高考物理一轮复习考点23-电场的能的性质

电场的能的性质考点23第一步狂刷小题·夯基础[题组一基础小题]1．在电场中，下列说法正确的是(

)A．某点的电场强度大，该点的电势一定高B．某点的电势高，试探电荷在该点的电势能一定大C．某点的场强为零，试探电荷在该点的电势能一定为零D．某点的电势为零，试探电荷在该点的电势能一定为零解析电场中某点的电势高低与该点电场强度大小无关，A错误；负电荷在高电势处比在低电势处的电势能小，B错误；某点的场强为零，若电势不为零，则试探电荷在该点的电势能不为零，C错误；根据Ep＝qφ可知，某点的电势为零，试探电荷在该点的电势能一定为零，D正确。答案解析2．关于静电场的等势面，下列说法正确的是(

)A．两个电势不同的等势面可能相交B．电场线与等势面处处相互垂直C．同一等势面上各点电场强度一定相等D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，静电力做正功解析假设两个电势不同的等势面相交，则交点处的电势就是两个不同的值，这是不可能的，A错误；电场线与等势面处处相互垂直，B正确；同一等势面上各点电势相等，而场强不一定相等，C错误；将负电荷从高电势处移到低电势处，电势能增加，静电力做负功，D错误。答案解析3．如图所示，三个同心圆是一个正点电荷周围的三个等势面，A、B、C分别是这三个等势面上的三个点，且在同一条电场线上，已知AB＝BC，B、C两点的电势依次为φB＝20V和φC＝10V，则A点的电势(

)A．等于30V B．大于30VC．小于30V D．无法判断答案解析4．如图所示，实线为某点电荷电场中的部分电场线(方向未画出)，曲线MN为一带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹。则下列说法正确的是(

)A．若粒子带负电，则场源电荷一定是正电荷B．粒子在M点的加速度一定小于它在N点的加速度C．粒子在M点的速率一定小于它在N点的速率D．粒子在M点的电势能一定小于它在N点的电势能答案解析5．如图所示，三条相互平行、距离相等的虚线分别表示电场中的三个等势面，对应的电势分别为5V、10V、15V，实线是一不计重力的带电粒子在该区域内的运动轨迹，则可知(

)A．粒子一定带正电荷B．粒子在a、b、c三点中，在b点时所受静电力最大C．粒子在三点的动能大小为Ekc>Eka>EkbD．粒子在三点的电势能大小为Epc>Epa>Epb答案解析由等势面的特点知，该电场为匀强电场，粒子在a、b、c三点所受静电力相等，电场线方向垂直等势面向上，而粒子所受静电力方向向下，故粒子带负电荷，A、B错误；根据负电荷在电势高处电势能小，动能大，则知粒子在b点电势能最大，动能最小，且有Epb>Epa>Epc，Ekb<Eka<Ekc，C正确，D错误。解析6．(多选)在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有(

)A．q1和q2带有异种电荷B．x1处的电场强度为零C．负电荷从x1移到x2，电势能减小D．负电荷从x1移到x2，受到的静电力增大答案解析7．(多选)如图所示，在绝缘的斜面上方存在着水平向右的匀强电场，一带电金属块沿斜面滑下，已知金属块在滑下的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J，则以下判断正确的是(

)A．金属块的机械能增加32JB．金属块的电势能增加4JC．金属块带正电荷D．金属块克服静电力做功8J答案解析在金属块滑下的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J，根据动能定理得：W总＝WG＋W电＋Wf＝ΔEk，解得：W电＝－4J，所以金属块克服静电力做功4J，金属块的电势能增加4J；由于金属块下滑，静电力做负功，所以金属块所受静电力方向水平向右，金属块带正电荷，故B、C正确，D错误。在金属块滑下的过程中重力做功24J，重力势能减小24J，动能增加了12J，所以金属块的机械能减少12J，故A错误。解析[题组二高考小题]8．(2021·辽宁高考)等量异号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，电荷所受电场力大小分别为Fa和Fb，则(

)A．Epa>Epb，Fa>Fb

B．Epa>Epb，Fa<FbC．Epa<Epb，Fa>Fb

D．Epa<Epb，Fa<Fb答案解析电场线(或等差等势线)的疏密程度表示电场强度的大小，由题图可知，a点处的电场线与b点处的电场线相比较为稀疏，则a点处电场强度较小，即Ea<Eb，根据电场力F＝qE可知Fa<Fb，故A、C错误；沿电场线方向电势降低，a点处的等势线在b点处的等势线的左侧，且电场线方向向右，则φa>φb，根据Ep＝qφ，电荷为负电荷，则Epa<Epb，故B错误，D正确。解析9．(2021·浙江6月选考)某书中有如图所示的图，用来表示横截面是“<”形导体右侧的电场线和等势面，其中a、b是同一条实线上的两点，c是另一条实线上的一点，d是导体尖角右侧表面附近的一点。下列说法正确的是(

)A．实线表示电场线B．离d点最近的导体表面电荷密度最大C．“<”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同D．电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零答案解析处于静电平衡的导体是个等势体，导体表面为等势面，由于电场线方向总是与等势面垂直，所以实线不表示电场线，而是表示等势面，A错误；根据等势面的疏密表示电场的强弱，由题图可知，d点的电场最弱，所以离d点最近的导体表面电荷密度最小，B错误；由电场强度方向总是垂直于等势面可知，“<”形导体右侧表面附近电场强度方向均垂直于所在处导体表面，C错误；由于a、b在同一等势面上，则电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零，D正确。解析10．(2021·天津高考)(多选)两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示，相邻等势面间的电势差相等。虚线MPN是一个电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某等势面相切于P点。下列说法正确的是(

)A．两点电荷可能是异种点电荷B．A点的电场强度比B点的大C．A点的电势高于B点的电势D．电子运动到P点时动能最小答案解析根据两电荷间等势面的分布情况可知两点电荷是同种点电荷，又根据电子在该电场中的运动轨迹可判断电子一直受到排斥力，故可知两点电荷均为负点电荷，故A错误。根据等差等势面的疏密程度可以判断A点的电场强度比B点的小，故B错误。因为两点电荷均是负点电荷，且越靠近负点电荷电势越低，可知A点的电势高于B点的电势，故C正确。根据电子的运动轨迹可知P点为轨迹上电势最低位置，为电子电势能最大位置，而在整个运动过程中电子的电势能与动能之和恒定，则电子运动到P点时动能最小，故D正确。解析11．(2021·广东高考)如图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面。在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点。不计液滴重力。下列说法正确的是(

)A．a点的电势比b点的低B．a点的电场强度比b点的小C．液滴在a点的加速度比在b点的小D．液滴在a点的电势能比在b点的大答案解析12．(2021·海南高考)(多选)如图，在匀强电场中有一虚线圆，ab和cd是圆的两条直径，其中ab与电场方向的夹角为60°，ab＝0.2m，cd与电场方向平行，a、b两点的电势差Uab＝20V。则(

)A．电场强度的大小E＝200V/mB．b点的电势比d点的低5VC．将电子从c点移到d点，电场力做正功D．电子在a点的电势能大于在c点的电势能答案解析A．该匀强电场的场强方向与ab平行B．将该粒子从d点移动到b点，电场力做功为0.5WC．a点电势低于c点电势D．若只受电场力，从d点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动13．(2021·湖南高考)(多选)如图，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，ab和cd为该圆直径。将电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点，电场力做功为2W(W>0)；若将该粒子从c点移动到d点，电场力做功为W。下列说法正确的是(

)答案解析答案解析15．(2021·江苏高考)一球面均匀带有正电荷，球内的电场强度处处为零，如图所示，O为球心，A、B为直径上的两点，OA＝OB，现垂直于AB将球面均分为左右两部分，C为截面上的一点，移去左半球面，右半球面所带电荷仍均匀分布，则(

)A．O、C两点电势相等B．A点的电场强度大于B点C．沿直线从A到B电势先升高后降低D．沿直线从A到B电场强度逐渐增大答案解析在均匀带正电的完整球面中，球内场强处处为零，则O、C两点电势相等；由对称性可知，左、右半球面在O点的电势相等，在C点的电势也相等，则题中O、C两点电势相等，故A正确。在均匀带正电的完整球面中，设左、右半球面在A点产生的电场强度大小分别为E1和E2；由题知，均匀带电球壳内部电场强度处处为零，则知E1＝E2，根据对称性，左、右半球在B点产生的电场强度大小分别为E2和E1，且E1＝E2；在图示电场中，A点的电场强度大小为E2，B点的电场强度大小为E1，所以A点的电场强度与B点的电场强度大小相等，沿直线从A到B电场强度不可能逐渐增大，故B、D错误。对于均匀带正电的右半球面，由电场叠加可知，AO直线处场强方向向左；同理可知完整球面的左半球面在OB处场强方向向右，又因在完整球面内部场强处处为零，可知右半球面在OB处场强方向向左；故题中右半球面在AB连线上电场线方向向左，沿着电场线方向电势逐渐降低，则沿直线从A到B电势逐渐升高，故C错误。解析16．(2020·浙江7月选考)空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则(

)A．e点的电势大于0B．a点和b点的电场强度相同C．b点的电势低于d点的电势D．负电荷从a点移动到c点时电势能增加答案解析根据电场线与等势线垂直及Q点处为正电荷，可判断P点处为负电荷，又因为无穷远处电势为0，e点在P、Q连线的中垂线上，则φe＝0，A错误；a、b两点电场强度的方向不同，则a、b两点电场强度不同，B错误；从Q到P等势线的电势逐渐降低，则φb>φd，C错误；同理可知φa>φc，则负电荷从a点移动到c点静电力做负功，电势能增加，D正确。解析17．(2020·山东高考)(多选)真空中有两个固定的带正电的点电荷，电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时，仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线，以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d，如图所示。以下说法正确的是(

)A．a点电势低于O点B．b点电势低于c点C．该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能D．该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能答案解析由题意可知，O点合场强为零，根据同种点电荷之间电场线的分布可知，a、O之间电场线由a指向O，故a点电势高于O点，A错误；同理，根据同种点电荷之间电场线的分布可知，b点电势低于c点，B正确；根据电场线分布可知，a点电势比b点高，则该试探电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，故C错误；根据电场线分布可知，c点的电势比d点高，则该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能，故D正确。解析18．(2021·河北高考)(多选)如图，四个电荷量均为q(q>0)的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，其坐标分别为(4l,0)、(－4l，0)、(0，y0)和(0，－y0)，其中x轴上的两个点电荷位置固定，y轴上的两个点电荷可沿y轴对称移动(y0≠0)。下列说法正确的是(

)A．除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零B．当y0取某值时，可使得菱形内部只存在两个电场强度为零的点C．当y0＝8l时，将一带负电的试探电荷由点(4l,5l)移至点(0，－3l)，静电力做正功D．当y0＝4l时，将一带负电的试探电荷放置在点(l，l)处，其所受到的静电力方向与x轴正方向成45°倾斜向上答案解析根据电场叠加原理可知，除无穷远处之外，菱形外部任意一点的电场强度均指向菱形外侧，即电场强度处处不为零，A正确。因为在x轴上的两个点电荷在O点的合场强为零，在y轴上的两个点电荷，无论y0取什么值，在O点的合场强也为零，所以O点处的电场强度为0；根据对称性可知，除原点外菱形内部电场强度为零的点一定是成对出现的，且关于原点对称，所以菱形内部电场强度为零的点一定有奇数个，不会是2个，B错误。当y0＝8l时，由几何关系可知，点(4l,5l)和点(0,3l)在右上方两点电荷的垂直平分线上，且到两点电荷连线的距离相同，则右上方两点电荷产生的电场在这两点处的电势之和相同，将负试探电荷由点(4l,5l)处移至点(0,3l)处时，右上方两点电荷对它所做功之和为零，左方点电荷的静电力对它做正功，下方点电荷的静电力对它做正功，则总的静电力做正功，而由对称解析解析答案解析20．(2018·浙江4月选考)一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以－v0做直线运动，其v­t图象如图所示。粒子在t0时刻运动到B点，3t0时刻运动到C点，以下判断正确的是(

)A．A、B、C三点的电势关系为φB>φA>φCB．A、B、C三点的场强大小关系为EC>EB>EAC．粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少D．粒子从A点经B点运动到C点，电场力先做正功后做负功答案解析带电粒子的电性不确定，无法判断A、B、C三点电势的高低，A错误；根据图象可知带电粒子从A经B运动到C，动能先减少后增加，由能量转化关系可知，电势能先增加后减少，电场力先做负功后做正功，C正确，D错误；v­t图象的斜率绝对值表示加速度的大小，也可间接地反映电场力和电场强度的大小，图线的斜率绝对值先增大后减小，所以电场强度应该是EB最大，B错误。解析21．(2020·江苏高考)(多选)如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球(不计重力)。开始时，两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E，在静电力作用下，小球绕轻杆中点O转到水平位置。取O点的电势为0。下列说法正确的有(

)A．电场E中A点电势低于B点B．转动中两小球的电势能始终相等C．该过程静电力对两小球均做负功D．该过程两小球的总电势能增加答案解析因为沿着电场线方向电势降低，所以电场E中A点所在等势面的电势低于B点所在等势面，故电场E中A点电势低于B点，A正确；转动中两小球始终关于O点对称，又因为匀强电场O点的电势为0，可知＋q、－q所在处的电势φ＋、φ－的关系为φ＋＝－φ－，又两小球的电势能分别为Ep＋＝qφ＋，Ep－＝－qφ－，所以Ep＋＝Ep－，B正确；电荷量为＋q、－q的小球受到的静电力分别水平向右、水平向左，可知该过程静电力对两小球均做正功，故两小球的电势能均减少，则总电势能减少，C、D错误。解析[题组三模拟小题]22．(2021·八省联考广东卷)如图所示，在某静电除尘器产生的电场中，带等量负电荷的两颗微粒只受静电力作用，分别从p点沿虚线pm、pn运动，被吸附到金属圆筒上。下列说法正确的是(

)答案A．p点的电势高于n点的电势B．微粒在p点的电势能小于在m点的电势能C．微粒从p到n的动能变化量大于从p到m的动能变化量D．微粒从p到n的电势能变化量等于从p到m的电势能变化量解析沿着电场线，电势逐渐降低，则有φn>φp，故A错误；负电荷从p到m运动的过程静电力做正功，电势能减小，有Epp>Epm，故B错误；由静电平衡可知，m、n两点电势相等，两微粒均只受静电力而做正功，由动能定理有qU＝ΔEk，因初末位置电势差相同，电荷量q相等，则静电力做的功相等，电势能减小量相等，两微粒的动能变化量相等，故C错误，D正确。解析A．P、C两点的电势差为零B．P点的电场强度与C点的电场强度相同C．将带正电的试探电荷q从O点沿着OC移动到C点，电荷的电势能逐渐增加D．将带正电的试探电荷q从P点沿着PC移动到C点，电荷的电势能先减少后增加23．(2021·山东省烟台市一模)如图所示，在正四面体P－ABC中，O是底面AB边的中点，若在A、B两点分别固定一个带正电、电荷量都为Q的点电荷。则下列说法中正确的是(

)答案解析因为P－ABC是正四面体，所以P、C两点在AB的中垂面上且到AB的距离相同，所以P、C两点的电势相等，电势差为零，故A正确；P点的场强方向沿OP方向，C点的场强方向沿OC方向，即P、C两点的场强方向不同，故B错误；根据等量正点电荷周围电场线的分布特点，将带正电的试探电荷从O点移动到C点的过程中静电力一直做正功，则电荷的电势能逐渐减少，故C错误；根据几何关系和两等量正点电荷连线的中垂面上电势分布特点，可知从P点沿PC到C点电势先增大再减小，由Ep＝φq可得正电荷的电势能先增加后减少，故D错误。解析24．(2021·福建省福州市4月质检)(多选)空间中存在一静电场，一电子从x＝0处以一定的初速度沿＋x轴方向射出，仅在电场力作用下在x轴上做直线运动，其电势能Ep随位置x变化的关系如图所示。则下列判断正确的