2019版高考物理总复习练习：第22课 电场能的性质

1、第22课电场能的性质1四个关于电场能的概念的理解和应用电势能、电势、等势面、电场力做功(1)(2015全国，6分)如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，m、n、p、q是它们的交点，四点处的电势分别为m、n、p、q。一电子由m点分别运动到n点和p点的过程中，电场力所做的负功相等。则()a直线a位于某一等势面内，mqb直线c位于某一等势面内，mnc若电子由m点运动到q点，电场力做正功d若电子由p点运动到q点，电场力做负功答案：b解析：电子带负电荷，电子由m点分别运动到n点和p点的过程中，电场力所做的负功相等，有wmnwmp0，而wmnqumn，wmpqump，q0，即mnp，匀

2、强电场中等势线为平行的直线，所以np和mq分别是两条等势线，有mq，故a项错误、b项正确。电子由m点到q点过程中，wmqq(mq)0，电子由p点到q点过程中，wpqq(pq)0，故c项、d项均错误。2比较电势高低和电势能大小的方法a依据电场线方向比较电势高低和电势能大小(2)(多选)(2013江苏单科，4分)将一电荷量为q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等。a、b为电场中的两点，则()aa点的电场强度比b点的大ba点的电势比b点的高c检验电荷q在a点的电势能比在b点的大d将检验电荷q从a点移到b点的过程中，电场力做负功答案：abd解析：电场线的疏

3、密表示电场强度的大小，a点附近的电场线较密集，则a点的电场强度大于b点的电场强度，故a项正确。a点所在的电场线从q出发到不带电的金属球终止，所以a点的电势高于金属球的电势，而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远，所以金属球的电势高于b点的电势，故b项正确。电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小，即负电荷在a点的电势能较b点的小，故c项错误。由c项分析可知，检验电荷q在a点的电势能较b点的小，则把检验电荷q从电势能小的a点移动到电势能大的b点，电势能增加，电场力做负功，故d项正确。b依据场源电荷的正负比较电势高低和电势能大小(3)(多选)(2015海南单科，5分)如图所示，两电荷量分别为q(q

4、0)和q的点电荷对称地放置在x轴上原点o的两侧，a点位于x轴上o点与点电荷q之间，b点位于y轴o点上方。取无穷远处的电势为零。下列说法正确的是()ab点电势为零，电场强度也为零b正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右c将正的试探电荷从o点移到a点，必须克服电场力做功d将同一正的试探电荷先后从o、b两点移到a点，后者电势能的变化较大答案：bc解析：因为等量异号电荷连线的中垂线上的电场方向为平行于x轴指向负电荷，所以电场方向与中垂线方向垂直，故中垂线为等势线，因为中垂线延伸到无穷远处，所以中垂线的电势为零，故b点的电势为零，但是电场强度不为零，故a项错误。等量异号电荷连线上，电场方向

5、由正电荷指向负电荷，方向平行于x轴向右，在中点o处电势为零，o点左侧电势为正、右侧电势为负，又知道正电荷在正电势处电势能为正，故b项正确。o点的电势低于a点的电势，电场力做负功，所以必须克服电场力做功，故c项正确。o点和b点的电势相等，所以先后从o、b点移到a点，电场力做功相等，电势能变化相同，故d项错误。3带电粒子运动轨迹类问题a根据电场线的特性解决带电粒子在电场中运动轨迹类问题(4)(多选)(2017天津理综，6分)如图所示，在点电荷q产生的电场中，实线mn是一条方向未标出的电场线，虚线ab是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在a、b两点的加速度大小分别为aa、ab，电势能分别为e

6、pa、epb。下列说法正确的是()a电子一定从a向b运动b若aaab，则q靠近m端且为正电荷c无论q为正电荷还是负电荷，一定有epaab，说明电子在a点受到的静电力较大，a点的电场强度较大，根据点电荷的电场分布可知，靠近m端为场源电荷的位置，应带正电，故b项正确。无论q为正电荷还是负电荷，一定有电势ab，电子电势能epe，电势能是标量，所以一定有epaepb，故c项正确、d项错误。b根据等势面的特性解决带电粒子在电场中运动轨迹类问题(5)(多选)(2016海南单科，5分)如图所示，一带正电的点电荷固定于o点，两虚线圆均以o为圆心，两实线分别为带电粒子m和n先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d

7、、e为轨迹和虚线圆的交点。不计重力。下列说法正确的是()am带负电荷，n带正电荷bm在b点的动能小于它在a点的动能cn在d点的电势能等于它在e点的电势能dn在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功答案：abc解析：如题图所示，m粒子的轨迹向左弯曲，则带电粒子所受的电场力方向向左，可知m粒子受到了引力作用，故m带负电荷，而n粒子的轨迹向下弯曲，则带电粒子所受的电场力方向向下，说明n粒子受到斥力作用，故n粒子带正电荷，故a项正确。由于虚线是等势面，故m粒子从a到b电场力对其做负功，故动能减小，故b项正确。对于n粒子，由于d和e在同一等势面上，故从e到d电场力做功为0，电势能不变，故c项正确。由于n

8、粒子带正电，故从c点运动到d点的过程中，电场力做正功，故d项错误。4根据等分法解决匀强电场中电势差与电场强度关系的问题(6)(多选)(2017全国，6分)一匀强电场的方向平行于xoy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10v、17v、26v。下列说法正确的是()a电场强度的大小为2.5v/cmb坐标原点处的电势为1vc电子在a点的电势能比在b点的低7evd电子从b点运动到c点，电场力做功为9ev答案：abd解析：如图所示，设a、之间的d点电势与b点相同，则ad10177，点坐标为(3.5cm，6cm)，过c点作cfbd于f，由几何关系可得cf3.6cm，则电场强度edc1

9、7269ud26173.6v/cm2.5v/cm，故a项正确。因为四边形oacb是矩形，所以有uacuob，解得坐标原点o处的电势为1v，故b项正确。a点电势比b点电势低7v，电子带负电，所以电子在a点的电势能比在b点的高7ev，故c项错误。b点电势比c点电势低9v，电子从b点运动到c点，电场力做功为9ev，故d项正确。5利用功能关系解决电场中的能量问题(7)(多选)(2015四川理综，6分)如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是o，最低点是p，直径mn水平。a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在m点，a从n点静止释放，沿半圆槽运动经过p点到达某点q(图中未画出)时速度为零

10、。则小球a()a从n到q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小b从n到p的过程中，速率先增大后减小c从n到q的过程中，电势能一直增加d从p到q的过程中，动能减少量小于电势能增加量答案：bc解析：小球a从n点静止释放，过p点后到q点速度为零，整个运动过程只有重力和库仑力做功，库仑力方向与a的速度方向夹角一直大于90，所以整个过程中库仑力做负功。小球a从n到q的过程中，库仑力增大，库仑力与重力的夹角从90一直减小，所以它们的合力一直增大，故a项错误。带电小球a受力如图所示。在靠近n点的位置，合力与速度夹角小于90，在p点合力与速度夹角大于90，所以小球a从n到p的过程中，速率应先增大后减小，故b

11、项正确。从n到q的过程中，库仑力一直做负功，所以电势能一直增加，故c项正确。根据能量守恒可知，p到q的过程中，动能的减少量等于重力势能和电势能的增加量之和，故d项错误。6静电场中的图像问题a电场中的x图像(8)(多选)(2017全国，6分)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为ea、eb、ec和ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标(ra，a)标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为wab、wbc和wcd。下列选项正确的

12、是()qear2b4ecr2d4rebra1edrc1aeaeb41beced21cwabwbc31dwbcwcd13答案：aca解析：由题图可知，、b、c、d到点电荷的距离ra、rb、rc、rd分别为1m、2m、3m、6m，根据点电荷的场强公式ek2可知，2，2，故a项正确、b项错误。电场力做功wqu，a与b、b与c、c与d之间的电势差分别为3v、1v、1v，所以wab3，wbc1wbc1wcd1，故c项正确、d项错误。b电场中的ex图像x(9)(多选)(经典题，6分)静电场在x轴上的电场强度e随x的变化关系如图所示，轴正向为电场强度正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷()a在x2和x

13、4处电势能相等b由x1运动到x3的过程中电势能增大c由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小d由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大答案：bc解析：由题意可知，在x1的左侧电场强度方向沿x轴正方向，在x1的右侧电场强度方向沿x轴负方向。带正电的点电荷从x2运动到x4的过程中，电场力做负功，电势能增加，故a项错误。带正电的点电荷由x1运动到x3的过程中，电场力做负功，电势能增大，故b项正确。由x1到x4电场强度的大小先增大后减小，则点电荷由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小，故c项正确、d项错误。c.电场中的epx图像(10)(2017河北模拟，6分)m、n是某电场中一条电场线上的两点，若在m点释放一个初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线由m点运动到n点，其电势能ep随位移x变化的关系如图所示，其中电子在m点时的电势能为epm，电子在n点时的电势能为epn，则下列说法正确的是()a电子在n点时的动能小于在m点的动能b该电场有可能是匀强电场c该电子运动的加速度越来越小d电子运动的轨迹