專題3-等勢(shì)面模型-2023年高考物理電場(chǎng)常用模型模擬題精練(解析版)

2023年高考物理靜電場(chǎng)常用物理模型最新模擬題精練專題3.等勢(shì)面模型一．選擇題1.（2023天津河西區(qū)高二期中）我國(guó)的特高壓直流輸電是中國(guó)在高端制造領(lǐng)域領(lǐng)先世界的一張“名片”，特別適合遠(yuǎn)距離輸電，若直流高壓線掉到地上時(shí)，它就會(huì)向大地輸入電流，并且以高壓線與大地接觸的那個(gè)位置為圓心，形成一簇如圖所示的等差等勢(shì)線同心圓，、、、是等勢(shì)線上的四點(diǎn)，當(dāng)人走在地面上時(shí)，如果形成跨步電壓就會(huì)導(dǎo)致兩腳有電勢(shì)差而發(fā)生觸電事故，則（）A.電勢(shì)的大小為 B.場(chǎng)強(qiáng)的大小為C人從沿著圓弧走到會(huì)發(fā)生觸電 D.間距離等于2倍間距離【參考答案】B【名師解析】高壓線掉到地上時(shí)，它就會(huì)向大地輸入電流，圓心處的電勢(shì)最高，向外越來越低，電勢(shì)的大小為，A錯(cuò)誤；場(chǎng)強(qiáng)看等勢(shì)線的疏密，由圖可知場(chǎng)強(qiáng)的大小為，B正確；和在同一條等勢(shì)線上，人從沿著圓弧走到不會(huì)發(fā)生觸電，C錯(cuò)誤；的平均場(chǎng)強(qiáng)大于的平均場(chǎng)強(qiáng)，的電勢(shì)差等于電勢(shì)差的二倍，根據(jù)可以定性判斷出間距離小于2倍間距離，D錯(cuò)誤；2.（2022·河北石家莊三模）電纜周圍的電場(chǎng)分布對(duì)電纜的電氣化強(qiáng)度影響很大。如圖所示為電纜終端周圍的電場(chǎng)分布情況，圖中虛線為等勢(shì)線，實(shí)線為電場(chǎng)線，下列說法正確的是（）A.電場(chǎng)中c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B.在a點(diǎn)由靜止釋放一帶正電的粒子，粒子將沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)且會(huì)經(jīng)過b點(diǎn)C.將一帶正電的粒子由a點(diǎn)經(jīng)b點(diǎn)移至c點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功D.將一帶負(fù)電的粒子由a點(diǎn)經(jīng)b點(diǎn)移至c點(diǎn)，電勢(shì)能先減小后增大【參考答案】D【名師解析】電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，c點(diǎn)疏密程度小于a點(diǎn)，所以c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，A錯(cuò)誤；物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的合力應(yīng)指向曲線凹側(cè)，在a點(diǎn)由靜止釋放一帶正電的粒子，所受電場(chǎng)力的方向并沒有指向ab的凹側(cè)，所以粒子不會(huì)沿著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；由圖可知，將一帶正電的粒子由a點(diǎn)經(jīng)b點(diǎn)移至c點(diǎn)，電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，C錯(cuò)誤；由圖可知，，將一帶負(fù)電的粒子由a點(diǎn)經(jīng)b點(diǎn)移至c點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，電勢(shì)能先減小后增大，D正確。3.(2022天津南開二模)在圖中，虛線表示某點(diǎn)電荷Q所激發(fā)電場(chǎng)的等勢(shì)面，已知a、b兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，c、d兩點(diǎn)在另一個(gè)等勢(shì)面上。甲、乙兩個(gè)帶電粒子以相同的速率，沿不同的方向從同一點(diǎn)a射入電場(chǎng)，在電場(chǎng)中沿不同的軌跡acb曲線、adb曲線運(yùn)動(dòng)。則（）

A.甲、乙兩粒子所帶的電荷符號(hào)相同B.甲粒子經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的速率大于乙粒子經(jīng)過d的速率C.兩個(gè)粒子的電勢(shì)能都是先減小后增大D.經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)，兩粒子的動(dòng)能一定相等【參考答案】B【名師解析】由軌跡看出，甲受引力，乙受斥力，甲、乙異號(hào)，故A錯(cuò)誤；電場(chǎng)力先對(duì)甲做正功，先對(duì)乙做負(fù)功，故B正確；到b點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)兩粒子做功都為零，但動(dòng)能不一定相等，因?yàn)橘|(zhì)量不一定相等，故D錯(cuò)誤；甲粒子電勢(shì)能先減小后增大，乙粒子電勢(shì)能先增大后減小，故C錯(cuò)誤。4.(2022遼寧沈陽二模)如圖所示，真空中固定著兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷A、B，AB連線的中點(diǎn)為O。在過O點(diǎn)并且垂直于AB連線的平面內(nèi)，a、b兩個(gè)相同的帶電粒子，僅在電場(chǎng)力的作用下，以O(shè)點(diǎn)為圓心做半徑不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知a的半徑小于b的半徑，不計(jì)兩個(gè)粒子之間的相互作用，則下列說法正確的是（）A.a粒子的動(dòng)能一定比b粒子的動(dòng)能小 B.a粒子的動(dòng)能一定比b粒子的動(dòng)能大C.a粒子的電勢(shì)能一定比b粒子的電勢(shì)能小 D.a粒子的電勢(shì)能一定比b粒子的電勢(shì)能大【參考答案】C【名師解析】a、b做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力為同時(shí)a、b相同粒子，a離場(chǎng)源電荷近，根據(jù)庫侖力公式可知但可得所以不確定與的大小，又它們的大小無法確定，AB錯(cuò)誤；CD．以A、B為正電荷為正電荷為例分析，如圖所示

則a、b為負(fù)電荷，因?yàn)闉樨?fù)電，則與成反比，由電場(chǎng)線方向可知沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，則D錯(cuò)誤，C正確。5.（2022安徽巢湖一中等十校聯(lián)盟最后一卷）如圖，虛線為紙面內(nèi)兩個(gè)等量異種電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中的一條直的等勢(shì)線，一個(gè)帶負(fù)電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下從A運(yùn)動(dòng)到B，軌跡（如實(shí)線所示）和這條等勢(shì)線在同一平面，則（）A.A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)高B.A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)低C.A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大D.A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小【參考答案】B【名師解析】根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直可知，根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡可知所受電場(chǎng)力向右，則電場(chǎng)線方向向左，根據(jù)沿著電場(chǎng)線逐漸降低，可知A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)低，故B正確，A錯(cuò)誤；根據(jù)題中信息只能判斷出過等勢(shì)線與粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的交點(diǎn)的電場(chǎng)線垂直等勢(shì)線向左，不能判斷出、兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，故CD錯(cuò)誤。6.(2022南昌一模)如圖所示，豎直平面內(nèi)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，a、b、c、d為沿豎直方向的等勢(shì)線，且a等勢(shì)線電勢(shì)高于d等勢(shì)線的電勢(shì)。一帶負(fù)電的微粒從b等勢(shì)線O點(diǎn)在此平面上以某一初速度沿豎直平面向右上方發(fā)射，初速度方向與水平方向成θ=37°。粒子運(yùn)動(dòng)到其軌跡的最高點(diǎn)時(shí)，速度大小與O點(diǎn)速度大小相等，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，則可判斷在此過程中（）A.電場(chǎng)力對(duì)帶電微粒一定做正功B.微粒運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)可能在b等勢(shì)面上C.微粒受到的電場(chǎng)力與它的重力的比值為3∶1D.電場(chǎng)力對(duì)微粒做功與微粒的重力勢(shì)能增量的比值為3∶1【參考答案】AC【名師解析】當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)時(shí)，其豎直方向的分速度為零，該過程中重力對(duì)微粒做負(fù)功，微粒的速度大小不變，則動(dòng)能不變，根據(jù)動(dòng)能定理可知，電場(chǎng)力一定對(duì)帶電微粒做正功，故A正確；因?yàn)閍等勢(shì)線電勢(shì)高于d等勢(shì)線電勢(shì)，所以勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的方向向右，則帶負(fù)電的微粒受到的電場(chǎng)力的方向向左，電場(chǎng)力一定對(duì)該帶電微粒做正功，所以微粒運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)一定在b等勢(shì)線的左側(cè)，故B錯(cuò)誤；由題意可知帶電微粒在水平方向上先做右勻減速運(yùn)動(dòng)，速度減為零后反向勻加速，其水平初速度和豎直初速度的大小分別為，設(shè)電場(chǎng)力為F，取水平向左為正方向，根據(jù)牛頓第二定律可知微粒在水平方向的加速度大小為根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得微粒從開始到運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)所需的時(shí)間為由題意可知聯(lián)立式解得，故C正確；7．（2021年重慶模擬）如圖所示，虛線表示某電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，a、a′、b、b′、c、c′為分布在等勢(shì)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(chǎng)力做功為Wac，從a′點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c′點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做功為Wa′c′。下列說法正確的是（）A．c點(diǎn)的電場(chǎng)方向一定指向b點(diǎn) B．a(chǎn)′點(diǎn)電勢(shì)一定比c′點(diǎn)電勢(shì)高C．帶電粒子從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c′點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為0 D．【參考答案】C【解題思路】本題考查靜電場(chǎng)及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，主要考查理解和運(yùn)用知識(shí)能力。帶電粒子的電性和電場(chǎng)力做功的正負(fù)均未知，所以各等勢(shì)面的電勢(shì)高低未知，電場(chǎng)線的方向未知，AB錯(cuò)誤；因?yàn)楹驮谕粋€(gè)等勢(shì)面上，電勢(shì)差，根據(jù)電場(chǎng)力做功可知電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做功為0，C正確；根據(jù)題意可得、兩點(diǎn)的電勢(shì)差與、兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差相等，根據(jù)電場(chǎng)力做功可知，D錯(cuò)誤。8.（2021西南四省名校聯(lián)考）如圖所示為兩個(gè)正電荷與一個(gè)負(fù)電荷形成的電場(chǎng)的等勢(shì)面,相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等。其中O點(diǎn)為兩個(gè)正電荷連線的中點(diǎn),AOB連線水平,且A、B兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱;CDE連線豎直,且C、E兩點(diǎn)關(guān)于D點(diǎn)對(duì)稱;以無窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能面,A、B、C、E、F分別在對(duì)應(yīng)的等勢(shì)面上,電勢(shì)如圖中標(biāo)注。下列說法正確的是A.A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.將一負(fù)檢驗(yàn)電荷由O點(diǎn)沿豎直方向移動(dòng)到F點(diǎn),電場(chǎng)力對(duì)該電荷做正功C.同一正檢驗(yàn)電荷在A點(diǎn)處的電勢(shì)能小于其在C點(diǎn)處的電勢(shì)能D.D點(diǎn)的電勢(shì)高于一10V【參考答案】D【名師解析】根據(jù)對(duì)稱性和電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面，電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降落最快的方向，得到A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；將一負(fù)檢驗(yàn)電荷由O點(diǎn)沿豎直方向移動(dòng)到F點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)該電荷做負(fù)功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)Ep=qφ，φA＞φC，可得EpA＞EpC，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)φD-φC＞φE-φD，可得φD＞（φE+φC）=-10V，選項(xiàng)D正確。9.（2021遼寧模擬預(yù)測(cè)12）在正點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)中，一檢驗(yàn)電荷q的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，軌跡上a、b、c三點(diǎn)在以Q為圓心的同心圓上，不計(jì)重力影響，下列說法正確的是（）A．檢驗(yàn)電荷q一定為正電荷B．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)中，檢驗(yàn)電荷q在c點(diǎn)的動(dòng)能最小C．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)中，a點(diǎn)的電勢(shì)最高D．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)中，檢驗(yàn)電荷q在a點(diǎn)的電勢(shì)能最大【參考答案】AB【名師解析】根據(jù)軌跡的彎曲方向判斷出，粒子在運(yùn)動(dòng)的過程中，一直受靜電斥力作用，因電場(chǎng)為正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，粒子帶正電，A正確；若粒子由a運(yùn)動(dòng)到c過程中，電場(chǎng)力先做負(fù)功，后做正功，故速率先減小后增大，動(dòng)能先減小后增大，由于處于同一圓周上的動(dòng)能相等，那么檢驗(yàn)電荷q在c點(diǎn)的動(dòng)能最小，B正確；在電場(chǎng)中沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，因此a點(diǎn)的電勢(shì)最低，c點(diǎn)電勢(shì)最高，C錯(cuò)誤；由B選項(xiàng)分析，可知，在a、b、c三點(diǎn)中，檢驗(yàn)電荷在a點(diǎn)的動(dòng)能最大，而電勢(shì)能最小，D錯(cuò)誤；10．（2021北京懷柔零模）2020年2月，中國(guó)科學(xué)家通過冷凍電鏡捕捉到新冠病毒表面S蛋白與人體細(xì)胞表面ACE2蛋白的結(jié)合過程，首次揭開了新冠病毒入侵人體的神秘面紗。電子顯微鏡是冷凍電鏡中的關(guān)鍵部分，它與光學(xué)顯微鏡相比具有更高的分辨率，其原因是電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于可見光波長(zhǎng)。在電子顯微鏡中，電子束相當(dāng)于光束，通過由電場(chǎng)或磁場(chǎng)構(gòu)成的電子透鏡實(shí)現(xiàn)會(huì)聚和發(fā)散作用。其中的一種電子透鏡由兩個(gè)金屬圓環(huán)M、N組成，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，圖乙為圖甲的截面示意圖。顯微鏡工作時(shí)，兩圓環(huán)的電勢(shì)φN>φM，圖乙中虛線表示兩圓環(huán)之間的等勢(shì)面（相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相等）?，F(xiàn)有一束電子經(jīng)電壓U加速后，沿著平行于兩金屬圓環(huán)軸線的方向進(jìn)入金屬圓環(huán)M。根據(jù)題目信息和所學(xué)知識(shí)，下列推斷正確的是A．電子比可見光的波動(dòng)性強(qiáng)，衍射更為明顯B．增大電子的加速電壓U，可提升該顯微鏡的分辨率C．該電子透鏡對(duì)入射的電子束能起到發(fā)散作用D．電子在穿越電子透鏡的過程中速度不斷減小【參考答案】B【名師解析】根據(jù)題述，電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于可見光波長(zhǎng)，所以電子比可見光的波動(dòng)性弱，衍射更為不明顯，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；增大電子的加速電壓U，可以提高電子速度和動(dòng)量，由物質(zhì)波公式可知，電子波長(zhǎng)減小，可提升該顯微鏡的分辨率，選項(xiàng)B正確；根據(jù)等勢(shì)線與電場(chǎng)線垂直，可以畫出電場(chǎng)線，該電子透鏡對(duì)入射的電子束能起到會(huì)聚作用，電子在穿越電子透鏡的過程中速度不斷增大，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。11．（2020全國(guó)I卷高考模擬9）圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場(chǎng)內(nèi)間距相等的一組等勢(shì)面，已知平面b上的電勢(shì)為2V。一電子經(jīng)過a時(shí)的動(dòng)能為10eV，從a到d的過程中克服電場(chǎng)力所做的功為6eV。下列說法正確的是()A．平面c上的電勢(shì)為零B．該電子可能到達(dá)不了平面fC．該電子經(jīng)過平面d時(shí)，其電勢(shì)能為4eVD．該電子經(jīng)過平面b時(shí)的速率是經(jīng)過d時(shí)的2倍【參考答案】AB【名師解析】因等勢(shì)面間距相等，由U＝Ed得相鄰虛線之間電勢(shì)差相等，由a到d，eUad＝6eV，故Uad＝6V；因電場(chǎng)力做負(fù)功，故電場(chǎng)方向向右，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，又φb＝2V，則φc＝0，各虛線電勢(shì)如圖所示，故A正確。因電子的速度方向未知，若不垂直于等勢(shì)面，如圖中實(shí)線所示，電子可能到達(dá)不了平面f，故B正確。電子經(jīng)過平面d時(shí)，電勢(shì)能Ep＝eφd＝2eV，故C錯(cuò)誤。由a到b，Wab＝Ekb－Eka＝－2eV，所以Ekb＝8eV；由a到d，Wad＝Ekd－Eka＝－6eV，所以Ekd＝4eV；則Ekb＝2Ekd，根據(jù)Ek＝eq\f(1,2)mv2知vb＝eq\r(2)vd，故D錯(cuò)誤。12.（2020貴州銅仁市一模）如圖所示，虛線a、b、c、d代表勻強(qiáng)電場(chǎng)中間距相等的一組等勢(shì)面。一電子僅在電場(chǎng)力作用下做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過a時(shí)的動(dòng)能為9eV，從a到c過程其動(dòng)能減少了6eV。已知等勢(shì)面c的電勢(shì)為3V。下列說法正確的是A.等勢(shì)面a的電勢(shì)為0B.該電子到達(dá)d等勢(shì)面時(shí)的動(dòng)能為0C.該電子從a到c其電勢(shì)能減少了6eVD.該電子經(jīng)過a時(shí)的速率是經(jīng)過c時(shí)的倍【參考答案】.BD【命題意圖】本題以電子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等間距等勢(shì)面之間運(yùn)動(dòng)為情景，考查動(dòng)能定理，能量守恒定律及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，考查的核心素養(yǎng)是“運(yùn)動(dòng)和力”的觀點(diǎn)、能量的觀點(diǎn)?！窘忸}思路】由于電子從a到c過程中其動(dòng)能減少了6eV，根據(jù)動(dòng)能定理可得電子從a到c過程中電場(chǎng)力做功W=6eV，而W=eUac，解得Uac=-6V。由于φc=3V，Uac=φa-φc，所以φa=-3V，即等勢(shì)面a的電勢(shì)為-3V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)上面分析可知，間距相等的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差為3V，左側(cè)電勢(shì)低，右側(cè)電勢(shì)高，d電勢(shì)為6V。電子從a到d的過程中，只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能和動(dòng)能之和保持不變，Eka+Epa=Ekd+Epd，即9eV-3eV=Ekd-6eV，解得Ekd=0，選項(xiàng)B正確；該電子從a到c過程中電勢(shì)能變化了△Ep=3eV-（-3eV）=6eV，即增加了6eV，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；該電子經(jīng)過a時(shí)的動(dòng)能為9eV，經(jīng)過c時(shí)的動(dòng)能為3eV，經(jīng)過a時(shí)的動(dòng)能為經(jīng)過c時(shí)的動(dòng)能的3倍，由動(dòng)能公式Ek=mv2，可知該電子經(jīng)過a時(shí)的速率是經(jīng)過c時(shí)速率的倍，選項(xiàng)D正確?！娟P(guān)鍵點(diǎn)撥】對(duì)于勻強(qiáng)電場(chǎng)，沿電場(chǎng)線方向的等距等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等。解答帶電粒子僅受電場(chǎng)力的運(yùn)動(dòng)，可以根據(jù)帶電粒子的動(dòng)能和電勢(shì)能之和保持不變解答。13.（2020陜西咸陽一模）如圖所示，圖中虛線為某靜電場(chǎng)中的等差等勢(shì)線，實(shí)線為某帶電粒子在該靜電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，a、b、c為粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡與等勢(shì)線的交點(diǎn)，粒子只受電場(chǎng)力作用，則下列說法正確的是（）A.

粒子在a點(diǎn)的加速度比在b點(diǎn)的加速度大B.

粒子在a點(diǎn)的動(dòng)能比在b點(diǎn)的動(dòng)能大C.

粒子在a點(diǎn)和在c點(diǎn)時(shí)速度相同D.

粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能比在c點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大【參考答案】A【名師解析】因a點(diǎn)處的等勢(shì)面密集，故a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大，故電荷在a點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于b點(diǎn)受到的電場(chǎng)力，結(jié)合牛頓第二定律可知，粒子在a點(diǎn)的加速度比在b點(diǎn)的加速度大，故A正確；由粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡彎曲的方向可知，粒子受到的電場(chǎng)力指向右側(cè)，則從a到b電場(chǎng)力做正功，粒子動(dòng)能增大，故B錯(cuò)誤；速度是矢量，沿軌跡的切線方向，由圖可知，粒子在a點(diǎn)和在c點(diǎn)時(shí)速度方向不相同，故C錯(cuò)誤；粒子受到的電場(chǎng)力指向右側(cè)，則從b到c電場(chǎng)力做負(fù)功，粒子的電勢(shì)能增大，所以粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能比在c點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小，故D錯(cuò)誤；

【關(guān)鍵點(diǎn)撥】由等勢(shì)面的疏密可知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，由F=Eq可知電場(chǎng)力的大小關(guān)系；根據(jù)曲線的彎曲方向可知粒子的受力方向，進(jìn)而判斷出電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)；根據(jù)能量守恒定律分析粒子在a點(diǎn)動(dòng)能與粒子在b點(diǎn)動(dòng)能之間的關(guān)系。由動(dòng)能定理可知B、C兩點(diǎn)的間的電勢(shì)能的變化。

本題中解題的關(guān)鍵在于曲線的彎曲方向的判斷，應(yīng)掌握根據(jù)彎曲方向判斷受力方向的方法；本題中告訴的是等勢(shì)面，很多同學(xué)由于思維定勢(shì)當(dāng)成了電場(chǎng)線從而出現(xiàn)錯(cuò)解。14.（2020河北石家莊期末調(diào)研）如圖所示，虛線為某勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面，電勢(shì)分別為10V、20V和30V，實(shí)線是某帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡。不計(jì)帶電粒子重力，則該粒子（）

A.帶負(fù)電

B.三點(diǎn)的動(dòng)能大小關(guān)系Eka＜Ekc＜Ekb

C.三點(diǎn)的電勢(shì)能大小關(guān)系Epa＜Epc＜Epb

D.一定是從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，再運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)【參考答案】C

【名師解析】根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，且由高電勢(shì)指向低電勢(shì)，可知場(chǎng)強(qiáng)方向向上，帶電粒子的軌跡向上彎曲，粒子所受的電場(chǎng)力向上，則該粒子一定帶正電荷，故A錯(cuò)誤；粒子帶正電，b處的電勢(shì)最高，所以粒子在b點(diǎn)處的電勢(shì)能最大，同理a點(diǎn)的電勢(shì)能最?。挥捎诹Ｗ舆\(yùn)動(dòng)的過程中只有電場(chǎng)力做功，則粒子的動(dòng)能與電勢(shì)能的和不變，所以粒子在b點(diǎn)的動(dòng)能最小，在a點(diǎn)的動(dòng)能最大，故B錯(cuò)誤，C正確；由圖只能判斷出粒子受力的方向與電勢(shì)能、動(dòng)能的大小關(guān)系，但不能判斷出粒子是否從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，再運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。【關(guān)鍵點(diǎn)撥】。

先根據(jù)等勢(shì)面的分布情況確定電場(chǎng)線的方向，由粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡確定粒子所受的電場(chǎng)力方向，從而確定電荷的正負(fù)，由動(dòng)能定理確定各點(diǎn)的動(dòng)能關(guān)系，根據(jù)Ep=qφ求解在各點(diǎn)處的電勢(shì)能關(guān)系。

本題要肥根據(jù)粒子的軌跡彎曲方向判斷粒子所受的電場(chǎng)力方向，根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)線的關(guān)系，判斷出電場(chǎng)線方向。正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大是一個(gè)重要推論，要學(xué)會(huì)應(yīng)用。

15.（2023河南鄭州名校聯(lián)考）如圖所示，某電場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)面分布圖，其中實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)面，a、b、c為電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)。下列說法正確的是A.a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)B.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C.電子從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電勢(shì)能增大D.將電子從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，再從c點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功代數(shù)和為零【參考答案】D【命題意圖】本題以電場(chǎng)線和等勢(shì)面為情景，考查電場(chǎng)強(qiáng)度的比較、電勢(shì)比較、電場(chǎng)力做功、電勢(shì)能變化及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)?！窘忸}思路】根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，同一等勢(shì)面上電勢(shì)相等可知，a點(diǎn)的電勢(shì)等于b點(diǎn)的電勢(shì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小可知a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電子從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，只與兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差有關(guān)，將電子從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)，再從c點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，而a、b兩點(diǎn)處于同一等勢(shì)面上，所以電場(chǎng)力做功的代數(shù)和為零，選項(xiàng)D正確?！痉椒w納】解答此類問題注意運(yùn)用下列知識(shí)：eq\o\ac(○,1)電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，電場(chǎng)線越密，表示電場(chǎng)強(qiáng)度越大；eq\o\ac(○,2)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，同一等勢(shì)面上電勢(shì)相等；eq\o\ac(○,3)電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能減??；克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能增大。16.（2023北京海淀名校聯(lián)考）右圖既可以看成是用來描述山坡地勢(shì)的等高線圖，也可以看成是用來描述電場(chǎng)中電勢(shì)高低的等勢(shì)線圖。關(guān)于此圖，下列說法正確的是A．若該圖為等高線圖，可知a坡的地勢(shì)比b坡陡峭B．若該圖為等高線圖，可知在不考慮摩擦力時(shí)，小球從a坡滑下的加速度大于從b坡滑下的加速度C．若該圖為等勢(shì)線圖，可知a側(cè)的電勢(shì)降落比b側(cè)慢D．若該圖為等勢(shì)線圖，可知a側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b側(cè)大【參考答案】C【名師解析】若該圖為等高線圖，可知b坡的地勢(shì)比a坡陡峭，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若該圖為等高線圖，可知在不考慮摩擦力時(shí)，小球從a坡滑下的加速度小于從b坡滑下的加速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若該圖為等勢(shì)線圖，可知a側(cè)的電勢(shì)降落比b側(cè)慢，選項(xiàng)C正確；若該圖為等勢(shì)線圖，可知a側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b側(cè)小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。17．（6分）（2023湖南衡陽名校聯(lián)考）如圖所示，水平線a、b、c、d為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等差等勢(shì)線，一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量絕對(duì)值為q的粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，A、B為其運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩個(gè)點(diǎn)，已知該粒子在A點(diǎn)的速度大小為v1，在B點(diǎn)的速度大小為v2，且方向與等勢(shì)線平行A、B連線長(zhǎng)為L(zhǎng)，連線與豎直方向的夾角為θ，不計(jì)粒子受到的重力，則（）A．該粒子一定帶正電 B．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小 C．粒子在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在A點(diǎn)的電勢(shì)能 D．等勢(shì)線b的電勢(shì)比等勢(shì)線c的電勢(shì)高【名師解析】粒子豎直方向受電場(chǎng)力，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；水平方向不受力，故豎直分運(yùn)動(dòng)是勻減速直線運(yùn)動(dòng)；結(jié)合運(yùn)動(dòng)的合成與分解的知識(shí)得到A點(diǎn)速度與B點(diǎn)速度的關(guān)系，然后對(duì)A到B過程根據(jù)動(dòng)能定理列式求解電場(chǎng)強(qiáng)度。電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，等勢(shì)面沿水平方向，則電場(chǎng)線的方向沿豎直方向，粒子彎曲的方向向上，所以粒子受力的方向向上，但由于電場(chǎng)線方向不知，則粒子的電性無法確定，故A錯(cuò)誤；在沿電場(chǎng)線的方向的位移：y＝Lsinθ設(shè)A、B間的電勢(shì)差為UAB，由動(dòng)能定理，有：qUAB＝qEy＝m﹣m聯(lián)立解得：E＝；故B正確；電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，等勢(shì)面沿水平方向，則電場(chǎng)線的方向沿豎直方向，粒子彎曲的方向向上，所以粒子受力的方向向上，從A到B的過程中電場(chǎng)力做負(fù)功，所以粒子的電勢(shì)能增加，即在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在A點(diǎn)的電勢(shì)能，故C正確；粒子受力的方向向上，若粒子帶正電，則電場(chǎng)的方向向上，c的電勢(shì)高于b的電勢(shì)；若粒子帶負(fù)電，則電場(chǎng)的方向向下，c的電勢(shì)低于b的電勢(shì)，故D錯(cuò)誤；【參考答案】：BC?！娟P(guān)鍵點(diǎn)撥】本題關(guān)鍵是通過運(yùn)動(dòng)的合成與分解得到A點(diǎn)速度和B點(diǎn)速度的關(guān)系，然后結(jié)合動(dòng)能定理列式求解即可，基礎(chǔ)題目。18.（2023河南名校聯(lián)考）兩個(gè)固定的等量異種點(diǎn)電荷所形成電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖中虛線所示，一帶電粒子以某一速度從圖中a點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡為圖中實(shí)線所示，若粒子只受靜電力作用，則下列關(guān)于帶電粒子的判斷正確的是()A．帶正電B．速度先變大后變小C．電勢(shì)能先變大后變小D．經(jīng)過b點(diǎn)和d點(diǎn)時(shí)的速度大小相同【參考答案】CD【名師解析】根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡及電場(chǎng)線分布可知，粒子帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；粒子從a到c到e的過程中電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，速度先減后增，電勢(shì)能先增大后減??；選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；因?yàn)閎、d兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，所以在b、d兩點(diǎn)的電勢(shì)能相同，所以經(jīng)過b點(diǎn)和d點(diǎn)時(shí)的速度大小相同，選項(xiàng)D正確．19.(多選)如圖所示為一產(chǎn)生聚焦電場(chǎng)的裝置，由電極A1、A2、A3、A4構(gòu)成。圖中虛線為等勢(shì)線，關(guān)于中心線z軸上下對(duì)稱，相鄰等勢(shì)線間電勢(shì)差相等。圖中P、Q、R是一個(gè)從左側(cè)進(jìn)入聚焦電場(chǎng)的帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡上的三點(diǎn)，則可以確定()A.該裝置是由兩個(gè)平行板電容器A1A2、A3A4構(gòu)成B.該聚焦電場(chǎng)方向在中心線上與z軸方向一致C.帶正電粒子從Q點(diǎn)到R點(diǎn)的過程中電勢(shì)能