高考物理一轮复习热点强化11电场性质的理解和应用演练（含解析）

热点强化11电场性质的理解和应用1．(2021届菏泽期末)如图所示，正方形线框由边长为L的粗细均匀的绝缘棒组成，O是线框的中心，线框上均匀地分布着正电荷，现在线框上侧中点A处取下足够短的带电荷量为q的一小段，将其沿OA连线延长线向上移动eq\f(L,2)的距离到B点处，若线框的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，则此时O点的电场强度大小为(k为静电力常量) ()A．keq\f(q,L2) B．keq\f(3q,2L2)C．keq\f(3q,L2) D．keq\f(5q,L2)【答案】C【解析】设想将线框分为n个小段，每一小段都可以看成点电荷，由对称性可知，线框上的电荷在O点产生的场强等效为与A点关于O点对称的电荷量为q的电荷在O点产生的场强，故E1＝eq\f(kq,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)))2)＝eq\f(4kq,L2)，B点的电荷在O点产生的场强为E2＝eq\f(kq,L2)，由场强的叠加可知E＝E1－E2＝eq\f(3kq,L2)．2．(2020年郑州质检)如图，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、e为轨迹和虚线圆的交点．不计重力，下列说法错误的是 ()A．M带负电荷，N带正电荷B．M在b点的动能小于它在a点的动能C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功【答案】D3．(2020年烟台期末)如图所示，实线表示一匀强电场的电场线，电场方向未知．一电子以一定的初速度由A点射入电场，虚线为电子的运动轨迹，B点是运动轨迹上的一点，则 ()A．A点电势高于B点电势B．电子在B点的电势能大于在A点的电势能C．电子在A点的速度大于在B点的速度D．电子由A到B，电场力先做负功后做正功【答案】D4．在某匀强电场中有M、N、P三点，在以它们为顶点的三角形中，∠M＝30°、∠P＝90°，直角边NP的长度为4cm．已知电场方向与三角形所在平面平行，M、N和P点的电势分别为3V、15V和12V．则电场强度的大小为 ()A．150V/m B．75V/mC．225eq\r(3)V/m D．75eq\r(3)V/m【答案】A【解析】过P点作斜边MN的垂线交MN于O点，由几何知识可知N、O间的距离NO＝2cm，M、O间的距离MO＝6cm，由匀强电场的特点得O点的电势为φO＝12V，即O、P在同一等势面上，由电场线与等势面的关系和几何关系知E＝eq\f(U,d)＝eq\f(φN－φO,NO)＝150V/m，即A正确．5．(2020年上饶一模)如图所示，在AOB平面内存在着一个匀强电场，OA＝L，OB＝eq\f(3L,2)，∠AOB＝60°．一个电荷量为q的带正电粒子以初动能Ek从O点两次沿不同方向抛出，并分别运动到A、B两点．若粒子运动到A、B两点时的动能分别为EA＝2Ek，EB＝eq\f(5Ek,2)，粒子重力不计，则匀强电场的场强大小为 ()A．eq\f(Ek,qL) B．eq\f(5Ek,3qL)C．eq\f(\r(3)Ek,3qL) D．eq\f(2\r(3)Ek,3qL)【答案】D【解析】由题意令电场强度与OA成α角，与OB成β角，粒子在电场中所受电场力F＝Eq，粒子带正电，故电场力方向与场强方向相同，根据题意有：从O到A只有电场力做功，有EqLcosα＝2Ek－Ek，从O到B只有电场力做功有Eqeq\f(3,2)Lcosβ＝eq\f(5Ek,2)－Ek，联立两式可得cosα＝cosβ，又∠AOB＝60°，所以α＝β＝30°，可得场强E＝eq\f(2Ek－Ek,qLcos30°)＝eq\f(2\r(3)Ek,3qL)，故A、B、C错误，D正确．6．(2020年大理模拟)(多选)在光滑绝缘的水平桌面上，存在着方向水平向右的匀强电场，电场线如图中实线所示．一初速度不为零的带电小球从桌面上的A点开始运动，到C点时，突然受到一个外加的水平恒力F作用而继续运动到B点，其运动轨迹如图中虚线所示，v表示小球经过C点时的速度，则 ()A．小球带正电B．恒力F的方向可能水平向左C．恒力F的方向可能与v方向相反D．在A、B两点小球的速率不可能相等【答案】AB7．(2021年广元调研)(多选)M、N是某电场中一条电场线上的两点，从M点由静止释放一电子，电子仅在电场力的作用下沿电场线由M点运动到N点，其电势能随位移变化的关系如图所示，则下列说法正确的是 ()A．M、N两点的场强关系为EM＜ENB．M、N两点的场强关系为EM＞ENC．M、N两点的电势关系为φM＜φND．M、N两点的电势关系为φM＞φN【答案】BC【解析】电子由M点运动到N点的过程中，通过相同位移时，电势能的减小量越来越小，说明电场力做功越来越慢，可知，电子所受的电场力越来越小，场强减小，则有EM＞EN，A错误，B正确；负电荷在低电势处电势能大，故M点的电势低于N点的电势，即φM＜φN，C正确，D错误．8．(2020年惠州模拟)(多选)空间存在平行于x轴方向的静电场，其电势φ随x的分布如图所示．一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子从坐标原点O由静止开始，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动．则下列说法正确的是 ()A．该粒子带正电荷B．空间存在的静电场场强E是沿x轴正方向均匀减小的C．该粒子从原点O运动到x0过程中电势能是减小的D．该粒子运动到x0处的速度是eq\r(\f(qφ0,2m))【答案】AC【解析】沿电场线方向电势降低，由题图可知电场方向沿x正方向，带电粒子仅在电场力作用下由静止开始沿x轴正方向运