（江蘇專用版）高考物理總復習 第六章 第2講 電場能的性質(zhì)練習（含解析）-人教版高三物理試題

第2講電場能的性質(zhì)一、單項選擇題1.(2017南京、鹽城一模)如圖所示,帶正電的金屬球A放置在不帶電的金屬球B附近,M、N是金屬球B表面上的兩點。下列說法中正確的是()A.M點處帶正電,N點處帶負電,且M點電勢高于N點電勢B.M點處帶正電,N點處帶負電,且M點電勢等于N點電勢C.M點處帶負電,N點處帶正電,且M點電勢高于N點電勢D.M點處帶負電,N點處帶正電,且M點電勢等于N點電勢答案D帶正電的金屬球A靠近不帶電的金屬球B,由于電荷間的相互作用,同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,導致金屬球B中左側(cè)的自由電子向右側(cè)移動,M點由于得到電子帶負電,N點由于失去電子帶正電,但整個金屬球B是處于靜電平衡的導體,其整體是等勢體,故M、N兩點電勢相等,故A、B、C項錯誤,D項正確。2.(2018揚州期末)兩個相同的負電荷和一個正電荷附近的電場線分布如圖所示,d是兩負電荷連線的中點,c、d兩點到中間負電荷的距離相等,則()A.a點的電場強度比b點的小 B.a點的電勢比b點的低C.c點的電場強度比d點的小 D.c點的電勢比d點的高答案D電場線的疏密程度表示電場強度的大小,由圖可知a點的電場強度比b點的大,故A項錯誤;根據(jù)沿電場線方向電勢降低,且等勢線與電場線垂直,a點的電勢比b點的高,故B項錯誤;根據(jù)點電荷產(chǎn)生電場的電場強度公式E=kqr3.如圖所示,一圓環(huán)上均勻分布著負電荷,x軸垂直于環(huán)面且過圓心O。下列關(guān)于x軸上的電場強度和電勢的說法正確的是()A.從O點沿x軸正方向,電場強度先增大后減小,電勢一直降低B.從O點沿x軸正方向,電場強度先增大后減小,電勢先降低后升高C.O點的電場強度為零,電勢最低D.O點的電場強度不為零,電勢最高答案C根據(jù)電荷分布的對稱性可知O點電場強度為零,而沿x軸正方向無限遠處電場強度也為零,故從O點沿x軸正方向電場強度先增大后減小。由于圓環(huán)帶負電荷,故圓環(huán)右側(cè)x軸上電場方向沿x軸負方向,所以從O點沿x軸正方向,電勢一直升高,故選項A、B、D錯誤,C正確。4.(2018蘇州一模)某電場的等勢線分布如圖所示,關(guān)于該電場,下列說法中正確的是()A.A點的電場強度方向沿該點的切線方向B.A點的電場強度大于C點的電場強度C.將電子從A點移到C點其電勢能減少4eVD.將檢驗電荷q從A點移到B點外力一定做正功答案B電場線(代表電場強度方向)與等勢線垂直,A項錯誤;等勢線密的地方場強大,A點的電場強度大于C點,B項正確;將電子從A點移到C點,電場力做負功4eV,電勢能增加4eV,C項錯誤;因試探電荷的電性未知,無法判斷電場力方向,故無法分析外力做功情況,D項錯誤。5.如圖所示,在點電荷Q產(chǎn)生的電場中,將兩個帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點,虛線為等勢線。取無窮遠處為零電勢點,若將q1、q2移動到無窮遠的過程中外力克服電場力做的功相等,則下列說法正確的是()A.A點電勢大于B點電勢 B.A、B兩點的電場強度相等C.q1的電荷量小于q2的電荷量 D.q1在A點的電勢能小于q2在B點的電勢能答案C由題意知點電荷Q帶負電,所以有φA<φB<0,得|UA∞|>|UB∞|,移動兩試探電荷克服電場力做功相等,有q1|UA∞|=q2|UB∞|,所以q1<q2,選項A錯誤,C正確;因為E=kQr6.(2018徐州模擬)圖示為某電場中等勢面的分布圖,各等勢面的電勢值圖中已標出。下列說法正確的是()A.A點的電場強度比B點的大 B.電子在A點的電勢能比B點的小C.電子由A點移至B點電場力做功-0.17eV D.中心軸線上各點的電場強度方向向右答案AA點的等勢面較B點密集,則A點的電場線分布較B點密集,故A點的電場強度比B點的大,選項A正確;A點的電勢比B點低,故電子在A點的電勢能比B點的大,選項B錯誤;電子由A點移至B點電勢能減小,電場力做功W=qU=-e(0.8-0.97)V=0.17eV,選項C錯誤;順著電場線方向電勢降低,故中心軸線上各點的電場強度方向向左,選項D錯誤。7.(2018豐縣中學月考)如圖所示,在兩等量異種點電荷連線上有D、E、F三點,且DE=EF。K、M、L分別為過D、E、F三點的等勢面。一個不計重力的帶負電粒子,從a點射入電場,運動軌跡如圖中實線所示,以|Wab|表示該粒子從a點到b點電場力做功的數(shù)值,以|Wbc|表示該粒子從b點到c點電場力做功的數(shù)值,則()A.|Wab|=|Wbc| B.|Wab|<|Wbc|C.粒子由a點到b點,動能減少 D.a點的電勢較b點的電勢低答案C根據(jù)等量異種點電荷電場線的分布情況可知,DE段場強大于EF段場強,由公式U=Ed定性分析得知,DE間電勢差的絕對值大于EF間電勢差的絕對值,由電場力做功公式W=qU得,|Wab|>|Wbc|,故A、B項錯誤;由題圖可知,電荷的軌跡向左彎曲,則知其所受的電場力大致向左,所以等量異種點電荷中正電荷在左側(cè),負電荷在右側(cè),a點的電勢高于b點的電勢,粒子由a到b過程中,電勢能增大,動能減小,故C項正確,D項錯誤。二、多項選擇題8.(2019鹽城中學月考)某電場在直角坐標系中的電場線分布情況如圖所示,O、M、N為電場中的三個點,則由圖可得()A.M點的場強小于N點的場強B.M點的電勢低于N點的電勢C.將一負電荷由O點移到M點電勢能增加D.將一正電荷從O點分別移到M點和N點,電場力做功相同答案BCM點的電場線比N點密集,故M點的場強大于N點的場強,選項A錯誤;順著電場線電勢降低,故M點的電勢低于N點的電勢,選項B正確;O點電勢高于M點,故將一負電荷由O點移到M點電勢能增加,選項C正確;M點的電勢低于N點的電勢,故OM與ON之間的電勢差不等,故將一正電荷從O點分別移到M點和N點,電場力做功不相同,選項D錯誤。9.(2018常州模擬)如圖所示,虛線表示某電場中的四個等勢面,相鄰等勢面間的電勢差相等。一不計重力的帶負電的粒子從右側(cè)垂直等勢面φ4向左進入電場,運動軌跡與等勢面分別交于a、b、c三點,則可以判斷()A.φ1<φ2<φ3<φ4B.粒子的運動軌跡和φ3等勢面也可能垂直C.φ4等勢面上各點場強處處相等D.該區(qū)域可能是點電荷和無限大金屬平板形成的電場答案AD根據(jù)粒子所受的電場力垂直等勢面,且指向軌跡的凹側(cè),結(jié)合粒子的運動軌跡可知電場線由等勢面φ4指向φ1,順著電場線電勢逐漸降低,則可知φ1<φ2<φ3<φ4,選項A正確;因粒子的初速度與等勢面φ4垂直,則粒子的運動軌跡不可能和φ3等勢面也垂直,選項B錯誤;因等勢面分布不均勻,故φ4等勢面上各點場強不可能處處相等,選項C錯誤;由等勢面的分布可知,該區(qū)域可能是點電荷和無限大金屬平板形成的電場,選項D正確。10.(2016海南單科)如圖,一帶正電的點電荷固定于O點,兩虛線圓均以O(shè)為圓心,兩實線分別為帶電粒子M和N先后在電場中運動的軌跡,a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點。不計重力。下列說法正確的是()A.M帶負電,N帶正電B.M在b點的動能小于它在a點的動能C.N在d點的電勢能等于它在e點的電勢能D.N在從c點運動到d點的過程中克服電場力做功答案ABC如圖所示,粒子受到的電場力指向軌跡的凹側(cè),可知M受到了引力作用,N受到了斥力作用,故M帶負電,N帶正電,選項A正確;由于虛線是等勢面,故M從a點到b點電場力對其做負功,動能減小,選項B正確;d點和e點在同一等勢面上,N在d點的電勢能等于它在e點的電勢能,故選項C正確;N從c點運動到d點的過程中,電場力做正功,故選項D錯誤。11.(2017天津理綜)如圖所示,在點電荷Q產(chǎn)生的電場中,實線MN是一條方向未標出的電場線,虛線AB是一個電子只在靜電力作用下的運動軌跡。設(shè)電子在A、B兩點的加速度大小分別為aA、aB,電勢能分別為EpA、A.電子一定從A向B運動 B.若aA>aB,則Q靠近M端且為正電荷C.無論Q為正電荷還是負電荷,一定有EpA<E答案BC電子在電場中做曲線運動,虛線AB是電子只在電場力作用下的運動軌跡,電場力沿電場線指向曲線的凹側(cè),電場的方向與電場力的方向相反,如圖所示。由所給條件無法判斷電子的運動方向,故A項錯誤;若aA>aB,說明電子在A點受到的電場力較大,A點的電場強度較大,根據(jù)點電荷的電場分布可知,靠近M端為場源電荷的位置,應(yīng)為正電荷,故B項正確;無論Q為正電荷還是負電荷,一定有電勢φA>φB,電子電勢能Ep=-eφ,電勢能是標量,所以一定有EpA<12.(2018蘇州一模)一根輕質(zhì)桿長為2l,可繞固定于中點位置處的軸在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,桿兩端固定有完全相同的小球1和小球2,它們的質(zhì)量均為m,帶電荷量分別為+q和-q,整個裝置放在如圖所示的關(guān)于豎直線對稱的電場中?，F(xiàn)將桿由水平位置靜止釋放,讓小球1、2繞軸轉(zhuǎn)動到豎直位置A、B兩點,設(shè)A、B間電勢差為U,該過程中()A.小球2受到的電場力減小 B.小球1電勢能減少了12C.小球1、2的機械能總和增加了Uq+mgl D.小球1、2的動能總和增加了Uq答案D由圖可知,將桿由水平位置靜止釋放,讓小球1、2繞軸轉(zhuǎn)動到豎直位置A、B兩點,小球2位置的電場線變密,電場強度變大,故小球2受到的電場力增大,故A項錯誤;根據(jù)U=Ed,小球1前后位置電勢差小于12U,所以小球1的電勢能減少量小于113.(2018無錫高三期末)如圖為一有界勻強電場,場強方向為水平方向(方向未標明),一帶電微粒以某一角度θ從電場的a點斜向上方射入,沿直線運動到b點,可以肯定()A.電場中a點的電勢低于b點的電勢B.微粒在a點的加速度小于在b點的加速度C.微粒在a點的電勢能小于在b點的電勢能D.從a到b的過程中,微粒電勢能變化的絕對值小于其動能變化的絕對值答案CD電場力沿水平方向,重力沿豎直方向,顯然合力不為0,而微粒做直線運動,故微粒所受合力與速度方向在同一直線上,則電場力應(yīng)水平向左,由于微粒帶電性質(zhì)未知,則電場強度方向未知,電勢高低無法判斷,A錯誤;整個過程中電場力與重力均為恒力,合力為恒力,則加速度不變,B錯誤;微粒從a點運動到b點,電場力做負功,電勢能增加,C正確;從a到b的過程中,電場力做負功,重力做負功,根據(jù)能量守恒,可知微粒動能變化的絕對值等于電勢能與重力勢能變化的絕對值之和,D正確。14.(2018南京調(diào)研)如圖所示,真空條件下正點電荷電場中a、b兩點的電場強度方向與ab連線的夾角分別為60°、30°,一帶正電粒子以某初速度僅在電場力作用下由a運動到b。以下說法正確的是()A.a、b兩點的電場強度Ea=3Eb B.a、b兩點的電勢φa=φbC.該粒子