（全國(guó)通用）2023版高考物理一輪復(fù)習(xí)第七章靜電場(chǎng)微專題53電場(chǎng)能的性質(zhì)備考精煉

PAGEPAGE153電場(chǎng)能的性質(zhì)[方法點(diǎn)撥](1)電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差、電場(chǎng)力的功及電荷量是標(biāo)量，但都有正負(fù)．涉及到它們的計(jì)算要注意正負(fù)號(hào)問題．(2)電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)等于各點(diǎn)電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)的代數(shù)和．1．(多項(xiàng)選擇)(2022·江西省重點(diǎn)中學(xué)盟校第一次聯(lián)考)如圖1所示，在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一個(gè)三角形ABC，AC的中點(diǎn)為M，BC的中點(diǎn)為N.將一個(gè)帶正電的粒子從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為WAB＝6.0×10－9J．那么以下分析正確的選項(xiàng)是()圖1A．假設(shè)將該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功WMN可能小于3.0×10－9JB．假設(shè)將該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電勢(shì)能減少3.0×10－9JC．假設(shè)將該粒子由B點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為－3.0×10－9JD．假設(shè)被移動(dòng)的粒子的電荷量為＋2×10－9C，可求得A、B之間的電勢(shì)差UAB2．(多項(xiàng)選擇)(2022·天津五區(qū)縣模擬)空間有一與紙面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)，紙面內(nèi)的A、B、C三點(diǎn)位于以O(shè)點(diǎn)為圓心，半徑為10cm的圓周上，并且∠AOC＝90°，∠BOC＝120°，如圖2所示．現(xiàn)把一個(gè)電荷量q＝1×10－5C的正電荷從A移到B，電場(chǎng)力做功－1×10－4J；從B移到C，電場(chǎng)力做功為3×10－4圖2A．場(chǎng)強(qiáng)大小為200V/mB．場(chǎng)強(qiáng)大小為200eq\r(3)V/mC．場(chǎng)強(qiáng)方向垂直O(jiān)A向右D．場(chǎng)強(qiáng)方向垂直O(jiān)C向下3．(2022·四川成都模擬)如圖3所示，孤立點(diǎn)電荷＋Q固定在正方體的一個(gè)頂點(diǎn)上，與＋Q相鄰的三個(gè)頂點(diǎn)分別是A、B、C，以下說法正確的選項(xiàng)是()圖3A．A、B、C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同B．A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)相等C．A、B、C三點(diǎn)所在的平面為一等勢(shì)面D．將一電荷量為＋q的檢驗(yàn)電荷由A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到B點(diǎn)的過程中電勢(shì)能始終保持不變4．(2022·安徽省皖南八校第二次聯(lián)考)如圖4所示，豎直線OO′是等量異種電荷＋Q和－Q()圖4A．A、B、C三點(diǎn)電勢(shì)大小關(guān)系是φA＝φC<φBB．A、B、C三點(diǎn)電勢(shì)大小關(guān)系是φA＝φC>φBC．金屬空腔上的感應(yīng)電荷在A、B、C三點(diǎn)形成的場(chǎng)強(qiáng)方向均水平向右D．金屬空腔上的感應(yīng)電荷在A、B、C三點(diǎn)形成的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是EB>EC>EA5．(2022·陜西商洛模擬)如圖5所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中一簇等勢(shì)面．相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，實(shí)線為一帶電質(zhì)點(diǎn)(重力不計(jì))僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)，據(jù)此可知()圖5A．a(chǎn)、b、c三個(gè)等勢(shì)面中，a的電勢(shì)最高B．電場(chǎng)中Q點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小比P點(diǎn)處大C．該帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力比在Q點(diǎn)處大D．該帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)具有的電勢(shì)能大6．(多項(xiàng)選擇)(2022·吉林公主嶺一中模擬)位于正方形四角上的四個(gè)等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布如圖6所示，ab、cd分別是正方形兩條邊的中垂線，O點(diǎn)為中垂線的交點(diǎn)，P、Q分別為cd、ab上的點(diǎn)，那么以下說法正確的選項(xiàng)是()圖6A．P、O兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為φP＝φOB．P、Q兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小關(guān)系為EQ>EPC．假設(shè)在O點(diǎn)放一正點(diǎn)電荷，那么該正點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力不為零D．假設(shè)將某一負(fù)電荷由P點(diǎn)沿著圖中曲線PQ移到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零7．(2022·山東濱州一模)一帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)軌跡如圖7虛線所示，在粒子運(yùn)動(dòng)過程中，以下說法中正確的選項(xiàng)是()圖7A．粒子帶負(fù)電B．粒子的速度一定減小C．任意相等時(shí)間內(nèi)，初末兩位置電勢(shì)差相等D．任意相等時(shí)間內(nèi)速度變化量相同8．(多項(xiàng)選擇)如圖8所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中的A、B、C、D點(diǎn)構(gòu)成一位于紙面內(nèi)的平行四邊形，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與紙面平行，A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φA＝12V，φB＝6V，那么C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)可能分別為()圖8A．9V、18V B．9V、15VC．0V、6V D．6V、0V9．(多項(xiàng)選擇)(2022·江西省九校聯(lián)考)如圖9所示，某勻強(qiáng)電場(chǎng)方向平行正六邊形ABCDEF所在平面，假設(shè)規(guī)定D點(diǎn)電勢(shì)為零，那么A、B、C的電勢(shì)分別為8V、6V、2V，初動(dòng)能為16eV、電荷量大小為3e(e為元電荷)的帶電粒子從A沿著AC方向射入電場(chǎng)，恰好經(jīng)過BC的中點(diǎn)G.不計(jì)粒子的重力，以下說法正確的選項(xiàng)是()圖9A．該粒子一定帶正電B．該粒子到達(dá)G點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為4eVC．假設(shè)該粒子以不同速率從D點(diǎn)沿DF方向入射，該粒子可能垂直經(jīng)過CED．只改變粒子在A點(diǎn)初速度的方向，該粒子不可能經(jīng)過C點(diǎn)10．(2022·山東煙臺(tái)一模)直線mn是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，方向如圖10所示．一帶正電的粒子只在電場(chǎng)力的作用下由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，軌跡為一拋物線，φa、φb分別為a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)．以下說法中正確的選項(xiàng)是()圖10A．可能有φa<φbB．該電場(chǎng)可能為點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)C．帶電粒子在b點(diǎn)的動(dòng)能一定大于在a點(diǎn)的動(dòng)能D．帶電粒子由a運(yùn)動(dòng)到b的過程中電勢(shì)能一定一直減小11．(2022·福建龍巖3月質(zhì)檢)以無窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，在電荷量為q的點(diǎn)電荷周圍某點(diǎn)的電勢(shì)可用φ＝eq\f(kq,r)計(jì)算，式中r為該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離，k為靜電力常量．兩電荷量大小均為Q的異種點(diǎn)電荷固定在相距為L(zhǎng)的兩點(diǎn)，如圖11所示．現(xiàn)將一質(zhì)子(電荷量為e)從兩點(diǎn)電荷連線上的A點(diǎn)沿以電荷＋Q為圓心、半徑為R的半圓形軌跡ABC移到C點(diǎn)，質(zhì)子從A移到C的過程中電勢(shì)能的變化情況為()圖11A．增加eq\f(2kQe,L2－R2) B．增加eq\f(2kQeR,L2－R2)C．減少eq\f(2kQeR,L2＋R2) D．減少eq\f(2kQe,L2＋R2)12．(2022·山東泰安一模)如圖12所示，＋Q為固定的正點(diǎn)電荷，虛線圓是其一條等勢(shì)線．兩電荷量相同、但質(zhì)量不相等的粒子，分別從同一點(diǎn)A以相同的速度v0射入，軌跡如圖中曲線，B、C為兩曲線與圓的交點(diǎn)．a(chǎn)B、aC表示兩粒子經(jīng)過B、C時(shí)的加速度大小，vB、vC表示兩粒子經(jīng)過B、C時(shí)的速度大?。挥?jì)粒子重力，以下判斷正確的選項(xiàng)是()圖12A．a(chǎn)B＝aCvB＝vC B．a(chǎn)B>aCvB＝vCC．a(chǎn)B>aCvB<vC D．a(chǎn)B<aCvB>vC13．(2022·山東臨沂一模)A、B為兩等量異種電荷，圖13中水平虛線為A、B連線的中垂線．現(xiàn)將另兩個(gè)等量異種的檢驗(yàn)電荷a、b用絕緣細(xì)桿連接后，從離AB無窮遠(yuǎn)處沿中垂線平移到AB的連線上，平移過程中兩檢驗(yàn)電荷位置始終關(guān)于中垂線對(duì)稱．假設(shè)規(guī)定離AB無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，那么以下說法中正確的選項(xiàng)是()圖13A．在AB的連線上a所處的位置電勢(shì)φa<0B．a(chǎn)、b整體在AB連線處具有的電勢(shì)能Ep>0C．整個(gè)移動(dòng)過程中，靜電力對(duì)a做正功D．整個(gè)移動(dòng)過程中，靜電力對(duì)a、b整體做正功14．(多項(xiàng)選擇)如圖14所示電場(chǎng)，實(shí)線表示電場(chǎng)線．一個(gè)初速度為v的帶電粒子僅在電場(chǎng)力的作用下從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，虛線表示其運(yùn)動(dòng)的軌跡．那么()圖14A．粒子帶正電B．粒子受到的電場(chǎng)力不斷減小C．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)D．電場(chǎng)力一直做正功，動(dòng)能增加15．(多項(xiàng)選擇)如圖15所示，a、b、c、d是某勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，它們是一個(gè)四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)，ab∥cd，ab⊥bc,2ab＝cd＝bc＝2l，電場(chǎng)方向與四邊形所在平面平行．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)為24V，b點(diǎn)電勢(shì)為28V，d點(diǎn)電勢(shì)為12V．一個(gè)質(zhì)子(不計(jì)重力)經(jīng)過b點(diǎn)的速度大小為v0，方向與bc成45°，一段時(shí)間后經(jīng)過c圖15A．c點(diǎn)電勢(shì)為20VB．質(zhì)子從b運(yùn)動(dòng)到c所用的時(shí)間為eq\f(\r(2)l,v0)C．場(chǎng)強(qiáng)的方向由a指向cD．質(zhì)子從b運(yùn)動(dòng)到c電場(chǎng)力做功為8eV

答案精析1．BD2．AC[UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f(－1×10－4,10－5)V＝－10V；UBC＝eq\f(WBC,q)＝eq\f(3×10－4,10－5)V＝30V；那么UAC＝UAB＋UBC＝20V，假設(shè)設(shè)φC＝0，那么φA＝20V，φB＝30V，由幾何知識(shí)得假設(shè)延長(zhǎng)AO那么與BC的連線交于BC的三等分點(diǎn)D點(diǎn)，D點(diǎn)的電勢(shì)應(yīng)為20V，那么AD為電勢(shì)為20V的等勢(shì)面，故場(chǎng)強(qiáng)方向垂直O(jiān)A向右，大小為E＝eq\f(UOC,R)＝eq\f(20,0.1)V/m＝200V/m，應(yīng)選A、C.]3．B4．D[空腔體內(nèi)部各點(diǎn)的電勢(shì)相同，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；金屬空腔內(nèi)部各點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，即兩個(gè)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)與感應(yīng)電荷的場(chǎng)強(qiáng)等大反向，因兩電荷在A、B、C三點(diǎn)形成的場(chǎng)強(qiáng)方向向右，故金屬空腔上的感應(yīng)電荷在A、B、C三點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向均水平向左，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；兩電荷在A、B、C三點(diǎn)形成的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是EB′>EC′>EA′；那么金屬空腔上的感應(yīng)電荷在A、B、C三點(diǎn)形成的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是EB>EC>EA，選項(xiàng)D正確．]5．C[根據(jù)題圖可知，P點(diǎn)處等差等勢(shì)面比Q點(diǎn)處密，由電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系可知，P點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小比Q點(diǎn)處大，帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)處所受的電場(chǎng)力比Q點(diǎn)處大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)帶電質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡可知，帶電質(zhì)點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向指向軌跡彎曲的方向，即由c等勢(shì)面指向a等勢(shì)面，由于題中沒有給出帶電質(zhì)點(diǎn)所帶電荷的電性，無法判斷出a、b、c三個(gè)等勢(shì)面中哪個(gè)等勢(shì)面電勢(shì)最高，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；假設(shè)質(zhì)點(diǎn)由Q向P運(yùn)動(dòng)，由題圖可知質(zhì)點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向與運(yùn)動(dòng)方向的夾角為銳角，電場(chǎng)力做正功，帶電質(zhì)點(diǎn)電勢(shì)能減小，故帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)的小，假設(shè)帶電質(zhì)點(diǎn)由P向Q運(yùn)動(dòng)，同理可知帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)的小，故D錯(cuò)誤．]6．AD[根據(jù)等量異種電荷的電場(chǎng)線的特點(diǎn)：兩點(diǎn)電荷連線的中垂線為等勢(shì)面，由對(duì)稱性知，ab和cd都是等勢(shì)面，它們都過O點(diǎn)，所以ab上的電勢(shì)和cd上的電勢(shì)相等，即P、O兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為φP＝φO，A項(xiàng)正確；由題圖電場(chǎng)線的疏密程度可看出P點(diǎn)電場(chǎng)線更密集，EQ<EP，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)的矢量合成，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，不管放什么電荷受到的電場(chǎng)力都是零，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于φP＝φO＝φQ，故UPQ＝0，假設(shè)將負(fù)電荷由P點(diǎn)沿曲線移到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零，D項(xiàng)正確．]7．D8.BC9.BD10.C11.B12.C13.B14．BC[由軌跡彎曲方向可判斷出電場(chǎng)力方向，電場(chǎng)力方向指向弧內(nèi)，那么粒子帶負(fù)電荷，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電場(chǎng)線的疏密代表電場(chǎng)的強(qiáng)弱，從a到b，電場(chǎng)強(qiáng)度減小，那么粒子受到的電場(chǎng)力不斷減小，B項(xiàng)正確；沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，那么a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)，C項(xiàng)正確；電場(chǎng)力方向與速度方向夾角大于90°，一直做負(fù)功，動(dòng)能減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤．]15．ABD[三角形bcd是等腰直角三角形，具有對(duì)稱性，如下圖，bM＝eq\f(1,2)bN＝eq\f(1,4)bd，a點(diǎn)電勢(shì)為24V，b點(diǎn)電勢(shì)為28V，d點(diǎn)電勢(shì)為12V，且ab∥cd，ab⊥bc,2ab＝cd＝bc＝