1、考点一电场能的性质基本概念1静电力做功(1)特点：静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关(2)计算方法WqEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离WABqUAB，适用于任何电场2电势能(1)定义：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功(2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量，即WABEpAEpBEp.(3)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷离场源电荷无穷远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面的电势能规定为零3电势(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值(2)定义式：.(3)矢标性：电势是标量，有正负之分，其
2、正(负)表示该点电势比零电势高(低)(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同思维深化关于静电场，下列说法是否正确(1)电势等于零的物体一定不带电()(2)电场强度为零的点，电势一定为零()(3)同一电场线上的各点，电势一定相等()(4)负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加()1电场强度和电势的理解(2014新课标19)(多选)关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是()A电场强度的方向处处与等电势面垂直B电场强度为零的地方，电势也为零C随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低D任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向答案AD解析电场线与等势面垂直，而
3、电场强度的方向为电场线的方向，故电场强度的方向与等势面垂直，选项A正确；场强为零的地方电势不一定为零，例如等量同种正电荷连线的中点处的场强为零但是电势大于零，选项B错误；场强大小与电场线的疏密程度有关，而沿着电场线的方向电势逐渐降低，故随电场强度的大小逐渐减小，电势不一定降低，选项C错误；任一点的电场强度方向总是和电场线方向一致，而电场线的方向是电势降落最快的方向，选项D正确2电场强度、电势和电势能的判断(2015海南单科7)(多选)如图1所示，两电荷量分别为Q(Q0)和Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b点位于y轴O点上方取无穷远处的电势为零下列说法
4、正确的是()图1Ab点电势为零，电场强度也为零B正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右C将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功D将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点，后者电势能的变化较大答案BC解析因为等量异种电荷在其连线的中垂线上的电场方向为平行于x轴指向负电荷，所以电场方向与中垂线方向垂直，故中垂线为等势线，因为中垂线延伸到无穷远处，所以中垂线的电势为零，故b点的电势为零，但是电场强度不为零，A错误；等量异种电荷连线上，电场方向由正电荷指向负电荷，方向平行于x轴向右，在中点O处电势为零，O点左侧电势为正，右侧电势为负，又知道正电荷在正电势处电势能为正，故B正确
5、；O点的电势低于a点的电势，电场力做负功，所以必须克服电场力做功，C正确；O点和b点的电势相等，所以先后从O、b两点移到a点，电场力做功相等，电势能变化相同，D错误3电场性质综合分析(2015广东理综21)(多选)如图2所示的水平匀强电场中，将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，M、N保持静止，不计重力，则()图2AM的带电荷量比N的大BM带负电荷，N带正电荷C静止时M受到的合力比N的大D移动过程中匀强电场对M做负功答案BD解析带电小球M、N在不计重力条件下平衡，说明M、N两球所受电场力的合力为零，即M、N所在点合场强为零，所以M球在N球处所产生的场强方向向左
6、，大小为E，故M球带负电；同理，N球在M球处产生的场强方向向左，大小为E，故N球带正电，且两球所带电荷量相等所以B、D正确电势高低和电势能大小的判断方法1电势高低的判断判断角度判断方法依据电场线方向沿电场线方向电势逐渐降低依据电场力做功根据UAB，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断A、B的高低依据场源电荷的正负取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低依据电势能的高低正电荷在电势较高处电势能大，负电荷在电势较低处电势能大2.电势能大小的判断判断角度判断方法做功判断法电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大电荷电势法
7、正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大公式法由Epq将q、的大小、正负号一起代入公式，Ep的正值越大，电势能越大；Ep的负值越小，电势能越大能量守恒法在电场中，若只有电场力做功，电荷的动能和电势能相互转化，动能增大，电势能减小，反之，动能减小，电势能增大考点二电场线、等势面与粒子运动轨迹问题1电场线(1)定义：为了形象地描述电场中各点场强的强弱及方向，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱(2)电场线的三个特点：电场线从正电荷或无限远处出发，终止于无限远或负电荷处；电场线在电场中不相交；在同一幅图中，电场强度较大的地方电
8、场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏(3)六种典型电场的电场线(如图3所示)：图32等势面(1)定义：电场中电势相等的各点组成的面(2)四个特点：在同一等势面上移动电荷时电场力不做功电场线一定与等势面垂直，并且从电势高的等势面指向电势低的等势面等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小任意两个等势面都不相交3带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)某点速度方向即为该点轨迹的切线方向；(2)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或电荷的正负；(3)结合轨迹、速度方向与电场力的方向，确定电场力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等思维深化电场线与带电
9、粒子在电场中的运动轨迹一定重合吗？满足什么条件时才重合呢？答案一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合(1)电场线为直线；(2)带电粒子初速度为零，或速度方向与电场线平行；(3)带电粒子仅受电场力或所受其他力的合力方向与电场线平行4.电场线与等势面(2014北京15)如图4所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面下列判断正确的是()图4A1、2两点的场强相等B1、3两点的场强相等C1、2两点的电势相等D2、3两点的电势相等答案D解析本题考查电场线与等势面的特点，根据电场线的疏密程度判断场强大小，电场线越密，场强越强，则E1E2
10、，E1E3，所以选项A、B错；同一等势面上的电势是相等的，选项D正确5电场线与运动轨迹(多选)如图5所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据此图可以作出的正确判断是()图5A带电粒子所带电荷的正、负B带电粒子在a、b两点的受力方向C带电粒子在a、b两点的加速度何处较大D带电粒子在a、b两点的速度何处较大答案BCD解析由电场线的疏密可知，a点的电场强度较大，带电粒子在a点的加速度较大，故C正确；画出初速度方向，结合运动轨迹的偏转方向，可判断带电粒子所受电场力的方向，但由于电场的
11、方向未知，所以不能判断带电粒子的电性，故A错误，B正确；利用初速度方向和电场力方向的关系，可判断电场力对带电粒子由a到b做负功，动能减小，因此vavb，D对6等势面与电场力做功(2015新课标全国15)如图6，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为M、N、P、Q.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等则()图6A直线a位于某一等势面内，MQB直线c位于某一等势面内，MNC若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D若电子由P点运动到Q点，电场力做负功答案B解析电子带负电荷，电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所
12、做的负功相等，有WMNWMP0，而WMNqUMN，WMPqUMP，q0，所以有UMNUMP0，即MNP，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，有MQ，故A错误，B正确；电子由M点到Q点过程中，WMQq(MQ)0，电子由P点到Q点过程中，WPQq(PQ)0，故C、D错误7等势面与运动轨迹(多选)如图7所示，一带电粒子在两个固定的等量正电荷的电场中运动，图中的实线为等势面，虚线ABC为粒子的运动轨迹，其中B点是两点电荷连线的中点，A、C位于同一等势面上下列说法正确的是()图7A该粒子可能带正电B该粒子经过B点时的速度最大C该粒子经过B点时的加速度一定为零D该粒子在B点的电势
13、能小于在A点的电势能答案CD解析从该带电粒子的运动轨迹看，固定电荷对它有吸引力，由固定电荷带正电可知，该粒子一定带负电，故A错误；因为粒子从A运动到B的过程中，只受电场力且电场力先做正功后做负功，由动能定理知，动能先增加后减小，故B点的动能不是最大，则经过B点时的速度不是最大，故B错误；B点是两点电荷连线的中点，合场强为零，故粒子受力为零，则加速度为零，C正确；因为离正电荷越远，电势越低，即AEpB，故D项正确带电粒子在电场中运动的处理方法根据所给的电场线(等势面)，明确电场分布情况，画出等势面(电场线)，再根据电荷电性找到电荷的受力方向、受力大小变化；根据运动轨迹或路径，判断功的正负、动能及
14、电势能的变化解决该类问题应熟练掌握以下规律：(1)带电粒子所受合力(往往仅为电场力)指向轨迹曲线的内侧(2)该点速度方向为轨迹的切线方向(3)电场线或等差等势面密集的地方场强大(4)电场线垂直于等势面(5)顺着电场线电势降低最快(6)电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大考点三静电场中图象问题1vt图象：根据vt图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场强度的方向、电势的高低及电势能的变化2x图象：(1)电场强度的大小等于x图线的斜率大小，电场强度为零处，x图线存在极值，其切线的斜率为零(2)在x图象中可以直接判断各
15、点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向(3)在x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用WABqUAB，进而分析WAB的正负，然后作出判断3Ex图象：(1)反映了电场强度随位移变化的规律(2)E0表示场强沿x轴正方向；E0表示场强沿x轴负方向(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据电场方向判定思维深化在电势能Ep与位移x的图象中，与x轴的交点和图象斜率分别表示什么？答案与x轴的交点是电势为零的点，图象斜率反映静电力的大小，也间接反映了电场强度E的大小8对vt图象的理解(2014海南9)(多选)如图8甲，直线MN表示某电场中一条电场线，
16、a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的vt图象如图乙所示，设a、b两点的电势分别为a、b，场强大小分别为Ea、Eb，粒子在a、b两点的电势能分别为Wa、Wb，不计重力，则有()图8Aab BEaEbCEaWb答案BD解析电场线为直线，带负电的粒子仅在电场力的作用下由静止释放，那么一定沿着电场力的方向运动，故电场强度的方向向左，b点的电势高，选项A错误；由vt图象的斜率表示粒子运动的加速度可知粒子运动的加速度越来越小，故b点的场强小，EaEb，选项B正确，C错误；电场力做正功，电势能减小，选项D正确9对Ex图象的理解(2014上海19)(多选)静电场在
17、x轴上的场强E随x的变化关系如图9所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷()图9A在x2和x4处电势能相等B由x1运动到x3的过程中电势能增大C由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小D由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大答案BC解析由题图可知，将正电荷沿x轴正向移动，从x2移动到x4的过程电场力做功不为零，两点处的电势能不相等，选项A错误；从x1运动到x3的过程电场力沿x轴负方向，电场力做负功，电势能增大，选项B正确；从x1运动到x4的过程场强先增大后减小，所以电场力先增大后减小，选项C正确，D错误10对x图象的理解两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上
18、的O、M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图10所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是()图10Aq1、q2为等量异种电荷BN、C两点间场强方向沿x轴负方向CN、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大D将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增大后减小答案C解析根据q1左侧和q2右侧电势随距离增大而降低可判断两者均为正电荷，A错N、C间的电场方向沿x轴正方向，C点场强为0，B错根据ND段图线的斜率大小先减小后增大可知，场强先减小到零后反向增大，C正确；正电荷从N移到D，由Epq知，电势能先减小后增大，D错11对Epx图象的理解(2014安徽17)一带电粒子在电场中仅受
19、静电力作用，做初速度为零的直线运动取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep与位移x的关系如图11所示，下列图象中合理的是()图11答案D解析带电粒子在电场中运动时，其电势能的变化规律是非线性的由Epx图象知，带电粒子的电势能不是均匀变化的，静电力不能为恒力，故选项A错误；带电粒子仅受静电力作用，故电势能和动能相互转化，电势能的减少量等于动能的增加量，即动能增加得越来越慢，故选项B错误；由于静电力不是恒力，加速度a应该越来越小，故选项C错误，选项D正确电场中图象问题的处理方法解决图象问题时首先根据图象的意义，写出有关的数学表达式，其次需要巧妙地利用图象的截距、斜率、极值点、变化趋势、面积
20、等信息分析处理物理问题考点四电场中的功能关系1电场力做功的特点：电场力对某电荷做的功与路径无关，只与初、末位置的电势差有关2对电场力做功的理解可类比重力做功电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加3电场力做功的计算方法(1)由公式WFlcos 计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为：WqElcos .(2)由WqU来计算，此公式适用于任何形式的静电场(3)由动能定理来计算：W电场力W其他力Ek.(4)由电势能的变化来计算：WABEpAEpB.4功能关系(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变；(3)除重力外，其
21、他各力对物体所做的功等于物体机械能的变化(4)所有力对物体所做功的代数和，等于物体动能的变化思维深化利用WqU计算电场力做功时，正负号如何处理？答案利用WqU计算电场力做功时，可将q、U的正负号一起代入，计算出的W也有正负之分，能表示电场力做正、负功；也可以只代q、U的绝对值，然后根据电场力的方向和电荷移动方向判断功的正负12功能关系的理解如图12所示，一带电小球沿与CD平行方向，射入倾角为的光滑斜面上，斜面所在区域存在和AD平行的匀强电场，小球运动轨迹如图中虚线所示，则()图12A若小球带正电荷，则电场方向一定沿斜面向下B小球从M点运动到N点电势能一定增加C小球从M点运动到N点动能一定增加D
22、小球从M点运动到N点机械能一定增加答案C解析若小球带正电荷，重力沿斜面向下的分力大于电场力时，电场力的方向可以沿斜面向上，也可以沿斜面向下，所以A错误；当电场力沿斜面向上时，则电场力做负功，电势能增加，当电场力沿斜面向下时，电场力做正功，电势能减小，故B错误；由于合力沿斜面向下，故合力一定做正功，根据动能定理可知，动能一定增加，故C正确；若电场力沿斜面向上，电场力做负功，机械能减小，故D错误13功能关系的应用一个质量为m的带电小球，在竖直方向的匀强电场中水平抛出，不计空气阻力，测得小球的加速度大小为，方向向下，其中g为重力加速度则在小球下落h高度的过程中，下列说法正确的是()A小球的动能增加m
23、ghB小球的电势能减小mghC小球的重力势能减少mghD小球的机械能减少mgh答案D解析由牛顿第二定律得知，小球所受的合力F合mamg，方向向下，根据动能定理知，小球的动能增加EkF合hmgh，故A错误；由牛顿第二定律得：mgFmg，解得电场力Fmg，且方向竖直向上，则电场力做功W电Fhmgh，故小球的电势能增加mgh，故B错误；小球在竖直方向上下降h高度时重力做正功mgh，因此，小球的重力势能减少mgh，故C错误；由上面可知，小球的电势能增加mgh，根据能量守恒知，小球的机械能减少mgh，故D正确14功能关系的应用如图13所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m、电荷量为q的物块从A点
24、由静止开始下落，加速度为g，下落高度H到B点后与一轻弹簧接触，又下落h后到达最低点C，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则带电物块在由A点运动到C点过程中，下列说法正确的是()图13A该匀强电场的电场强度为B带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为C带电物块电势能的增加量为mg(Hh)D弹簧的弹性势能的增加量为答案D解析带电物块由静止开始下落时的加速度为g，根据牛顿第二定律得：mgqEma，解得：E，故A错误；从A到C的过程中，除重力和弹簧弹力以外，只有电场力做功，电场力做功为：WqE(Hh)，可知机械能减少量为，故B错误；从A到C过程中，电场力做功为，则电势能增加
25、量为，故C错误；根据动能定理得：mg(Hh)W弹00，解得弹力做功为：W弹，即弹簧弹性势能增加量为，故D正确15用动能定理分析带电粒子运动(2015新课标全国24)如图14，一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30.不计重力求A、B两点间的电势差图14答案解析设带电粒子在B点的速度大小为vB.粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即vBsin 30v0sin 60由此得vBv0设A、B两点间的电势差为UAB，由动能定理有qUABm(vv)联立式得UAB
26、.1.(2014重庆3)如图15所示为某示波管的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线两电子分别从a、b两点运动到c点，设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb，a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb，则()图15AWaWb，EaEb BWaWb，EaEbCWaWb，EaEb DWaWb，EaEb，A正确2(2015江苏单科8)(多选)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图16所示c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则()图16Aa点的电场强度比b点的大Ba点的电势比b点的高Cc点的电场强度比d点的大Dc点的电势比d点的低答案ACD解析由题图知，
27、a点处的电场线比b点处的电场线密集，c点处电场线比d点处电场线密集，所以A、C正确；过a点画等势线，与b点所在电场线的交点与b点位置比较知b点的电势高于a点的电势，故B错误；同理分析可得d点电势高于c点电势，故D正确3.(2014山东19)如图17所示，半径为R的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔A.已知壳内的场强处处为零；壳外空间的电场，与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样一带正电的试探电荷(不计重力)从球心以初动能Ek0沿OA方向射出下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r的关系图线，可能正确的是()图17答案A解析当试探电荷在球壳内部运动时，不受静电力作用，做匀速直线运
28、动，故动能Ek不变当试探电荷在球壳外部运动时，根据库仑定律，试探电荷受到的库仑斥力越来越小，故试探电荷做加速度减小的加速运动，试探电荷的动能越来越大，但增大得越来越慢选项A正确，选项B、C、D错误4(多选)如图18甲所示，有一绝缘圆环，圆环上均匀分布着正电荷，圆环平面与竖直平面重合一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环，细杆上套有一个质量为m10 g的带正电的小球，小球所带电荷量q5.0104 C小球从C点由静止释放，其沿细杆由C经B向A运动的vt图象如图乙所示小球运动到B点时，速度图象的切线斜率最大(图中标出了该切线)则下列说法正确的是()图18A在O点右侧杆上，B点场强最大，场强大小为E1
29、.2 V/mB由C到A的过程中，小球的电势能先减小后增大C由C到A电势逐渐降低DC、B两点间的电势差UCB0.9 V答案ACD解析由题图乙可知，小球在B点的加速度最大，故受力最大，加速度由电场力提供，故B点的电场强度最大，a，解得E1.2 V/m，选项A正确；从C到A，电场力一直做正功，故电势能一直减小，选项B错误，C正确；由C到B，电场力做功为Wmv0，C、B间电势差为UCB0.9 V，选项D正确5(2015四川理综6)(多选)如图19所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经
30、过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零则小球a()图19A从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B从N到P的过程中，速率先增大后减小C从N到Q的过程中，电势能一直增加D从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量答案BC解析小球a从N点静止释放，过P点后到Q点速度为零，整个运动过程只有重力和库仑力做功，库仑力方向与小球a速度方向夹角一直大于90，所以库仑力整个过程做负功小球a从N到Q的过程中，库仑力增大，库仑力与重力的夹角减小，所以它们的合力一直增大，故A错误；小球a受力如图所示，在靠近N点的位置，合力与速度夹角小于90，在P点合力与速度夹角大于90，所以小球a从N到P的过程中，速
31、率应先增大后减小，故B正确；从N到Q的过程中，库仑力一直做负功，所以电势能一直增加，故C正确；根据能量守恒可知，P到Q的过程中，动能的减少量等于重力势能和电势能的增加量之和，故D错误练出高分基础巩固1.两异种点电荷电场中的部分等势面如图1所示，已知A点电势高于B点电势若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别为qa和qb，则()图1Aa处为正电荷，qaqbCa处为负电荷，qaqb答案B解析等差等势面密的区域电场强度大由于AB，沿电场线方向电势降低，故a处为正电荷，且a点附近等势面密，则电场强度大，所以qaqb，选B.2如图2所示是真空中两个带等量异种电荷的点电荷A、B周围的电场分布情况图中O点为两点
32、电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，OMON.下列说法中正确的是()图2A同一电荷在O、M、N三点受到的电场力相同B同一电荷在O、M、N三点的电势能相同CO、M、N三点的电场强度大小关系是EMENEOD把另一自由电荷从M点由静止释放，将沿MON做往复运动答案B解析等量异种点电荷连线的中垂线为一等势面，故O、M、N三点的电势相等，同一电荷在O、M、N三点的电势能相同，选项B正确O、M、N三点的电场强度方向相同，但大小不同，O点场强最大，EMENEO，同一电荷在三点受到的电场力不同，把另一自由电荷从M点由静止释放，由于受到水平方向的电场力作用，不会沿MON做往复运动，故选项A、C、D错误3
33、空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图3所示，下列说法正确的是()图3AO点的电势最低Bx1和x3两点的电势相等Cx2和x2两点的电势相等Dx2的电势最高答案C解析在坐标原点O右侧，沿x轴正方向，电场强度先变大后变小，电势一直降低，故O点电势不是最低；x1和x3两点的电势不相等，故A、B错误；电场关于坐标原点O对称分布，则x2和x2两点的电势相等，C正确4(2013江苏单科6)(多选)将一电荷量为Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图4所示，金属球表面的电势处处相等a、b为电场中的两点，则()图4Aa点的电场强度比b点的大Ba点的电势比b点的高C检验电荷q
34、在a点的电势能比在b点的大D将检验电荷q从a点移到b点的过程中，电场力做负功答案ABD解析电场线的疏密程度表示场强的大小，A正确；沿电场线方向电势降低，B正确；负电荷在电势越高的位置电势能越小，C错误；因负电荷从a点移到b点的过程中电势能增大，由功能关系知电场力必做负功，D正确5(多选)两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图5所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，不计重力，则()图5AA、N点的电场强度大小为零B将一正点电荷静放在x轴负半轴，它将一直做加速运动CN、C间场强方向沿x轴正方向D将一负点电荷从N点移动到D点
35、，电场力先做正功后做负功答案BD解析x图象的斜率表示电场强度E，题中图线在A、N两点处的斜率都不等于0，则知A、N两点的场强均不为零，选项A错误；根据题中图象，结合矢量的叠加可知，x轴负半轴的电场强度方向指向x轴的负方向，所以若将一正点电荷放在x轴负半轴，则电场力指向x轴负方向，因此电场力与速度方向相同，导致一直做加速运动，选项B正确；由题图可知，从N到C电势升高，根据顺着电场线方向电势降低可知，N、C间电场强度方向沿x轴负方向，选项C错误；ND段中，电势先升高后降低，所以场强方向先沿x轴负方向，后沿x轴正方向，将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功，选项D正确综合应用6.某空间区
36、域有竖直方向的电场(图中只画出了一条电场线)，一个质量为m、电荷量为q的带正电的小球，在电场中从A点由静止开始沿电场线竖直向下运动，不计一切阻力，运动过程中小球的机械能E与小球位移x的关系图象如图6所示，由此可以判断()图6A小球所处的电场为非匀强电场，且场强不断减小，场强方向向下B小球所处的电场为匀强电场，场强方向向下C小球可能先做加速运动，后做匀速运动D小球一定做加速运动，且加速度不断增大答案D解析小球的机械能先减小，后保持不变，故电场力先做负功，后不做功，故电场强度方向向上，再根据机械能的变化关系可知，电场力做功越来越小，故电场强度不断减小，故A、B错误；根据牛顿第二定律可知，小球受重力
37、与电场力，且电场力越来越小，故加速度越来越大，故C错误，D正确7.(2014新课标21)(多选)如图7所示，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，M30.M、N、P、F四点处的电势分别用M、N、P、F表示已知MN，PF；点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则()图7A点电荷Q一定在MP的连线上B连接PF的线段一定在同一等势面上C将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功DP大于M答案AD解析电场是由正点电荷产生的，所以电场线由正点电荷指向无穷远处，并且跟点电荷距离相等的点，电势相等，场强大小相等由于MN，PF，所以点电荷Q到M和N的距离相等
38、，到P和F的距离相等，即过F作MN的中垂线，然后作FP的中垂线，两中垂线的交点为点电荷Q所在的位置，由几何知识得Q在MP上，如图所示，故选项A正确；点电荷形成的电场中等势面是球面，故选项B错误；正试探电荷与Q同号，所以受斥力作用，故将其从P点搬运到N点时，电场力做正功，故选项C错误；由几何关系知点电荷Q距M的距离大，距P的距离小，所以MP，故选项D正确8(多选)如图8所示，斜面粗糙绝缘，A点处固定一点电荷甲，将一带电小物块乙从斜面上B点处由静止释放，乙沿斜面运动到C点时静止则()图8A乙在B点的电势能一定大于在C点的电势能B甲、乙有可能带异种电荷C从B到C的过程中，乙可能做匀减速运动D从B到C
39、的过程中，乙的机械能的损失量一定小于克服摩擦力做的功答案AD解析乙沿斜面下滑时，甲、乙之间的距离增大，而电荷量都不变，根据库仑定律可知乙所受到的库仑力逐渐减小若两者是异种电荷，乙下滑的加速度将增大，速度不断增大，不可能到C处静止，所以得知甲、乙一定带同种电荷，电场力对乙做正功，电势能减小，则乙在B点的电势能一定大于在C点的电势能，故A正确，B错误；由于乙所受的库仑力不断减小，合外力在变化，所以乙不可能做匀减速运动，故C错误；从B到C的过程中，库仑力对乙做正功，摩擦力做负功，重力做正功，根据功能关系可知：乙的机械能的损失量与系统电势能的损失量之和等于克服摩擦力做的功，则乙的机械能的损失量一定小于
40、克服摩擦力做的功，故D正确9.如图9所示，一电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C相距为L，B为AC中点现将一带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度正好又为零，已知带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为k，求：图9(1)小球运动到B点时的加速度大小(2)B和A两点间的电势差(用Q和L表示)答案(1)(2)解析(1)设带电小球所带电荷量为q，带电小球在A点时，mgsin 30kmaA带电小球在B点时，mgsin 30maB且aA，可解得aB(2)带电小球由A点运动到B点应用动能定理，得mgsin 30
41、qUBA0由mgsin 30kmaAm可得mgk，可求得UBA10.如图10所示，在O点放置一个正电荷，在过O点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q.小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点，O、C在同一水平线上，BOC30，A距离OC的竖直高度为h.若小球通过B点的速度为v，试求：图10(1)小球通过C点的速度大小；(2)小球由A运动到C的过程中电势能的增加量答案(1)(2)mghmv2mgR解析(1)因B、C两点电势相等，小球由B到C只有重力做功，由动能定理得：mgRsin 30mvmv2得：vC.(2)小球由A运动到C应用动能定理得：WACmghmv0得WACmvmghmv2mgRmgh.由电势能变化与电场力做功的关系得：EpWACmghmv2mgR.
