專題02靜電場中的能量專題過關

專題02靜電場中的能量專題過關一、單選題（2022秋·北京豐臺·高二統(tǒng)考期中）1．空間P、Q兩點處固定等量異種電荷，其中Q點處為正電荷，P、Q兩點附近電場的等差等勢面分布如圖所示，a、b、c、d、e為電場中的5個點，設無窮遠處電勢為0，則（）A．e點的電勢大于0B．c點和d點的電場強度相同C．b點的電勢低于d點的電勢D．負電荷從a點移動到c點時電勢能增加【答案】D【詳解】A．等量異種電荷的電場，中垂面是等勢面，無窮遠處電勢為零，所以e點電勢為0，故A錯誤；B．等勢面的疏密程度表示場強的大小，由圖可知c點和d點的電場強度大小不相等，方向不相同，故B錯誤；C．中垂面電勢為0，Q點處為正電荷，中垂面左側電勢均為正，中垂面右側電勢均為負，所以b點電勢一定高于d點電勢，故C錯誤；D．a(chǎn)點電勢為正值，c點電勢為負值，a點電勢高于c點，根據(jù)Ep=qφ可知負電荷在電勢高處電勢能小，所以負電荷從a點移到c點，電勢能增加，故D正確。故選D。（2022秋·四川南充·高二四川省南充高級中學?？计谥校?．如圖所示，兩塊水平正對平行放置的金屬板A、B與電源相連，在與兩板等距的M點有一帶電液滴處于靜止狀態(tài)。若將A板向上平移一小段距離，穩(wěn)定后，下列說法中正確的是（

）A．液滴將加速向上運動 B．M點電勢降低C．帶電液滴在M點的電勢能減小 D．在A板向上平移過程中，電路中電流沿順時針方向【答案】B【詳解】A．電容器兩端電壓U不變，根據(jù)可知電場強度減小，電場力減小。因此液滴向下加速，A錯誤；B．根據(jù)又因=0，因此M點電勢降低，B正確；C．由于帶電粒子帶負電，電勢能表達式電勢減小，因此帶電粒子的電勢能增加。C錯誤；D．若將A板向上平移一小段距離，板間距增大，根據(jù)可知電容器電容減小，由于電壓不變，因此電荷量減小，電容器放電，電流方向逆時針方向，D錯誤。故選B。（2023秋·黑龍江大慶·高二肇州縣第二中學?？奸_學考試）3．某靜電場在軸上的場強隨的變化關系如圖所示，軸正方向為場強正方向，一個帶正電的點電荷只在電場力的作用下沿軸運動，、、、四點間隔相等，則（）A．點電荷在和處電勢能相等B．點電荷由運動到的過程中電勢能增加C．、兩點之間的電勢差小于、兩點之間的電勢差D．點電荷由運動到的過程中電場力先減小后增大【答案】C【詳解】A．處場強方向沿x軸正方向，根據(jù)沿著電場線方向電勢降低，x2處電勢高于x4處電勢﹐帶正電的點電荷在處電勢能比在處的大，故A錯誤；B．處場強為軸正方向，則從到處順著電場線方向移動正點電荷，電勢降低，正電荷的電勢能減小，故B錯誤；C．由可知，圖線與x軸所圍的面積表示電勢差，則知兩點之間的電勢差小于兩點之間的電勢差，故C正確；D．由運動到的過程中，電場強度的絕對值先增大后減小，由知，電場力先增大后減小，故D錯誤。故選C。（2023秋·江西宜春·高一江西省豐城中學校考期末）4．如圖為兩點電荷Q、的電場等勢面分布示意圖，Q、位于x軸上，相鄰等勢面的電勢差為3V。若x軸上的M點和N點位于0V等勢面上，P為某等勢面上一點，則（）A．N點的電場強度大小比M點的小B．Q為正電荷C．M點的電場方向沿x軸正方向D．將一電荷量為e的電子從M點移動到P點，克服靜電力做功12eV【答案】C【詳解】A．等差等勢面的疏密程度反應電場強度的大小，由圖可知N點的等差等勢面比M點的更密，所以N點的電場強度大小比M點的大，故A錯誤；B．沿著電場線的方向電勢逐漸降低，結合各等勢面的電勢高低，由圖可知電場線由N點指向Q，則Q為負電荷，故B錯誤；C．沿著電場線的方向電勢逐漸降低，結合各等勢面的電勢高低關系可知M點的電場方向沿x軸正方向，故C正確；D．M點和N點位于0V等勢面上，P點與N點的等勢線間隔四個，而相鄰等勢面的電勢差為3V，則P點與M點的電勢差為12V，則靜電力做功為故D錯誤。故選C。（2023春·浙江杭州·高一浙江大學附屬中學?？茧A段練習）5．如圖為某一電場的電場線，為電場線上的三個點，是同一電場線上兩點，下列判斷正確的是（）A．三點中點的場強最大B．三點中點的電勢最高C．負電荷從點移動到點電勢能增大D．正電荷從點自由釋放，電荷將沿電場線運動到點【答案】C【詳解】A．電場線越密集，電場強度越大，三點中N點的場強最大，故A錯誤；B．順著電場線的方向，電勢降低，所以M點的電勢最高，故B錯誤；C．負電荷從點移動到點電場力做負功，電勢能增大，故C正確；D．正電荷從點自由釋放，正電荷在電場力的作用下運動，但是運動軌跡并不是電場線，故D錯誤。故選C。（2022秋·安徽合肥·高二?？计谥校?．平行板電容器與電源始終保持相連，在右極板由虛線位置平移到如圖所示的實線位置的過程中，設兩極板間的電壓為、電場強度為，電容器的電容為、所帶電荷量為，以下說法正確的是（）A．電路是斷路，不可能有電荷定向移動B．有負電荷從a到b定向移動，電流方向為順時針C．不變，變大，變小，變小D．不變，變小，變大，變大【答案】B【詳解】CD．平行板電容器與電源始終保持相連，即U一定。根據(jù)，當右極板由虛線位置平移到如圖所示的實線位置的過程中，極板間距d變大，則C變小，Q變??；根據(jù)電場強度，知E減小，故C、D錯誤；AB．由圖可知右極板帶正電，極板所帶電荷量Q減小，知電流沿順時針方向流動，即有負電荷從a到b定向移動，故A錯誤，B正確。故選B。（2023秋·高二課時練習）7．靜電場在x軸上的場強E隨x的變化關系如圖所示，x軸正方向為場強正方向，帶正電的點電荷沿x軸運動，則點電荷（）A．在和處電勢能相等 B．由運動到的過程電勢能減小C．由運動到的過程電場力先增大后減小 D．由運動到的過程電場力先減小后增大【答案】C【詳解】A．正點電荷受力方向與電場方向相同，在0~內(nèi)電場力方向沿x軸正方向，~∞內(nèi)電場力方向沿x軸負方向。由運動到過程中，電場力方向沿x軸負方向，位移方向沿x軸正方向，則電場力做負功，電勢能增加，故A錯誤；B．由運動到的過程中電場力方向沿x軸負方向，位移方向沿x軸正方向，則電場力做負功，電勢能增加，故B錯誤；CD．電場力大小，由運動到，電場強度先增大后減小，所以電場力先增大后減小，故C正確，D錯誤。故選C。（2023秋·高二單元測試）8．在平行于紙面內(nèi)的勻強電場中，有一電荷量為q的帶正電粒子，僅在電場力作用下，粒子從電場中A點運動到B點，速度大小由變?yōu)?，粒子的初、末速度與AB連線的夾角均為30°，如圖所示，已知A、B兩點間的距離為d，則該勻強電場的電場強度為（）A．，方向豎直向上B．，方向斜向左下方C．，方向豎直向上D．，方向斜向左下方【答案】D【詳解】以向右為x軸正方向，向下為y軸正方向建立直角坐標系，x軸方向的速度由減為，故向左，y軸方向的速度由0增加到，故向下，故電場強度方向斜向左下方。利用以及牛頓第二定律，有又因為電場強度為聯(lián)立以上方程解得故ABC錯誤，D正確。故選D。二、多選題（2023秋·高二課時練習）9．在光滑的水平面內(nèi)有一沿軸方向的靜電場，其電勢隨坐標變化的圖線如圖所示（、均為已知量）?，F(xiàn)有一質量為、電荷量為的帶負電小球從點以某一初速度沿軸正方向射出，則下列說法正確的是（）A．在間的電場強度沿軸負方向，大小為B．在間與間電場強度相同C．只要，該帶電小球就能運動到處D．只要該帶電小球就能運動到處【答案】BD【詳解】A．在間，沿軸正方向電勢逐漸降低，則電場強度方向沿軸正方向，大小為，A錯誤；B．圖線的切線斜率表示場強，在間與間圖線的切線斜率相同，電場強度相同，B正確；C．帶負電小球沿軸正方向運動過程，電場力在間做負功，則只要帶電小球恰好能運動到處，小球就能運動到處，過程，由動能定理有解得即只要，帶電小球就能通過處，也能到達處，C錯誤，D正確。故選BD。（2023秋·廣西貴港·高二校聯(lián)考開學考試）10．如圖所示，在等腰三角形ABC中，∠A=120°，AB=2m，。空間中存在平行于三角形所在平面的勻強電場，已知φA=4V，φB=0，φC=6V，則下列說法正確的是（

）A．將電子放置在D點時電子的電勢能為4eV B．將電子從A點移動到D點，電場力做的功為0C．電場強度方向平行于AD邊 D．電場強度大小為2V/m【答案】BD【詳解】AB．已知φB=0，φC=6V，且，則根據(jù)勻強電場的電勢分布可知φD=4VAD為一條等勢線，則將電子放置在D點時電子的電勢能為－4eV，且將電子從A點移動到D點，電場力做的功為0，故A錯誤、B正確；C．由于AD為一條等勢線，則電場強度方向垂直于AD邊，故C錯誤；D．根據(jù)幾何關系可知則∠BAD=90°，故電場強度大小為故D正確。故選BD。（2022秋·四川南充·高二四川省南充高級中學校考期中）11．如圖所示，虛線a、b、c表示O處點電荷電場中的三個等勢線，相鄰等勢線的電勢差相等，質子射入電場后（只受電場力作用）的運動軌跡如圖中實線所示，其中先后經(jīng)過的四個點1、2、3、4表示運動軌跡與等勢線的交點，由此可以判定（

）A．O處的點電荷一定帶負電B．質子運動過程中，動能先減小后增大，電勢能先增大后減小C．三個等勢線的電勢高低關系是D．質子從位置2到位置3與從位置3到位置4過程中電場力所做的功相等【答案】BD【詳解】A．從質子射入電場后的運動軌跡可以看出兩個電荷相互排斥，故點O處電荷帶正電，故A錯誤；B．兩個電荷相互排斥，故質子運動過程中電場力先做負功，后做正功，根據(jù)動能定理，動能先變小后變大，電勢能先增大后減小，故B正確；C．點O處電荷帶正電，結合正電荷的等勢面圖，可以知道a、b、c三個等勢面的電勢高低關系是故C錯誤；D．由于相鄰等勢線的電勢差相等，所以電場力做功所以質子從位置2到位置3與從位置3到位置4過程中電場力所做的功相等，故D正確。故選BD。（2023秋·山東·高三校聯(lián)考階段練習）12．如圖所示，為空間中邊長為a的正方體區(qū)域，在、兩點固定著等量異種點電荷，電荷量大小均為Q，正電荷固定在點，負電荷固定在點。下列說法正確的是（）A．空間中B點的電場強度大小為B．空間中B、兩點的電場強度方向不相同C．空間中B點的電勢小于點的電勢D．將正電荷q自A點沿直線運動至B點，電場力一直做正功【答案】AD【詳解】A．空間中、、B三點恰好組成等邊三角形，在B點，兩分電場強度的大小均為，夾角為120°，由平行四邊形定則可得，B點的合電場強度大小為，故A正確；BC．由等量異種電荷形成電場的電場線和等勢面分布可知，B、、、D四點的電場強度方向相同，四點處于同一等勢面，電勢相等，故BC錯誤；D．自A點沿直線至B點電勢一直降低，正電荷q的電勢能一直減小，因此，電場力一直做正功，故D正確。故選AD。（2023秋·河南·高三校聯(lián)考階段練習）13．如圖所示，半徑為的圓處在勻強電場中，電場線與圓所在的平面平行。和是圓的兩個直徑，為圓心，兩直徑的夾角為。沿直線從到，每過電勢降，沿直線從到，每過電勢降，則下列判斷正確的是（

）A．點電勢比點電勢高B．勻強電場的電場強度大小為C．電場方向與垂直D．將一個帶負電的粒子從沿圓弧順時針移動到，電勢能不斷增大【答案】ABD【詳解】A．由題意知，從到電勢降低，從到電勢降低，因此點比點電勢高，故A正確；C．中點與點等勢，點與中點連線即為等勢線，由幾何關系可知，這個連線與垂直，因此電場方向沿方向，故C錯誤；B．電場強度大小故B正確；D．沿圓弧從點移到點，電勢逐漸降低，電場力做負功，故帶負電的粒子的電勢能不斷增大，故D正確。故選ABD。三、解答題（2023秋·山西運城·高二?？茧A段練習）14．如圖所示為一組勻強電場的電場線，將帶電荷量為q=－1.0×10－6C的帶電油滴（可視為點電荷）由A點沿直線移至B點，電場力做了－2×10－6J的功，已知A、B間的距離為2cm。試求：（1）A、B兩點間的電勢差UAB以及該勻強電場的電場強度的大??；（2）若A點的電勢為φA=1V，試求B點的電勢φB以及油滴在B點的電勢能EpB?！敬鸢浮浚?）2V，200V/m；（2）－1V，1.0×10－6J【詳解】（1）由題意可知，點電荷從A到B，電場力做負功據(jù)得A、B兩點沿電場線方向的距離則（2）由則油滴在點的電勢能（2023秋·四川遂寧·高二射洪中學?？茧A段練習）15．如圖所示，在豎直平面內(nèi)，一半徑為R的光滑絕緣圓弧軌道ABC和光滑絕緣水平軌道PA在A點相切。BC為圓弧軌道的直徑，O為圓心，OA和OB之間的夾角為，在水平軌道PA上方區(qū)域存在水平向右的勻強電場。一質量為，帶電荷量為的小球由點靜止釋放，經(jīng)A點沿圓弧軌道通過C點，落至水平軌道。已知小球在C點所受合力的方向指向圓心，且此時小球對軌道的壓力恰好為零。不計空氣阻力，重力加速度大小為，，。求：（1）小球在C的速度；（2）小球到達A點時電場力的功率；（3）小球從C點落至水平軌道所用的時間?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【詳解】（1）小球到達C點時有得場強大小為（2）小球到達C點時的速度大小為vc，由牛頓第二定律得小球A→C過程，由動能定理有?mg(R+Rcosα)?qERsinα＝mvC2mvA2小球到達A點時電場力的功率P=qEvA聯(lián)立得（3）小球離開C點后，豎直方向上，在重力作用下做勻加速直線運動，由運動學公式有vcsinα?t+gt2＝R+Rcosα解得（2022秋·福建泉州·高二校聯(lián)考期中）16．如圖所示，質量為m，電荷量為q的帶電粒子從粒子源無初速度地飄入電壓為U的加速電場，經(jīng)加速后從小孔沿平行金屬板A、B的中線射入，并打到B板