新教材高考生物一轮复习过关练18电场能的性质（含解析）

04/505/5/电场能的性质考试要求1.知道静电场中的电荷具有电势能，了解电势能、电势的含义。2.知道匀强电场中电势差及其电场强度的关系。[题组冲关]题组一电场力做功及电势能的变化1．如图所示，将正电荷沿不同路径从A移动到C的过程中，下列说法正确的是()A．从A经B到C静电力对电荷做功最多B．从A经M到C静电力对电荷做功最多C．从A经N到C静电力对电荷做功最多D．不管正电荷经由哪条路径从A移动到C，静电力做功都相等，且都做正功D电场力做功与路线无关，只与初末位置有关，所以D对。2．下列说法正确的是()A．在电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少B．在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少C．在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少D．在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加C在电场中正电荷受力与该点电场方向相同，所以顺着电场线移动正电荷电场力做正功，电荷电势能减少，C正确，A、B、D错误。3．某区域的电场线分布如图所示，将一带负电的粒子从A点移到B点，此过程中()A．电场力做正功，粒子电势能减少B.电场力做正功，粒子电势能增加C.电场力做负功，粒子电势能减少D．电场力做负功，粒子电势能增加[答案]A题组二电势、电势差及电势能4．如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是()A．1、2两点的场强相等B．1、3两点的场强相等C．1、2两点的电势相等D．2、3两点的电势相等D根据电场线的疏密判断电场强度的大小，电场线越密，电场强度越大，所以E1>E2，E1>E3，A、B均错误；电势是标量，电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，且在同一等势面上电势相等，所以φ1>φ2，φ2＝φ3，C错误，D正确。5．下列物理量中，属于矢量的是()A．电荷量 B．电场力C．电势 D．电势能[答案]B6．关于电势和电势能，下列说法正确的是()A．沿着电场线方向电势逐渐升高B．电场中某点的电势与电势零点的选取有关C．电势能决定于电场本身，与试探电荷无关D．静电力做正功，电荷的电势能增加[答案]B7．关于等势面的说法，正确的是()A．电荷在等势面上移动时，由于不受电场力作用，所以说电场力不做功B．在同一个等势面上各点的电场强度大小相等C．两个不等电势的等势面可能相交D．若相邻两等势面的电势差相等，则等势面的疏密程度能反映电场强度的大小[答案]D8．三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中a、b两点处的场强大小分别为Ea、Eb，电势分别为φa、φb则()A．Ea＞Eb，φa＞φb B．Ea＜Eb，φa＜φbC．Ea＞Eb，φa＜φb D．Ea＜Eb，φa＞φbC电场线密的地方电场强度大，电场线稀的地方电场强度小，故Ea>Eb；根据电场线与等势线垂直，在b点所在电场线上找到与a点电势相等的点，依据沿电场线电势降低，可知φa<φb，故A、B、D错误，C正确。9．某电场中将一电荷量为4×10－2C的负电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.2J，A、B两点间的电势差UABA．5V B．－5VC．2V D．－2VA因为电荷电势能增加了0.2J，所以电荷由A点移到B点，电场力做负功0.2J，则UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f(－0.2,－4×10－2)V＝5V，A正确。10．如图所示，把电荷量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能如何变化？若A点的电势φA＝15V，B点的电势φB＝10V，[核心精要]一、电场力做功与电势能变化的关系1．电场力对电荷做功多少与路径无关，与初末位置有关。2．电场力对电荷做多少正功，电荷的电势能就减少多少。3．电场力对电荷做多少负功，电荷的电势能就增加多少。学习心得：二、电势与电势能1．电势高低常用的两种判断方法(1)依据电场线的方向→沿电场线方向电势逐渐降低。(2)依据UAB＝φA－φB→UAB＞0，φA＞φB；UAB＜0，φA＜φB。2．电势能大小的判断公式法将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Ep＝qφ，正Ep的绝对值越大，电势能越大；负Ep的绝对值越大，电势能越小电势法正电荷在电势高的地方电势能大；负电荷在电势低的地方电势能大做功法电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加能量守恒法在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，动能减小，电势能增加学习心得：[解析]负电荷由A点移到B点，电场力做负功，故电势能增大，由电场力做功与电势能变化的关系知，电场力做的功为WAB＝EpA－EpB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)＝(－5×10－9)×(15－10)J＝－2.5×10－8J。[答案]增大－2.5×10－8J题组三电势差与电场强度的关系11．匀强电场中的一簇水平等势面，电势高低如图所示，相邻等势面之间的距离都是2cm，A．电场强度竖直向下、大小为0.2V/mB．电场强度竖直向下、大小为500V/mC．电场强度竖直向上、大小为0.2V/mD．电场强度竖直向上、大小为500V/mD由电场强度与等势面的关系知电场强度与等势面垂直，且由高电势指向低电势，大小为E＝eq\f(U,d)＝eq\f(10,2×10－2)V/m＝500V/m，故A、B、C错误，D正确。12．a、b、c是匀强电场中的三个点，各点电势依次为10V、2V、6V；三点在同一平面上，下列图中电场强度的方向表示正确的是()ABCDC由于Uab＝φa－φb＝8V，则ab中点处电势为6V，因此c点与ab中点的电势相同，c点与ab中点的连线则为一条等势线，电场强度方向应垂直于该等势线并且指向电势较低的方向，故选项C正确。13．如图所示的匀强电场，电场强度E＝2×104N/C。一电荷量q＝＋1×10－8C的电荷从电场中的A点移动到B点，A、B之间的距离d＝0.1(1)电荷所受电场力F的大小；(2)A、B之间的电势差U；(3)电场力对电荷做的功W。[解析](1)由电场力的公式有：F＝Eq＝2×104×1×10－8N＝2×10－4N。(2)匀强电场中电场强度处处相同，大小均为E，则A、B两点之间的电势差为：U＝Ed＝2×104×0.1V＝2×103V。(3)在A到B过程中电场力是恒力，做的功为：W＝qU＝1×10－8×2×103J＝2×10－5J。[答案](1)2×10－4N(2)2×103V(3)2×