熱點8　電場的性質(zhì)-2025高考物理

熱點8電場的性質(zhì)［分值：50分］1~4題每題5分，5~9題每題6分，共50分1.(2024·江蘇淮安市模擬)如圖甲、乙所示，兩個帶電荷量均為q的點電荷分別位于帶電荷量線密度相同、半徑相同的半圓環(huán)和34圓環(huán)的圓心，環(huán)的粗細可忽略不計。若圖甲中環(huán)對圓心點電荷的庫侖力大小為F，則圖乙中環(huán)對圓心點電荷的庫侖力大小為(A.32F B.12F C.22F答案C解析由題圖甲中均勻帶電半圓環(huán)對圓心點電荷的庫侖力大小為F，可以得出14圓環(huán)對圓心點電荷的庫侖力大小為22F。將題圖乙中的均勻帶電34圓環(huán)分成三個14圓環(huán)，關(guān)于圓心對稱的兩個14圓環(huán)對圓心點電荷的庫侖力的合力為零，因此題圖乙中的34圓環(huán)對圓心點電荷的庫侖力大小為22F，故C2.(2024·黑龍江、遼寧名校聯(lián)考)如圖甲所示，AB是某電場中的一條電場線，若有一電子以某一初速度且僅在靜電力的作用下沿AB由A點運動到B點，其電勢能Ep隨距A點的距離x變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是()A.電場的方向由A指向BB.A點的電場強度小于B點的電場強度C.電子在A點的速度小于在B點的速度D.若一質(zhì)子以同一初速度由A點釋放，一定能運動到B點答案C解析由題圖乙可知，電子的電勢能減小，則靜電力做正功，故電子的速度變大，又電子帶負電，故電場的方向由B指向A，故A錯誤，C正確；Ep-x圖像的斜率表示靜電力，可知A點的電場強度大于B點的電場強度，故B錯誤；由電場強度方向可知，由A向B運動時，靜電力對質(zhì)子做負功，質(zhì)子有可能在運動到B點前減速到零，故D錯誤。3.(2024·北京卷·11)如圖所示，兩個等量異種點電荷分別位于M、N兩點，P、Q是MN連線上的兩點，且MP=QN。下列說法正確的是()A.P點電場強度比Q點電場強度大B.P點電勢與Q點電勢相等C.若兩點電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，P點電場強度大小也變?yōu)樵瓉淼?倍D.若兩點電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，P、Q兩點間電勢差不變答案C解析由等量異種點電荷的電場線分布特點知，P、Q兩點電場強度大小相等，A錯誤；由沿電場線方向電勢越來越低知，P點電勢高于Q點電勢，B錯誤；由電場疊加得P點電場強度E=kQMP2+kQNP2，若僅兩點電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，則P點電場強度大小也變?yōu)樵瓉淼?倍，同理Q點電場強度大小也變?yōu)樵瓉淼?倍，而PQ間距不變，根據(jù)U=Ed定性分析可知P、4.(多選)(2023·遼寧卷·9)圖(a)為金屬四極桿帶電粒子質(zhì)量分析器的局部結(jié)構(gòu)示意圖，圖(b)為四極桿內(nèi)垂直于x軸的任意截面內(nèi)的等勢面分布圖，相鄰兩等勢面間電勢差相等，則()A.P點電勢比M點的低B.P點電場強度大小比M點的大C.M點電場強度方向沿z軸正方向D.沿x軸運動的帶電粒子，電勢能不變答案CD解析由題圖結(jié)合電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，可知P點電勢比M點的高，選項A錯誤；因M點所在的等差等勢面密集，則M點電場強度比P點大，即P點電場強度大小比M點的小，選項B錯誤；電場強度方向垂直等勢面，且沿電場線方向電勢逐漸降低，可知M點電場強度方向沿z軸正方向，選項C正確；因x軸上各點電勢相等，則沿x軸運動的帶電粒子電勢能不變，選項D正確。5.(2024·江蘇淮安市三模)如圖所示，在x軸上相距為3L的兩點固定兩個點電荷+Q、+2Q，虛線是以+Q所在點為圓心、L為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個點，其中a、c兩點在x軸上，b、d兩點關(guān)于x軸對稱。下列判斷正確的是()A.b、d兩點處電場強度相同B.四點中c點處的電勢最低C.將一正試探電荷沿圓周由a點移至c點，電勢能先減小后增大D.將一正試探電荷沿直線從b點移到d點，靜電力先做負功后做正功答案D解析根據(jù)對稱性可知b、d兩點處電場強度大小相同，方向不同，故A錯誤；四點到+Q的距離相等，其中c點到+2Q的距離最近，根據(jù)電勢的疊加可知c點處電勢最高，故B錯誤；將一正試探電荷沿圓周由a點移至c點，+Q對試探電荷的庫侖力不做功，+2Q對試探電荷的庫侖力始終做負功，試探電荷的電勢能一直增大，故C錯誤；易知在x軸上方的bd連線上，電場強度始終具有向上的分量，而在x軸下方的bd連線上，電場強度始終具有向下的分量，將一正試探電荷沿直線從b點移到d點，靜電力先做負功后做正功，故D正確。6.(多選)(2024·云南昆明市第一中學模擬)在某靜電場中，x軸上的電場強度E隨x的變化關(guān)系如圖所示，規(guī)定x軸正向為電場強度正方向。下列判斷正確的是()A.x1和x3處的電場強度相等B.從x2處到x4處，電勢逐漸降低C.一電子只在靜電力作用下從x2處沿直線運動到x4處，速度先增大后減小D.一電子只在靜電力作用下從x1處沿直線運動到x4處，電勢能先減小后增大答案BD解析x1和x3處的電場強度大小相等，方向相反，故A錯誤；從x2處到x4處，電場強度為正值，則電場強度方向沿x軸正向，電勢逐漸降低，故B正確；一電子只在靜電力作用下從x2處沿直線運動到x4處，靜電力一直做負功，動能一直減小，則速度一直減小，故C錯誤；一電子只在靜電力作用下從x1處沿直線運動到x4處，從x1處到x2處，靜電力做正功，從x2處到x4處，靜電力做負功，則電勢能先減小后增大，故D正確。7.(2024·河北卷·7)如圖，真空中有兩個電荷量均為q(q>0)的點電荷，分別固定在正三角形ABC的頂點B、C。M為三角形ABC的中心，沿AM的中垂線對稱放置一根與三角形共面的均勻帶電細桿，電荷量為q2。已知正三角形ABC的邊長為a，M點的電場強度為0，靜電力常量為k。頂點A處的電場強度大小為(A.23kqa2 B.C.kqa2(33+1) D.kqa答案D解析B點和C點的點電荷在M的合電場強度為E=2kq(33a)由M點的電場強度為零，故帶電細桿在M點的電場強度EM=E=3kqa2，方向向下，由對稱性可知帶電細桿在A點的電場強度為EA=EM=3kqa2，方向向上，因此A點合電場強度為E合=EA+2kqa8.(2024·湖南省天壹名校聯(lián)盟大聯(lián)考)如圖所示，半徑為R的兩平行金屬圓環(huán)豎直固定，兩圓環(huán)各帶等量的同種電荷，電荷量為Q且電荷分布均勻，兩圓環(huán)中心連線O1O2與環(huán)面垂直，P、M、N為連線O1O2上的三個位置，且O1P=PM=MN=NO2=R。不計兩圓環(huán)電荷間的相互影響，下列說法正確的是()A.O1、O2兩點電場強度為0B.P、N兩點的電場強度相同C.P、N兩點的電勢不一定相等D.P點的電場強度大小為(25答案D解析因為兩圓環(huán)在各自圓心處的電場強度為0，但彼此在對方圓心處電場強度不為0，則O1、O2兩點電場強度均不為0，故A錯誤；P、N兩點電場強度大小相等但方向不同，故B錯誤；根據(jù)對稱性特點可知P、N兩點是等勢點，故C錯誤；P點的電場強度大小為E=∑kΔQ(2R)2cos45°-∑k9.(多選)(2024·湖北省三模)如圖所示，正方形ABCD的對角線長為2a，在A、C兩點分別放置電荷量為+q的點電荷，P為正方形ABCD外接圓上任意一點，O為外接圓的圓心，靜電力常量為k，下列說法正確的是()A.B、D兩點的電場強度相同B.將負電荷沿直線由B移到D的過程中，靜電力先做正功后做負功C.對角線BD連線上電場強度的最大值為4D.若兩點電荷在P點的電場強度大小分別是E1、E2，則1E1+答案BCD解析B、D兩點的電場強度方向不同，即電場強度不同，故A錯誤；O點到B點的電場強度方向向下，O點到D點的電場強度方向向上，將負電荷沿直線由B移到D的過程中，靜