離，根據(jù)可知極板間電場強(qiáng)度不變，則帶電油滴靜止，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)開關(guān)斷開，B極板上移一小段距離，板間距離d減小了，由場強(qiáng)公式根據(jù)可知P點(diǎn)電勢降低，故D錯(cuò)誤。故選B。9．在如圖甲所示的平行板電容器A、B兩極板上加上如圖乙所示的電壓，開始B板的電勢比A板高，這時(shí)兩極板中間原來靜止的電子在靜電力作用下開始運(yùn)動，設(shè)電子在運(yùn)動中不與極板發(fā)生碰撞，則下述說法正確的是（不計(jì)電子重力）（

）A．電子一直向B板運(yùn)動B．電子一直向A板運(yùn)動C．電子先向A板運(yùn)動，然后向B板運(yùn)動，再返回A板做周期性來回運(yùn)動D．電子先向B板運(yùn)動，然后向A板運(yùn)動，再返回B板做周期性來回運(yùn)動【答案】A【詳解】依題意，0~0.025s內(nèi)B板的電勢比A板高，電子所受電場力水平向左，做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。0.025~0.05s內(nèi)A板的電勢比B板高，電子所受電場力大小不變，方向水平向右，做勻減速直線運(yùn)動，由運(yùn)動的對稱性可知，在0.05s時(shí)電子速度減小到零，此時(shí)電子已經(jīng)向左移動了一段距離，之后極板間的電場做周期性變化，電子的運(yùn)動也做周期性變化，即一直向B板移動。故選A。10．如圖甲所示，真空中水平放置兩塊長度為的平行金屬板P、Q，兩板間距為d，兩板間加上如圖乙所示最大值為的周期性變化的電壓，在兩板左側(cè)緊靠P板處有一粒子源A，自時(shí)刻開始連續(xù)釋放初速度大小為、方向平行于金屬板的相同帶電粒子，時(shí)刻釋放的粒子恰好從Q板右側(cè)邊緣離開電場，已知電場變化周期，粒子質(zhì)量為m，不計(jì)粒子重力及相互間的作用力，則（

）A．在時(shí)刻進(jìn)入的粒子離開電場時(shí)速度大小為B．粒子的電荷量為C．在時(shí)刻進(jìn)入的粒子離開電場時(shí)電勢能減少了D．在時(shí)刻進(jìn)入的粒子剛好從P板右側(cè)邊緣離開電場【答案】D【詳解】由題意得粒子在電場中的運(yùn)動時(shí)間可得在垂直于極板方向上，先做的初速度為0的勻加速，再做的勻減速。由圖乙可知，垂直極板方向上加速和減速的加速度大小均為AB．有運(yùn)動學(xué)的特點(diǎn)可知，加速垂直于極板方向上的速度再減速垂直于極板方向上的速度所以在時(shí)刻進(jìn)入的粒子離開電場時(shí)速度大小為沿極板方向的速度。由運(yùn)動學(xué)知識可得將、代入解得粒子的電荷量故AB錯(cuò)誤；C．由題意可分析，在時(shí)刻進(jìn)入的粒子，在垂直于極板方向上，先加速，又減速，再反向加速，最后反向減速。粒子在垂直于極板方向上所走的位移大小將、、、代入整理可得電場力做的功根據(jù)功能關(guān)系得，在時(shí)刻進(jìn)入的粒子離開電場時(shí)電勢能減少了。故C錯(cuò)誤；D．由題意可分析，在時(shí)刻進(jìn)入的粒子，在垂直于極板方向上，先加速，又減速，再反向加速，最后反向減速。粒子在垂直于極板方向上所走的位移大小即在時(shí)刻進(jìn)入的粒子剛好從P板右側(cè)邊緣離開電場，故D正確。故選D。11．如圖所示，細(xì)繩拉著一帶正電小球在豎直平面內(nèi)做半徑為的圓周運(yùn)動，該區(qū)域內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場。A點(diǎn)為運(yùn)動軌跡的最高點(diǎn)，點(diǎn)為運(yùn)動軌跡的最低點(diǎn)，為水平直徑。在小球做圓周運(yùn)動的過程中（）A．在A點(diǎn)小球的速度最小 B．在點(diǎn)繩子的拉力最大C．在點(diǎn)和點(diǎn)繩子的拉力大小相等 D．在點(diǎn)小球的機(jī)械能最小【答案】D【詳解】AB．把重力和電場力合成為等效重力，可知在等效最高點(diǎn)的速度最小，在等效最低點(diǎn)的速度最大且拉力最大，由圖可知，A點(diǎn)不是等效最高點(diǎn)，B點(diǎn)不是等效最低點(diǎn)，故AB錯(cuò)誤；C．由題意可知，小球從C點(diǎn)到D點(diǎn)電場力做正功，動能增大，速度增大，故小球在D點(diǎn)的速度大于C點(diǎn)的速度，由牛頓第二定律可知，小球在D點(diǎn)時(shí)繩子的拉力較大，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)能量守恒定律，小球在C點(diǎn)時(shí)的電勢能最大，則機(jī)械能最小，故D正確。故選D。12．AB板間存在豎直方向的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)沿垂直電場線方向射入三種比荷（電荷量與質(zhì)量的比）相同的帶電微粒（不計(jì)重力），a、b和c的運(yùn)動軌跡如圖，其中a和b是從同一點(diǎn)射入的。不計(jì)空氣阻力，則可知粒子運(yùn)動的全過程（）A．運(yùn)動加速度B．水平速度C．飛行時(shí)間D．電勢能的減少量【答案】B【詳解】A．根據(jù)牛頓第二定律得：微粒的加速度為據(jù)題相同，相同，所以加速度相同，即故A錯(cuò)誤；C．三個(gè)帶電微粒在豎直方向都做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，由得由圖有則得故C錯(cuò)誤；B．三個(gè)帶電微粒水平方向都做勻速直線運(yùn)動，由得圖知又則得故B正確；D．電場力做功為由于電荷量關(guān)系不能確定，所以不能確定電場力做功的大小，也就不能確定電勢能減少量的大小，故D錯(cuò)誤。故選B。1．（23-24高二上·四川成都·期中）如圖，在勻強(qiáng)電場中有一虛線圓，ab和cd是圓的兩條直徑，其中ab與電場方向的夾角為60°，與電場方向平行，兩點(diǎn)的電勢差。則（）A．電場強(qiáng)度的大小 B．點(diǎn)的電勢比點(diǎn)的低5VC．將電子從點(diǎn)移到點(diǎn)，電場力做正功 D．電子在點(diǎn)的電勢能大于在點(diǎn)的電勢能【答案】D【詳解】A．兩點(diǎn)的電勢差解得電場強(qiáng)度的大小故A錯(cuò)誤；B．兩點(diǎn)的電勢差故B錯(cuò)誤；C．將電子從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，因電子所受的電場力與位移方向相反，可知電場力做負(fù)功，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)沿電場線電勢降低，點(diǎn)的電勢大于點(diǎn)的電勢，電子帶負(fù)電，負(fù)電荷在高電勢處電勢能反而小，故電子在點(diǎn)的電勢能大于在點(diǎn)的電勢能，故D正確。故選D。2．（21-22高二上·北京·期中）如圖所示，平行板電容器上極板MN與下極板PQ水平放置，一帶電液滴從下極板P點(diǎn)射入，恰好沿直線從上極板N點(diǎn)射出。下列說法正確的是（）A．該電容器上極板一定帶負(fù)電B．液滴從P點(diǎn)到N點(diǎn)的過程中速度增加C．液滴從P點(diǎn)到N點(diǎn)的過程中電勢能減少D．液滴從P點(diǎn)以原速度射入后可能做勻減速直線運(yùn)動【答案】C【詳解】B．由于帶電液滴受到的重力和電場力都處于豎直方向，所以為了使帶電液滴從下極板P點(diǎn)射入，恰好沿直線從上極板N點(diǎn)射出，帶電液滴的合力應(yīng)為零，帶電液滴做勻速直線運(yùn)動，即液滴從P點(diǎn)到N點(diǎn)的過程中速度不變，故B錯(cuò)誤；A．電場力與重力平衡，電場力方向豎直向上，由于不知道帶電液滴的電性，所以不能確定電場方向，不能確定極板電性，故A錯(cuò)誤；C．電場力與重力平衡，電場力方向豎直向上，可知電場力對帶電液滴做正功，液滴的電勢能減少，故C正確；D．液滴從P點(diǎn)以原速度射入時(shí)，液滴受到重力和電場力均保持不變，液滴仍做勻速直線運(yùn)動，故D錯(cuò)誤。故選C。3．（23-24高二上·遼寧·期中）在某電場中建立x坐標(biāo)軸，一個(gè)質(zhì)子沿x軸正方向運(yùn)動，途中經(jīng)過間距相等的A、B、C三點(diǎn)，該質(zhì)子的電勢能隨位置坐標(biāo)x變化的關(guān)系如圖所示，若該質(zhì)子只受電場力作用。則（

）A．A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢B．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度C．質(zhì)子經(jīng)過A點(diǎn)的速率小于經(jīng)過B點(diǎn)的速率D．C、B兩點(diǎn)電勢差等于B、A兩點(diǎn)電勢差【答案】B【詳解】A．如圖，質(zhì)子電勢能增大，則電場力做負(fù)功，電場力方向與質(zhì)子運(yùn)動方向相反，質(zhì)子帶正電，說明電場方向與質(zhì)子運(yùn)動方向相反，則A點(diǎn)電勢低于B點(diǎn)電勢，A錯(cuò)誤；B．質(zhì)子經(jīng)過相等距離的電勢能增加量增大，則電場力做功變多，電場強(qiáng)度增大，說明A點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度，B正確；C．質(zhì)子做減速運(yùn)動，質(zhì)子經(jīng)過A點(diǎn)的速率大于經(jīng)過B點(diǎn)的速率，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)由于AB段電場力做功小于BC段電場力做功，則C、B兩點(diǎn)電勢差UCB大于B、A兩點(diǎn)電勢差UBA，D錯(cuò)誤。故選B。4．（23-24高三上·貴州貴陽·階段練習(xí)）如圖所示，ABCD-A'B'C'D'為正方體，在其頂點(diǎn)A處固定一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，下列說法正確的是（）A．B'、C兩點(diǎn)的電勢不相等B．A′、B、D三點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同C．將一帶正電的試探電荷由A′點(diǎn)移到C′點(diǎn)，電場力做負(fù)功D．若在D點(diǎn)放一帶負(fù)電的試探電荷，則該試探電荷的電勢能為負(fù)值【答案】C【詳解】A．B'、C兩點(diǎn)到A點(diǎn)的距離相等，所以電勢相等，故A錯(cuò)誤；B．A'、B、D三點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，方向不同，故B錯(cuò)誤；C．A′點(diǎn)到A點(diǎn)的距離小于C′點(diǎn)到A點(diǎn)的距離，故C′點(diǎn)的電勢比A′點(diǎn)的電勢高，將一帶正電的試探電荷由A′點(diǎn)移到C′點(diǎn)，該電荷的電勢能增大，電場力做負(fù)功，故C正確；D．由于無窮遠(yuǎn)處電勢為零，沿電場線方向電勢降低，所以D點(diǎn)電勢小于零，若在D點(diǎn)放一帶負(fù)電的試探電荷，則該試探電荷的電勢能為正值，故D錯(cuò)誤。故選C。5．（23-24高二上·河南·期中）在某沿x軸方向的電場中，x軸上坐標(biāo)原點(diǎn)右側(cè)部分區(qū)域的電勢與坐標(biāo)x的關(guān)系圖像如圖所示，圖中的虛線是曲線在M點(diǎn)的切線，曲線在Q點(diǎn)的切線水平，下列說法正確的是（）A．0至電場強(qiáng)度的方向先向右后向左B．Q點(diǎn)的電勢大于0，電場強(qiáng)度不為0C．P、M兩點(diǎn)間的電勢差為D．M點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為【答案】D【詳解】A．沿著電場強(qiáng)度的方向電勢逐漸降低，由圖像看出從0至電勢逐漸降低，則電場強(qiáng)度的方向由0指向，即沿著x軸的正方向一直向右，A錯(cuò)誤；B．Q點(diǎn)的電勢大于0，由勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系可得當(dāng)趨于0可知，圖像切線斜率的絕對值等于電場強(qiáng)度的大小，曲線在Q點(diǎn)的切線水平，則斜率為0，電場強(qiáng)度為0，B錯(cuò)誤；C．由圖像可知，P、M兩點(diǎn)間的電勢差為C錯(cuò)誤；D．由圖像可知D正確。故選D。6．（23-24高二上·廣東江門·期中）下列說法正確的是（）A．電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向就是正電荷在該點(diǎn)所受電場力的方向B．由公式可知，電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與放在該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷所受的電場力F的大小成正比，與檢驗(yàn)電荷的電量q成反比C．由公式可知，電場中A、B兩點(diǎn)間電勢差與在這兩點(diǎn)之間移動電荷時(shí)電場力所做的功成正比，與電荷的電量q成反比D．公式中的d為勻強(qiáng)電場中電勢差為U的兩點(diǎn)間的距離【答案】A【詳解】A．電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向就是正電荷在該點(diǎn)所受電場力的方向，故A正確；B．公式是電場強(qiáng)度的定義式，電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與放在該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷所受的電場力F的大小、檢驗(yàn)電荷的電量q無關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．公式是電勢差的定義式，電場中A、B兩點(diǎn)間電勢差與在這兩點(diǎn)之間移動電荷時(shí)電場力所做的功、電荷的電量q無關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．公式中的d為勻強(qiáng)電場中電勢差為U的兩點(diǎn)間沿電場線方向的距離，故D錯(cuò)誤。故選A。7．（21-22高二上·安徽蕪湖·期中）如圖，在一塊面積很大的接地金屬平板的上方固定一個(gè)帶負(fù)電的小球，虛線是金屬平板上方電場的等勢面（相鄰等勢面間的電勢差都相等），實(shí)線是某一帶電粒子先后經(jīng)過M和N處的運(yùn)動軌跡。若該帶電粒子在M和N處受到的電場力大小分別為和，相應(yīng)的電勢能分別為和，則（

）A．該粒子可能帶負(fù)電B．，C．該粒子從M運(yùn)動到N的過程中，電場力對它做負(fù)功D．由于靜電感應(yīng)，在金屬平板的上表面帶負(fù)電荷【答案】B【詳解】A．根據(jù)帶電粒子運(yùn)動軌跡的彎曲方向可知，負(fù)電荷對該帶電粒子的作用力是吸引力，所以該粒子帶正電，故A錯(cuò)誤；BC．由等勢面的疏密程度可知再根據(jù)可知帶電粒子從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的過程中，電場力做正功，電勢能減小，即，故B正確，C錯(cuò)誤；D．由于靜電感應(yīng)，在金屬平板的上表面帶正電荷，故D錯(cuò)誤。故選B。8．（23-24高二上·河北石家莊·期中）如圖所示，豎直放置的平行板電容器兩板間電勢差，平面直角坐標(biāo)系xOy第I象限內(nèi)分布著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，一個(gè)帶負(fù)電的粒子從電容器左板處由靜止開始加速，穿過右板后垂直于y軸從P點(diǎn)處射入電場，并從x軸上的A點(diǎn)處射出。在過y軸上的B點(diǎn)處放一張與x軸平行的感光膠片，帶電粒子打到感光膠片上會使膠片曝光。已知P點(diǎn)的縱坐標(biāo)為1m，A點(diǎn)的橫坐標(biāo)為2m，B點(diǎn)的縱坐標(biāo)為。帶電粒子的電荷量與質(zhì)量的比值，不考慮帶電粒子所受的重力。則下列說法錯(cuò)誤的是（）A．帶電粒子從平行板電容器射出時(shí)的速度大小為B．勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為C．帶電粒子經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度大小為D．帶電粒子打在感光膠片上曝光點(diǎn)的橫坐標(biāo)【答案】C【詳解】A．在加速電場中，根據(jù)動能定理可得解得故A正確；B．在第Ⅰ象限內(nèi)，粒子做類平拋運(yùn)動，則有，，聯(lián)立可得電場強(qiáng)度為故B正確；C．粒子到A點(diǎn)時(shí)，y方向的速度大小則在A點(diǎn)的速度故C錯(cuò)誤；D．由C項(xiàng)分析可知粒子在A點(diǎn)速度方向與x軸正方向夾角為45°，則有，聯(lián)立可得帶電粒子打在感光膠片上曝光點(diǎn)的橫坐標(biāo)為故D正確。故選C。9．（2021·山東日照·二模）噴墨打印機(jī)的結(jié)構(gòu)原理如圖所示，其中墨盒可以發(fā)出半徑為m的墨汁微粒。此微粒經(jīng)過帶電室時(shí)被帶上負(fù)電，帶電的多少由計(jì)算機(jī)按字體筆畫高低位置輸入信號加以控制。帶電后的微粒以一定的初速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場發(fā)生偏轉(zhuǎn)后，打到紙上，顯示出字體。無信號輸入時(shí)，墨汁微粒不帶電，沿直線通過偏轉(zhuǎn)電場而注入回流槽流回墨盒。設(shè)偏轉(zhuǎn)極板長，兩板間的距離，偏轉(zhuǎn)板的右端到紙的距離。若一個(gè)墨汁微粒的質(zhì)量為，所帶電荷量為，以的初速度垂直于電場方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，打到紙上的點(diǎn)距原射入方向的距離是（不計(jì)空氣阻力和墨汁微粒的重力，可以認(rèn)為偏轉(zhuǎn)電場只局限在平行板電容器內(nèi)部，忽略邊緣電場的不均勻性）（）A．墨汁從進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場到打在紙上，做類平拋運(yùn)動B．兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓是C．兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓是D．為了使紙上的字體放大10％，可以把偏轉(zhuǎn)電壓降低10％【答案】C【詳解】A．墨汁在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動，出偏轉(zhuǎn)電場后做勻速直線運(yùn)動，故A錯(cuò)誤；BC．墨汁出偏轉(zhuǎn)電場后做勻速直線運(yùn)動，且反向延長線平分水平位移，如圖所示：由圖可知且在偏轉(zhuǎn)電場中，根據(jù)速度-時(shí)間關(guān)系可得聯(lián)立解得兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓是U=5.0×102V故B錯(cuò)誤，C正確；D．由以上式子整理得為了使紙上的字體放大10%，可以把偏轉(zhuǎn)電壓提高10%，故D錯(cuò)誤。故選C。10．（22-23高二上·安徽蕪湖·期中）如圖甲所示，兩水平金屬板間距為d，板間電場強(qiáng)度的變化規(guī)律如圖乙所示。時(shí)刻，質(zhì)量為m重力不能忽略的帶電微粒以初速度v。沿中線射入兩板間，時(shí)間內(nèi)微粒做勻速運(yùn)動，時(shí)刻微粒恰好從金屬板邊緣飛出，微粒運(yùn)動過程中未與金屬板接觸，重力加速度為g。于微粒在時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動，下列說法正確的是（

）A．微粒的末速度大小為 B．微粒的末速度沿水平方向C．微?？朔妶隽ψ龉?D．微粒的重力勢能增加了【答案】B【詳解】AB．時(shí)間內(nèi)微粒勻速運(yùn)動，則有在內(nèi)，微粒做平拋運(yùn)動；在內(nèi)，微粒受到的合力方向向上，大小為在豎直方向上根據(jù)對稱性可知，時(shí)刻豎直方向上的分速度為零，則微粒末速度大小為，微粒的末速度沿水平方向，故A錯(cuò)誤，B正確；D．微粒沿金屬板邊緣飛出，豎直方向上向下運(yùn)動的位移為，則重力勢能減少了，故D錯(cuò)誤；C．在時(shí)間內(nèi)，合力為在豎直方向上根據(jù)對稱性可知，此過程微粒豎直方向上向下運(yùn)動的位移為，所以克服電場力做功為故C錯(cuò)誤。故選B。11．（23-24高二上·四川成都·期中）如圖所示，長為l、傾角為θ的光滑絕緣斜面處于電場中，一電荷量為+q（q>0）、質(zhì)量為m的帶電小球以初速度v0從斜面底端A點(diǎn)開始沿斜面向上運(yùn)動，當(dāng)?shù)竭_(dá)斜面頂端B點(diǎn)時(shí)，速度仍為v0，則（）A．B．小球在B點(diǎn)時(shí)的電勢能大于在A點(diǎn)時(shí)的電勢能C．若該電場是斜面中點(diǎn)正上方某點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的，則Q一定是正點(diǎn)電荷D．若電場是勻強(qiáng)電場，則該電場的電場強(qiáng)度的最小值為【答案】D【詳解】AD．帶電小球由A運(yùn)動到B的過程中動能的增量為零，由功能關(guān)系可知，重力的功與電場力的功的總量為零，即可得A、B間的電壓若電場是勻強(qiáng)電場，則該電場的電場強(qiáng)度的最小值為故A錯(cuò)誤，D正確；B．由于在此過程中電場力做正功，電勢能減小，所以小球在B點(diǎn)時(shí)所具有的電勢能將小于在A點(diǎn)時(shí)所具有的電勢能，故B錯(cuò)誤；C．小球沿著斜面向上運(yùn)動時(shí)，動能沒有增量，由功能關(guān)系可知，重力和電場力做的總功必須為零，在這過程中重力做負(fù)功，故電場力一定是做正功而不可能做負(fù)功，若該電場是斜面中點(diǎn)正上方某點(diǎn)的正點(diǎn)電荷+Q產(chǎn)生的，如圖可知，A、B兩處的電勢關(guān)系定是注意到小球是帶正電的，它從A向B運(yùn)動時(shí)，電場力和重力做的都是負(fù)功，不可能保持速度不變，故C錯(cuò)誤。故選D。12．（23-24高二上·重慶江北·期中）一條長為L的絕緣細(xì)線上端固定在O點(diǎn)，下端系一個(gè)質(zhì)量為m帶電量為+q的小球，將它置于水平向右的勻強(qiáng)電場中，小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直線的夾角成θ=37°。已知重力加速度為g，下列正確的是（）

A．突然撤去電場的瞬間，繩子拉力變?yōu)锽．如果改變電場強(qiáng)度大小和方向，