2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專項(xiàng)練習(xí)課時(shí)規(guī)范練24電場(chǎng)能的性質(zhì)

課時(shí)規(guī)范練24電場(chǎng)能的性質(zhì)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練1.(電勢(shì)能)如圖所示,等量異種點(diǎn)電荷P、Q連線中點(diǎn)處有一電子,在外力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)讓電荷Q沿連線向右移動(dòng)一小段距離,此過程中電子始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是()A.外力F慢慢減小,電子的電勢(shì)能慢慢增大B.外力F慢慢增大,電子的電勢(shì)能慢慢增大C.外力F慢慢增大,電子的電勢(shì)能慢慢減小D.外力F慢慢減小,電子的電勢(shì)能慢慢減小2.(等勢(shì)面)真空中某點(diǎn)電荷的等勢(shì)面示意如圖,圖中相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相等。下列說法正確的是()A.該點(diǎn)電荷確定為正電荷B.P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度確定比Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大C.P點(diǎn)電勢(shì)確定比Q點(diǎn)電勢(shì)低D.正檢驗(yàn)電荷在P點(diǎn)比在Q點(diǎn)的電勢(shì)能大3.(多選)(電場(chǎng)力做功、電勢(shì)能)如圖所示,絕緣輕桿的兩端固定帶有等量異號(hào)電荷的小球(不計(jì)重力)。起先時(shí),兩小球分別靜止在A、B位置?，F(xiàn)外加一勻強(qiáng)電場(chǎng)E,在靜電力作用下,小球繞輕桿中點(diǎn)O轉(zhuǎn)到水平位置,取O點(diǎn)的電勢(shì)為0。下列說法正確的有 ()A.電場(chǎng)E中A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)B.轉(zhuǎn)動(dòng)中兩小球的電勢(shì)能始終相等C.該過程靜電力對(duì)兩小球均做負(fù)功D.該過程兩小球的總電勢(shì)能增加4.(電場(chǎng)線與運(yùn)動(dòng)軌跡)如圖所示,MN是由一個(gè)正點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,一個(gè)帶正電的粒子+q飛入電場(chǎng)后,在電場(chǎng)力的作用下沿一條曲線運(yùn)動(dòng),先后通過a、b兩點(diǎn),不計(jì)粒子的重力,則()A.粒子在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度B.a點(diǎn)電勢(shì)φa小于b點(diǎn)電勢(shì)φbC.粒子在a點(diǎn)的動(dòng)能Eka小于在b點(diǎn)的動(dòng)能EkbD.粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能Epa小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能Epb5.(多選)(勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn))如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)中三點(diǎn)A、B、C是一個(gè)三角形的三個(gè)頂點(diǎn),∠ABC=∠CAB=30°,BC=23m,已知電場(chǎng)線平行于ABC所在的平面,一個(gè)電荷量q=-2×10-6C的點(diǎn)電荷由A移到B的過程中,電勢(shì)能增加了1.2×10-5J,由B移到C的過程中電場(chǎng)力做功6×10-6J,為便利計(jì)算,設(shè)B點(diǎn)電勢(shì)為0,下列說法正確的是()A.B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差UBC=3VB.A點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)的電勢(shì)C.負(fù)電荷由C點(diǎn)移到A點(diǎn)的過程中,電勢(shì)能削減D.該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為1V/m6.(多選)(電場(chǎng)力做功、電勢(shì)、電勢(shì)能)如圖,平面直角坐標(biāo)系內(nèi)有a、b、c三點(diǎn),位置如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)平行于坐標(biāo)平面。將電子從a點(diǎn)分別移到坐標(biāo)原點(diǎn)和b點(diǎn)的過程中,電場(chǎng)力做功均為2eV,知a點(diǎn)電勢(shì)為2V,以下說法正確的是()A.b點(diǎn)電勢(shì)為零B.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為200V/mC.電子在c點(diǎn)電勢(shì)能為-8eVD.將電子從a點(diǎn)移到b點(diǎn)和從b點(diǎn)移到c點(diǎn),電場(chǎng)力做功相同素養(yǎng)綜合練7.(多選)如圖是靜電除塵器除塵原理圖,M、N是直流高壓電源的兩極,通過某種機(jī)制使電場(chǎng)中的塵埃帶上負(fù)電,在電場(chǎng)力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達(dá)到除塵目的。圖示位置的a、b、c三點(diǎn)在同始終線上,且|ab|=|bc|,下列推斷正確的是()A.N是直流高壓電源的負(fù)極B.電場(chǎng)中b點(diǎn)的電勢(shì)高于c點(diǎn)的電勢(shì)C.同一個(gè)點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中c點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于在a點(diǎn)受到的電場(chǎng)力D.電場(chǎng)中c、b間的電勢(shì)差Ucb小于b、a間的電勢(shì)差Uba8.空間存在著平行于x軸方向的靜電場(chǎng),P、M、O、N、Q為x軸上的點(diǎn),P、Q之間各點(diǎn)的電勢(shì)φ隨位置坐標(biāo)x的變更如圖所示。一個(gè)帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下從M點(diǎn)由靜止起先沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是 ()A.粒子確定帶負(fù)電B.P點(diǎn)的電勢(shì)低于M點(diǎn)的電勢(shì)C.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.粒子從M點(diǎn)向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中,電勢(shì)能始終減小9.如圖所示,在真空中的M、N兩點(diǎn)分別放置等量的異種電荷+q、-q,在通過M、N兩點(diǎn)的豎直平面內(nèi)相對(duì)于MN對(duì)稱取一個(gè)圓形路徑ABCD,圓心在MN連線的中點(diǎn),兩條直徑AC與BD相互垂直,且AC與MN共線。設(shè)想將一個(gè)電子沿MN路徑ABCDA順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)一周,則以下分析正確的是()A.沿ABC,電場(chǎng)的電勢(shì)降低,電子的電勢(shì)能減小B.沿BCD,電場(chǎng)力對(duì)電子先做正功,后做負(fù)功,總功為零C.沿BCD,電子的電勢(shì)能先增大,后減小,電勢(shì)能的變更總量為零D.沿CDA,電場(chǎng)的電勢(shì)上升,電子的電勢(shì)能增大10.如圖所示,空間有一正三棱錐OABC,點(diǎn)A'、B'、C'分別是三條棱的中點(diǎn)?，F(xiàn)在頂點(diǎn)O處固定一正的點(diǎn)電荷,則下列說法中正確的是()A.A'、B'、C'三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.△ABC所在平面為等勢(shì)面C.將一正的摸索電荷從A'點(diǎn)沿直線A'B'移到B'點(diǎn),靜電力對(duì)該摸索電荷先做正功后做負(fù)功D.若A'點(diǎn)的電勢(shì)為φA',A點(diǎn)的電勢(shì)為φA,則A'A連線中點(diǎn)D處的電勢(shì)φD確定小于φ11.如圖所示,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有夾角為120°、長(zhǎng)度均為2cm的線段AC和CE,B、D分別為AC、CE的中點(diǎn)。將一電荷量為1.0×10-8C的帶正電的點(diǎn)電荷從C點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)的過程中克服電場(chǎng)力做功2.0×10-8J,將該點(diǎn)電荷從C點(diǎn)移動(dòng)到E點(diǎn)的過程中,電場(chǎng)力做功2.0×10-8J。C點(diǎn)電勢(shì)為零,下列說法正確的是()A.勻強(qiáng)電場(chǎng)中B點(diǎn)電勢(shì)為-1VB.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為23C.不能夠作出過B點(diǎn)的等勢(shì)線D.將該點(diǎn)電荷沿直線由D點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn),點(diǎn)電荷的電勢(shì)能增加3.0×10-8J12.(多選)如圖甲所示,一絕緣的圓環(huán)上勻整分布著正電荷,一光滑細(xì)桿過圓心且垂直于圓環(huán)平面,桿上套有帶正電的小球。t=0時(shí)刻把小球從a點(diǎn)由靜止釋放后,小球沿細(xì)桿運(yùn)動(dòng)經(jīng)過b、c兩點(diǎn),小球運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示。下列推斷正確的是()A.小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過程中電勢(shì)能增大B.圓環(huán)在圓心處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為0C.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.a、b兩點(diǎn)電勢(shì)差Uab小于b、c兩點(diǎn)電勢(shì)差Ubc13.在光滑絕緣的水平面上,用長(zhǎng)為2L的絕緣輕桿連接兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B。A球的帶電荷量為+2q,B球的帶電荷量為-3q,組成一帶電系統(tǒng),如圖所示,虛線MP為A、B兩球連線的垂直平分線,虛線NQ與MP平行且相距5L。最初A和B分別靜止于虛線MP的兩側(cè),距MP的距離均為L(zhǎng),且A球距虛線NQ的距離為4L。若視小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn),不計(jì)輕桿的質(zhì)量,在虛線MP、NQ間加上水平向右、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)后,求:(1)B球剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),帶電系統(tǒng)的速度大小;(2)帶電系統(tǒng)向右運(yùn)動(dòng)的最大距離;(3)帶電系統(tǒng)從起先運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零時(shí),B球電勢(shì)能的變更量。參考答案課時(shí)規(guī)范練24電場(chǎng)能的性質(zhì)1.D由題意可知,外力F向右,則電場(chǎng)力向左,可知P帶正電,Q帶負(fù)電;當(dāng)電荷Q沿連線向右移動(dòng)一小段距離時(shí),電子所在的位置場(chǎng)強(qiáng)減小,電勢(shì)上升,則電子受的電場(chǎng)力減小,外力F慢慢減小,電子的電勢(shì)能降低,故選項(xiàng)D正確。2.B正電荷和負(fù)電荷四周的等勢(shì)面都為一組同心球殼,該點(diǎn)電荷不愿定為正電荷,故A錯(cuò)誤;相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相等,P點(diǎn)旁邊的等差等勢(shì)面更加密集,故P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度確定比Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大,故B正確;正電荷和負(fù)電荷四周的等勢(shì)面都為一組同心球殼,若為正點(diǎn)電荷,則P點(diǎn)電勢(shì)確定比Q點(diǎn)電勢(shì)高,故C錯(cuò)誤;從等勢(shì)面的狀況無法推斷該點(diǎn)電荷為正點(diǎn)電荷還是負(fù)點(diǎn)電荷,無法推斷P點(diǎn)電勢(shì)與Q點(diǎn)電勢(shì)的凹凸,就無法推斷正檢驗(yàn)電荷在P點(diǎn)和在Q點(diǎn)的電勢(shì)能的大小,故D錯(cuò)誤。3.AB沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì),選項(xiàng)A正確;兩小球的電荷量大小相等,電性相反,O點(diǎn)電勢(shì)為零,關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱,所以兩小球的電勢(shì)確定值相等,一正一負(fù),依據(jù)Ep=qφ可知電勢(shì)能相等,轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,兩小球始終關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱,電勢(shì)能相等,選項(xiàng)B正確;WAB=EpA-EpB,依據(jù)電場(chǎng)力方向和兩小球的運(yùn)動(dòng)方向,該過程靜電力對(duì)兩小球都做正功,兩小球電勢(shì)能減小,總電勢(shì)能減小,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。4.C由題圖可知粒子受力應(yīng)向左方,因粒子帶正電,故電場(chǎng)線的方向應(yīng)向左,故正點(diǎn)電荷Q應(yīng)在N一側(cè),故a處的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b處的電場(chǎng)強(qiáng)度,故粒子在a處的電場(chǎng)力大于b處電場(chǎng)力,故a點(diǎn)的加速度大于b處的加速度,故A錯(cuò)誤;沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,故a點(diǎn)的電勢(shì)大于b點(diǎn)的電勢(shì),故B錯(cuò)誤;粒子由a到b過程中,電場(chǎng)力做正功,故動(dòng)能增大,故a點(diǎn)的動(dòng)能小于b點(diǎn)的動(dòng)能,故C正確;電場(chǎng)力做正功,故電勢(shì)能減小,故a點(diǎn)的電勢(shì)能Epa大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能Epb,故D錯(cuò)誤。5.CD由B移到C的過程中電場(chǎng)力做功WBC=6×10-6J,則B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差為:UBC=WBCq=6×10-6-2×10-6V=-3V,故A錯(cuò)誤;點(diǎn)電荷由A移到B的過程中,電勢(shì)能增加1.2×10-5J,知電場(chǎng)力做功-1.2×10-5J,A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差:UAB=WABq=6V,所以A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì),故B錯(cuò)誤;UCA=-UBC-UAB=-3V,依據(jù)W=Uq得:負(fù)電荷由C移到6.BC由題意可知,Uab=UaO=2eV-e=-2V,因a點(diǎn)電勢(shì)為2V,則b、O兩點(diǎn)的電勢(shì)均為4V,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電場(chǎng)強(qiáng)度大小為:E=Ubaabcos60°=22×12×10-2V/m=200V/m,選項(xiàng)B正確;bc連線與電場(chǎng)強(qiáng)度E方向平行,則Ucb=E·bc=200×2×10-2V=4V,則c7.CD因到達(dá)集塵極的塵埃帶負(fù)電荷,那么電場(chǎng)強(qiáng)度的方向向左,因此電場(chǎng)線方向向左,則知N是直流高壓電源的正極,故A錯(cuò)誤;依據(jù)沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)是降低的,因此電場(chǎng)中b點(diǎn)的電勢(shì)低于c點(diǎn)的電勢(shì),故B錯(cuò)誤;電場(chǎng)方向由集塵極指向放電極,電場(chǎng)線的分布由集塵極會(huì)聚于放電極,結(jié)合電場(chǎng)線的疏密來體現(xiàn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱,那么電場(chǎng)中c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,故同一個(gè)點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中c點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于在a點(diǎn)受到的電場(chǎng)力,故C正確;假設(shè)電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng),由于|ab|=|bc|,那么b、a間的電勢(shì)差Uba等于c、b間的電勢(shì)差Ucb,但由于電場(chǎng)是非勻強(qiáng)電場(chǎng),且電勢(shì)φc>φb>φa,且沿著ca方向,電場(chǎng)強(qiáng)度越來越大,故電場(chǎng)中c、b間的電勢(shì)差Ucb小于b、a間的電勢(shì)差Uba,故D正確。8.D由題圖可知,粒子從M到Q,電勢(shì)慢慢降低,且粒子由靜止起先運(yùn)動(dòng),因此電場(chǎng)線方向由P到Q,所以粒子帶正電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于電場(chǎng)線方向由P到Q,則沿著電場(chǎng)線方向,電勢(shì)降低,那么P點(diǎn)的電勢(shì)高于M點(diǎn)的電勢(shì),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;依據(jù)Δφ=EΔx,可知,圖線的斜率的確定值大小表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,那么M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;因帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下從M點(diǎn)由靜止起先沿x軸向右運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力做正功,則電勢(shì)能始終減小,選項(xiàng)D正確。9.C由等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布和等勢(shì)面特點(diǎn)可以知道,直徑BD所在的豎直平面為零點(diǎn)等勢(shì)面,且BD左邊電勢(shì)大于零,BD右邊電勢(shì)小于零,所以沿ABC電勢(shì)慢慢降低;電子帶負(fù)電荷,對(duì)負(fù)電荷來說電勢(shì)越低電勢(shì)能越大,所以電子沿ABC運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能增加;沿BCD電勢(shì)先降低后上升,所以電場(chǎng)力對(duì)電子先做負(fù)功,后做正功,總功為零,所以電子的電勢(shì)能先增大,后減小,電勢(shì)能的變更總量為零;沿CDA電勢(shì)慢慢上升,所以電子的電勢(shì)能減小,故選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確。10.DA'、B'、C'三點(diǎn)到O點(diǎn)的距離相等,依據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式E=kQr2分析可知,A'、B'、C'三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。但方向不同,故A錯(cuò)誤。A、B、C的三個(gè)點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離相等,在同一等勢(shì)面,但其他點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離與A、B、C三點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離不等,故△ABC所在平面不是等勢(shì)面,故B錯(cuò)誤;將一正的摸索電荷從A'點(diǎn)沿直線A'B'移到B'點(diǎn),電勢(shì)先上升后降低,電勢(shì)能先增大后減小,則靜電力對(duì)該摸索電荷先做負(fù)功后做正功,故C錯(cuò)誤。由于A'D間電場(chǎng)強(qiáng)度大于DA間電場(chǎng)強(qiáng)度,由U=Ed知,A'、D間的電勢(shì)差大于DA間的電勢(shì)差,則有φA'-φD>φD-φA,則φD<12(φA+φA'),由于正點(diǎn)電荷電場(chǎng)中電勢(shì)大于零,因此φD<12(φA+11.D由題意可知UCA=WCAq=UCE=WCEq=因φC=0可得φA=2V,則φB=1V,φE=-2V,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;AE中點(diǎn)的電勢(shì)為0,可知∠ACE的平分線為電勢(shì)為0的等勢(shì)面,連接AE,可知E=Ud=22×sin60°×10-2V/m=20033V/m,方向沿AE向右,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;過B點(diǎn)的等勢(shì)線與OC平行,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D點(diǎn)的電勢(shì)為-1V,則UDA=-3V,則將該點(diǎn)電荷沿直線由D點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn),電場(chǎng)力做功:W=UDAq=-312.BD小球帶正電,則小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,故A錯(cuò)誤;依據(jù)對(duì)稱性可知,絕緣豎直圓環(huán)上勻整分布的正電荷在圓心處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度完全抵消,則帶電圓環(huán)在圓心處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,故B正確;由乙圖可知小球在a處的加速度小于b