1、专题检测（十四） 抓住“电场本质”，理解电场的性质1.如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，MOP60，电荷量相等、电性相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为()A21B12C2 D4解析：选A如图所示，不妨设M、N处分别放置电荷量为q、q的电荷，则E1，E2，E1E221，A对，B、C、D错。2.如图所示，虚线为某静电场的等势面，且相邻两等势面间的电势差相等。一带负电的粒子由M点移动到N点的过程中，电场力做正功，M、N两点的电势用M、N表示，M、N两点的电场强度
2、用EM、EN表示。则下列说法正确的是()AMN BMNCEMEN DEMEN解析：选D带负电的粒子由M点移动到N点的过程中，电场力做正功，电势能减小，电势增加，则MN；N处等势面密集，电场线也密集，电场强度大，则EMEb BEaEbCab解析：选AC根据图像可知，图线的斜率表示电场力的大小。电子从a到b，电势能图线的斜率逐渐减小，则电场力逐渐减小，故电场强度逐渐减小，所以EaEb，A正确，B错误；由于电势能逐渐降低，所以电场力做正功，则电子所受的电场力方向由a指向b，电场线的方向由b指向a，沿电场线方向电势逐渐降低，所以aaN，EpMEpN Babc，EpMaN，UabUbc DUabUbc，
3、EpMEpN解析：选B根据带正电粒子的轨迹的偏转方向，可知圆心处的电荷一定带负电，故abaN；因为ab之间的电场强度比bc间的大，由UEd得|Uab|Ubc|；粒子由M向N运动，电场力做负功，电势能增加，故EpMQ2，选项B错误；由沿电场线方向电势降低知，在P点场强方向改变，所以P点处的电场强度为0，选项A正确；质子从M点运动到N点，加速度先减小后增大，速率先增大后减小，选项C、D错误。10.多选(2017开封二模)如图所示，一带电粒子在匀强电场中从A点抛出，运动到B点时速度方向竖直向下，且在B点时粒子的速度为粒子在电场中运动的最小速度，已知电场方向和粒子运动轨迹在同一竖直平面内，粒子的重力和
4、空气阻力与电场力相比可忽略不计，则()A电场方向一定水平向右B电场中A点的电势一定高于B点的电势C从A到B的过程中，粒子的电势能一定增加D从A到B的过程中，粒子的电势能与动能之和一定不变解析：选CD粒子只受电场力，做抛体运动，类似重力场中的斜上抛运动，B点为等效最高点，故电场力方向水平向右，由于不知粒子的电性，故无法判断电场方向，A项错误；无法判断电场方向，所以不能确定A点和B点的电势的高低，故B项错误；从A到B的过程中，电场力对粒子做负功，粒子的电势能增加，故C项正确；从A到B的过程中，只有电场力做负功，动能减小，电势能增加，电势能和动能之和保持不变，故D项正确。11.(2018届高三揭阳调
5、研)如图所示，匀强电场中的PAB平面平行于电场方向，C点为AB的中点，D点为PB的中点。将一个带负电的粒子从P点移动到A点，电场力做功WPA1.6108 J；将该粒子从P点移动到B点，电场力做功WPB3.2108 J。则下列说法正确的是()A直线PC为等势线B若将该粒子从P点移动到C点，电场力做功为WPC2.4108 JC电场强度方向与AD平行D点P的电势高于点A的电势解析：选B一个带负电粒子从P点移动到A点和从P点移动到B点，电场力都做正功，P与A、B间都有电势差，故直线PC不可能为等势线，故A错误；C是AB的中点，故C点电势为AB的中点电势，故该粒子从P点移动到C点，电场力做功为WPC2.
6、4108 J，故B正确；粒子从P点移动到B点，电场力做功WPB3.2108 J，D点为PB的中点，故粒子从D点移动到B点，电场力做功WDBWPB1.6108 J，粒子从A到B电场力做功为WABWAPWPB1.6108 J，故AD为等势线，电场强度方向与AD垂直，故C错误；将一个带负电的粒子从P点移动到A点，电场力做正功，故电势能减小，电势升高，故点P的电势低于点A的电势，选项D错误。12.多选(2017开封质检)如图所示，在一个匀强电场中有一个四边形ABCD，电场方向与四边形ABCD平行，其中M为AD的中点，N为BC的中点。一个电荷量为q的正粒子，从A点移动到B点过程中，电势能减小W1，若将该
7、粒子从D点移动到C点，电势能减小W2，下列说法正确的是()A匀强电场的场强方向必沿AB方向B若将该粒子从M点移动到N点，电场力做功WMNC若D、C之间的距离为d，则该电场的场强大小为ED若M、N之间的距离为d，该电场的场强最小值为E解析：选BD根据题意知粒子由A到B或者由D到C，电场力做正功，从而电势能减小，但是匀强电场的场强方向无法判断，故选项A错误；因为电场是匀强电场，且M为AD的中点，M点的电势是A、D两点电势的平均值；N为BC的中点，则N点的电势是B、C两点电势的平均值，即：M；N；所以：WMNqUMNq(MN)qq(AB)q(DC)，故B正确；由于场强的方向无法确定，故选项C错误；根
8、据上面公式：UMN，若M、N两点正好处于同一条电场线上，则电场强度为E，距离d为过M和N的两个等势面之间距离的最大值，故该电场的场强最小值为E，故选项D正确。13.多选(2017黄山质检)如图所示，两圆环上均匀分布相同的正电荷，x轴垂直于环面且过两圆环圆心O1和O2，P为O1O2的中点。下列说法中正确的是()AP点的电场强度为零BO1点的电场强度为零CO1点电势一定等于O2点电势D从O1点沿x轴到O2点，电势一定先降低后升高解析：选ACD两个圆环上的电荷可等效放在O1和O2处，根据Ek可得他们在P点产生的电场等大反向，故P点的电场强度为零，A正确；O1点的电场强度为左侧圆环上的电荷在O1处产生
9、的电场强度与右侧圆环上的电荷在O1处产生的电场强度的矢量和，左侧圆环上的电荷在O1处产生的电场强度为零，但是右侧圆环上的电荷在O1处产生的电场强度不为零，故O1点的电场强度不为零，B错误；根据对称性可得O1点电势一定等于O2点电势，C正确；从O1点沿x轴到O2点过程中，电场方向在O1P段为方向向右，在O2P段为方向向左，所以电势先降低后升高，D正确。14.多选如图所示，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，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零，则小球a()A从N到Q的过程中，
10、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解析：选BC小球a从N点释放一直到达Q点的过程中，a、b两球的距离一直减小，库仑力变大，a受重力不变，重力和库仑力的夹角从90一直减小，故合力变大，选项A错误；小球a从N到P的过程中，速度方向与重力和库仑力的合力方向的夹角由小于90到大于90，故库仑力与重力的合力先做正功后做负功，a球速率先增大后减小，选项B正确；小球a由N到Q的过程中库仑力一直做负功，电势能一直增加，选项C正确；小球a从P到Q的过程中，减少的动能转化为重力势能和电势能之和，故动能的
11、减少量大于电势能的增加量，则选项D错误。教师备选题1已知电荷分布均匀的绝缘球，球壳对壳内点电荷的作用力为零，对球壳外点电荷的作用力等于将所有电荷量全部集中在球心的点电荷对球外点电荷的作用力。若真空中有一半径为R的均匀带正电的绝缘球，通过其球心作一条直线，用r表示该直线上某点到球心的距离，则该直线上各点的电场强度E随r变化的图像正确的是()解析：选A该球的电荷密度，球内某点的电场强度等于以距球心的距离r为半径的球体所产生的电场强度，大小Ekkr，球外某点的电场强度Ek，所以A正确。2(2015山东高考)直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图。M、N两点各固定一负点电荷，一电
12、荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为()A.，沿y轴正向B.，沿y轴负向C.，沿y轴正向 D.，沿y轴负向解析：选B处于O点的正点电荷在G点处产生的场强E1k，方向沿y轴负向；又因为G点处场强为零，所以M、N处两负点电荷在G点共同产生的场强E2E1k，方向沿y轴正向；根据对称性，M、N处两负点电荷在H点共同产生的场强E3E2k，方向沿y轴负向；将该正点电荷移到G处，该正点电荷在H点产生的场强E4k，方向沿y轴正向，所以H点的场强EE3E4，方向沿y轴负向。3. (2017湖州质检)均匀带电的球壳在球外
13、空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的点电荷电场。如图所示，在球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，球心为O，CD为球面AB的对称轴，在轴线上有M、N两点，且OMON2R，A1AB1BCD，已知球面A1B1在M点的场强大小为E，静电力常量为k，则N点的场强大小为()A.E B.EC.E D.E解析：选C若球完整，则带电荷量Qq，则球在M点产生的场强E0，根据电场的叠加原理，除去A1B1球面后，球在M点产生的场强E1E0EE，由对称性可知球壳在N点产生的场强大小等于E1，C正确。4.(2018届高三宁波八校联考)如图所示，分别在M、N两点固定放置两个点电荷，电荷量均为Q，MN
14、连线的中点为O。正方形ABCD以O点为中心，E、F、G、H是正方形四边的中点，取无穷远处电势为0，则下列说法正确的是()AA点电势低于B点电势B正点电荷沿直线从F到H，电势能先增大后减小CO点的电场强度为零，电势也为零D沿路径ADC移动一负点电荷比沿路径AB移动同一负点电荷克服电场力做的功多解析：选B由于是等量同种电荷形成的电场，由电场分布的对称性可知A、B两点电势相等，A错；在MN中垂线上，O点的电场强度为0，但电场方向从O点指向外，即正电荷沿直线从F到H，电场力先做负功再做正功，电势能先增大后减小，B对；取无穷远处电势为0，沿着电场线方向电势是逐渐降低的，则MN中垂线上O点电势最高，C错；
15、由电场的对称性可知B、C两点电势相等，所以沿路径ADC移动一负点电荷与沿路径AB移动同一负点电荷克服电场力做的功相同，D错。5多选(2017天津高考)如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB，电势能分别为EpA、EpB。下列说法正确的是()A电子一定从A向B运动B若aAaB，则Q靠近M端且为正电荷C无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpAEpBDB点电势可能高于A点电势解析：选BC若Q在M端，由电子运动的轨迹可知Q为正电荷，电子从A向B运动或从B向A运动均可，由于rAEB，FAFB，aAaB，AB，EpArB，故AB，EpAEpB。综上所述选项A、D错误，选项B、C正确。
