高考物理一轮复习第章静电场练案电场能的性质新人教

1、练案21电场能的性质一、选择题(本题共8小题，15题为单选，68题为多选)1(2018湖南省衡阳八中高三实验班质检)带有等量异种电荷的一对平行金属板，上极板带正电荷。如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大，即使在两极板之间，它们的电场线也不是彼此平行的直线，而是如图所示的曲线(电场方向未画出)。虚线MN是穿过两极板正中央的一条直线。关于这种电场，以下说法正确的是( C )A平行金属板间的电场，可以看作匀强电场Bb点的电势高于a点的电势Cd点的电势低于c点的电势D若将一正电荷从电场中的任一点由静止释放，它必将沿着电场线运动到负极板解析由电场线的分布情况看出，平行金属板间各处的电场强度不

2、是处处相同，所以不能看成匀强电场，故A错误。顺着电场线电势逐渐降低，上板带正电荷，电场方向向下，所以b点电势低于a点电势，故B错误。据题上极板带正电荷，电场线从上极板指向下极板，根据顺着电场线方向电势降低，可知d点的电势低于c点，故C正确。将一正电荷从电场中的任一点由静止释放，不一定能沿电场线运动，只有在ab所在的电场线上，正电荷所受的电场力一直沿电场线向下，能沿此电场线运动，其他电场线是曲线，正电荷所受的电场力沿电场线的切线方向，将使电荷离开电场线，故D错误。故选C。2(2018山东省潍坊市高三上学期期末试题) 如图所示，相距10cm的平行板A和B之间有匀强电场，电场强度E2103V/m，方

3、向向下，电场中C点距B板3cm，B板接地，下列说法正确的是( C )A A板电势A2104VB A板电势 A200VC C点电势 C60VD C点电势 C60V解析沿电场线方向电势越来越低，电场线竖直向下，因此B点电势低，AB两点间的电势差为：UABEdAB21030.1V200V，则AUAB200V，故AB错误；同理C点电势：CUCBEdCB60V，故C正确，D错误，故选C。3(2018湖北省黄冈中学高三上学期理综测试)如图所示，在真空中的A、B两点分别放置等量异种点电荷，在A、B两点间取一个正五角星形路径abcdefghija，五角星的中心与A、B的中点重合，其中af连线与AB连线垂直。现

4、将一个电子沿该路径逆时针移动一周，下列判断正确的是( C )Ae点和g点的电场强度相同Bh点和d点的电势相等C电子从g点到f点再到e点过程中，电势能一直增大D电子从f点到e点再到d点过程中，电场力先做正功后做负功解析根据电场线的分布知，e、g两点的场强大小相等，方向不同，故A错误。h点离正电较近，则h点电势高于d点的电势，选项B错误；电子从g点到f点再到e点过程中，电场力一直做负功，电势能增大，故C正确。电子从f点到e点再到d点过程中，根据电场力方向与运动方向的关系知，电场力先做负功再做正功，故D错误。故选C。4(2018江西省南昌二中高三上学期第五次考试)如图所示，真空中有两个点电荷Q19.

5、0108C和Q21.0108C，分别固定在x坐标轴上，其中Q1位于x0处，Q2位于x6cm处。则在x轴上( D )A场强为0的点有两处B在x6cm区域，电势沿x轴正方向降低C质子从x1cm运动到x5cm过程，具有的电势能升高D在0x9cm的区域，场强沿x轴正方向解析Q1和Q2将整个x轴分成三个区域x0，根据点电荷的电场强度公式，Ek，因为任一点距Q1比距离Q2近，且Q1Q2，故Q1产生的场强大于Q2，合场强水平向左，沿x轴负方向。此区间场强不可能为零。0x6cm，电场水平向右，正负电荷产生的电场均向右，场强沿x轴正方向，此区间场强不可能为零。质子从x1cm运动到x5cm，电场力做正功，电势能减

6、小，故C错误。x6cm，设坐标为x处，电场强度为0，则有：kk代入数据解得：x9cm综上：场强为0的点只有一处即x9cm，A错误；在6cmx9cm场强主要取决于Q2，方向水平向左，沿x轴负方向，电势沿x轴正方向升高；在 x9cm场强主要取决于Q1，方向水平向右，沿x轴正方向，电势沿x轴正方向降低，B错误；在0x6cm及x9cm场强沿x轴正方向，D正确。5(2018江西省南昌二中高三上学期第五次考试)如图所示，A、B两个带电小球的质量均为m，所带电量分别为3q和q，两球间用绝缘细线连接，A球又用绝缘细线悬挂在天花板上，细线长均为L。现在两球所在的空间加上一方向向左的匀强电场，电场强度E，A、B两

7、球最后会达到新的位置平衡，则在这个过程中，两个小球构成的系统( C )A重力势能增加了mgLB重力势能增加了mgLC电势能减少了mgLD电势能减少了mgL解析A球带正电，受到的电场力水平向左，B带负电，受到的电场力水平向右。以整体为研究对象，整体所受的电场力大小为2qE，方向水平向左，则上面绳子应向左偏转。设上面绳子与竖直方向的夹角为，则由平衡条件得tan1，则45；以B球为研究对象，受力如图。设AB间的绳子与竖直方向的夹角为，则由平衡条件得tan1，得到45，所以根据几何知识可知，B球在悬点的正下方，则系统重力势能增加了EpmgL(1cos45)mgL(22cos45)3mgL(1)，选项A

8、、B错误；系统电势能减小量EPE3qLsin45mgL，选项C正确，D错误；故选C。6.(2018山东省济南外国语高三12月月考)两个等量点电荷位于x轴上，它们的静电场的电势随位置x变化规律如图所示(只画出了部分区域内的电势)，x轴上有两点M、N，且OMON，由图可知( BD )AN点的电势低于M点的电势BM、N两点的电场方向相同且M点的场强大小大于N点的场强大小C仅在电场力作用下，正电荷可以在x轴上M、N之间的某两点做往复运动D负电荷沿x轴从M点移到N点的过程中电场力一直做正功解析由图知，N点的电势高于M点的电势。故A错误； 由EU/d可知，图象的斜率绝对值等于场强大小，可以看出M点的场强大

9、小大于N点的场强大小。斜率都为正值，说明M、N点的电场方向相同，故B正确；根据顺着电场线方向电势降低，可知电场线的方向从N指向M，正电荷在x轴上M、N之间所受的电场力始终由N指向M，正电荷做单向直线运动，故C错误； 负电荷沿x轴从M移到N的过程中，电场力方向由从M指向N，电场力方向与位移相同，电场力一直做正功，故D正确。7(2018湖北省黄冈中学高三上学期理综测试)如图所示，在正点电荷Q形成的电场中，ab两点在同一等势面上，重力不计的甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线，若两个粒子经过a点时具有相同的动能，下列判断错误的是( AC )A甲粒子经过c点时与乙粒子经过d点时具有的动

10、能相同B甲、乙两个粒子带异种电荷C若取无穷远处为零电势，则甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能D两粒子经过b点时具有的动能相同解析由带电粒子的轨迹弯曲方向可知，Q对甲粒子有斥力，对乙粒子有引力，从a到c，电场力对甲做负功，动能减小，电场力对乙粒子做正功，动能增大，而两个粒子经过a点时具有相同的动能，故甲粒子经过c点时的动能小于乙粒子经过d点时的动能。故A错误。由上可知，甲与Q是同种电荷，乙与Q是异种电荷，故甲、乙两个粒子带异种电荷。故B正确。由上可知甲粒子带正电，乙粒子带负电。取无穷远处为零电势，Q带正电，根据顺着电场线方向电势降低可知，c、d的电势均为正值，由公式电势能公式E

11、Pq知，甲粒子在c处电势能大于零，乙粒子在d处电势能小于零，所以甲粒子经过c点时的电势能大于乙粒子经过d点时的电势能。故C错误。a、b位于同一等势面上，电势相等，从a到b电场力做功均为零，两个粒子经过a点时具有相同的动能，则两粒子经过b点时也具有相同的动能。故D正确。本题选错误的，故选AC。8.(2018安徽省定远县高三11月月考)如图所示，真空中有一匀强电场(图中未画出)，电场方向与圆周在同一平面内，ABC是圆的内接直角三角形，BAC63.5，O为圆心，半径R5cm。位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为8eV、电荷量e的粒子，有些粒子会经过圆周上不同的点，其中到达B点的粒子动能为1

12、2eV，到达C点的粒子电势能为4eV(取O点电势为零)。忽略粒子的重力和粒子间的相互作用，sin530.8。下列说法正确的是( BCD )A圆周上A、C两点的电势差为16VB圆周上B、C两点的电势差为4VC匀强电场的场强大小为100V/mD当某个粒子经过圆周上某一位置时，可以具有6eV的电势能，且同时具有6eV的动能解析C点的电势：C4V则UOCOC0(4V)4V根据匀强电场的特点可知：UAOUOC4V则：AOUAC4V粒子在A点的动能是8eV，在B点的动能是12eV，根据动能定理得：WABEKBEKA12eV8eV4eV所以：UAB4V，选项A错误；BAUAB4V4V0V，则UBCBC0(4

13、V)4V，故B正确；由于B点的电势等于O点的电势等于0，所以O与B是等势点，连接OB，则OB为匀强电场的等势面，过A点做OB的垂线交OB与D点，则AD的方向就是该电场的场强方向，如图：O点是圆心，由几何关系可知：ABOBAC63.5所以：AOB180ABOBAC18063.563.553所以：Rsin530.050.8m0.04m由于OBD是等势面，所以：EV/m100V/m，故C正确。A点的电势为4V，所以粒子在A点的电势能：EpAeA4eV，粒子的总能量：EEkAEpA8eV4eV12eV，所以当某个粒子经过圆周上某一位置时，若具有6eV的电势能，则同时具有6eV的动能，故D正确；故选BC

14、D。二、非选择题9(2018吉林省白城市通榆县高三12月理综)如图所示，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B置于光滑绝缘的水平面上，A球的带电量为2q，B球的带电量为3q，构成一个带电系统(它们均可视为质点，不计轻杆的质量，也不考虑两者间相互作用的库仑力)。现让小球A处在有界匀强电场区域MPNQ内。已知虚线MP位于细杆的中垂线上，虚线NQ与MP平行且间距足够长。匀强电场的电场强度大小为E，方向水平向右。释放带电系统，让它从静止开始运动，忽略带电系统运动过程中所产生的磁场影响。求：(1)带电系统运动的最大速度为多少？(2)带电系统运动过程中，B球电势能增加的最大值多少？(3)带

15、电系统回到初始位置所用时间为多少？答案：(1)vm(2)6qEL(3)t6解析(1) 从AB在电场中受力方向可知，小球B刚进入电场带电系统具有最大速度，从释放带电系统到小球B刚进入电场的过程中，根据动能定理有2qEL2mv0，vmax；(2)当带电系统速度第一次为零，B克服电场力做功最多、B增加的电势能最多，设B球在电场中的最大位移为x，由动能定理有2qE(Lx)3qEx0，得x2L，所以B电势能增加的最大值为W13qE2L6qEL；(3)设带电系统由静止释放到小球B刚进入电场的过程中，带电系统运动的时间为t1，则有La1t，a1，设小球B进入电场后至小球A刚运动到带电系统速度为零时(最右端)

16、的过程中，带电系统运动的时间为t2，则有2La2t，a2，根据对称性可知，带电系统从出发点回到出发点的过程中所用总时间为t2t12t2，解得t6。10(2018江西省南昌二中高三上学期第五次考试)绝缘粗糙的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定电荷量不等的正电荷，两电荷的位置坐标如图(甲)所示，已知A处电荷的电量为Q。图(乙)是A、B连线之间的电势与位置x之间的关系图象，图中xL点对应图线的最低点， x2L处的纵坐标20；x2L处的纵坐标，若在x2L处的C点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带电物块(可视为质点)，物块随即向右运动(假设此带电物块不影响原电场分布)。求：(1)固定在B处的电荷的电量QB；(2)小物块与水平面间的动摩擦因数应多大，才能使小物块恰好到达x2L