微专题53电场能的性质.docx

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1、微专题53电场能的性质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，由移动的电荷和初、末位置的电势差决定4掌握点电荷、 等量同种点电荷、等量异种点电荷、匀强电场等电场的等势面的分布特点.1. （2020.上海市静安区检测）关于静电场的等势面，下列说法正确的是（）A.电场线与等势面处处相互垂直B.两个电势不同的等势面可能相交C.同一等势面上各点电场强度一定相等D.将一负电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功答案A解析 电场线

2、与等势面处处相互垂直，选项A正确；两个电势不同的等势面不可能相交，否 则该点就有两个电势值，选项B错误；同一等势面上各点电场强度不一定相等，即同一等势 面上的电场线的疏密程度不一定相同，选项C错误；将一负电荷从业势较高的等势面移至电 势较低的等势而，电势能增加，电场力做负功，选项D错误.2.（2020山东淄博十中期末）如图1所示，。、b两点位于以负点电荷一。（。0）为球心的球面 上，c点在球面外，则（）A.。点场强的大小比沙点大B. 点场强的大小比c点小C.。点电势比方点高D. b点电势比c点低答案D解析由点电荷场强公式=母确定各点的场强大小，由点电荷的等势面是以点电荷为球心 的球面和沿电场线

3、方向电势逐渐降低确定各点的电势的高低.由点电荷的场强公式七=宜可 知，4、。两点到场源电荷的距离相等，所以4、两点的包场强度大小相等，故A错误；由 于c点到场源电荷的距离比。点的大，所以点的场强大小比c点的大，故B 错误；由于点电荷的等势面是以点电荷为球心的球而，所以a点与。点电势相等，故C错误: 负电荷的电场线是从无穷远处指向负点电荷，根据沿电场线方向电势逐渐降低，所以点电 势比c点低，故D正确.3.（多选）（2020.安徽安庆市三模）在某一点电荷形成的电场中有A、B两点,已知：A点电场强 度大小为瓦，方向垂直于A、B连线，B点场强方向与A、B连线成。角，如图2所示，则下 列3点电场强度大小

4、后及A、4两点电势8.八98的表达式正确的有（ ）BA图2A. E=Eosin2/7B. E=Eotan2OC. tPA（pBD. （pA = （pB答案AC解析 两条电场线的延长线交于一点，即为点电荷。的位置，如图所示，根据电场线方向可 知Q带负电，设A、B两点到Q的距离分别为广八和/*8,由几何知识得到：=sin 9, 4点电 场强度大小为瓦，根据公式七=居可得到8点的电场强度为：E= Eosin2/7,因为4点距离负 包荷。远，所以夕加外，故A、C正确，B、D错误.，惶:BA4.（2020.山东济南市历城二中一模）如图3所示，空间中存在着由一固定的负点电荷Q（图中未 画出）产生的电场.另

5、一正点电荷夕仅在电场力作用下沿曲线MN运动，在M点的速度大小 为加，方向沿MP方向，到达N点时速度大小为必 且。如，则（）图3A.。一定在虚线MP下方M点的电势比N点的电势高B. 9在M点的电势能比在N点的电势能小q在M点的加速度比在N点的加速度小答案C解析第2页，共8页 场源电荷带负电，运动电荷带正电，它们之间是吸引力，而曲线运动的合力指向曲线的内侧， 故负点电荷Q应该在轨迹的内侧，故A错误；只有电场力做功，动能和电势能之和守恒，电 荷q在N点的动能小，故其在N点的电势能大，故C正确；电荷g为正电荷，故N点电势 高于M点电势，故M点离场源电荷较近，则M点场强较大，所以夕在M点的加速度比在N

6、点的加速度大，故B、D错误.5 .（2020上海市青浦区期末）如图4所示，带正电的点电荷Q固定，电子仅在库仑力作用下， 做以。点为焦点的椭圆运动，M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q最近的点.如八 ”和Em、Ev分别表示电子在M、N两点的电势和电场强度，电子从M点逆时针运动到N点， 则（）A.（pm（Pn，EmEnB.（PmEnC.电子的动能减小D.电场力对电子做了正功答案D解析 在正电荷的电场中，N离Q近，故EmVEn,（pmSn,故A、B错误：电子从M-N 电场力先做正功后做负功，总体做正功，动能增大，故C错误，D正确.6 .（多选）（2020天津市河西区3月调研）如图5所示，虚线、

7、仄c代表电场中三个等势面， 相邻等势面之间的电势差相同.实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动 轨迹，P、。是这条轨迹上的两点，由此可知（）图5A.三个等势面中，c等势面电势最高8 .带电质点通过0点时电势能较大C.带电质点通过Q点时动能较大D.带电质点通过P点时加速度较大答案BCD解析 由带正电的质点的运动轨迹图可看出，质点受力方向斜向下，故电场方向由。等势面 指向c,等势面，故三个等势面中等势面也势最高，选项A错误；带正电的粒子在电势高的 位置电势能较大，故带电质点通过尸点时电势能较大，选项B正确：由Q到尸电场力做负第3页，共8页功，故动能减小，所以带电质点通过。点时动能较大

8、，选项C正确：因为尸第3页，共8页点处的等差等势而密集，故电场线也密集，质点所受的电场力在尸点较大，故带电质点通过 。点时加速度较大，选项D正确.7.（多选）（2020辽宁丹东市检测）如图6是某初中地理教科书中的等高线图（图中数字的单位是 米）.小山坡的右侧比左侧更陡些，如果把一个球分别从山坡左右两侧滚下（把山坡的两侧看 成两个斜面，不考虑摩擦等阻碍），会发现右侧小球加速度更大些.现在把该图看成个描述 电势高低的等势线图，左右两侧各有两点，图中数字的单位是伏特，下列说法正确的是 （）A.匕点电场强度比a点大B.左侧电势降低得更快C.同一电荷在电势高处电势能也,定大D.同一电荷在电场强度大处所受

9、电场力也一定大答案AD解析 根据U=Ed可知，相同也势差右侧点的距离更小，所以点电场强度比。点大，故 A正确；等差等势线越密集的地方电势降落得越快，力点等差等势线更密集，所以右侧也势 降低得更快，故B错误；电势能还与电荷的正负有关，所以同一电荷在电势高处电势能不一 定大，故C错误；由尸=%可知，同一电荷在电场强度大处所受电场力一定大，故D正确. 8.如图7所示，虚线半圆弧为点电荷电场中的等势线，实线为某带电粒子仅在电场力作用下 的运动轨迹，实线与虚线的交点分别为人、B,图中实线上与圆弧上相距最远的两点C、。间 的距离大于圆弧的半径，由此可以判断（）A. A点的电势比C点的电势低B.带电粒子从A

10、点运动到。点，电势能一定增大C.从A点到。点，静电力对带电粒子做功的功率越来越大第4页，共8页D.带电粒子从A点运动到8点，动能先增大后减小答案D解析由于带也粒子做曲线运动时，受到的静电力指向运动抗迹凹侧，因此带电粒子与场源 点电荷带异种电荷，由于场源电荷的业性不能确定，因此A、C两点的电势高低不能确定， 故选项A错误；带电粒子从A点到。点静电力做正功，因此电势能减小，故选项B错误： 由于带电粒子运动到C点时静电力方向与速度方向垂直，静电力的功率为零，故选项C错误； 带电粒子从4点运动到B点，静业力先做正功后做负功，根据动能定理可知，动能先增大后 减小，故选项D正确.9 .（2020山东邹城一

11、中测试）如图8所示，在匀强电场中平行于电场的平面内有三点A、B、C, 其电势分别为夕A=4 V, 98=2 V,（pc=0 V,已知人8=5 cm, /WC为直角三角形，ZC 为30。，N4为90。，则该匀强电场的电场强度正的大小是（）%、图8A. 80 V/mB. 8所 V/mC. 160 V/mD. 16（h/3 V/m答案A解析 过A点作8C的垂线交8c于。点，由几何关系可知。3=；。仅 在匀强电场中，由U=Ed 知，错=周=U/%=；Uc8=（c一夕8）=2 V,又知：Udb=（Pd（Pb,所以：（Pd= Udb+仰=4 V,即AD为等势线，电场的方向由C指向8,则综=二=8。V/m,

12、故A COsin 30项正确.10.（多选）（2020四川攀枝花市三统）在电场中把正电荷夕从4点移动到B点，电场力做了 1.0X10-71的正功，再把g从8点移动到C点，克服电场力做了 3.0X10-7 J的功，若选取C 点为参考点，4=2.0X109。则ac、3C间的电势差及A、3两点的电势分别为（）A. Uac=200VB. （/flC=-150VC. =-100VD.蜘=150 V答案BC 解析 由题意可得以产誓=；黑；：I V = 50Vq Z.U 入 1UV=-150 VV=-150 Vu W - 3.0X10-7Ubc= 2.0X IO-9第5页，共8页 Uac= Uab+ Ubc

13、= 50 V-150 V = - 100 V,若选取 C 点为参考点，则 9c=0,则小=-100V, =-150V,则 A、D 错误，B、C 正确.11.（多选）（2020.重庆市巴蜀中学一诊）如图9所示，在两个电荷量相等的正点电荷的电场中, 两电荷连线的中垂面上有一以连线中点O为圆心的圆，A、B为圆上对称的两点，两点电荷 连线的延长线上有一点C下列说法正确的是（）_-c图9A.人、8两点的场强相同，电势也相同B.中垂线AB上。点的电势最高C.电子在。点的电势能不可能等于在A点的电势能D.仅在图中电场的作用下，电子可能沿图示圆周运动答案BD解析根据等量同种正点电荷的电场线分布可知道4、8两点

14、的场强大小相同，方向相反， 电势相等，故A错误.根据等量同种正点电荷的电场线分布可知道中垂线A3上。点的电势 最高，故B正确.根据等量同种正点电荷的等势面的分布可知4点和C点有可能在同一等势 面上，故电子在C点的电势能有可能等于在A点的电势能，故C错误.根据等量同种正点电 荷的电场线分布可知电子在两正电荷连线的中垂面上电场力的合力均指向。点，故电子可能 在两者的中垂面上做圆周运动，且到两场源电荷的距离始终相等，故D正确.12.（2020山西吕梁市期末）如图10所示，在真空中4、8两点分别放置等量同种正电荷，在电 场中通过A、4两点的竖直平面内对称位置取一个矩形路径。加或左边ad到A的距离与右边

15、 从到B的距离相等，上边ab和下边cd关于AB连线对称），现将一电子沿abed移动一周， 则下列判断正确的是（）a、两点场强相同A. “、c两点电势相同C.由。-d,电子的电势能一直增加D.由d-a,电子的电势能先增加后减小，电势能总增加量为零第6页，共8页 答案B解析 根据电场的叠加原理，可知、两点场强大小相等，方向不相同，故a、Z?两点场强 不相同，A错误；根据等量同种电荷等势线分布的对称性可知，、c两点的电势相同，B正 确；由c到，场强水平方向分量先向左再向右，故电场力对电子先做负功，再做正功，所 以电子的电势能先增大后减小，C错误；两电荷连线上方，场强竖直方向分量向上，两电荷 连线下方

16、，场强竖直方向分量向下，则电子由d到，电场力先做正功后做负功，所以电子 的电势能先减小后增加，d、a两点电势相等，则电子在两点的电势能相等，所以电势能总增 加量为零，D错误.13.（多选）（2020四川德阳市二诊）理论研究表明，无限大的均匀带电平板在周围空间会形成与 平面垂直的匀强电场.现有两块无限大的均匀绝缘带电平板正交放置，如图11所示，4s 板两面带正电，4&板两面带负电，且两板单位面积所带电荷量相等（设电荷不发生移动）.图 中直线A出和4仪分别为带正电平面和带负电平面与纸面正交的交线，。为两交线的交点, C、。、E、尸恰好位于纸面内正方形的四个顶点上，且的连线过。点.则下列说法中正 确

17、的是（）H,4/ B、A2图11A.。、F两点电势相同E、尸两点场强相同B. Uef=UedD.在。、。、E、F四个点中电子在厂点具有的电势能最大答案BD解析 无限大的均匀带电平板在周围空间会形成与平面垂直的匀强电场，故48在四点单独 产生的电场均方向向上，A2&在四点单独产生的电场方向均向左，则四点合场强方向均是左 偏上45。，大小相等，故B正确；D、尸两点在一条电场线上，而沿着电场线方向也势是降低 的，故电势不等，故A错误；E、/两点间电势差和E、。两点间电势差的绝对值相同而正 负相反，故C错误；C、D、E、尸四个点，合场强方向均是左偏上45,故C、E两点电势相 同，。点电势最高，/点电势

18、最低，则电子在厂点具有的电势能最大，故D正确.14.（多选）（2020贵州贵阳市模拟）如图12所示，正四面体四个顶点4、B、C、D处分别固定四 个电荷量绝对值相等的点电荷.A、8处为+ Q, C、。处为一Q, O点为正四面体中心，M、 N、人K分别为48、CD、AD, 4c边中点.取无穷远处电势为零，离点电荷。距离一第7页，共8页处电势为=日，下列说法正确的是（）图12A. 0处场强为零B.。处电势为零C.同一个负试探电荷分别放在./点与K点，电势能相同D.把一个正试探电荷从M点移到N点，电场力做负功答案BC解析 由对称性可知，两个正电荷在0点的合场强与两个负电荷在。点的合场强大小相等， 但是方向不是相反，合场强不为零，A错误；根据伊=g可知四个点电荷在0点的电势叠加 后，。点的电势为零，B正确；由电势叠加原理可知，人K两点电势均为零，则同一个负试 探电荷分别放在J点与K点，电势能相同，C正确：M点离正电荷更近离负电荷更远，N点 离负电荷更近离正电荷更远，可知M点电势高于N点电势，则把一个正试探电荷从M点移 到N点，电势能减小，则电场力做正功，D错误.第8页，共8页