（新課標）2020年高考物理一輪總復習 第七章 第二講 電場能的性質練習（含解析）

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1、電場能的性質 [A組·基礎題] 1．對于靜電場中的A、B兩點，下列說法正確的是( D ) A．點電荷在電場中某點受力的方向一定是該點電場強度的方向 B．電勢差的公式UAB＝，說明A、B兩點間的電勢差UAB與靜電力做功WAB成正比，與移動電荷的電荷量q成反比 C．根據E＝，電場強度與電場中兩點間的距離d成反比 D．若將一正電荷從A點移到B點電場力做正功，則A點的電勢高于B點的電勢 2. 帶電粒子僅在電場力作用下，從電場中a點以初速度v0進入電場并沿虛線所示的軌跡運動到b點，如圖所示，則從a到b過程中，下列說法正確的是( D ) A．粒子帶負電荷 B．粒子先加速后減速 C．

2、粒子加速度一直增大 D．粒子的機械能先減小后增大 3．(多選)如圖所示，長為L、傾角為θ的光滑絕緣斜面處于水平向右的勻強電場中，一電荷量為＋q、質量為m的小球，以初速度v0由斜面底端的M點沿斜面上滑，到達斜面頂端N的速度仍為v0，則( BCD ) A．電場強度等于 B．電場強度等于 C．M、N兩點間的電勢差為 D．小球在N點的電勢能小于在M點的電勢能 4. 一個正點電荷固定在正方形的一個頂點D上，另一個帶電粒子射入該區(qū)域時，恰好能經過正方形的另外三個頂點A、B、C，粒子運動軌跡如圖所示，下列說法正確的是( C ) A．根據軌跡可判斷該帶電粒子帶正電 B．粒子經過A、B

3、、C三點速率大小關系是vB＞vA＝vC C．粒子在A、B、C三點的加速度大小關系是aA＝aC＞aB D．A、C兩點的電場強度相同 5．(多選) 如圖所示，A、B、O、C為在同一豎直平面內的四點，其中A、B、O沿同一豎直線，B、C同在以O為圓心的圓周(用虛線表示)上，沿AC方向固定有一光滑絕緣細桿L，在O點固定放置一帶負電的小球．現有兩個質量和電荷量都相同的帶正電的小球a、b，先將小球a穿在細桿上，讓其從A點由靜止開始沿桿下滑，后使小球b從A點由靜止開始沿豎直方向下落．各帶電小球均可視為點電荷，則下列說法中正確的是( CD ) A．從A點到C點，小球a做勻加速運動 B．從A點到C點

4、電場力對小球a做的功大于從A點到B點電場力對小球b做的功 C．小球a在C點的動能大于小球b在B點的動能 D．從A點到C點，小球a的機械能先增加后減少，但機械能與電勢能之和不變 6．(多選)(2017·全國卷Ⅰ)在一靜止點電荷的電場中，任一點的電勢φ與該點到點電荷的距離r的關系如圖所示．電場中四個點a、b、c和d的電場強度大小分別Ea、Eb、Ec和Ed.點a到點電荷的距離ra與點a的電勢φa已在圖中用坐標(ra，φa)標出，其余類推．現將一帶正電的試探電荷由a點依次經b、c點移動到d點，在相鄰兩點間移動的過程中，電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd.下列選項正確的是( AC )

5、 A．Ea∶Eb＝4∶1　　　　 B．Ec∶Ed＝2∶1 C．Wab∶Wbc＝3∶1 D．Wbc∶Wcd＝1∶3 7．(多選)(2018·廣東揭陽二模)如圖所示，正四面體的棱長為a，A、B、C、D是其四個頂點，現在B、D兩點分別固定電量均為q的正負點電荷，靜電力常量為k，下列說法正確的是( BC ) A．A點的場強大小為 B．A、C兩點的場強方向相同 C．A、C兩點電勢相同 D．將一正電荷從A點沿直線移動到C點，電場力先做正功后做負功 解析：兩個電荷在A點產生的場強大小E1＝E2＝，方向的夾角為120°，則A點的合場強E＝E1＝E2＝，A錯誤；據題，＋q、－q是兩個等量異種

6、點電荷，通過BD的中垂面是一等勢面，AC在同一等勢面上，電勢相等，A、C兩點的場強都與等勢面垂直，方向指向D一側，方向相同，根據對稱性可知，場強大小相等，故A、C兩點的場強、電勢均相同，將一正電荷從A點移動到C點，電場力不做功，B、C正確，D錯誤． 8．在電場強度大小為E的勻強電場中，將一個質量為m、電荷量為＋q的帶電小球由靜止開始釋放，帶電小球沿與豎直方向成θ角的方向做直線運動．關于帶電小球的電勢能Ep和機械能W的判斷，正確的是( B ) A．若sin θ＜，則Ep一定減少，W一定增加 B．若sin θ＝，則Ep、W一定不變 C．若sin θ＝，則Ep一定增加，W一定減少 D．若t

7、an θ＝，則Ep可能增加，W一定增加 [B組·能力題] 9. (多選)(2018·四川高三春季診斷改編)真空中相距為3a的兩個點電荷M、N，分別固定于x軸，x1＝0和x2＝3a的兩點上，在它們連線上各點的電場強度E隨x變化的關系如圖所示，下列判斷正確的是( AC ) A．點電荷M、N一定為同種電荷 B．在x軸上，3a＜x＜6a的區(qū)域內，有一點電場強度為零 C．點電荷M、N所帶電荷量的絕對值之比為4∶1 D．若設無窮遠處為電勢能零點，則x＝2a處的電勢一定為零 解析：若兩電荷為異種電荷，在x＝2a處，電場強度不可能為0，故兩電荷為同種電荷，選項A正確；兩電荷為同種電荷，可知在

8、N的右側電場強度均不為零，選項B錯誤；M在2a處產生的場強為 E1＝k，N在2a處產生的場強E2＝k，由于2a處場強為0，故E1＝E2，解得QM＝4QN，故C正確；若設無窮遠處為電勢能零點，則x＝2a處的電勢一定為正值，選項D錯誤． 10．(多選) (2018·合肥二模)如圖所示，豎直平面內有一圓周，其圓心為O，直徑AB和CD相互垂直，電荷量均為Q的正點電荷放在關于CD對稱的圓周上，它們所在半徑的夾角為120°.則下列說法正確的是( BD ) A．點O與點C的場強相同 B．點C與點D的場強大小之比為：1 C．一電子從點D由靜止釋放，運動到點C的過程中，加速度先減小后增大 D．將一

9、正電荷沿著圓周從點A經D移至點B的過程中，電場力先做正功，后做負功 解析：點O與點C的場強大小相等，方向相反，故A錯誤；根據矢量合成法則，C點場強為EC＝2×cos60°＝， D點的場強為ED＝2××＝，點C與點D的場強大小之比為：1，故B正確；根據電場強度的矢量合成法則，距離兩點電荷連線x＝R＜R處的場強最強，則電子從點D到點C的過程中，加速度先增大，再減小，再增大，故C錯誤；根據等量同種電荷的電場線，正電荷沿著圓周從點A到點D，電場力做正功，從點D到點B的過程中，電場力做負功，故D正確． 11．(2018·吉林白城通榆月考)如圖所示，用長為2L的絕緣輕桿連接兩個質量均為m的帶電小球A和

10、B置于光滑絕緣的水平面上，A球的帶電量為＋2q，B球的帶電量為－3q，構成一個帶電系統(tǒng)(它們均可視為質點，不計輕桿的質量，也不考慮兩者間相互作用的庫侖力)．現讓小球A處在有界勻強電場區(qū)域MPNQ內．已知虛線MP位于細桿的中垂線上，虛線NQ與MP平行且間距足夠長．勻強電場的電場強度大小為E，方向水平向右．釋放帶電系統(tǒng)，讓它從靜止開始運動，忽略帶電系統(tǒng)運動過程中所產生的磁場影響．求： (1)帶電系統(tǒng)運動的最大速度為多少？ (2)帶電系統(tǒng)運動過程中，B球電勢能增加的最大值多少？ (3)帶電系統(tǒng)回到初始位置所用時間為多少？ 解析：　(1) 從AB在電場中受力方向可知，小球B剛進入電場帶電系

11、統(tǒng)具有最大速度，從釋放帶電系統(tǒng)到小球B剛進入電場的過程中，根據動能定理有2qEL＝×2mv－0，vmax＝； (2)當帶電系統(tǒng)速度第一次為零，B克服電場力做功最多、B增加的電勢能最多，設B球在電場中的最大位移為x，由動能定理有2qE(L＋x)－3qEx＝0，得x＝2L，所以B電勢能增加的最大值為Wmax＝3qE×2L＝6qEL； (3)設帶電系統(tǒng)由靜止釋放到小球B剛進入電場的過程中，帶電系統(tǒng)運動的時間為t1，則有L＝a1t，a1＝，設小球B進入電場后至小球A剛運動到帶電系統(tǒng)速度為零時(最右端)的過程中，帶電系統(tǒng)運動的時間為t2，則有2L＝a2t，a2＝，根據對稱性可知，帶電系統(tǒng)從出發(fā)點回到出發(fā)點的過程中所用總時間為t＝2t1＋2t2，解得t＝6. 答案：(1)　(2)6qEl　(3)6 6