高考物理一轮复习 第8章 电场 微专题38 电场能的性质的理解

我们在这里，召开私营企业家联谊会，借此机会，我代表成都市渝中工商局、渝中区私营企业协会，祝各位领导新年快乐、工作愉快、身体健康，祝各位企业家事业兴旺电场能的性质的理解 方法点拨电势能、电势、电势差、电场力的功及电荷量是标量，但都有正负涉及到它们的计算要注意正负号问题1(电场力的功与电势差)(多选)如图1，在匀强电场中有一ABC，该三角形平面与电场线平行，O为三条中线AE、BF、CD的交点将一电荷量为2.0108 C的正点电荷从A点移动到C点，电场力做的功为6.0107 J；将该点电荷从C点移动到B点，克服电场力做功为4.0107 J，设C点电势为零由上述信息通过计算或作图能确定的是() A匀强电场的方向 图1BO点的电势C将该点电荷沿折线AOD由A点移到D点动能的变化量D过A点的等势线2(电势差与电场强度)如图2所示，梯形abcd位于某匀强电场所在平面内，两底角分别为60、30，cd2ab4 cm，a、b两点的电势分别为4 V、0，将电荷量q1.6103 C的正电荷由a点移到d点，需克服电场力做功6.4103 J，则该匀强电场的电场强度() 图2A垂直ab向上，大小为400 V/mB垂直bc斜向上，大小为400 V/mC平行ad斜向上，大小为200 V/mD平行bc斜向上，大小为200 V/m3(电场叠加)如图3所示，有一正方体空间ABCDEFGH，则下面说法正确的是()A若只在A点放置一正点电荷，则电势差UBCEc，EbEd 图6Ba、b、c、d四点电势的关系是aEP 图8C若在O点放一正点电荷，则该正点电荷受到的电场力不为零D若将某一负电荷由P点沿着图中曲线PQ移到Q点，电场力不做功9(多选)如图9所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，坐标系内有A、B、C三点，坐标分别为(6 cm,0)、(0， cm)、(3 cm，0)O、A、B三点的电势分别为0 V、4 V、2 V现有一带电粒子从坐标原点O处以某一速度垂直电场方向射入，恰好通过B点，不计粒子所受重力下列说法正确的是() 图9 AC点的电势为2 VB匀强电场的方向与AB垂直斜向下C匀强电场的场强大小为102 V/mD粒子带正电10(多选)如图10所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们是一个四边形的四个顶点，abcd，abbc,2abcdbc2l，电场方向与四边形所在平面平行已知a点电势为24 V，b点电势为28 V，d点电势为12 V一个质子(不计重力)经过b点的速度大小为v0，方向与bc成45，一段时间后经过c点，则下列说法正确的是() 图10Ac点电势为20 VB质子从b运动到c所用的时间为C场强的方向由a指向cD质子从b运动到c电场力做功为8 eV11(多选)如图11所示，带正电的点电荷被固定于A点，以O点为坐标原点，AO方向为x轴正方向建立如图所示的一维坐标系，现将一个电荷量很小的带正电的点电荷q从O点由静止释放，在点电荷运动的过程中，下列关于点电荷q的动能Ek、电势能Ep随坐标x变化的图象中(假设O点电势为零，不计q的重力)，可能正确的是()图1112.(多选)如图12所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，它们正好是一个正方形的四个顶点在A点有一个粒子源，向各个方向发射动能为Ek的同种带电粒子，已知到达正方形四个边的粒子中，到达B、D的两点粒子动能相同，均为2Ek，不计粒子重力及粒子间相互作用，则() 图12A电场方向可能由A指向CB到达C点的粒子动能一定为4EkCB、D连线上的各点电势一定相同D粒子过AB边中点时，动能一定为Ek13(多选)如图13所示电场，实线表示电场线一个初速度为v的带电粒子仅在电场力的作用下从a点运动到b点，虚线表示其运动的轨迹则()图13A粒子带正电B粒子受到的电场力不断减小Ca点电势高于b点电势D电场力一直做正功，动能增加14如图14，a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，abc120.现将三个等量的点电荷Q分别固定在a、b、c三个顶点上，将一个电荷量为q的点电荷依次放在菱形中心点O和另一个顶点d处，进行比较，以下说法正确的是()图14Aq在d点所受的电场力较大Bq在d点所具有的电势能较大Cd点的电场强度大于O点的电场强度Dd点的电势低于O点的电势答案精析1ABD由题意可知，C点的电势C0，UAC V30 V，UCB V20 V，所以A30 V，B20 V，在匀强电场中，沿同一直线相同距离上的电势差相等，因为E是BC的中点，则E点的电势E10 V，UAE20 V，由此可知UOE V，解得O V，B项正确；根据已知条件可找出与图示B点电势相同的点，从而确定等势面，进而确定电场线的方向，A、D项正确；如果只在电场力作用下由A点到D点移动电荷，由动能定理可以求出动能的变化量，现在不知道电荷的受力情况，因此无法求出该点电荷由A点移到D点动能的变化量，C项错误2B由WqU知Uad V4 V，而a4 V，所以d8 V如图所示，过b点作bead交cd于e，有UabUde，即e4 V，又因为cd2ab，所以Udc2Uab，即c0，所以bc在同一等势面内由几何关系知ebbc，由电场线与等势面垂直可知，电场强度方向垂直bc斜向上，大小为E400 V/m，B对3D若A点放置一正点电荷，由图中的几何关系可知，BC之间的电场强度要大于HG之间的电场强度，结合它们与A之间的夹角关系可得电势差UBCUHG，A项错误；若A点放置一正点电荷，由于B与H到A的距离不相等，故B、H两点的电场强度大小不相等，B项错误；若在A、E两点处放置等量异种点电荷，则AE连线的垂直平分平面是等势面，等势面两侧的点，一定具有不同的电势，所以C、G两点的电势一定不相等，C项错误；若在A、E两点处放置等量异种点电荷，等量异种点电荷的电场具有对称性，即上下对称，左右对称，D与H上下对称，所以电场强度大小相等，H与F相对于E点一定位于同一个等势面上，所以H与F两点的电势相等，则D、F两点的电场强度大小相等，D项正确4B导体是等势体，带正电的导体各点电势均大于零，即A、B点的电势均大于零，选项A错误；由电场线的疏密程度表示电场强度的大小可知，C点的电场强度大于D点的电场强度，选项B正确；试探电荷在电场中某点的电势能与该点的电势和试探电荷的电性均有关，选项C错误；根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，导体的电势高于C点所在的等势面电势，所以B点电势高于C点电势，选项D错误5C根据题图可知，P点处等差等势面比Q点处密，由电势差与电场强度的关系可知，P点处的电场强度比Q点处大，带电质点在P点处所受的电场力比Q点处大，选项B错误，C正确；根据带电质点的运动轨迹可知，所受电场力方向指向轨迹弯曲的方向，即由c等势面指向a等势面，由于题中没有给出带电质点所带电荷的电性，无法判断出a、b、c三个等势面中哪个等势面电势最高，也无法比较出该带电质点在P、Q两点具有的电势能的大小，选项A、D错误6A题中点电荷形成的电场的合场强等效为一对等量异种电荷和一个正电荷形成的电场的合场强根据点电荷的电场强度公式和电场叠加原理可知，EaEc，由对称性可知，EbEd，选项A正确；a、b、c、d四点电势的关系是ac，bd，选项B错误；根据点电荷的电场强度公式和电场叠加原理可知，MN连线上有一点电场强度最小，并非O点，选项C错误；将带负电的试探电荷由b点沿直线移动到d点的过程中，其电势先增大后减小，故电势能先减小后增大，选项D错误7B由于电场线是曲线，所以试探电荷从P由静止释放后不会运动到Q点，选项A错误；试探电荷从P移动到Q，根据沿电场线电势下降，以及电场力做功与电势能变化的关系可知，电场力做正功，选项B正确；由于电场力对试探电荷做正功，所以试探电荷在P处的电势能大于在Q处的电势能，选项C错误；由题图可知P点场强大于Q点场强，所以试探电荷在P处所受电场力大于在Q处所受电场力，选项D错误8AD根据等量异种电荷的电场线的特点：两点电荷连线的中垂线为等势面，由对称性知，ab和cd都是等势面，它们都过O点，所以ab上的电势和cd上的电势相等，即P、O两点的电势关系为PO，A项正确；由电场线的疏密程度可看出P点电场线更密集，EQEP，B项错误；根据电场的矢量合成，O点场强为零，不管放什么电荷受力都是零，C项错误；由于POQ，故UPQ0，电场力不做功，D项正确9AC由于C点是OA中点，在匀强电场中，根据UEd，可知C点的电势为2 V，选项A正确；因B点的电势也为2 V，故C、B两点连线为等势线，而电场线与等势线垂直，沿着电场方向电势降低，故匀强电场的方向与CB垂直斜向下，选项B错误；由题图中几何关系可得，O点到BC的距离d1.5 cm，由UEd可得E102 V/m，选项C正确；带电粒子从O处垂直电场方向射入，恰好通过B点，粒子从低电势到高电势，电场力做正功，故粒子带负电，选项D错误10ABD三角形bcd是等腰直角三角形，具有对称性，如图所示，bMbNbd，已知a点电势为24 V，b点电势为28 V，d点电势为12 V，且abcd，abbc,2abcdbc2l，因此根据几何关系，可得M点的电势为24 V，与a点电势相等，从而连接aM，即为等势面；三角形bcd是等腰直角三角形，具有对称性，bd连线中点N的电势与c相等，为20 V，A项正确；质子从bc做类平抛运动，沿初速度方向分位移为l，此方向做匀速直线运动，则t，B项正确；Nc为等势线，其垂线bd为场强方向，bd，C项错误；电势差Ubc8 V，则质子从bc电场力做功为8 eV，D项正确11BD根据点电荷周围电场强度分布特点，点电荷q受到沿x轴正方向的电场力作用，点电荷q做加速度减小的加速运动，动能增大，但动能增大得越来越慢，A错误，B正确；由于电场力做正功，电势能减小，因加速度越来越小，相等距离内电场力做功越来越少，则电势能改变得也越来越慢，C错误，D正确12ACD由题知，粒子从A运动到B与D两点时动能的变化量相等，电场力做功相等，则知B、D两点的电势相等，BD连线是一条等势线，根据电场线与等势面垂直，可知电场方向可能由A指向C，故A正确对于A到B的过程，由动能定理得qUAB2EkEk；对于A到C的过程，由动能定理得qUACEkCEk；由于UAC2UAB，所以到达C点粒子动能 EkC3Ek.故B错误BD连线是一条等势线，B、D连线上的各点电势一定相同，故C正确设粒子过AB边中点F，则对于A到F的过程，由动能定理得qUAFEkFEk；由于UAFUAB，所以到达F点的粒子动能为EkFEk.故D正确13BC由轨迹弯曲方向可判断出电场力方向，电场力方向指向弧内，则粒子带负电荷，A项错误；电场线的疏密代表电场的强弱，从a到b，电场强度减小，则粒子受到的电场力不断减小，B项正确；沿着电场线方向电势降低，则a点电势高于b点电势，C项正确；电场力方向与速度方向夹角大于90，一直做负功，动能减小，D项错误14D设菱形的边长为r，根