适用于新高考新教材广西专版2025届高考物理一轮总复习课时规范练25静电场中能的性质

课时规范练25静电场中能的性质基础对点练1.(电势能、电势)(2024北京高三模拟)真空中的A、B两点固定有带正电的点电荷,电荷量不相等。一个带负电的摸索电荷置于二者连线上的O点时,仅在静电力的作用下恰好保持静止状态,如图所示。以下说法正确的是()A.N点电势高于O点B.B点点电荷的电荷量大于A点点电荷的电荷量C.该摸索电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D.该摸索电荷在M点受到的静电力小于在N点受到的静电力2.(电场线、电势、电势能的理解)(2024辽宁卷)等量异种点电荷固定在水平向右的匀强电场中,电场分布如图所示,实线表示电场线,虚线表示等势线。将同一负电荷先后置于a、b两点,电势能分别为Epa和Epb,电荷所受静电力大小分别为Fa和Fb,则()A.Epa>Epb,Fa>FbB.Epa>Epb,Fa<FbC.Epa<Epb,Fa>FbD.Epa<Epb,Fa<Fb3.(电场线、电势、电势能的理解)电荷量相等的四个点电荷分别固定于正方形的四个顶点,O点是正方形的中心,电场线分布如图所示,取无限远处电势为零。下列说法正确的是()A.正方形右下角电荷q带负电B.M、N、P三点中N点电场强度最小C.M、N、P三点中M点电势最高D.负电荷在P点的电势能比在O点的电势能小4.(带电粒子与等势面问题)(2024北京模拟)一个带电粒子(不计重力)射入一点电荷的电场中,粒子运动的轨迹如图实线abc所示,图中虚线是同心圆弧,表示电场中的等势面,下列推断正确的是()A.粒子在a点的电势能确定大于在b点的电势能B.粒子在b点的速率确定大于在a点的速率C.粒子在a点和c点的动能相等D.粒子在b点所受的静电力小于在a点所受的静电力5.(电场线、电势、电势能的比较)如图所示,A、B、C、D是正四面体的四个顶点,在B、D两点分别固定等量异种点电荷。下列说法正确的是()A.A点电势比C点电势高B.A、C两点的电场强度等大反向C.将一摸索电荷从A点沿直线移动到C点,静电力不做功D.将一摸索电荷从A点沿直线移动到C点,静电力先变小后变大6.(φ-x图像)空间存在着平行于纸面的匀强电场,但电场的详细方向未知,现用仪器在纸面内沿夹角为60°的Ox、Oy两个方向探测该静电场中各点电势,得到各点电势φ与到O点距离的函数关系如图所示,则下列关于该电场的电场强度E的说法,正确的是()A.E=2V/m,沿Ox方向B.E=200V/m,沿yO方向C.E=2003V/m,沿∠xOy角平分线向下D.E=40033V/m,沿∠素养综合练7.(多选)(2024广东高三模拟)如图所示,匀强电场区域内,由a、b、c、d、a'、b'、c'、d'作为顶点构成一正方体空间,电场方向与面abcd垂直。若在c点固定一正点电荷Q,则()A.b、d两点的电场强度大小相等,电势相等B.a、b两点的电场强度大小相等,电势相等C.b'、d'两点的电场强度大小相等,电势相等D.a'、b'两点的电场强度大小相等,电势相等8.(多选)如图所示,A、B、C、D为水平圆周上的四个点,C、D、E、F为竖直圆周上的四个点,其中AB与CD交于圆心O且相互垂直,CD与EF交于圆心O且相互垂直,两个圆的半径均为R。在A点放置一个电荷量为+Q的点电荷,在B点放置一个电荷量为-Q的点电荷。在两点电荷产生的电场中()A.C点电势高于E点电势B.一个正电荷q在E点受到的静电力方向沿直径EF指向O点C.将一个正电荷q从A点旁边沿半径移动到O点后再沿半径移动到E点,该电荷电势能先减小后不变D.将一个正电荷q沿CD连线由C移到D,该电荷受到的静电力先增大后减小9.(2024北京交大附中联考模拟)真空中一半径为r0的带电金属球,通过其球心的始终线上各点的电势φ分布如图所示,r表示该直线上某点到球心的距离,r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离,依据电势图像(φ-r图像),推断下列说法正确的是()A.该金属球可能带负电B.A点的电场强度方向由A指向球心C.A点的电场强度小于B点的电场强度D.电荷量大小为q的正电荷沿直线从A移到B的过程中,静电力做功W=q(φ1-φ2)10.(多选)某形态不规则的导体置于静电场中,由于静电感应,导体四周出现了如图所示的电场分布,图中虚线表示电场线,实线表示等势面,A、B、C为电场中三个点。下列说法正确的是()A.A点的电场强度大于B点的电场强度B.A点的电势高于B点的电势C.将电子从A点移到B点,静电力做正功D.将电子从A点移到B点,电势能增加11.(多选)(2024天津耀华中学模拟)如图所示,在电荷量分别为+Q和-Q的两个点电荷A、B的连线上有a、c两点,在连线的中垂线上有b、d两点,a、b、c、d都与连线的中点O等距。则()A.a点电场强度与b点电场强度相同B.b点电势低于c点电势C.负电荷在O点电势能大于在a点的电势能D.正电荷从c点移动到d点静电力做负功12.(2024黑龙江高三月考)一匀强电场的方向平行于图中平面直角坐标系所在的平面,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。下列说法错误的是()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,静电力做功为9eV13.(2024广东汕头二模)如图所示,一立方体空间平行x轴方向存在匀强电场,处于Oyz平面内粒子源P能同时放射速率相同的同种粒子,其中沿x轴、z轴正方向的粒子分别从该空间的M、N点离开电场。不计重力和粒子间的相互作用,则()A.P点的电势确定高于M点的电势B.从M、N点离开电场的粒子速度相同C.从M、N点离开电场的粒子在电场中运动的时间相等D.从M点离开时静电力的功率大于从N点离开时静电力的功率答案：1.A解析由题意可知,O点的电场强度为零,则AO之间的电场强度方向由A指向O,沿电场线方向电势渐渐降低可知,N点电势高于O点,选项A正确;由题意可知,O点的电场强度为零,即A、B两处的点电荷在O点的电场等大反向,因B点距离O点较近,可知B点点电荷的电荷量小于A点点电荷的电荷量,选项B错误;由A的分析可知,M点电势高于N点电势,则带负电的摸索电荷在M点的电势能小于在N点的电势能,选项C错误;O点的电场强度为零,则从A到O电场强度渐渐减小,则该摸索电荷在M点受到的静电力大于在N点受到的静电力,选项D错误。2.D解析电场线的疏密程度表示电场强度的大小,因此Fa<Fb,原匀强电场水平向右,正负电荷的电场线由正电荷指向负电荷,因此可知图中的电场线方向为从左指向右,因此由对称性可知b点电势小于a点电势,Ep=qφ,可知Epb>Epa,故选D。3.C解析依据电场线的特点,正方形左上角电荷带正电,顺时针起先,其次个电荷带负电,右下角电荷带正电,第四个电荷带负电,故A错误;依据电场线的疏密,M、N、P三点中M点电场强度最小,故B错误;依据对称性可知,O点电势为零,M点电势为正,N、P两点更接近负电荷,电势为负,所以三点中M点电势最高,将负电荷从P点移动到O点,电势上升,静电力做正功,电势能削减,所以负电荷在P点的电势能比在O点的高,故C正确,D错误。4.C解析粒子运动轨迹为曲线,受力的方向指向凹侧,因此该粒子受到向外的斥力,从a到b的运动过程中,静电力做负功,电势能增加,动能减小,A、B错误;由于a、c处于同一等势面上,从a到c过程中,静电力做功为零,因此粒子在a点和c点的动能相等,C正确;从等势面形态可知,该电场为点电荷的电场,b点距离点电荷更近,因此粒子在b点所受的静电力大于在a点所受的静电力,D错误。5.C解析B、D两点固定的是等量异种点电荷,所以通过BD的中垂面是等势面,A、C在同一等势面上,电势相同,A、C两点的电场强度都与等势面垂直,同向,依据对称性可知,电场强度大小相等,故A、B错误;因为A、C两点在同一个等势面上,所以将一摸索电荷从A点沿直线移动到C点,静电力不做功,故C正确;A、C两点连线的中点电场强度最大,所以将一摸索电荷从A点沿直线移动到C点,静电力先变大后变小,故D错误。6.D解析由φ-x和φ-y图像可知,Ox、Oy两个方向上距离O点相同距离处电势相等,比如,取距离均为20cm处,电势均为40V,则这两点位于同一等势面上,用直线将两点连接,然后作这条等势线的过O点的垂线,由电场线和等势面的关系可知,这就是电场线,且方向向下,且电场强度大小为E=Ud7.AC解析由正点电荷电场强度公式E=kQr2可知,b、d两点离c点的距离相等,Q在b、d两点的电场强度大小相等,且方向均与匀强电场垂直,故b、d两点合电场强度大小相等,b、d两点在匀强电场的等势面上,也在点电荷Q的等势面上,故两点电势相等,A正确;同理可知,a、b两点离c点的距离不相等,由正电荷产生的电场大小不相等,与匀强电场叠加之后的合电场强度大小也就不相等,两点不在点电荷Q的等势面上,故两点电势不相等,B错误;b'、d'两点离c点的距离(都为面对角线)相等,由正电荷产生的电场强度大小相等,与匀强电场夹角相等,叠加之后合电场强度大小相等,电势也相等,C正确;a'、b'两点离8.CD解析由题可知,CDEF所在的圆面是线段AB的中垂面,A、B两点形成的电场为等量异种点电荷的电场,依据等量异种点电荷的电场的特点可知,该CDEF所在的圆面与电场线垂直,所以CDEF所在的圆面上各点的电势是相等的,C点的电势等于E点的电势,选项A错误;CDEF所在的圆面与电场线垂直,所以一个正电荷q在E点受到的静电力方向与EF垂直,选项B错误;依据等量异种点电荷的电场的特点可知,从A到O电场强度方向从A指向O,所以从A到O电势降低,正电荷q的电势能减小;CDEF所在的圆面上各点的电势相等,所以将正电荷从O沿半径移动到E点,该电荷电势能不变,选项C正确;依据等量异种点电荷的电场的特点可知,CD连线上O点的电场强度最大,从C经O到D的过程中电场强度先增大后减小,所以正电荷q从C经O到D的过程中受到的静电力先增大后减小,选项D正确。9.D解析由题图可知0到r0的电势不变,之后电势变小,带电金属球为一等势体,再依据沿着电场线方向电势渐渐降低,知金属球带正电,故A错误;沿电场线方向电势降低,所以A点的电场强度方向由A指向B,故B错误;φ-r图线斜率的物理意义为电场强度,所以A点的电场强度大于B点的电场强度,故C错误;正电荷沿直线从A移到B的过程中,静电力做功为W=qUAB=q(φ1-φ2),故D正确。10.BD解析依据电场线的疏密表示电场强度的相对大小,知A点处电场线比B点处稀,则A点的电场强度小于B点的电场强度,故A错误;沿着电场线电势渐渐降低,A点所在等势线的电势比B点所在等势线的电势高,则A点的电势高于B点的电势,故B正确;将电子从A点移到B点,电势能增加,则静电力做负功,故C错误;电子带负电,依据负电荷在电势高处电势能小,在电势低处电势能大,则知电子从A点移到B点,电势降低,电子的电势能增加,故D正确。11.CD解析等量异种点电荷的电场线分布如图所示,由等量异种点电荷的电场线分布可看出,a点电场线比b点密集,则说明a点电场强度大于b点电场强度,A错误;沿着电场线方向电势渐渐降低,则b点电势高于c点电势,B错误;将负电荷从O点移到a点静电力做正功,电势能减小,则负电荷在O点电势能大于在a点的电势能,C正确;将正电荷从c点移动到d点静电力做负功,D正确。12.C解析如图所示,在ac连线上,确定一b'点,电势为17V,将bb'连线,即为等势线,那么垂直bb'连线,则为电场线,再依据沿着电场线方向,电势降低,则电场线方向如图所示,因为此电场为匀强电场,则有E=Ucbd,依据几何关系,则有d=b'c·bcbb'=4.5×64.52+62cm=3.6cm,因此电场强度大小为E=26-173.6V/cm=2.5V/cm,故A正确;依据φc-φa=φb-φ0,因a、b、c三点电势分别为φa=10V,φb=17V,φc=26V,解得坐标原点处的电势为φ0=1V,故B正确;因Uab=φa-φb=10V-17V=-7V,电子从a点到b点静电力做功为13.D解析