高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第七章 靜電場(chǎng) 第20講 電場(chǎng)能的性質(zhì)實(shí)戰(zhàn)演練試題

第20講電場(chǎng)能的性質(zhì)1．(2017·全國(guó)卷Ⅰ)(多選)在一靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，任一點(diǎn)的電勢(shì)φ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到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢(shì)φa已在圖中用坐標(biāo)(ra，φa)標(biāo)出，其余類推．現(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)的過程中，電場(chǎng)力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd.下列選項(xiàng)正確的是(AC)A．Ea∶Eb＝4∶1 B．Ec∶Ed＝2∶1C．Wab∶Wbc＝3∶1 D．Wbc∶Wcd＝1∶3解析由圖可知ra＝1m、φa＝6V；rb＝2m、φb＝3V；rc＝3m、φc＝2V；rd＝6m、φd＝1V．由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E＝eq\f(kQ,r2)得Ea∶Eb∶Ec∶Ed＝eq\f(1,r\o\al(2,a))∶eq\f(1,r\o\al(2,b))∶eq\f(1,r\o\al(2,c))∶eq\f(1,r\o\al(2,d))＝36∶9∶4∶1，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤．由WAB＝qUAB＝q(φA－φB)得Wab∶Wbc∶Wcd＝(φa－φb)∶(φb－φc)∶(φc－φd)＝3∶1∶1，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．2．(多選)如圖，一帶負(fù)電荷的油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，其軌跡在豎直面(紙面)內(nèi)，且相對(duì)于過軌跡最低點(diǎn)P的豎直線對(duì)稱．忽略空氣阻力．由此可知(AB)A．Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)高B．油滴在Q點(diǎn)的動(dòng)能比它在P點(diǎn)的大C．油滴在Q點(diǎn)的電勢(shì)能比它在P點(diǎn)的大D．油滴在Q點(diǎn)的加速度大小比它在P點(diǎn)的小解析根據(jù)帶負(fù)電的油滴在豎直面內(nèi)的軌跡可知，油滴所受合外力一定向上，則所受電場(chǎng)力一定向上，且電場(chǎng)力大于重力，故勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向豎直向下，Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)高，選項(xiàng)A正確．油滴從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理，合外力做正功，動(dòng)能增大，所以油滴在Q點(diǎn)的動(dòng)能比它在P點(diǎn)的大，選項(xiàng)B正確．油滴從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，油滴在Q點(diǎn)的電勢(shì)能比它在P點(diǎn)的小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．由于帶電油滴所受的電場(chǎng)力和重力均為恒力，所以油滴在Q點(diǎn)的加速度和它在P點(diǎn)的加速度大小相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3．一金屬容器置于絕緣板上，帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛于容器中，容器內(nèi)的電場(chǎng)線分布如圖所示．容器內(nèi)表面為等勢(shì)面，A、B為容器內(nèi)表面上的兩點(diǎn)，下列說法正確的是(C)A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)的大B．小球表面的電勢(shì)比容器內(nèi)表面的低C．B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向與該處內(nèi)表面垂直D．將檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)沿不同路徑移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力所做的功不同解析由于A點(diǎn)處電場(chǎng)線比B點(diǎn)處電場(chǎng)線疏，因此A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低，因此小球表面的電勢(shì)比容器內(nèi)表面的電勢(shì)高，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于處于靜電平衡的導(dǎo)體表面是等勢(shì)面，電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面，因此B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向與該處內(nèi)表面垂直，選項(xiàng)C正確；將檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)沿不同的路徑移到B點(diǎn)，由于A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差恒定，因此電場(chǎng)力做功WAB＝qUAB相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．4．(多選)如圖所示，在正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中有M、N、P、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)，∠M＝30°.M、N、P、F四點(diǎn)處的電勢(shì)分別用φM、φN、φP、φF表示，已知φM＝φN，φF＝φP，點(diǎn)電荷Q在M、N、P三點(diǎn)所在平面內(nèi)，則(AD)A．點(diǎn)電荷Q一定在MP的連線上B．連接PF的線段一定在同一等勢(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D．φP大于φM解析根據(jù)題意，點(diǎn)電荷Q必在MN的中垂線和PF的中垂線的交點(diǎn)處，過F作MN的垂直平分線交MP于O點(diǎn)(如圖)，由幾何關(guān)系可知ON恰好垂直平分PF，故點(diǎn)電荷Q一定位于O點(diǎn)，選項(xiàng)A正確；由正點(diǎn)電荷的等勢(shì)面分布特點(diǎn)可