熱點(diǎn)強(qiáng)化練9電場(chǎng)性質(zhì)的綜合分析

熱點(diǎn)強(qiáng)化練9電場(chǎng)性質(zhì)的綜合分析(限時(shí)：35分鐘)1．(2022·浙江選考模擬)如圖1所示是兩個(gè)等量異種電荷的電場(chǎng)線分布，A、B是某一電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，則()圖1A．左側(cè)帶負(fù)電荷B．A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)高C．A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相等D．正電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能大于在B點(diǎn)電勢(shì)能答案A解析根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布特點(diǎn)可知，左側(cè)為負(fù)電荷，右側(cè)為正電荷，選項(xiàng)A正確；根據(jù)電場(chǎng)線的性質(zhì)，B點(diǎn)電勢(shì)高、電場(chǎng)強(qiáng)度大，正電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能大，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤。2．(2022·山東青島市一模)如圖2所示，直線AB為某電場(chǎng)的一條電場(chǎng)線，a、b、c是電場(chǎng)線上等間距的三個(gè)點(diǎn)。一個(gè)帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下沿電場(chǎng)線由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程中，粒子動(dòng)能增加，且a、b段動(dòng)能增量大于b、c段動(dòng)能增量，a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa、φb、φc，場(chǎng)強(qiáng)大小分別為Ea、Eb、Ec,粒子在a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)能分別為Epa、Epb、Epc。下列說(shuō)法正確的是()圖2A．電場(chǎng)方向由A指向B B．φa＞φb＞φcC．Epa＞Epb＞Epc D．Ea＞Eb＞Ec答案C解析粒子的電性不確定，則不能確定電場(chǎng)的方向，也不能判斷各點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；粒子在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，則動(dòng)能增加量等于電勢(shì)能減小量；由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程中，粒子動(dòng)能增加，則電勢(shì)能減小，則Epa＞Epb＞Epc；因a、b段動(dòng)能增量大于b、c段動(dòng)能增量，可知ab段的電勢(shì)差大于bc段的電勢(shì)差，根據(jù)U＝Ed可知，ab段的電場(chǎng)線比bc段的密集，但是不能比較三點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。3．(多選)(2022·天津市紅橋區(qū)第一次模擬)如圖3所示，有兩個(gè)固定的、電荷量相等、電性相反的點(diǎn)電荷，a、b是它們連線的中垂線上兩個(gè)位置，c是它們產(chǎn)生的電場(chǎng)中另一位置，以無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)的零點(diǎn)，則有()圖3A．c點(diǎn)電勢(shì)可能為正值B．a(chǎn)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)C．b點(diǎn)的電勢(shì)比a點(diǎn)電勢(shì)高D．將一正電荷從b點(diǎn)移到c點(diǎn)電場(chǎng)力做正功答案BD解析等量異種電荷的中垂面是一個(gè)等勢(shì)面，且電勢(shì)為零，在靠近負(fù)電荷一側(cè)電勢(shì)小于零，在靠近正電荷一側(cè)電勢(shì)大于零。因?yàn)閏點(diǎn)在靠近負(fù)電荷一側(cè)，所以c點(diǎn)的電勢(shì)小于零，故A錯(cuò)誤；在等量異種電荷的中垂線上，兩電荷連線的中點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最大，從連線中點(diǎn)向外電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小，因?yàn)閍點(diǎn)距離兩電荷連線的中點(diǎn)遠(yuǎn)于b點(diǎn)，所以a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，故B正確；因?yàn)閍、b均在兩電荷連線的中垂線上，此直線上的點(diǎn)電勢(shì)相等且都為零，所以a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，故C錯(cuò)誤；根據(jù)等量異種電荷的電場(chǎng)線特點(diǎn)以及等勢(shì)面特點(diǎn)可知，b點(diǎn)的電勢(shì)為零，c點(diǎn)的電勢(shì)小于零，所以b點(diǎn)的電勢(shì)高于c點(diǎn)的電勢(shì)，所以將一正電荷從b點(diǎn)移到c點(diǎn)過(guò)程，是從高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，故D正確。4．(2022·廣東潮州市第二次模擬)避雷針上方有雷雨云時(shí)，避雷針附近的電場(chǎng)線分布如圖4所示，圖中中央的豎直黑線AB代表了避雷針，CD為水平地面。MN是電場(chǎng)線中兩個(gè)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是()圖4A．M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的電勢(shì)高B．M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大C．在試探電荷從M點(diǎn)到N點(diǎn)的多條路徑中，沿直線MN移動(dòng)電場(chǎng)力做功最少D．CD的電勢(shì)為零，但其表面附近的電場(chǎng)線有些位置和地面不垂直答案A解析沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低，可知M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的電勢(shì)高，選項(xiàng)A正確；電場(chǎng)線越密集則場(chǎng)強(qiáng)越大，可知M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，則在試探電荷從M點(diǎn)到N點(diǎn)的多條路徑中，電場(chǎng)力做功相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；CD的電勢(shì)為零，是等勢(shì)面，電場(chǎng)線與等勢(shì)面正交，可知CD表面附近的電場(chǎng)線和地面都垂直，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5．(2022·山東濟(jì)南市5月高考模擬)如圖5所示為某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，線上有A、B、C三點(diǎn)，B點(diǎn)是A、C的中點(diǎn)。電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能為4eV，在C點(diǎn)的電勢(shì)能為10eV，下列說(shuō)法正確的是()圖5A．B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定由C指向AB．B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定由A指向CC．B點(diǎn)的電勢(shì)一定小于－7VD．B點(diǎn)的電勢(shì)一定大于－7V答案B解析根據(jù)題意可知，電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小，則說(shuō)明A點(diǎn)的電勢(shì)高，所以電場(chǎng)線由A指向C，則B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定由A指向C，故A錯(cuò)誤，B正確；如果為勻強(qiáng)電場(chǎng)，則有φB－φA＝φC－φB，得φB＝7V，由題無(wú)法確定該電場(chǎng)是什么電場(chǎng)，故無(wú)法確定B點(diǎn)的電勢(shì)，故C、D錯(cuò)誤。6．(多選)(2022·山東濰坊市第二次高考模擬)如圖6所示，帶電荷量為＋q和－q的點(diǎn)電荷分別位于絕緣薄圓盤中心軸線上，兩電荷到圓心O的距離相等。A點(diǎn)位于圓盤邊緣，B點(diǎn)為某半徑的中點(diǎn)，關(guān)于A、B、O三點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和電勢(shì)φ的高低關(guān)系判斷正確的是()圖6A．EA＜EB＜EO B．EA＝EB＝EOC．φA＞φB＞φO D．φA＝φB＝φO答案AD解析根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷中垂面上電場(chǎng)線分布的特點(diǎn)可知，圓心O處場(chǎng)強(qiáng)最大，離圓心越遠(yuǎn)，電場(chǎng)線越稀疏，場(chǎng)強(qiáng)越小，即EA＜EB＜EO，故A正確，B錯(cuò)誤；圓盤處在等量異種電荷的中垂面上，所以此圓盤是一個(gè)等勢(shì)體，薄圓盤表面是一個(gè)等勢(shì)面，即φA＝φB＝φO，故C錯(cuò)誤，D正確。7．(2022·江蘇如皋中學(xué)模擬)如圖7所示，點(diǎn)電荷＋2Q、－Q分別置于M、N兩點(diǎn)，O點(diǎn)為MN連線的中點(diǎn)，點(diǎn)a、b在MN連線上，點(diǎn)c、d在MN中垂線上，它們均關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱。下列說(shuō)法正確的是()圖7A．c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相同C．將電子沿直線從c移到d，電場(chǎng)力對(duì)電子先做負(fù)功再做正功D．將電子沿直線從a移到b，電子的電勢(shì)能一直增大答案D解析根據(jù)電場(chǎng)線分布的對(duì)稱性可知，c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不同，則c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；MN間的電場(chǎng)線方向由M→N，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，則a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)兩個(gè)電荷在中垂線上的場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行疊加，在Oc段場(chǎng)強(qiáng)方向斜向右上，在Od段場(chǎng)強(qiáng)方向斜向右下；電子所受的電場(chǎng)力在Oc段斜向左下，在Od段斜向左上；電子沿直線從c移到d，電場(chǎng)力對(duì)電子先做正功后做負(fù)功，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；電子沿直線從a移到b電勢(shì)降低，據(jù)Ep＝qφ，則電子的電勢(shì)能一直增大，D項(xiàng)正確。8．(多選)(2022·東北三省四市下學(xué)期一模)如圖8所示，正方形的頂點(diǎn)b、d在x軸上，頂點(diǎn)a、c在y軸上，正方形abcd的中心與坐標(biāo)原點(diǎn)重合，且Od＝m?？臻g有一與xOy平面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)，已知a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為2V、2eq\r(3)V、－2V，則下列說(shuō)法正確的是()圖8A．電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能B．d點(diǎn)電勢(shì)為－2eq\r(3)VC．該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E＝20V/mD．電場(chǎng)強(qiáng)度方向斜向上，且電場(chǎng)線與y軸正方向的夾角為30°答案BC解析a點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電勢(shì)，由Ep＝qφ，知電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能，A錯(cuò)誤；根據(jù)Uab＝Udc，有2V－2eq\r(3)V＝φd－(－2V)，d點(diǎn)電勢(shì)為－2eq\r(3)V，故B正確；由沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，可知電場(chǎng)強(qiáng)度方向斜向上。設(shè)電場(chǎng)線與y軸正方向的夾角為θ，由U＝Ed分別對(duì)a、c兩點(diǎn)與b、d兩點(diǎn)列式4＝E×θ，4eq\r(3)＝E×θ，解得θ＝60°，E＝20V/m，故C正確，D錯(cuò)誤。9．(多選)(2022·江蘇揚(yáng)州市5月調(diào)研)在真空中某點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，將等量異種的檢驗(yàn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)，兩檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力方向如圖9所示，且F2＞F1(不計(jì)檢驗(yàn)電荷間相互作用)，已知M點(diǎn)處檢驗(yàn)電荷帶負(fù)電，下列說(shuō)法中正確的有()圖9A．場(chǎng)源點(diǎn)電荷帶負(fù)電B．M點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度C．M點(diǎn)電勢(shì)高于N點(diǎn)電勢(shì)D．若將M點(diǎn)處檢驗(yàn)電荷沿MN連線從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，其電勢(shì)能一定先增大后減小答案ACD解析因M點(diǎn)處檢驗(yàn)電荷帶負(fù)電，則場(chǎng)源點(diǎn)電荷帶負(fù)電，選項(xiàng)A正確；由圖可知M點(diǎn)離場(chǎng)源電荷較遠(yuǎn)，則M點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小于N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因場(chǎng)源電荷帶負(fù)電，可知M點(diǎn)電勢(shì)高于N點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)C正確；若將M點(diǎn)處檢驗(yàn)電荷沿MN連線從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，因MN連線上的電勢(shì)先降低后升高，則帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷的電勢(shì)能一定先增大后減小，選項(xiàng)D正確。10．(多選)(2022·遼寧大連市第一次模擬)如圖10所示，豎直方向上固定一光滑絕緣細(xì)桿，兩電荷量相等的正點(diǎn)電荷M、N關(guān)于細(xì)桿對(duì)稱固定。兩電荷連線中點(diǎn)為O，帶正電的小球套在細(xì)桿上，從距中點(diǎn)O高為h1處的P點(diǎn)靜止釋放，經(jīng)過(guò)時(shí)間t1運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)。此過(guò)程中小球速度的大小v、加速度的大小a、動(dòng)能Ek、電勢(shì)能Ep(無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0)隨時(shí)間t或下降距離h的變化圖象可能正確的有()圖10答案BCD解析根據(jù)等量同種正點(diǎn)電荷的特點(diǎn)可知，MN在桿的位置處的電場(chǎng)線方向向上，從桿與MN的連線的交點(diǎn)處向上，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小從0先增大后減小。小球受重力，如果開(kāi)始時(shí)小球的位置在場(chǎng)強(qiáng)最大點(diǎn)的下方，則小球向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到的電場(chǎng)力逐漸減小，所以小球的加速度逐漸增大，小球做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)；如果開(kāi)始時(shí)小球的位置在場(chǎng)強(qiáng)最大點(diǎn)的位置上方，則小球向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到的電場(chǎng)力先增大后減小，所以小球的加速度可能先減小后增大，小球先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，則B項(xiàng)中的速度變化是可能的，A項(xiàng)的加速度的變化是不可能的，故A錯(cuò)誤，B正確；如果開(kāi)始時(shí)小球的位置在場(chǎng)強(qiáng)最大的點(diǎn)的位置上方，而且電場(chǎng)力最大的時(shí)候電場(chǎng)力大于重力，則小球向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到的電場(chǎng)力先增大后減小，所以小球的加速度先減小然后反向增大，所以小球先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)經(jīng)過(guò)了電場(chǎng)力的最大點(diǎn)后，又做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，最后再做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，該種情況下小球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程最復(fù)雜，小球的速度先增大，然后減小，最后又增大。小球的動(dòng)能也是先增大，然后減小，最后又增大，故C正確；小球向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中電場(chǎng)力一直做負(fù)功，所以小球的電勢(shì)能一直增大，故D正確。11．(多選)(2022·江蘇鹽城市第三次模擬)如圖11所示，光滑絕緣細(xì)桿豎直放置，它與以電荷＋Q為圓心的某一圓周交于H、L兩點(diǎn)，從圓心到K點(diǎn)的連線垂直于細(xì)桿。質(zhì)量為m、帶電荷量為－q(q?Q)的有孔小球套在桿上，從F點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑。則帶電小球從H點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到L點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()圖11A．到達(dá)K點(diǎn)的加速度是gB．整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能守恒C．電勢(shì)能的變化量不為零D．電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功答案AD解析到達(dá)K點(diǎn)時(shí)，小球水平方向受合力為零，豎直方向受合力為向下的mg，則小球的加速度是g，選項(xiàng)A正確；整個(gè)過(guò)程中庫(kù)侖力對(duì)小球先做正功后做負(fù)功，則機(jī)械能先增大后減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確；因H和L兩點(diǎn)電勢(shì)相等，則從H點(diǎn)到L點(diǎn)小球的電勢(shì)能的變化量為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。12．(2022·四川成都市第二次診斷)如圖12(a)，場(chǎng)源點(diǎn)電荷固定在真空中O點(diǎn)，從與O相距r0的P點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q(q＞0)的離子，經(jīng)一定時(shí)間，離子運(yùn)動(dòng)到與O相距rN的N點(diǎn)。用a表示離子的加速度，用r表示離子與O點(diǎn)的距離，作出其a－eq\f(1,r2)圖象如圖(b)。靜電力常量為k，不計(jì)離子重力。由此可以判定()圖12A．場(chǎng)源點(diǎn)電荷帶正電B．場(chǎng)源點(diǎn)電荷的電荷量為－eq\f(maNrN,kq)C．離子在P點(diǎn)的加速度大小為eq\f(aNrN,r0)D．離子在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小為eq\f(req\o\al(2,N)maN,req\o\al(2,0))答案D解析從P到N，帶正電的離子的加速度隨eq\f(1,r2)的增加而增大，即隨r的減小而增加，可知場(chǎng)源點(diǎn)電荷帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在N點(diǎn)，由庫(kù)侖定律及牛頓第二定律aN＝eq\f(FN,m)＝eq\f(kQq,req\o\al(2,N)m)，解得Q＝eq\f(aNreq\o\al(2,N)m,kq)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在P點(diǎn)時(shí)，由庫(kù)侖定律及牛頓第二定律aP＝eq\f(FP,m)＝eq\f(kQq,req\o\al(2,0)m)＝eq\f(req\o\al(2,N),req\o\al(2,0))aN，離子在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小為FP＝maP＝eq\f(req\o\al(2,N)maN,req\o\al(2,0))，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。13．(2022·浙江金華十校4月模擬)如圖13是研究電荷之間相互作用力的實(shí)驗(yàn)裝置。帶電荷量為Q的金屬小球A用絕緣桿固定在地面上，帶電量為q、質(zhì)量為m的金屬小球B用絕緣細(xì)線懸掛在可移動(dòng)支架上，兩者均可看作點(diǎn)電荷，且處于同一水平線上。將兩小球的距離增大一倍，調(diào)整支架，使兩小球仍處于同一水平線上，下列說(shuō)法正確的是()圖13A．兩小球可能帶異種電荷B．距離增大一倍后小球B的電勢(shì)能增大C．距離增大前與距離增大一倍后，細(xì)線與豎直方向夾角θ的正切值之比為2∶1D．距離增大一倍后，小