（全国通用）高考物理第七章微专题52电场能性质加练半小时（含解析）.docx

电场能性质方法点拨(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.(多选)(2018河南省开封市一模)如图1所示，三根绝缘细杆构成一个等边三角形，三个顶点上分别固定A、B、C三个带正电的小球.小球质量分别为m、2m、3m，所带电荷量分别为q、2q、3q.CB边水平，ABC处于竖直面内，整个装置都处于方向水平向右的匀强电场中.现让该装置绕过中点O并与三角形平面垂直的轴顺时针转过120角，则A、B、C三个球所构成的系统()图1A.电势能不变B.电势能减小C.重力势能减小D.重力势能增大2.(2018四川省成都市模拟)如图2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，下列说法正确的是()图2A.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3.(2017安徽省皖南八校第二次联考)如图3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的位置如图所示，且都处于一矩形金属空腔内.下列说法正确的是()图3A.A、B、C三点电势大小关系是ACBC.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EBECEA4.(多选)(2018河南省安阳市一模)如图4所示，在竖直平面内，A、C、B、D位于半径为r的圆上，AB与水平面平行，ABCD，垂足在圆心O.在C点固定一点电荷，电荷量为Q，现在A点将一质量为m、带电荷量为q的点电荷由静止释放，该点电荷沿光滑绝缘轨道ADB运动，通过D点时的速度大小为2.已知重力加速度为g，规定电场中B点的电势能为零，则在C处点电荷形成的电场中()图4A.点电荷经过D点向B点运动的过程中，动能减少量大于电势能增加量B.A点的电势低于D点的电势C.A点的电场强度大小是D点的倍D.带电荷量为q的点电荷在D点具有的电势能为mgr5.如图5所示，梯形abcd位于某匀强电场所在平面内，两底角分别为60、30，cd2ab4cm，a、b两点的电势分别为4V、0，将电荷量q1.6103C的正电荷由a点移动到d点，需克服电场力做功6.4103J，则该匀强电场的电场强度()图5A.垂直ab向上，大小为400V/mB.垂直bc斜向上，大小为400V/mC.平行ad斜向上，大小为200V/mD.平行bc斜向上，大小为200V/m6.(多选)(2019吉林省公主岭一中模拟)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，则下列说法正确的是()图6A.P、O两点的电势关系为POB.P、Q两点电场强度的大小关系为EQEPC.若在O点放一正点电荷，则该正点电荷受到的电场力不为零D.若将某一负电荷由P点沿着图中曲线PQ移到Q点，电场力做功为零7.(多选)如图7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，abcd，abbc,2abcdbc2l，电场方向与四边形所在平面平行.已知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角，一段时间后经过c点，则下列说法正确的是()图7A.c点电势为20VB.质子从b运动到c所用的时间为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8eV8.(多选)(2018四川省南充市一诊)如图8所示，真空中固定两个等量异种点电荷A、B，其连线中点为O，在A、B所形成的电场中，以O为圆心、半径为R的圆面垂直AB连线，以O为几何中心、边长为3R的正方形abcd平面垂直圆面且与AB连线共面，两平面边线交点分别为e、f，g为圆周上的一点，下列说法中正确的是()图8A.e、g两点电势相等，b、d两点场强相同B.将一负电荷由e点沿圆弧egf移到f点，电场力先做正功后做负功C.将一电荷由a点分别移到圆心O和圆周上g点，电势能的变化量相同D.沿圆弧egf移动的电荷受到的电场力一直不变9.(多选)如图9所示，带正电的点电荷被固定于A点，以O点为坐标原点，AO方向为x轴正方向建立如图9所示的一维坐标系，现将一个电荷量很小的带正电的点电荷q从O点由静止释放，在点电荷运动的过程中，下列关于点电荷q的动能Ek、电势能Ep随坐标x变化的图象中(假设O点电势为零，不计q的重力)，可能正确的是()图910.(2018湖南省衡阳市质检)如图10甲所示，a、b是一条竖直电场线上的两点，一带正电小球从a点运动到b点的速度时间图象如图乙所示，不计空气阻力，则下列判断正确的是()图10A.该电场的方向竖直向下B.ab中点的电场强度为0C.小球从a点运动到b点的过程中，电势能一直减小D.小球从a点运动到b点的过程中，机械能先增大后减小11.(2018河南省八市二模)如图11所示，倾角为30的绝缘斜面AB长度为3l，BC长度为l，斜面上方BC间有沿斜面向上的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的小物块自A端左上方某处以初速度v0水平抛出，恰好在A点与斜面相切滑上斜面，沿斜面向下运动，经过C点但未能到达B点，在电场力作用下返回，最终恰好静止在A点，已知物体与斜面间的动摩擦因数为，不考虑运动过程中物块电荷量的变化，重力加速度为g，求：图11(1)物块平抛过程中的位移大小；(2)物块在电场中的最大电势能.答案精析1.AD设匀强电场的场强大小为E，三角形边长为a，旋转后，由于小球带正电，则A的电势能减小0.5qEa，B的电势能增大2qEa，C的电势能减小1.5qEa，所以系统电势能不变，故A正确，B错误；设三角形高为h，旋转后，A的重力势能减小mgh，B的重力势能不变，C的重力势能增大3mgh，系统重力势能增大，故D正确，C错误.2.B3.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EBECEA；则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EBECEA，选项D正确.4.AB由于A、B两点到点电荷Q的距离相等，所以A、B两点电势相等，由A到B，应用动能定理可知，点电荷在B点的速度为零，从D到B，动能的减少量等于电势能的增加量和重力势能的增加量之和，A正确；越靠近C点，电势越低，可知A点的电势低于D点的电势，B正确；由E，ACr，CD2r，可知A点的电场强度大小是D点的2倍，C错误；规定电场中B点的电势为零，则A点的电势为零，由A到D，mgrW电mvD20，解得W电mgr，电场力做正功，电势能减小了mgr，则电荷量为q的点电荷在D点具有的电势能为mgr，D错误.5.B由WqU知UadV4V，而a4V，所以d8V，如图所示，过b点作bead交cd于e，有UabUde，即e4V，又因为cd2ab，所以Udc2Uab，即c0，所以bc在同一等势面内.由几何关系知ebbc，由电场线与等势面垂直可知，电场强度方向垂直bc斜向上，大小为E400V/m，B对.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PO，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，EQEP，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POQ，故UPQ0，若将负电荷由P点沿曲线移到Q点，电场力做功为零，D项正确.7.ABD三角形bcd是等腰直角三角形，具有对称性，如图所示，bMbNbd，已知a点电势为24V，b点电势为28V，d点电势为12V，且abcd，abbc,2abcdbc2l，因此根据几何关系，可得M点的电势为24V，与a点电势相等，从而连接aM，即为等势面；三角形bcd是等腰直角三角形，具有对称性，bd连线中点N的电势与c相等，为20V，A项正确；质子从b运动到c做类平抛运动，沿初速度方向分位移为l，此方向做匀速直线运动，则t，B项正确；Nc为等势线，其垂线bd为电场线，场强方向由b指向d，C项错误；电势差Ubc8V，则质子从b运动到c电场力做功为8eV，D项正确.8.ACD等量异种点电荷的中垂面上的各点为等势点，所以O、e、g、f各点电势相等，b、d两点关于中点O对称，所以b、d两点电场强度大小和方向均相同，A正确；将一负电荷由e点沿圆弧egf移到f点，电场力不做功，B错误；因为O与g等势，所以将一电荷由a点分别移到圆心O和圆周上g点，电场力做功相同，电势能的变化量相同，C正确；圆弧egf上的各点电场强度大小和方向均相同，所以沿圆弧egf移动的电荷受到的电场力一直不变，D正确.9.BD根据点电荷周围电场强度分布特点，点电荷q受到沿x轴正方向的电场力作用，点电荷q做加速度减小的加速运动，动能增大，但动能增大得越来越慢，A错误，B正确；由于电场力做正功，电势能减小，因加速度越来越小，相等距离内电场力做功越来越少，则电势能改变得也越来越慢，C错误，D正确.10.C带正电小球从a点运动到b点，速度先增大后减小，说明加速度先向上后向下，说明电场力向上，则电场线的方向向上，电场强度大小逐渐减小，A错误；t0时刻有最大速度，说明此时加速度为零，由题图可知加速度为零的点位于ab的中点，此时电场力大小Eqmg，电场强度不为零，B错误；小球由a到b的过程中，电场力一直做正功，电势能一直减小，机械能增加，C正确，D错误.11.(1)l(2)2mgl解析(1)物块落到斜面上A点时，速度