1、第2讲 电场能的性质A组基础题组一、单项选择题1(2021广东广州高三月考)关于静电场，下列说法正确的是()A电势等于零的物体一定不带电B电场强度为零的点，电势一定为零C同一电场线上的各点，电势一定相等D负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加解析：电势等于零的点是人为选择的，电势等于零的物体可能带电，故A错误；电势等于零的点是人为选择的，而电场强度是由电场本身决定的，电场强度为零的点，电势不一定为零，故B错误；沿电场线的方向，电势降低，所以同一电场线上的各点，电势一定不相等，故C错误；负电荷沿电场线方向移动时，电场力的方向与运动的方向相反，电场力做负功，电荷电势能增大，故D正确。答案：D2在
2、静电场中，将一电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则()Ab点的电场强度一定比a点大Bb点的电势一定比a点高C电场线方向一定从b指向aD该电荷电势能一定增大解析：仅知电荷从a点移到b点，电场力做负功，无法判断a、b两点电场强度大小，若是匀强电场，a、b两点电场强度可能相等，选项A错误；电荷从a点移到b点，电场力做负功，电势能一定增加，但不知电荷的电性，所以无法判断哪点的电势高，选项D正确，B错误；通过电场力做功无法判断电场线方向，电荷运动时可能沿电场线或者逆着电场线方向，也可能与电场线有一定夹角等，所以电场线方向不一定从b指向a，选项C错误。答案：D3如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电
3、荷的小球(不计重力)。开始时，两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E，在静电力作用下，小球绕轻杆中点O转到水平位置。取O点的电势为0。下列说法正确的是()A电场E中A点电势高于B点B转动中两小球的电势能始终相等C该过程静电力对两小球均做负功D该过程两小球的总电势能增加解析：沿着电场线方向，电势降低，A错误；由于O点的电势为0，根据匀强电场的对称性AB又qAqB，Epq，所以EpAEpB，B正确；A、B位置的小球受到的静电力分别水平向右、水平向左，绝缘轻杆顺时针旋转，静电力对两小球均做正功，两小球的总电势能减少，C、D错误。答案：B4(2021湖北重点中学联考)如图所示，水平面内有A、B
4、、C、D、E、F六个点，它们均匀分布在半径为R2 cm的同一圆周上，空间有一方向与圆平面平行的匀强电场。已知A、C、E三点的电势分别为A(2) V、C2 V、E(2)V，下列判断正确的是()A电场强度的方向由A指向DB电场强度的大小为1 V/mC该圆周上的点电势最高为4 VD将电子从D点沿DEF移到F点，静电力做正功解析：在匀强电场中AE连线的中点G的电势G(AE)2 VC，所以直线COGF为等势线，在匀强电场中等势线相互平行，电场线与等势线相互垂直，且由电势高的等势线指向电势低的等势线，可知直线AB、直线DE分别为等势线，直线DB、直线EA分别为电场线，可知电场强度的方向由E指向A(或由D指
5、向B)，故A错误；E、A两点间的电势差UEAEA2 V，沿电场方向的距离dR m，电场强度E100 V/m，故B错误；过圆心O作EA的平行线，与圆的交点H处电势最高，UHOER2 V，由UHOHO可得：最高电势HUHOO4 V，故C正确；将电子从D点移到F点，电势降低，电子带负电，电势能增加，静电力做负功，故D错误。答案：C5.(2021适应性测试广东卷)如图所示，在某静电除尘器产生的电场中，带等量负电荷的两颗微粒只受电场力作用，分别从p点沿虚线pm、pn运动，被吸附到金属圆筒上。下列说法正确的是()Ap点的电势高于n点的电势B微粒在p点的电势能小于在m点的电势能C微粒从p到n的动能变化量大于
6、从p到m的动能变化量D微粒从p到n的电势能变化量等于从p到m的电势能变化量解析：沿着电场线方向电势逐渐降低，则有np，故A错误；负电荷从p运动到m，电场力做正功，电势能减小，有EppEpm，故B错误；两微粒均只受电场力作用，由动能定理有qUEk因初、末电势差相同，电荷量q相等，则电场力做的正功相等，电势能减小量相等，两微粒的动能变化量相等，故C错误，D正确。答案：D二、多项选择题6.(2021江苏扬州高三调研)空间存在平行于x轴方向的静电场，其电势随x的分布如图所示，一质量为m、电荷量为q的带电的粒子从坐标原点O由静止开始，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，则下列说法正确的是()A该粒子带正电
7、荷B空间存在的静电场场强E是沿x轴正方向均匀减小的C该粒子从原点O运动到x0过程中电势能是增大的D该粒子运动在x0点的速度是 解析：沿x轴正方向电势减小，所以电场线方向沿x轴正方向，电荷量为q的带电粒子从坐标原点O，由静止开始，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，所以该粒子受到的电场力方向沿x轴正方向，所以该粒子带正电荷，故A正确；由图象的斜率E，从x图象可知，斜率不变，所以空间存在静电场的电场强度E是匀强电场，故B错误；粒子从坐标原点O由静止开始，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，电场力做正功，该粒子从原点O运动到x0过程中电势能是减小的，故C错误；根据动能定理可得q00mv2，所以该粒子运动
8、在x0点的速度是v，故D正确。答案：AD7如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即UabUbc，实线为一带正电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知()A三个等势面中，a的电势最高B带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大C带电质点通过P点时的动能比通过Q点时的大D带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时的大解析：电荷所受电场力指向轨迹内侧。由于质点带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故a等势面的电势最高，c的电势最低，A正确；根据Epq，质点在P点的电势能大于在Q点的电势能，B正确；若质点从P
9、向Q运动，则从P到Q的过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故质点在P点的动能小于在Q点的动能，C错误；根据电场线的疏密来确定电场强度的强弱，P点等差等势面密集，电场线密集，可知质点在P点时受到的电场力比通过Q点时大，那么质点在P点时的加速度比通过Q点时的大，D正确。答案：ABD8(2021四川成都高新区诊测)一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以初速度v0做直线运动，其vt图象如图所示。粒子在t0时刻运动到B点，3t0时刻运动到C点，以下判断正确的是()AA、B、C三点的电势关系无法比较BA、B、C三点的场强大小关系为ECEBEAC粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少D粒子从A
10、点经B点运动到C点，电场力先做正功后做负功解析：由于不知粒子的电性，无法确定电场强度的方向，因此无法比较电势的高低，A正确；由vt图象的斜率表示加速度可知，粒子在B点的加速度最大，根据牛顿第二定律，可得B点的场强EB最大，B错误；由图象可知，粒子从A点经B点运动到C点的过程中速度先减小后增大，所以动能先减小后增大，粒子只在电场力作用下运动，由动能定理可知电场力先做负功，后做正功，根据功能关系可知，电势能先增加后减少，C正确，D错误。答案：ACB组能力题组9(多选)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是
11、()A电场强度的大小为2.5 V/cmB坐标原点处的电势为1 VC电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV解析：如图所示，由匀强电场中两平行线距离相等的两点间电势差相等知，Oa间电势差与bc间电势差相等，故O点电势为1 V，选项B正确；则在x轴上，每0.5 cm长度对应电势差为1 V,10 V对应的等势线与x轴交点e坐标为(4.5,0)，aOe中，OeOa4.5634，由几何知识得：Od长度为3.6 cm，代入公式E得，E2.5 V/cm，选项A正确；电子带负电，电势越高，电势能越小，电子在a点的电势能比在b点的高7 eV，选项C错误；电子从b点运动到
12、c点，电场力做功WeUbc9 eV，选项D正确。答案：ABD10(多选)在绝缘光滑的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定正电荷QA、QB，两电荷的位置坐标如图甲所示。若在A、B间不同位置放置一个电荷量为q的带电滑块C(可视为质点)，滑块的电势能随x变化关系如图乙所示，图中x L点为图线的最低点。现让滑块从x2L处由静止释放，下列有关说法正确的是()A小球在xL处的速度最大B小球一定可以到达x2L点处Cx0和x2L处场强大小相等D固定在A、B处电荷的电荷量之比为QAQB41解析：滑块C受重力、支持力和电场力，其重力和支持力在竖直方向相抵消，滑块C受的合外力为电场力，再由电荷在电场中电场力做正功
13、，电荷的电势能减小，动能增加，由图可知在xL处电势能最小，则滑块在xL处的动能最大，A正确；由图可知，x2L处的电势能大于x2L处的电势能，又因滑块由静止释放，滑块不能到达x2L处，B错误；电荷在xL处电势能最小，即正电荷QA、QB在xL处的电场强度等大反向，即xL的电场强度为零，有，解得QAQB41，所以x0和x2L处场强大小分别为E0 ，E2L，C错误，D正确。答案：AD11如图所示，带电荷量为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点时速度恰好为零。
14、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：(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)。解析：(1)带电小球在A点时：mgsin 30kmaA，带电小球在B点时：mgsin 30maB，且aA，由以上各式联立解得aB。(2)由A点到B点应用动能定理得mgsin 30UBAq0，由mgsin 30kmaAm可得mgk，解得UBA。答案：(1)(2)12.如图所示，在距足够长的光滑绝缘水平直轨道上方h高度的P点处固定电荷量为Q的点电荷，一质量为m、带电荷量为q的物块(可视为质点)，从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v。已知点电荷产生的电场在A点的电势为(取无穷远处的电势为零)，PA连线与水平轨道的夹角为60，试求：(1)物块在A点时受到轨道的支持力大小；(2)点电荷Q产生的电场在B点的电势。解析：(1)物块在A点受到点电荷的库仑力F，由几何关系可知P、A间距离r，设物块在A点时受到轨道的支持力大小为FN，在竖直方向由平衡条件有FNmgFsin 600，解得FNmg。(2)设点电荷产生的电场在B点的电势为B，由动能定理有q(B)mv2mv02，解得B。答案：(1)mg(2)
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