1、第68练电场能的性质（时间30分钟）思维方法1电势能、电势、电势差、电场力的功及电荷量是标量，但都有正负，涉及它们的计算要注意正负号问题2电势能、电势都具有相对性，与零电势点的选取有关；电势差与零电势点的选取无关3电场力做功与路径无关选择题1(多选)2020海南卷空间存在如图所示的静电场，a、b、c、d为电场中的四个点，则()Aa点的场强比b点的大Bd点的电势比c点的低C质子在d点的电势能比在c点的小D将电子从a点移动到b点，电场力做正功2真空中某点电荷的等势面示意如图，图中相邻等势面间电势差相等下列说法正确的是()A该点电荷一定为正电荷BP点的场强一定比Q点的场强大CP点电势一定比Q点电势低
2、D正检验电荷在P点比在Q点的电势能大3如图，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点在O与Q之间的x轴上，b点在y轴上取无穷远处的电势为零下列说法正确的是()A.O点电势为零，电场强度也为零Ba点的电场强度一定大于b点的电场强度C将负的试探电荷从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42022江苏苏州统考将一原来不带电的金属小球N放在一带电小球M的旁边，它们在周围空间产生电场，其电场线分布如图所示则下列说法正确的是()A同一带电粒子在A点受到的电场力小于在B点受到的电场力B一带正电的粒子从A点由静止释放，
3、仅在电场力作用下，一定沿电场线运动到B点C一带负电的粒子在A点的电势能小于在B点的电势能D小球N左端带负电、右端带正电，所以它左端的电势一定低于右端的电势5(多选)电荷量大小相等的四个点电荷分别固定于正方形的四个顶点，O点是正方形的中心，电场线分布如图所示，取无限远处电势为零下列说法正确的是()A正方形右下角点电荷带正电BM、N、P三点中N点场强最小CM、N、P三点中M点电势最高D负电荷在P点的电势能比在O点的电势能小62022湖南适应性考试如图，两个带等量正电的点电荷，分别固定在绝缘水平桌面上的A、B两点，一绝缘圆形细管水平固定在桌面上A、B两点间，且圆形细管的圆心O位于A、B连线的中点，细
4、管与A、B连线及中垂线的交点分别为C、E、D、F.一个带负电的小球在细管中按顺时针方向做完整的圆周运动，不计一切摩擦下列说法正确的是()A小球从C运动到D的过程中，速度先减小后增大B在两个带正电的点电荷产生的电场中，C点的电势比F点的电势低C小球在C、E两点的速度大小相等，有相同的电势能D小球在D、F两点所受的电场力相同7.电场中有A、B两点，一个点电荷在A点的电势能为1.2108 J，在B点的电势能为0.80108 J已知A、B两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量的绝对值为1.0109 C，那么()A该电荷为负电荷B该电荷为正电荷CA、B两点的电势差UAB4.0 VD把电荷从A移
5、到B，静电力做功为W2.51010 J8如图所示的匀强电场场强为1.0103 N/C，abdc为矩形，ab边平行于电场线，acbd3 cm，abcd4 cm.则下述计算结果正确的是()Aad之间的电势差为50 VBac之间的电势差为30 VC将q51013 C的点电荷沿矩形路径abdc从a移动到c，电场力做功为1.51011 JD将q51013 C的点电荷沿abd或acd从a移动到d，电场力做功都是2.01011 J9.已知一个无限大的接地金属板与一个点电荷之间的空间电场分布和两个等量异种点电荷之间的电场分布类似，即金属板表面各处的电场强度方向与板面垂直如图所示，MN为很大的不带电的金属平板，
6、且与大地连接现将一个电荷量为Q的正点电荷置于板的右侧，图中a、b、c、d是以正点电荷Q为圆心的圆上的四个点，四点的连线构成一内接正方形，其中a、b连线与金属板垂直则下列说法正确的是()Aa点的电场强度与d点的电场强度相同Ba、b两点间的电势差等于d、c两点间的电势差C将一正试探电荷沿直线ab从a点移到b点的过程中，试探电荷的电势能逐渐减小D.将一正试探电荷沿圆弧ad从a点移到d点的过程中，试探电荷的电势能始终保持不变10(多选)真空中存在两个点电荷q1和q2，电场线的分布如图所示图中P、Q两点关于点电荷q1水平对称，一个带电粒子仅在电场力作用下沿虚线轨迹从M移动至N，则以下选项正确的有()Aq
7、10，且|q1|q2|BQ点的电场强度大于P点的电场强度CQ点的电势高于P点的电势D此带电粒子带负电，它的电势能先增大后减小11(多选)2022河北联考如图所示，a、b、c、d是以O点为圆心的圆弧上的四个点，该圆的半径R5 m.a、b、c、d在xOy坐标系的x轴和y轴上，匀强电场的方向与x轴正方向成53角，已知O点的电势为零，a点的电势为4 V，则下列说法正确的是()A匀强电场的场强E1 V/mBb点电势为2.5 VC将一个带电荷量为1 C的试探电荷从b点移到d点，电场力做功为6 JD将一个带电荷量为1 C的试探电荷从a点移到c点，试探电荷的电势能减少8 J12(多选)电场种子处理技术是以电场
8、效应催动种子发育的农业增产新技术如图所示，在电场种子处理机内部有一等边三角形OPC，O点位于坐标原点，OC与x轴重合，P点坐标为(2 cm，2 cm)，A、B分别为OP、PC的中点坐标系处于匀强电场中，且电场方向与坐标平面平行，已知O点电势为6 V，A点电势为3 V，B点电势为0，则下列说法正确的是()AC点电势为3 VBC点电势为0C该匀强电场的电场强度大小为100 V/mD该匀强电场的电场强度大小为100 V/m13如图所示，匀强电场中扇形OAB的圆心角AOB120，半径OA为2 m，C点为AB弧的中点，已知电场线平行于扇形所在的平面，一个电荷量为1107 C的正点电荷q1由O点移到无穷远
9、处(电势为0)克服电场力做功为5107 J，若将电荷量为2107 C的负点电荷q2从O点移到A点电势能增加4107J，将此负电荷沿圆弧从A点移到C点电场力做功8107 J，则()A电场强度大小为2 V/mBO点电势为5 VCA点的电势高于O点电势D电荷q2在B点的电势能为2107 J 第68练电场能的性质1答案：AD解析：a点的电场线比b点的电场线更密，根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小，可知a点的场强比b点的场强大，故A正确；沿电场线方向电势逐渐降低，故a点的电势低于b点的电势，而负电荷在电势越低的点电势能越大，故电子在a点的电势能高于在b点的电势能，所以将电子从a点移动到b点，电势能减
10、小，电场力做正功，故D正确；根据沿着电场线方向电势不断降低，可知d点的电势比c点的电势高，故B错误；根据正电荷在电势越高的点电势能越大，可知质子在d点的电势能比在c点的电势能大，故C错误2答案：B解析：该点电荷可能为负电荷，故选项A错误；由于P点周围等势面比Q点周围等势面密，故P点周围的电场线比Q点周围的电场线密，故P点的场强一定比Q点的场强大，故选项B正确；由于该点电荷正负未知，故无法判断P、Q两点电势的相对高低，也无法判断正检验电荷在P、Q两点电势能的相对大小，选项C、D错误3答案：B解析：等量异种点电荷连线的中垂面是延伸至无穷远的等势面，故O点电势为零，但场强不为零，A项错误；O点是连线
11、上场强最小的点，是连线的中垂面上场强最大的点，故a点场强大于b点场强，B项正确；负电荷受力方向与场强方向相反，从O点到a点，电场力做正功，C项错误；O、b两点在同一等势面上，故试探电荷从这两点移到a点，电场力做功一样多，电势能的变化一样大，D项错误4答案：C解析：沿着电场线方向电势逐渐降低，则AB，又负电荷在电势高的地方电势能小，故C正确；电场线的疏密程度表示电场强度的大小，由图可看出A点的电场强度大于B点的电场强度，所以同一带电粒子在A点受到的电场力大于在B点受到的电场力，故A错误；一带正电的粒子从A点由静止释放，仅在电场力作用下，不可能沿着弯曲的电场线运动到B点，故B错误；小球N处于静电平
12、衡状态，是个等势体，所以它左端的电势等于右端的电势，故D错误5答案：AC解析：根据电场线从正电荷出发到负电荷（无限远处）终止，可知正方形左上角点电荷带正电，右上角点电荷带负电，右下角点电荷带正电，左下角点电荷带负电，选项A正确；根据电场线的疏密表示电场强度的大小，可知M、N、P三点中M点场强最小，选项B错误；根据电场线与等势线垂直和对称性可知，O点电势为零，M点电势为零，N、P两点更接近负电荷，电势为负，所以M、N、P三点中M点电势最高，负电荷在电势高的位置电势能较小，又P点比O点电势低，所以负电荷在P点的电势能比在O点的电势能大，选项C正确，D错误6答案：C解析：根据两个带等量正电的点电荷的
13、电场特征，可知带负电的小球从C到D的过程中（不含C、D两点）电场力的方向一直与速度方向成钝角，电场力一直做负功，速度一直减小，选项A错误在两个带正电的点电荷产生的电场中，越靠近正点电荷，电势越高，所以C点的电势比F点的电势高，选项B错误根据两个带等量正电的点电荷的电场特征和对称性可知，C、E两点的电势相等，电场强度的大小相等、方向相反；带负电的小球在细管中按顺时针方向做完整的圆周运动，只有电场力做功，带电小球的电势能与动能之和保持不变，所以小球在C、E两点有相同的电势能且动能相等，速度大小相等，选项C正确由两个带等量正电的点电荷的电场特征和对称性可知，D、F两点的电场强度大小相等、方向相反，所
14、以小球在D、F两点所受的电场力的大小相等、方向相反，选项D错误7答案：A解析：电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，从A到B静电力做正功，所以该电荷一定为负电荷，故选项A正确，选项B错误；静电力做功WABEpAEpB1.2108J0.80108J0.40108 J，选项D错误；由UAB得UABV4.0 V，所以选项C错误8答案：D解析：本题考查电势差、电场力做功的计算a、d之间的电势差为UadE1.01030.04 V40 V，选项A错误；a、c在同一等势面上，则ac之间的电势差为0，将q51013 C的点电荷沿矩形路径abdc从a移动到c，电场力做功为0，选项B、C错误；因为ad之间的电势差
15、为40 V，则将q51013 C的点电荷沿abd或acd从a移动到d，电场力做功都是WUadq4051013 J2.01011 J，选项D正确9答案：B解析：由题意以及两个等量异种点电荷电场线的分布特点可知，a点与d点的电场强度大小相等，但方向不同，A错误；由对称性可知，a、b两点间的电势差等于d、c两点间的电势差，B正确；沿直线由a点到b点，电势先升高后降低，因此正试探电荷由a点沿直线运动到b点的过程中，试探电荷的电势能先增大后减小，C错误；由于圆弧ad不是等势面，因此正试探电荷沿圆弧ad从a点移动到d点的过程中，其电势能发生变化，D错误10答案：AD解析：由图中电场线的分布，可知q1为负电
16、荷，q2为正电荷，由电场线的疏密可知，q1的电荷量绝对值大于q2的电荷量绝对值，选项A正确图中P点处电场线比Q点处电场线密，所以P点处电场强度大于Q点处电场强度，选项B错误只有点电荷q1时，P、Q两点的电势相等，只有点电荷q2时，P点的电势大于Q点的电势，根据叠加原理可知，当q1、q2同时存在时，Q点的电势低于P点的电势，选项C错误由带电粒子的运动轨迹可知，粒子带负电，运动轨迹切线方向为粒子速度方向，粒子所受的电场力与速度的夹角先成钝角后成锐角，故电场力对粒子先做负功后做正功（如图所示），所以电势能先增大后减小，选项D正确11答案：AD解析：本题考查电势差与电场强度的关系、电场力做功问题Oa之
17、间沿电场线方向的距离为dR sin 534 m，电场强度的大小为E1 V/m，选项A正确；Ob之间沿电场线方向的距离为xR cos 533 m，则UbObOEx3 V，已知O0，则b点电势b3 V，选项B错误；由对称性可知b、d两点的电势差为Ubd2ER cos 536 V，将一个带电荷量为1 C的试探电荷从b点移到d点，电场力做功WbdqUbd6 J，选项C错误；a、c两点的电势差为Uac2ERsin 538 V，将一个带电荷量为1 C的试探电荷从a点移到c点，电场力做功WacqUac8 J，电势能减少8 J，选项D正确12答案：BD解析：找OC的中点D，连接AD和BD，如图所示由几何知识可
18、知ABOD，ABDC，且ABODDC，故UABUODUDC，即ABODDC，故D3 V，C0，故A错误，B正确由于AD，故AD为等势线，已知电场线和等势线互相垂直且方向由高电势指向低电势，又OBAD且OB，故电场强度方向由O指向B，E V/m100 V/m，故C错误，D正确13答案：A解析：本题考查电势差、电势、电势能、电场强度的计算O点与无穷远处的电势差为UO V5 V，结合UOOO，则O点的电势O5 V，选项B错误；负点电荷q2从O点移到A点电势能增加4107 J，电场力做功为WOA4107 J，则OA间电势差为UOA V2 V，则A点电势比O点低2 V，A7 V，选项C错误；UAC V4 V，由UACAC得C3 V，由几何知识可知ACOB且ACOB，则BOCA，解得B1 V，电荷q2在B点的电势能为Epq2B2107 J，选项D错误；A、C连线中点的电势为5 V，与O点电势相等，则这两点连线为等势线，由几何知识可知，AC与其垂直，AC与电场线平行，电场强度大小为E V/m2 V/m，选项A正确