高考物理考前排查練 熱點(diǎn)10電場的性質(zhì)

公眾號拾穗者的雜貨鋪x思維方糖研究所熱點(diǎn)10電場的性質(zhì)1．(2021·全國乙卷·15)如圖1(a)，在一塊很大的接地金屬平板的上方固定一負(fù)電荷．由于靜電感應(yīng)，在金屬平板上表面產(chǎn)生感應(yīng)電荷，金屬板上方電場的等勢面如圖(b)中虛線所示，相鄰等勢面間的電勢差都相等．若將一正試探電荷先后放于M和N處，該試探電荷受到的電場力大小分別為FM和FN，相應(yīng)的電勢能分別為EpM和EpN，則()圖1A．FM<FN，EpM>EpN B．FM>FN，EpM>EpNC．FM<FN，EpM<EpN D．FM>FN，EpM<EpN答案A解析由圖中等勢面的疏密程度可知EM<EN，根據(jù)F＝qE，可知FM<FN；由題可知題圖中電場線方向是由金屬板指向負(fù)電荷，假設(shè)將該試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，可知電場力做正功，電勢能減小，即EpM>EpN，故選A.2.(2021·重慶1月適應(yīng)性測試·3)如圖2所示，虛線表示某電場中的三個(gè)等勢面，a、a′、b、b′、c、c′為分布在等勢面上的點(diǎn)．一帶電粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中電場力做功為Wac，從a′點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c′點(diǎn)的過程中電場力做功為Wa′c′.下列說法正確的是()圖2A．c點(diǎn)的電場方向一定指向b點(diǎn)B．a(chǎn)′點(diǎn)電勢一定比c′點(diǎn)電勢高C．帶電粒子從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c′點(diǎn)，電場力做功為0D．|Wac|<|Wa′c′|答案C解析帶電粒子的電性和電場力做功的正負(fù)均未知，所以各等勢面的電勢高低未知，電場線的方向未知，A、B錯(cuò)誤；因?yàn)閏和c′在同一個(gè)等勢面上，電勢差U＝0，根據(jù)電場力做功W＝qU可知電場力對帶電粒子做功為0，C正確；根據(jù)題意可得a、c兩點(diǎn)的電勢差與a′、c′兩點(diǎn)之間的電勢差相等，根據(jù)電場力做功W＝qU可知|Wac|＝|Wa′c′|，D錯(cuò)誤．3．(2021·安徽省高三一模)如圖3所示，A、B、C、D是正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，在B、D兩點(diǎn)分別固定等量異種點(diǎn)電荷．下列說法正確的是()圖3A．A點(diǎn)電勢比C點(diǎn)電勢高B．A、C兩點(diǎn)的場強(qiáng)等大反向C．將一試探電荷從A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到C點(diǎn)，靜電力不做功D．將一試探電荷從A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到C點(diǎn)，電場力先變小后變大答案C解析B、D兩點(diǎn)固定的是等量異種點(diǎn)電荷，所以BD的中垂面是等勢面，A、C在同一等勢面上，電勢相同，A、C兩點(diǎn)的場強(qiáng)都與等勢面垂直，同向，根據(jù)對稱性可知，場強(qiáng)大小相等，故A、B錯(cuò)誤；因?yàn)锳、C兩點(diǎn)在同一個(gè)等勢面上，所以將一試探電荷從A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到C點(diǎn)，靜電力不做功，故C正確；A、C兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)場強(qiáng)最大，所以將一試探電荷從A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到C點(diǎn)，靜電力先變大后變小，故D錯(cuò)誤．4．(多選)在一靜止點(diǎn)電荷的電場中，任一點(diǎn)的電勢φ與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖4所示．電場中四個(gè)點(diǎn)a、b、c和d的電場強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed.點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢φa已在圖中用坐標(biāo)(ra，φa)標(biāo)出，其余類推．現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過程中，靜電力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd.下列選項(xiàng)正確的是()圖4A．Ea∶Eb＝4∶1B．Ec∶Ed＝2∶1C．Wab∶Wbc＝3∶1D．Wbc∶Wcd＝1∶3答案AC解析由題圖可知，a、b、c、d到點(diǎn)電荷的距離分別為1m、2m、3m、6m，根據(jù)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E＝keq\f(Q,r2)可知，eq\f(Ea,Eb)＝eq\f(r\o\al(b2),r\o\al(a2))＝eq\f(4,1)，eq\f(Ec,Ed)＝eq\f(r\o\al(d2),r\o\al(c2))＝eq\f(4,1)，故A正確，B錯(cuò)誤；靜電力做功W＝qU，a與b、b與c、c與d之間的電勢差分別為3V、1V、1V，所以eq\f(Wab,Wbc)＝eq\f(3,1)，eq\f(Wbc,Wcd)＝eq\f(1,1)，故C正確，D錯(cuò)誤．5.(多選)(2021·山東濰坊市高三下3月一模)如圖5所示，直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)，O(0,0)、P(a,0)兩點(diǎn)各放置一點(diǎn)電荷，Q(0，a)點(diǎn)電場強(qiáng)度沿x軸正方向，下列判斷正確的是()圖5A．P處點(diǎn)電荷帶正電B．P處點(diǎn)電荷量大于O點(diǎn)電荷量C．從P點(diǎn)沿x軸正方向電勢越來越低D．從O點(diǎn)沿x軸負(fù)方向電勢先降低再升高答案BD解析如果O、P處點(diǎn)電荷帶電性一致，Q點(diǎn)電場強(qiáng)度必有，沿y軸分量，若O、P處點(diǎn)電荷分別帶負(fù)電、正電，則Q點(diǎn)電場強(qiáng)度x軸方向必指向x軸負(fù)方向，故O處點(diǎn)電荷帶正電，P處點(diǎn)電荷帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；由題意Q點(diǎn)電場強(qiáng)度沿x軸正方向可得EOy＝EPy，即keq\f(QO,a2)＝keq\f(QP,2a2)·eq\f(\r(2),2)，解得QP＝2eq\r(2)QO，故B正確；由于沿電場線方向電勢降低，P處點(diǎn)電荷帶負(fù)電且電荷量較大，則P點(diǎn)右側(cè)電場線沿x軸負(fù)方向，故從P點(diǎn)沿x軸正方向電勢越來越高，故C錯(cuò)誤；因P處負(fù)點(diǎn)電荷的電荷量大于O處正點(diǎn)電荷的電荷量，則O點(diǎn)沿x軸負(fù)方向存在一點(diǎn)M，電場強(qiáng)度為0，由此可知O到M之間電場線指向－x方向，M到負(fù)無窮電場線指向＋x方向，則由O點(diǎn)沿x軸負(fù)方向電勢先降低，從M點(diǎn)之后再升高，故D正確．6．(多選)(2021·安徽省高三一模)在x軸上固定有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2，一個(gè)帶正電的粒子只在電場力作用下沿x軸運(yùn)動(dòng)，其電勢能Ep隨位置的變化如圖6所示．下列說法正確的是()圖6A．x1處的電場強(qiáng)度為零B．從x1到x2帶電粒子的加速度逐漸減小C．從x1到x2帶電粒子的速度一直減小D．q1和q2帶有異種電荷答案BCD解析Ep－x圖象中圖線某處切線的斜率的絕對值表示電場力的大小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從x1到x2粒子受到的電場力逐漸減小，其加速度也逐漸減小，選項(xiàng)B正確；只在電場力作用下粒子的動(dòng)能與電勢能之和不變，可知從x1到x2粒子的動(dòng)能一直減小，其速度一直減小，選項(xiàng)C正確；由圖象知x1處的電勢等于零，故q1和q2帶有異種電荷，選項(xiàng)D正確．7.(多選)(2021·華中師范大學(xué)附屬中學(xué)高三期末)如圖7所示，平行板電容器A、B兩極板與直流電源E、理想二極管D(正向電阻為零可以視為短路，反向電阻無窮大可以視為斷路)連接，電源負(fù)極接地．初始時(shí)電容器不帶電，閉合開關(guān)穩(wěn)定后，一帶電油滴在電容器中的P點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)．下列說法正確的是()圖7A．將極板A向下平移后，油滴在P點(diǎn)的電勢能Ep增大B．將極板B向上平移后，油滴在P點(diǎn)的電勢能Ep增大C．將極板A向上平移后，帶電油滴靜止不動(dòng)D．將極板B向下平移后，極板B的電勢降低答案BCD解析由C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，極板A向下平移，C增大，Q＝CU增大，電容器充電，極板間電勢差不變，電場強(qiáng)度E＝eq\f(U,d)增大，φP－φB＝EdPB，φB＝0，φP升高，油滴帶負(fù)電，則油滴在P點(diǎn)的電勢能Ep減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；極板B向上平移，C增大，電容器充電，極板間電勢差不變，電場強(qiáng)度E增大，φA－φP＝EdAP(φA等于電源電動(dòng)勢，不變)增大，φP降低，油滴帶負(fù)電，則油滴在P點(diǎn)的電勢能Ep增大，選項(xiàng)B正確；極板A向上平移，C減小，Q＝CU減小，由于二極管的單向?qū)щ娦裕娙萜鞑荒芊烹?，電容器的帶電荷量Q不變，電場強(qiáng)度E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4πkQ,εrS)不變，帶電油滴靜止不動(dòng)，選項(xiàng)C正確；極板B向下平移，C減小，Q＝CU減小，由于二極管的單向?qū)щ娦裕娙萜鞑荒芊烹?，電容器的帶電荷量Q不變，φA－φB＝eq\f(Q,C)(φA等于電源電動(dòng)勢，不變)增大，φB降低，選項(xiàng)D正確．8.(2021·湖南卷·4)如圖8，在(a,0)位置放置電荷量為q的正點(diǎn)電荷，在(0，a)位置放置電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷，在距P(a，a)為eq\r(2)a的某點(diǎn)處放置正點(diǎn)電荷Q，使得P點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零．則Q的位置及電荷量分別為()圖8A．(0,2a)，eq\r(2)q B．(0,2a)，2eq\r(2)qC．(2a,0)，eq\r(2)q D．(2a,0)，2eq\r(2)q答案B解析根據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式E＝keq\f(Q,r2)，兩異種點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的場強(qiáng)大小均為E0＝eq\f(kq,a2)，方向如圖所示：兩異種點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的合場強(qiáng)為E1＝eq\r(2)E0