（江苏专版）2023版高考物理一轮复习第六章静电场微专题48电场能的性质备考精炼

PAGEPAGE148电场能的性质[方法点拨](1)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．(2)电场中某一点的电势等于各点电荷在该点产生的电势的代数和．1．(多项选择)如图1所示，在一个匀强电场中有一个三角形ABC，AC的中点为M，BC的中点为N.将一个带正电的粒子从A点移动到B点，电场力做功为WAB＝6.0×10－9J．那么以下分析正确的选项是()图1A．假设将该粒子从M点移动到N点，电场力做功WMN可能小于3.0×10－9JB．假设将该粒子从M点移动到N点，电势能减少3.0×10－9JC．假设将该粒子由B点移动到N点，电场力做功为－3.0×10－9JD．假设被移动的粒子的电荷量为＋2×10－9C，可求得A、B之间的电势差UAB2．(多项选择)空间有一与纸面平行的匀强电场，纸面内的A、B、C三点位于以O点为圆心，半径为10cm的圆周上，并且∠AOC＝90°，∠BOC＝120°，如图2所示．现把一个电荷量q＝－4图2A．场强大小为200V/mB．场强大小为200eq\r(3)V/mC．场强方向垂直OA向右D．场强方向垂直OC向下

3．如图3所示，孤立点电荷＋Q固定在正方体的一个顶点上，与＋Q相邻的三个顶点分别是A、B、C，以下说法正确的选项是()图3A．A、B、C三点的场强相同B．A、B、C三点的电势相等C．A、B、C三点所在的平面为一等势面D．将一电荷量为＋q的检验电荷由A点沿直线移动到B点的过程中电势能始终保持不变4．(2022·南京市三校联考)如图4所示，竖直线OO′是等量异种电荷＋Q和－Q连线的中垂线，A、B、C的位置如下图，且都处于一矩形金属空腔内．以下说法正确的选项是()图4A．A、B、C三点电势大小关系是φA＝φC<φBB．A、B、C三点电势大小关系是φA＝φC>φBC．金属空腔上的感应电荷在A、B、C三点形成的场强方向均水平向右D．金属空腔上的感应电荷在A、B、C三点形成的场强大小关系是EB>EC>EA5．(2022·启东中学模拟)如图5所示，虚线a、b、c代表电场中一簇等势面．相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带电质点(重力不计)仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知()图5A．a、b、c三个等势面中，a的电势最高B．电场中Q点处的电场强度大小比P点处大C．该带电质点在P点处受到的电场力比在Q点处大D．该带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大6．(多项选择)位于正方形四角上的四个等量点电荷的电场线分布如图6所示，ab、cd分别是正方形两条边的中垂线，O点为中垂线的交点，P、Q分别为cd、ab上的点，那么以下说法正确的选项是()图6A．P、O两点的电势关系为φP＝φOB．P、Q两点电场强度的大小关系为EQ>EPC．假设在O点放一正点电荷，那么该正点电荷受到的电场力不为零D．假设将某一负电荷由P点沿着图中曲线PQ移到Q点，电场力做功为零7．(2022·阜宁中学一模)一带电粒子在匀强电场中仅在电场力作用下运动轨迹如图7虚线所示，在粒子运动过程中，以下说法中正确的选项是()图7A．粒子带负电B．粒子的速度一定减小C．任意相等时间内，初末两位置电势差相等D．任意相等时间内速度变化量相同8．(多项选择)如图8所示，匀强电场中的A、B、C、D点构成一位于纸面内的平行四边形，电场强度的方向与纸面平行，A、B两点的电势分别为φA＝12V，φB＝6V，那么C、D两点的电势可能分别为()图8A．9V、18V B．9V、15VC．0V、6V D．6V、0V9．(多项选择)(2022·南京市三校联考)如图9所示，某匀强电场方向平行正六边形ABCDEF所在平面，假设规定D点电势为零，那么A、B、C的电势分别为8V、6V、2V，初动能为16eV、电荷量大小为3e(e为元电荷)的带电粒子从A沿着AC方向射入电场，恰好经过BC的中点G.不计粒子的重力，以下说法正确的选项是()图9A．该粒子一定带正电B．该粒子到达G点时的动能为4eVC．假设该粒子以不同速率从D点沿DF方向入射，该粒子可能垂直经过CED．只改变粒子在A点初速度的方向，该粒子不可能经过C点10．直线mn是某电场中的一条电场线，方向如图10所示．一带正电的粒子只在电场力的作用下由a点运动到b点，轨迹为一抛物线，φa、φb分别为a、b两点的电势．以下说法中正确的选项是()图10A．可能有φa<φbB．该电场可能为点电荷产生的电场C．带电粒子在b点的动能一定大于在a点的动能D．带电粒子由a运动到b的过程中电势能一定一直减小11．(2022·黄桥中学质检)以无穷远处的电势为零，在电荷量为q的点电荷周围某点的电势可用φ＝eq\f(kq,r)计算，式中r为该点到点电荷的距离，k为静电力常量．两电荷量大小均为Q的异种点电荷固定在相距为L的两点，如图11所示．现将一质子(电荷量为e)从两点电荷连线上的A点沿以电荷＋Q为圆心、半径为R的半圆形轨迹ABC移到C点，质子从A移到C的过程中电势能的变化情况为()图11A．增加eq\f(2kQe,L2－R2) B．增加eq\f(2kQeR,L2－R2)C．减少eq\f(2kQeR,L2＋R2) D．减少eq\f(2kQe,L2＋R2)12．(2022·海安中学段考)如图12所示，＋Q为固定的正点电荷，虚线圆是其一条等势线．两电荷量相同、但质量不相等的粒子，分别从同一点A以相同的速度v0射入，轨迹如图中曲线，B、C为两曲线与圆的交点．aB、aC表示两粒子经过B、C时的加速度大小，vB、vC表示两粒子经过B、C时的速度大小．不计粒子重力，以下判断正确的选项是()图12A．aB＝aCvB＝vC B．aB>aCvB＝vCC．aB>aCvB<vC D．aB<aCvB>vC13．(2022·苏州市期初调研)A、B为两等量异种电荷，图13中水平虚线为A、B连线的中垂线．现将另两个等量异种的检验电荷a、b用绝缘细杆连接后，从离AB无穷远处沿中垂线平移到AB的连线上，平移过程中两检验电荷位置始终关于中垂线对称．假设规定离AB无穷远处电势为零，那么以下说法中正确的选项是()图13A．在AB的连线上a所处的位置电势φa<0B．a、b整体在AB连线处具有的电势能Ep>0C．整个移动过程中，静电力对a做正功D．整个移动过程中，静电力对a、b整体做正功14．(多项选择)如图14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．那么()图14A．粒子带正电B．粒子受到的电场力不断减小C．a点电势高于b点电势D．电场力一直做正功，动能增加15．(多项选择)如图15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，ab∥cd，ab⊥bc,2ab＝cd＝bc＝2l，电场方向与四边形所在平面平行．a点电势为24V，b点电势为28V，d点电势为12V．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图15A．c点电势为20VB．质子从b运动到c所用的时间为eq\f(\r(2)l,v0)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8eV

答案精析1．BD2．AC[UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f(－1×10－4,10－5)V＝－10V；UBC＝eq\f(WBC,q)＝eq\f(3×10－4,10－5)V＝30V；那么UAC＝UAB＋UBC＝20V，假设设φC＝0，那么φA＝20V，φB＝30V，由几何知识得假设延长AO那么与BC的连线交于BC的三等分点D点，D点的电势应为20V，那么AD为电势为20V的等势面，故场强方向垂直OA向右，大小为E＝eq\f(UOC,R)＝eq\f(20,0.1)V/m＝200V/m，应选A、C.]3．B4．D[空腔体内部各点的电势相同，选项A、B错误；金属空腔内部各点的合场强为零，即两个点电荷的场强与感应电荷的场强等大反向，因两电荷在A、B、C三点形成的场强方向向右，故金属空腔上的感应电荷在A、B、C三点场强方向均水平向左，选项C错误；两电荷在A、B、C三点形成的场强大小关系是EB′>EC′>EA′；那么金属空腔上的感应电荷在A、B、C三点形成的场强大小关系是EB>EC>EA，选项D正确．]5．C[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点处的电场强度大小比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，带电质点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，选项A错误；假设质点由Q向P运动，由题图可知质点所受电场力方向与运动方向的夹角为锐角，电场力做正功，带电质点电势能减小，故带电质点在P点具有的电势能比在Q点的小，假设带电质点由P向Q运动，同理可知带电质点在P点具有的电势能比在Q点的小，故D错误．]6．AD[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φP＝φO，A项正确；由题图电场线的疏密程度可看出P点电场线更密集，EQ<EP，B项错误；根据电场的矢量合成，O点场强为零，不管放什么电荷受到的电场力都是零，C项错误；由于φP＝φO＝φQ，故UPQ＝0，假设将负电荷由P点沿曲线移到Q点，电场力做功为零，D项正确．]7．D8.BC9.BD10.C11.B12.C13.B14．BC[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，那么粒子带负电荷，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，那么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，那么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．]15．ABD[三角形bcd是等腰直角三角形，具有对称性，如下图，bM＝eq\f(1,2)bN＝eq\f(1,4)bd，a点电势为24V，b点电势为28V，d点电势为12V，且ab∥cd，ab⊥bc,2ab＝cd＝bc＝2l，因此