高考物理一輪復(fù)習(xí)專題22電場(chǎng)能的性質(zhì)限時(shí)訓(xùn)練

1、專題22電場(chǎng)能的性質(zhì)(限時(shí)：45min)一、選擇題（本大題共10小題）1關(guān)于靜電場(chǎng)下列說(shuō)法正確的是()A將負(fù)電荷由電勢(shì)低的地方移到電勢(shì)高的地方，電勢(shì)能一定增加B無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷，從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)，靜電力做的正功越多，電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大C在同一個(gè)等勢(shì)面上的各點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)的大小必然是相等的D電勢(shì)下降的方向就是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向【答案】B【解析】將負(fù)電荷由低電勢(shì)點(diǎn)移到高電勢(shì)點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷，從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)，因無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零，因此靜電力做正功越多，電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大，選項(xiàng)B正確；在同一等勢(shì)面上，電勢(shì)處處相等，場(chǎng)強(qiáng)不一定相等

2、，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電勢(shì)下降最快的方向才是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2(2019淮南模擬)電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，已知a500V，b1500V，將電荷量為q4109C的點(diǎn)電荷從a移到b時(shí)，電場(chǎng)力做功為()A負(fù)功8106JB正功8106JC負(fù)功4106JD正功4106J【答案】B【解析】用絕對(duì)值先進(jìn)行計(jì)算，WqU41092000J8106J(注意此式僅為數(shù)值關(guān)系)，因?yàn)樨?fù)電荷從低電勢(shì)處移至高電勢(shì)處，所以電場(chǎng)力做正功。故選項(xiàng)B正確。3(多選)(2017全國(guó)卷)在一靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，任一點(diǎn)的電勢(shì)與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖所示。電場(chǎng)中四個(gè)點(diǎn)a、b、c和d的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed。點(diǎn)a

3、到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢(shì)a已在圖中用坐標(biāo)(ra，a)標(biāo)出，其余類推?，F(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的功分別為W、W和W。下列選項(xiàng)正確的是()abbccdAEaEb41CWW31abbcBEcEd21DWW13bccd【答案】ACQ【解析】設(shè)點(diǎn)電荷的電荷量為Q，根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式Ekr2，rarb12，rcrd36，可知，EaEb41，EcEd41，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)做的功Wabq(ab)3q(J)，試探電荷由b點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)做的功Wbcq(bc)q(J)，試探電荷由c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)做功Wcd

4、q(cd)q(J)，由此可知，WabWbc31，WbcWcd11，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。4.(多選)(2018海南高考)如圖，一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn)，兩虛線圓均以O(shè)為圓心，兩實(shí)線分別為帶電粒子M和N先后在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點(diǎn)。不計(jì)重力。下列說(shuō)法正確的是()AM帶負(fù)電荷，N帶正電荷BM在b點(diǎn)的動(dòng)能小于它在a點(diǎn)的動(dòng)能CN在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在e點(diǎn)的電勢(shì)能DN在從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功【答案】ABC【解析】粒子受到的電場(chǎng)力指向軌跡的凹側(cè)，可知M受到了引力作用，N受到了斥力作用，故M帶負(fù)電荷，N帶正電荷，選項(xiàng)A正確；由于虛線是等勢(shì)面，故M從a點(diǎn)到b點(diǎn)

5、電場(chǎng)力對(duì)其做負(fù)功，動(dòng)能減小，選項(xiàng)B正確；d點(diǎn)和e點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，N在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在e點(diǎn)的電勢(shì)能，故選項(xiàng)C正確；N從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5(多選)如圖所示，虛線a、b、c為電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)線，相鄰兩等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，等勢(shì)線a上一點(diǎn)A處，分別射出甲、乙兩個(gè)粒子，兩粒子在電場(chǎng)中的軌跡分別交等勢(shì)線c于B、C點(diǎn)，甲粒子從A到B的動(dòng)能變化量的絕對(duì)值是E，乙粒子從A到C動(dòng)能變化量絕對(duì)值為E。不計(jì)粒子的重力，由此可以判斷12()A甲粒子一定帶正電，乙粒子一定帶負(fù)電B甲粒子的電荷量一定為乙粒子電荷量的2倍C甲粒子從A到B電場(chǎng)力一定做正功，乙粒子從A到C電場(chǎng)力一定做負(fù)

6、功D甲粒子在B點(diǎn)的電勢(shì)能的絕對(duì)值一定是乙粒子在C點(diǎn)電勢(shì)能絕對(duì)值的2倍【答案】BCD【解析】由軌跡圖可知，兩粒子所受的電場(chǎng)力方向相反，則兩粒子一定電性相反，但是不一定是甲粒子帶正電，乙粒子帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從A點(diǎn)到c等勢(shì)面的電勢(shì)差相等，根據(jù)UqEk，因|Ek甲|2|Ek乙|，可知q甲2q乙，選項(xiàng)B正確；根據(jù)電場(chǎng)力與軌跡的方向，可知甲粒子從A到B電場(chǎng)力一定做正功，乙粒子從A到C電場(chǎng)力一定做負(fù)功，選項(xiàng)C正確；B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)相同，根據(jù)Epq可知，甲粒子在B點(diǎn)的電勢(shì)能的絕對(duì)值一定是乙粒子在C點(diǎn)電勢(shì)能絕對(duì)值的2倍，選項(xiàng)D正確。6.(2018長(zhǎng)沙調(diào)研)如圖所示，在直角三角形所在的平面內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中

7、A點(diǎn)電勢(shì)為0，B點(diǎn)電勢(shì)為3V，C點(diǎn)電勢(shì)為6V。已知ACB30，AB邊長(zhǎng)為3m，D為AC的中點(diǎn)，將一點(diǎn)電荷放在D點(diǎn)，且點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為1.5N/C，則放入點(diǎn)電荷后，B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為()A2.5N/CC22N/C【答案】AB3.5N/CD.5N/C【解析】根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意平行相等線段兩端點(diǎn)的電勢(shì)差相等，可知B、D兩點(diǎn)電勢(shì)相等，BD連線為等勢(shì)線，根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低可知，與BD連線垂直且指向A的方向?yàn)殡妶?chǎng)方向，如圖所示。根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差關(guān)系，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度EUd33cos30N/C2N/C。根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的特點(diǎn)可知，放在D點(diǎn)的點(diǎn)電荷在B點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與在C點(diǎn)產(chǎn)生的

8、電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，都是1.5N/C，方向沿BD連線，根據(jù)電場(chǎng)疊加原理，B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為EB221.52N/C2.5N/C，選項(xiàng)A正確。7.(2019青島模擬)真空中相距為3a的兩個(gè)點(diǎn)電荷M、N分別固定于x軸上x10和x23a的兩點(diǎn)，在兩者連線上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度隨x變化的關(guān)系如圖所示，選沿x軸方向?yàn)檎较颍韵屡袛嗾_的是()在x2a處，電場(chǎng)強(qiáng)度為0，則有kQMA點(diǎn)電荷M、N均為負(fù)電荷BM、N所帶電荷量的絕對(duì)值之比為21C沿x軸從0到3a電勢(shì)逐漸降低D將一個(gè)正點(diǎn)電荷沿x軸從0.5a移動(dòng)到2.4a，該電荷的電勢(shì)能先減小再增大【答案】D【解析】若兩電荷為異種電荷，在x2a處，電場(chǎng)強(qiáng)度不可能為0，故

9、兩電荷為同種電荷，故A錯(cuò)誤；由于kQa2a2N，所以M、N所帶電荷量的絕對(duì)值之比為41，故B錯(cuò)誤；沿x軸從0到2a電勢(shì)逐漸降低，從2a到3a電勢(shì)逐漸增大，故C錯(cuò)誤；從0.5a到2.4a電勢(shì)先降低后增大，根據(jù)Epq可知將一個(gè)正點(diǎn)電荷沿x軸從0.5a移動(dòng)到2.4a，該電荷的電勢(shì)能先減小后增大，故D正確。8.(多選)兩個(gè)等量點(diǎn)電荷位于x軸上，它們的靜電場(chǎng)的電勢(shì)隨位置x變化規(guī)律如圖所示(只畫出了部分區(qū)域內(nèi)的電勢(shì))，x軸上有兩點(diǎn)M、N，且OMON，由圖可知()【解析】由題圖知，N點(diǎn)的電勢(shì)高于M點(diǎn)的電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；由E可知，圖像的斜率絕對(duì)值等于場(chǎng)強(qiáng)大AN點(diǎn)的電勢(shì)低于M點(diǎn)的電勢(shì)BM、N兩點(diǎn)的電場(chǎng)方向相同且M

10、點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小大于N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小C僅在電場(chǎng)力作用下，正電荷可以在x軸上M、N之間的某兩點(diǎn)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)D負(fù)電荷沿x軸從M點(diǎn)移到N點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力一直做正功【答案】BDUd小，可以看出M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小大于N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小，斜率都為正值，說(shuō)明M、N點(diǎn)的電場(chǎng)方向相同，故B正確；根據(jù)順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，可知電場(chǎng)線的方向從N指向M，正電荷在x軸上M、N之間所受的電場(chǎng)力始終由N指向M，正電荷做單向直線運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；負(fù)電荷沿x軸從M移到N的過(guò)程中，電場(chǎng)力方向從M指向N，電場(chǎng)力方向與位移相同，電場(chǎng)力一直做正功，故D正確。9(多選)(2018全國(guó)卷)如圖，同一平面內(nèi)的a、b、c、d四點(diǎn)處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與此平

11、面平行，M為a、c連線的中點(diǎn)，N為b、d連線的中點(diǎn)。一電荷量為q(q0)的粒子從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，其電勢(shì)能減小W1；若該粒子從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，其電勢(shì)能減小W2。下列說(shuō)法正確的是()B若該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，則電場(chǎng)力做功一定為W1W2W2C若c、d之間的距離為L(zhǎng)，則該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小一定為ccd時(shí)，才有場(chǎng)強(qiáng)E2，故C錯(cuò)誤。由于M、N分別為ac和bd的中點(diǎn)，對(duì)于勻強(qiáng)電場(chǎng)，MaqL2dUUcdWW2，則UMNabNb，可知該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做功W1，故B正確。A此勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定與a、b兩點(diǎn)連線平行2qLD若W1W2，則a、M兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差一定等于b、N兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差【答

12、案】BD【解析】結(jié)合題意，只能判定ab，cd，但電場(chǎng)方向不能得出，故A錯(cuò)誤。電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿W，22222若W1W2，則abcd，變形得acbd，即UacUbd，而UaMUac，UbNUbd，可知UaMUbN，故D正確。10.(多選)如圖所示，在正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中有M、N、P和F四點(diǎn)，M、N、P為直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，F(xiàn)為MN的中點(diǎn)，M30。M、N、P、F四點(diǎn)處的電勢(shì)分別用M、N、P、F表示。已知MN，F(xiàn)，點(diǎn)電荷Q在M、N、P三點(diǎn)所在平面內(nèi)，則()PA點(diǎn)電荷Q一定在MP連線上B連接PF的線段一定在同一個(gè)等勢(shì)面上C將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功DP大于【答案】ADM【解析】根據(jù)正點(diǎn)電

13、荷的電場(chǎng)的特點(diǎn)可知，點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為中心的同心球面，故分別作MN連線的中垂線和PF連線的中垂線，如圖所示，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知，兩條線交MP于A點(diǎn)，即點(diǎn)電荷在A點(diǎn)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低，故PM，選項(xiàng)D正確。二、計(jì)算題（本大題共2小題）11如圖甲在水平地面上放置一個(gè)質(zhì)量為m0.1kg，帶電荷量為q0.01C的物體。物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，地面上存在水平向左的電場(chǎng)，物體由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E隨物體的位移x變化的圖像如圖乙所示。已知g10m/s2，求：(1)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體的最大加速

14、度；(2)物體的速度達(dá)到最大時(shí)距出發(fā)點(diǎn)的距離?！敬鸢浮?1)6m/s2，方向水平向左(2)2.4m【解析】(1)剛開(kāi)始時(shí)物體的加速度最大，由牛頓第二定律，得qEmgma解得：a6m/s2，方向水平向左。(2)由圖像可得電場(chǎng)強(qiáng)度隨位移是變化的，所以物體受到的電場(chǎng)力隨位移是變化的，當(dāng)電場(chǎng)力等于摩擦力時(shí)，加速度為0，速度最大，則qEmg，E40N/C由題中圖像得到E與x的函數(shù)關(guān)系式E10025x解得x2.4m。12.(2019合肥四校聯(lián)考)如圖所示，水平絕緣粗糙的軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接，半圓形軌道的半徑R0.4m，在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)線與軌道所

15、在的平面平行，電場(chǎng)強(qiáng)度E1.0104N/C?，F(xiàn)有一電荷量q1.0104C，質(zhì)量m0.1kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))，在水平軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，帶電體恰好能通過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn)C，然后落至水平軌道上的D點(diǎn)(圖中未畫出)。取g10m/s2。試求：FBmgm。R(1)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大??；(2)D點(diǎn)到B點(diǎn)的距離xDB；(3)帶電體在從P點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到落至D點(diǎn)的過(guò)程中的最大動(dòng)能(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)?！敬鸢浮?1)6.0N(2)0(3)1.17Jv2C【解析】(1)設(shè)帶電體通過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度為vC，根據(jù)牛頓第二定律有mgmR，解得vC2.0m/s。設(shè)帶電體通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為vB，設(shè)軌道對(duì)帶電體的支持力大小為FB，帶電體在B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有vB2帶電體從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有11mg2R2mvC22mvB2聯(lián)立解得FB6.0N，根據(jù)牛頓第三定律，帶電體對(duì)軌道的壓力FB