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猜想03電場(chǎng)能的性質(zhì)TOC\o"1-3"\h\u【題型01電勢(shì)能的概念和相對(duì)性】 1【題型02帶電粒子在電場(chǎng)中的電勢(shì)能】 4【題型04φ-x圖像分析】 11【題型05勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)的計(jì)算】 14【題型06多個(gè)點(diǎn)電荷周圍的電勢(shì)疊加】 22【題型07靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系】 26【題型08計(jì)算帶電粒子穿越不同等勢(shì)面時(shí)電場(chǎng)力做功和能量變化】 29【題型09計(jì)算勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差】 33【題型10判斷非勻強(qiáng)電場(chǎng)中等距兩點(diǎn)電勢(shì)差的大小】 39【題型11電場(chǎng)線、等勢(shì)面和運(yùn)動(dòng)軌跡的定性分析】 43【題型01電勢(shì)能的概念和相對(duì)性】1.(23-24高二上·廣東深圳·期中)如圖所示,帶箭頭的實(shí)線表示某電場(chǎng)的電場(chǎng)線,虛線表示該電場(chǎng)的等勢(shì)面。A、B為電場(chǎng)中兩點(diǎn)。下列說法中正確的是()A. B.C.正電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能D.電子在A點(diǎn)的受力方向與電場(chǎng)線方向相同【答案】C【詳解】A.沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,且同一等勢(shì)面上電勢(shì)相等,可知,故A錯(cuò)誤;B.電場(chǎng)線越密集的地方,場(chǎng)強(qiáng)越大,由圖可知,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)可知正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大,故正電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能,故C正確;D.電子帶負(fù)電,電子在A點(diǎn)的受力方向與電場(chǎng)線方向相反,故D錯(cuò)誤。故選C。2.(23-24高二上·山西呂梁·期中)如圖所示,在足夠長(zhǎng)的光滑水平滑桿的正上方某點(diǎn)固定正的點(diǎn)電荷,帶正電的小球穿過滑桿,從點(diǎn)以速度向右運(yùn)動(dòng),小球在點(diǎn)的加速度大小為,已知無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,點(diǎn)、點(diǎn)的電勢(shì)分別為10V、20V,小球的比荷,不計(jì)小球與滑桿間的摩擦,小球運(yùn)動(dòng)過程電量不變,以下說法正確的是()
A.小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度大小為5m/s B.小球運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)加速度大小為C.小球最終速度大小為8m/s D.小球最大電勢(shì)能為20J【答案】B【詳解】A.小球帶正電,小球由點(diǎn)到點(diǎn),由動(dòng)能定理,有得故A錯(cuò)誤;B.小球在加速度小球在點(diǎn)加速度故B正確;C.小球最終的速度大小為,由動(dòng)能定理又得故C錯(cuò)誤;D.點(diǎn)的電勢(shì)最高,其電勢(shì)能由于小球帶電量未知,不能確定最大電勢(shì)能大小,故D錯(cuò)誤。故選B。3.(23-24高二上·陜西咸陽·期末)如圖所示,正點(diǎn)電荷Q位于x軸坐標(biāo)原點(diǎn)O處,下列說法正確的是()A.與處的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.處的電勢(shì)小于處的電勢(shì)C.處的電場(chǎng)強(qiáng)度大于處的電場(chǎng)強(qiáng)度D.正點(diǎn)電荷在處的電勢(shì)能小于其在處的電勢(shì)能【答案】C【詳解】A.正點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)方向由正點(diǎn)電荷出發(fā)指向無窮遠(yuǎn),則與處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相反,則電場(chǎng)強(qiáng)度不相同,故A錯(cuò)誤;B.由于點(diǎn)電荷帶正電,可知離點(diǎn)電荷越近,電勢(shì)越高,則處的電勢(shì)大于處的電勢(shì),故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式可知離點(diǎn)電荷越近,場(chǎng)強(qiáng)越大,則處的電場(chǎng)強(qiáng)度大于處的電場(chǎng)強(qiáng)度,故C正確;D.由于點(diǎn)電荷帶正電,可知離點(diǎn)電荷越近,電勢(shì)越高,則處的電勢(shì)大于處的電勢(shì),根據(jù)電勢(shì)能為由于帶正電,則正點(diǎn)電荷在處的電勢(shì)能大于在處的電勢(shì)能,故D錯(cuò)誤。故選C。4.(23-24高二下·四川眉山·期中)真空中相距為的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別固定于軸上和的兩點(diǎn),在兩者連線上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度隨變化的關(guān)系如圖所示,選沿軸方向?yàn)檎较颍韵屡袛嗾_的是(
)A.為正電荷、N為負(fù)電荷B.所帶電荷量的絕對(duì)值之比為C.沿軸從到電勢(shì)逐漸降低D.將一個(gè)正點(diǎn)電荷沿軸從移動(dòng)到,該電荷的電勢(shì)能先減小再增大【答案】D【詳解】A.若兩電荷為異種電荷,在處,電場(chǎng)強(qiáng)度不可能為0,故兩電荷為同種電荷。故A錯(cuò)誤;B.由于在處,電場(chǎng)強(qiáng)度為0,則有所以所帶電荷量的絕對(duì)值之比為。故B錯(cuò)誤;C.沿軸從0到電勢(shì)逐漸降低,從到電勢(shì)逐漸增大。故C錯(cuò)誤;D.從到電勢(shì)先降低后增大,根據(jù)可知將一個(gè)正點(diǎn)電荷沿軸從移動(dòng)到,該電荷的電勢(shì)能先減小后增大。故D正確。故選D。【題型02帶電粒子在電場(chǎng)中的電勢(shì)能】5.(23-24高二下·陜西咸陽·期末)如圖所示,在正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,a、b為同一電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)。將一個(gè)帶正電的試探電荷q從a點(diǎn)移至b點(diǎn),下列說法正確的是()A.a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì) B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相等C.電場(chǎng)力對(duì)試探電荷q做負(fù)功 D.試探電荷q在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能【答案】D【詳解】A.沿電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低可知,a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.a(chǎn)處電場(chǎng)線密集,可知a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;CD.正的試探電荷受電場(chǎng)力方向由a到b,則電場(chǎng)力對(duì)試探電荷q做正功,電勢(shì)能減小,則試探電荷q在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。故選D。6.(23-24高一下·湖北·期末)如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一邊長(zhǎng)為的正方體,為上表面的中心。將帶電量為的負(fù)點(diǎn)電荷從移到電場(chǎng)力做功0.01J,從移到克服電場(chǎng)力做功0.02J,從移到電場(chǎng)力做功0.03J,已知點(diǎn)的電勢(shì)為0,下列說法正確的是(
)A.點(diǎn)的電勢(shì)為10V B.點(diǎn)的電勢(shì)為10VC.該勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 D.該電荷在面的中心處電勢(shì)能為0.025J【答案】BC【詳解】AB.點(diǎn)的電勢(shì)為零,則移到的過程中得移到的過程中得移到的過程中得勻強(qiáng)電場(chǎng)中,平行切相等的線段兩端電勢(shì)差相等可得,,,故A錯(cuò)誤,B正確;C.根據(jù)沿方向的電場(chǎng)強(qiáng)度分量為沿方向的電場(chǎng)強(qiáng)度分量為沿方向的電場(chǎng)強(qiáng)度分量為勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為故C正確;D.若將該點(diǎn)電荷移到中心,有解得故D錯(cuò)誤。故選BC。7.(23-24高一下·海南??凇て谀╆P(guān)于靜電場(chǎng)中的一些概念,下列說法正確的是()A.電勢(shì)有正負(fù),所以電勢(shì)是矢量B.電勢(shì)為零的地方,場(chǎng)強(qiáng)一定為零C.電勢(shì)為零的地方,電荷的電勢(shì)能一定為零D.鈉離子和氯離子結(jié)合成氯化鈉分子的過程中,系統(tǒng)的電勢(shì)能減少【答案】CD【詳解】A.電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)有正負(fù),但是電勢(shì)是標(biāo)量,故A錯(cuò)誤;B.零電勢(shì)點(diǎn)是人為選取的,電勢(shì)與場(chǎng)強(qiáng)兩者沒有直接的關(guān)系,故B錯(cuò)誤;C.由電勢(shì)能可知,在電勢(shì)為零的地方,電荷的電勢(shì)能一定為零,故C正確;D.鈉離子和氯離子結(jié)合成氯化鈉分子的過程中,兩個(gè)離子距離減小,庫侖力做正功,系統(tǒng)的電勢(shì)能減小。故D正確。故選CD。8.(23-24高一下·四川眉山·期末)在電場(chǎng)中把q=1.0×10-9C的電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做了1.0×10-7J的正功,再把該電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn),電場(chǎng)力做了4.0×10-7J的負(fù)功。(1)求AB間、BC間和AC間的電勢(shì)差;(2)若選C為零電勢(shì)點(diǎn),求A點(diǎn)電勢(shì)和電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能?!敬鸢浮浚?)100V,-400V,;(2)-300V,【詳解】(1)AB之間得電勢(shì)差BC之間得電勢(shì)差A(yù)C之間得電勢(shì)差(2)由于其中得由于其中得電荷在B的電勢(shì)能【題型03Ep-x圖像分析】9.(23-24高一下·山東棗莊·期末)在靜電場(chǎng)中,從原點(diǎn)O由靜止釋放一帶負(fù)電的微粒,它沿著x軸正方向運(yùn)動(dòng),依次經(jīng)過x軸上的x1、x2、x3、x4四點(diǎn)。已知微粒僅受電場(chǎng)力作用,該微粒的電勢(shì)能隨位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(
)A.x2和x4兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.由x1運(yùn)動(dòng)到的過程中,微粒的加速度先增大后減小C.由x1運(yùn)動(dòng)到的過程中,微粒的動(dòng)能先增大后減小D.從x1到x2過程中電場(chǎng)力對(duì)微粒做的功小于從x1到過程中電場(chǎng)力對(duì)微粒做的功【答案】C【詳解】A.根據(jù)解得可知-x圖像中圖線的斜率表示。由圖可知,x2和x4兩點(diǎn)處的斜率不同,則它們的電場(chǎng)強(qiáng)度不相同。故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)可知,由x1運(yùn)動(dòng)到的過程中,圖線上各點(diǎn)的切線斜率先減小再增大,所以微粒的加速度先減小后增大。故B錯(cuò)誤;C.依題意,微粒僅受電場(chǎng)力作用,電場(chǎng)力做功導(dǎo)致動(dòng)能和電勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,二者總量保持不變,由圖可知由x1運(yùn)動(dòng)到的過程中,微粒的電勢(shì)能先減小后增大,所以其動(dòng)能先增大后減小。故C正確;D.由圖可知,微粒在x2和處的電勢(shì)能相等,根據(jù)可知從x1到x2過程中電場(chǎng)力對(duì)微粒做的功等于從x1到過程中電場(chǎng)力對(duì)微粒做的功。故D錯(cuò)誤。故選C。10.(23-24高一下·江蘇·期末)一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正向運(yùn)動(dòng),其電勢(shì)能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示,其中段是關(guān)于直線對(duì)稱的曲線,段是直線,其中,則下列說法正確的是()A.段的電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增大B.x1、x2、x3處電勢(shì)φ1、φ2、φ3的關(guān)系為C.粒子在段做勻變速運(yùn)動(dòng),段做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.x1與x2兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于x2與x3兩點(diǎn)間的電勢(shì)差【答案】B【詳解】A.根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系得由數(shù)學(xué)知識(shí)可知圖像切線的斜率等于,段的斜率逐漸減小,電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系;粒子帶負(fù)電,則則知:電勢(shì)能越大,粒子所在處的電勢(shì)越低,所以有故B正確;C.由圖看出段圖像切線的斜率不斷增大,場(chǎng)強(qiáng)增大,粒子所受的電場(chǎng)力增大,做非勻變速運(yùn)動(dòng)。段斜率不變,場(chǎng)強(qiáng)不變,即電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向均不變,是勻強(qiáng)電場(chǎng),粒子所受的電場(chǎng)力不變,做勻變速直線運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;D.x1與x2兩點(diǎn)間距與x2與x3兩點(diǎn)間距相等,但是線的斜率不一樣,故而電場(chǎng)強(qiáng)度不一樣,由定性分析可知x1與x2兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U12與x2與x3兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U23不相同,故D錯(cuò)誤。故選B。11.(22-23高二上·廣東中山·期中)一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),其電勢(shì)能隨位移x變化的關(guān)系如圖所示,其中段是關(guān)于直線對(duì)稱的曲線,段是直線,則下列說法正確的是()A.粒子在段,電場(chǎng)力做負(fù)功 B.粒子在0,兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同C.若、處電勢(shì)為、,則 D.在段,粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng)【答案】D【詳解】A.粒子在段,其電勢(shì)能減小,則可知該過程中電場(chǎng)力做正功,故A錯(cuò)誤;B.圖像的斜率表示電場(chǎng)力,斜率大小表示電場(chǎng)力大小,斜率正負(fù)表示電場(chǎng)力方向,由于段是關(guān)于直線對(duì)稱的曲線,因此粒子在0,兩點(diǎn)斜率的大小相同方向相反,則可知在0,兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相反,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)題圖可知,帶負(fù)電的粒子在電場(chǎng)中的、兩位置處有而帶負(fù)電的粒子在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能越大,由此可知故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能之間的關(guān)系可知電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減小,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,即有由于粒子僅在電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng),且粒子帶負(fù)電,可知從的過程中電場(chǎng)力做負(fù)功,粒子的電勢(shì)能增加,而在圖像中段是傾斜的直線,由此可知電場(chǎng)強(qiáng)度恒定,粒子所受電場(chǎng)力恒定,粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng)(或圖像的斜率表示帶電粒子在電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力的大小,由于段是傾斜的直線,因此可知在該段粒子所受電場(chǎng)力恒定,加速度恒定,粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng)),故D正確。故選D。12.(23-24高二下·河北衡水·期中)兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1、Q2固定于x軸上,將一帶正電的試探電荷從足夠遠(yuǎn)處沿x軸負(fù)方向移近(位于坐標(biāo)原點(diǎn))的過程中,試探電荷的電勢(shì)能Ep隨位置變化的關(guān)系如圖所示,則下列判斷正確的是()A.M點(diǎn)電勢(shì)為零 B.M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零C.Q2的電荷量小于Q1的電荷量 D.試探電荷從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)的過程中,電場(chǎng)力做正功【答案】AC【詳解】A.分析圖像可知試探電荷在M點(diǎn)電勢(shì)能為零,由電勢(shì)能公式可知解得故A正確;B.該過程中只有電場(chǎng)力(重力忽略不計(jì))做功,電勢(shì)能和動(dòng)能之和不變,試探電荷在N點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為最小,則動(dòng)能最大,速度最大,加速度為零,電場(chǎng)力為零,說明N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零,故B正確;C.設(shè)Q2到N點(diǎn)的距離為,Q1到N點(diǎn)距離為,N點(diǎn)場(chǎng)為零,由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式可得因,可知Q2電荷量小于Q1的電荷量,故C正確;D.由圖像分析可知試探電荷從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)的過程中,電勢(shì)能增大,說明電場(chǎng)力做負(fù)功,故D錯(cuò)誤。故選AC?!绢}型04φ-x圖像分析】13.(22-23高一下·江蘇南京·期末)兩個(gè)點(diǎn)電荷和固定在x軸上O、D兩點(diǎn),兩者之間連線上各點(diǎn)電勢(shì)高低如圖中曲線所示(),取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,由圖可知()A.B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零B.為負(fù)電荷,為正電荷C.電子從D點(diǎn)移到B點(diǎn)電勢(shì)降低,電勢(shì)能也降低D.將電子沿x軸從A點(diǎn)移到C點(diǎn),電場(chǎng)力一直做負(fù)功【答案】B【詳解】A.根據(jù)可知圖像的切線斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度,則B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零,故A錯(cuò)誤;B.因取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,所以靠近負(fù)點(diǎn)電荷處的電勢(shì)為負(fù),靠近正點(diǎn)電荷處的電勢(shì)為正,結(jié)合題圖可知,為負(fù)電荷,為正電荷,故B正確;C.由圖像可知,從D到B電勢(shì)降低,根據(jù),由于電子帶負(fù)電,則電子從D點(diǎn)移到B點(diǎn),電勢(shì)能增加,故C錯(cuò)誤;D.將電子沿x軸從A點(diǎn)移到C點(diǎn),電勢(shì)一直升高,電子的電勢(shì)能一直減小,電場(chǎng)力一直做正功,故D錯(cuò)誤。故選B。14.(23-24高一下·山東威?!て谀┠踌o電場(chǎng)的方向平行于x軸,坐標(biāo)原點(diǎn)為O,P、Q為x軸上的兩點(diǎn),電勢(shì)φ隨x的變化規(guī)律如圖所示,下列判斷正確的是()A.電場(chǎng)方向沿x軸正方向 B.P點(diǎn)電勢(shì)高于Q點(diǎn)電勢(shì)C.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為400V/m D.電勢(shì)差UOP>UPQ【答案】C【詳解】A.由圖像可知,沿x軸正方向電勢(shì)逐漸升高,由沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低可知,電場(chǎng)方向沿x軸負(fù)方向,A錯(cuò)誤;B.由沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低可知,P點(diǎn)電勢(shì)低于Q點(diǎn)電勢(shì),B錯(cuò)誤;C.由圖像的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度大小可知C正確;D.由于電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng),在沿電場(chǎng)方向間隔相等的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等,因此有UOP=UPQD錯(cuò)誤。故選C。15.(22-23高二上·河南鄭州·期中)在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2,其靜電場(chǎng)的電勢(shì)φ在x軸上分布如圖所示,下列說法正確的有()A.q1和q2帶有同種電荷 B.x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零C.負(fù)電荷從x1移到x2,電勢(shì)能減小 D.負(fù)電荷從x1移到x2,受到的電場(chǎng)力減小【答案】CD【詳解】A.無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,又有電勢(shì)為正的地方,故存在正電荷;又有電勢(shì)為負(fù)的地方,故也存在負(fù)電荷,所以,q1和q2帶有異種電荷,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)可知圖像的斜率描述該處的電場(chǎng)強(qiáng)度,故x1處場(chǎng)強(qiáng)不為零,故B錯(cuò)誤;C.負(fù)電荷從x1移到x2,由低電勢(shì)向高電勢(shì)移動(dòng),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,故C正確;D.由圖知,負(fù)電荷從x1移到x2,電場(chǎng)強(qiáng)度越來越小,故電荷受到的電場(chǎng)力減小,故D正確。故選CD。16.(23-24高一下·遼寧大連·期末)如圖所示,在x軸上的M、N兩點(diǎn)分別固定電荷量為和的點(diǎn)電荷,x軸上M、N之間各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電勢(shì)如圖中曲線所示(取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零),P點(diǎn)為曲線最低點(diǎn),Q點(diǎn)位于PN之間,MP間距離大于PN間距離。以下說法中正確的是()A.和均帶正電,且大于B.M點(diǎn)的左側(cè)存在與Q點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同的點(diǎn)C.負(fù)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能小于在Q點(diǎn)的電勢(shì)能D.若在Q點(diǎn)由靜止釋放一負(fù)電荷,該電荷可在MN間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)【答案】AB【詳解】A.由圖像可知,圖中MN間的電勢(shì)均大于0,則和均帶正電;根據(jù)圖線的切線斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度,可知P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,即兩電荷在P點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零,由于間距離大于PN間距離,根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式可得大于,故A正確;B.根據(jù)點(diǎn)電荷形成的場(chǎng)強(qiáng)的特點(diǎn),可知點(diǎn)的左側(cè)場(chǎng)強(qiáng)方向向左,到無窮遠(yuǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度為零,且點(diǎn)左側(cè)與點(diǎn)的場(chǎng)方向均向左,則M點(diǎn)的左側(cè)存在與Q點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同的點(diǎn),故B正確;C.根據(jù)電勢(shì)能表達(dá)式由圖像可知P點(diǎn)的電勢(shì)小于Q點(diǎn)的電勢(shì),但電荷帶負(fù)電,所以負(fù)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能大于在Q點(diǎn)的電勢(shì)能,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)圖像可知,Q點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向向左,若在Q點(diǎn)由靜止釋放一負(fù)電荷,則負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力向右,該電荷不可能在MN間做往復(fù)運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。故選AB?!绢}型05勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)的計(jì)算】17.(23-24高二上·重慶長(zhǎng)壽·期中)一勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于平面,平面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如圖所示,三點(diǎn)處的電勢(shì)分別為、、。下列說法正確的是(
)A.電場(chǎng)方向沿b點(diǎn)指向a點(diǎn)B.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為C.電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在c點(diǎn)的電勢(shì)能低D.電子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),電場(chǎng)力做功為【答案】D【詳解】A.畫電場(chǎng)線根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)可得坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)連接0c為等勢(shì)線,電場(chǎng)線方向如圖所示。故A錯(cuò)誤;B.由圖中幾何關(guān)系得,電場(chǎng)強(qiáng)度故B錯(cuò)誤;C.由題意可得電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在c點(diǎn)的電勢(shì)能高,故C錯(cuò)誤;D.電子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),電場(chǎng)力做功故D正確。故選D?!军c(diǎn)睛】在勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩條平行且相等的線段,線段端點(diǎn)的電勢(shì)差相等,如本題中的18.(22-23高一下·湖南益陽·期末)如圖所示,在半圓所在平面內(nèi),有一與該平面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)。場(chǎng)強(qiáng)為E,若半圓的直徑,C、D為半圓的兩個(gè)三等分點(diǎn),,,,則(
)
A. B. C. D.【答案】D【詳解】AB.線段和平行,根據(jù)幾何關(guān)系有所以則有即代入數(shù)據(jù)解得AB錯(cuò)誤;CD.線段的中點(diǎn)的電勢(shì)的中點(diǎn)的電勢(shì)所以是一條等勢(shì)線,且,故電場(chǎng)方向由A指向B,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為C錯(cuò)誤,D正確。故選D。19.(19-20高三上·廣東江門·期末)如圖A、B兩帶電平行板間電場(chǎng)強(qiáng)度為,板距為5cm,點(diǎn)距A板0.5cm,B板接地。將電量為的帶正電粒子由點(diǎn)移到點(diǎn)的過程電場(chǎng)力做功為,則下列說法中正確的是()A.A、B兩板間的電壓為300V B.點(diǎn)電勢(shì)為270VC.點(diǎn)距離B板為0.8cm D.粒子的電勢(shì)能減小【答案】A【詳解】A.根據(jù)公式可得A、B兩板間的電壓為A正確;B.點(diǎn)到A板間的電勢(shì)差為B板接地電勢(shì)為零,可得A板電勢(shì)為所以點(diǎn)電勢(shì)為B錯(cuò)誤;C.點(diǎn)到點(diǎn)間的電勢(shì)差為根據(jù)可得所以B板到點(diǎn)間的電勢(shì)差為可得點(diǎn)距離B板距離為C錯(cuò)誤;D.帶正電粒子由點(diǎn)移到點(diǎn)的過程電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,D錯(cuò)誤。故選A。20.(23-24高二上·四川廣元·階段練習(xí))一勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于xOy平面,平面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如圖所示,三點(diǎn)的電勢(shì)分別為10V、12V、18V。下列說法正確的()
A.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為V/cm B.坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為6VC.電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電場(chǎng)力做功為6eVD.電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的低2eV【答案】AC【詳解】A.將電場(chǎng)強(qiáng)度分解為水平和豎直,x軸方向沿y軸方向則合場(chǎng)強(qiáng)故A正確;B.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,平行等距的兩線段電勢(shì)差相等,故解得坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為4V,故B錯(cuò)誤;C.電子在c點(diǎn)電勢(shì)能電子在b點(diǎn)電勢(shì)能電子在b點(diǎn)的電勢(shì)能比在c點(diǎn)的高6eV,故電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電場(chǎng)力做功為6eV,故C正確。D.電子在a點(diǎn)電勢(shì)能電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的高2eV,故D錯(cuò)誤。故選AC。21.(23-24高一下·海南省直轄縣級(jí)單位·期末)如圖所示,邊長(zhǎng)為的正方形ABCD處在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,且正方形平面與電場(chǎng)線平行。已知,,,O是對(duì)角線AC、BD的交點(diǎn),下列說法正確的是()A.D點(diǎn)的電勢(shì) B.C.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向由C指向A D.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為【答案】BC【詳解】A.由于A點(diǎn)電勢(shì)為2V,C點(diǎn)電勢(shì)為6V,O是AC中點(diǎn),由勻強(qiáng)電場(chǎng)特點(diǎn)知,O點(diǎn)電勢(shì)為4V,故對(duì)角線BD為等勢(shì)線A錯(cuò)誤;B.由題知代入得B正確;C.電場(chǎng)強(qiáng)度由高電勢(shì)指向低電勢(shì),故電場(chǎng)強(qiáng)度的方向由C指向A;C正確;D.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為代入得D錯(cuò)誤;故選BC。22.(22-23高一下·湖北十堰·期末)如圖所示,在與紙面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B、C三點(diǎn),它們的連線構(gòu)成等邊三角形。M、N、P分別為AB、AC、BC的中點(diǎn),O點(diǎn)為三角形的中心。若A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為6V、4V、8V,則下列說法正確的是()
A.M點(diǎn)的電勢(shì)為5V B.M點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高C.N、P兩點(diǎn)的電勢(shì)差 D.O點(diǎn)的電勢(shì)為7V【答案】AC【詳解】A.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,任意一條直線上任意等距離的兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差相等,M為AB的中點(diǎn),因此可得即解得故A正確;B.點(diǎn)P為CB的中點(diǎn),則有即解得可得故B錯(cuò)誤;C.點(diǎn)N為CA的中點(diǎn),因此有即解得由此可得故C正確;D.點(diǎn)O在AP連線上,根據(jù)以上分析可知AP為該勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一條等勢(shì)線,因此可知故D錯(cuò)誤。故選AC。23.(22-23高二上·四川成都·階段練習(xí))如圖所示,a、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn),它們恰好位于以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓弧上(ab和cd是該圓的兩條直徑),已知電場(chǎng)方向平行于圓弧所在的平面,圓半徑為,a點(diǎn)電勢(shì)為,c點(diǎn)電勢(shì)為,O點(diǎn)電勢(shì)為,下列說法正確的是()A.b點(diǎn)電勢(shì)為 B.C.電場(chǎng)方向垂直向下 D.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為【答案】AD【詳解】A.根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系可知Oc中點(diǎn)e的電勢(shì)則ae為等勢(shì)線,可知電場(chǎng)線沿Oc方向,根據(jù)解得故A正確;B.根據(jù)電勢(shì)差公式故B錯(cuò)誤;C.由上述可知電場(chǎng)線沿Oc方向,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算公式得故D正確。故選AD。24.(2022·湖南衡陽·二模)如圖所示,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有邊長(zhǎng)為5cm的等邊三角形ABC,三角形所在平面與勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行。O點(diǎn)為該三角形的中心,D、E、F分別為AB、BC和AC邊的中點(diǎn)。三角形各頂點(diǎn)的電勢(shì)分別為、、,下列說法正確的是()A.O點(diǎn)電勢(shì)為10VB.勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為160V/m,方向由C指向AC.將電子由E點(diǎn)移到C點(diǎn),電子的電勢(shì)能減少了2eVD.在三角形ABC內(nèi)切圓的圓周上,D點(diǎn)電勢(shì)最低【答案】BC【詳解】A.三角形所在平面與勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行,D為邊的中點(diǎn),則有可得同理F為的中點(diǎn),可得,故為等勢(shì)線,,A錯(cuò)誤;B.場(chǎng)強(qiáng)方向垂直于斜向左上,由電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差關(guān)系公式可得場(chǎng)強(qiáng)方向從C到A,B正確;C.因?yàn)閷㈦娮佑蒃點(diǎn)移到C點(diǎn),電場(chǎng)力做功為電子由E點(diǎn)移到C點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,電子的電勢(shì)能減少了,C正確;D.過圓心O作的平行線,在圓上的交點(diǎn)不為D點(diǎn),由題圖可知,D點(diǎn)電勢(shì)高于圓的上交點(diǎn)電勢(shì),D錯(cuò)誤。故選BC?!绢}型06多個(gè)點(diǎn)電荷周圍的電勢(shì)疊加】25.(23-24高三上·江蘇蘇州·期末)如圖所示,正三角形的頂點(diǎn)固定三個(gè)等量電荷,其中A帶正電,B、C帶負(fù)電,O、M、N為AB邊的四等分點(diǎn),取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,下列說法正確的是()A.M點(diǎn)的電勢(shì)大于N點(diǎn)的電勢(shì) B.M、N兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同C.負(fù)電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在N點(diǎn)大 D.O點(diǎn)的電勢(shì)大于零【答案】A【詳解】ACD.由等量異種電荷電勢(shì)分布可知,點(diǎn)電荷、B在M、O、N三點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為由于等量異種電荷連線的中垂線為等勢(shì)線,且無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則點(diǎn)電荷、B在O點(diǎn)的電勢(shì)為0,由對(duì)稱性可知,點(diǎn)電荷在M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,在O點(diǎn)的電勢(shì)小于零,綜上所述可知,由可知,負(fù)電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在N點(diǎn)小,故CD錯(cuò)誤,A正確;B.由等量異種電荷電場(chǎng)分布可知,M、N兩點(diǎn)的電場(chǎng)大小相等,方向相同,由對(duì)稱性可知,,點(diǎn)電荷在M、N兩點(diǎn)的電場(chǎng)大小相等,方向不同,則M、N兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同,故B錯(cuò)誤。故選A。26.(2024·河北唐山·一模)如圖所示,三棱錐P-MNR中,PM=PN,S為MN棱的中點(diǎn),MS=PS=RS=NS,且PS與RS垂直。在頂點(diǎn)M、N分別固定電荷量為-Q的點(diǎn)電荷,在頂點(diǎn)R固定電荷量為+Q的點(diǎn)電荷,規(guī)定無窮遠(yuǎn)電勢(shì)為0,則()A.P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與PR垂直 B.P、S兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等C.S點(diǎn)的電勢(shì)大于0 D.S點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)低【答案】AD【詳解】A.根據(jù)題意PM=PN,MS=PS=RS=NS,可知三角形和三角形為等腰直角三角形,則M、N兩點(diǎn)處的點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)沿著由P指向S,設(shè),則M、N兩點(diǎn)處的點(diǎn)電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)大小為做出的刨面圖即點(diǎn)電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)如圖所示R處的正電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為由于由此可知三個(gè)點(diǎn)電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)E垂直于PR,故A正確;B.根據(jù)以上幾何關(guān)系即所設(shè)已知量可得M、N兩點(diǎn)處的電荷在S處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為零,S處的場(chǎng)強(qiáng)即為R處電荷在S處所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng),有可知,P、S兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不相等,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)題意可知,三角形為等腰三角形,由此可知S在M、R兩點(diǎn)所在等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上,而等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上電勢(shì)為零,但S同時(shí)還處在N點(diǎn)所在負(fù)電荷所形成的電場(chǎng)中,因此可知,S點(diǎn)的電勢(shì)小于0,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)幾何關(guān)系,PS連線在M、R兩點(diǎn)所在等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂面上,由這兩個(gè)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)在S、P兩點(diǎn)處電勢(shì)相同均為零,但S、P兩點(diǎn)同時(shí)還處在N點(diǎn)所在負(fù)電荷所形成的電場(chǎng)中,由于S到N的距離小于P到N的距離,而離負(fù)電荷越近電勢(shì)越低,因此S點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)低,故D正確。故選AD。27.(23-24高三上·河北唐山·期末)如圖所示,A、B、C、D是正方形的四個(gè)頂點(diǎn),O為正方形的中心。A點(diǎn)和C點(diǎn)放有電荷量都為q的正點(diǎn)電荷,B點(diǎn)放有電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷。M、N、P、Q是正方形對(duì)角線上與O點(diǎn)等距離的四個(gè)點(diǎn)。則下列說法正確的是()
A.M點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度等于N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度 B.P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小于Q點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度C.M點(diǎn)電勢(shì)等于N點(diǎn)電勢(shì) D.P點(diǎn)電勢(shì)低于Q點(diǎn)電勢(shì)【答案】BC【詳解】A.點(diǎn)電荷在M點(diǎn)的電場(chǎng)如圖
點(diǎn)電荷在N點(diǎn)的電場(chǎng)如圖
因?yàn)镸和N點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱,則AC點(diǎn)電荷在MN兩點(diǎn)的電場(chǎng)等大反向,B點(diǎn)電荷在MN兩點(diǎn)的電場(chǎng)大小相等,方向關(guān)于OB連線對(duì)稱,則根據(jù)平行四邊形定則,MN兩點(diǎn)的合電場(chǎng)大小相等,方向不同,故A錯(cuò)誤;B.AC為等量的同種正電荷,在PQ兩點(diǎn)的電場(chǎng)等大反向,P點(diǎn)電場(chǎng)方向向左,Q點(diǎn)電場(chǎng)方向向右;B在PQ兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向都向左,且ABC三個(gè)點(diǎn)電荷在PQ兩點(diǎn)所有的電場(chǎng)共線,根據(jù)平行四邊形定則,P點(diǎn)的電場(chǎng)為AC的合電場(chǎng)與B的電場(chǎng)之差,Q點(diǎn)的電場(chǎng)為AC的合電場(chǎng)與B的電場(chǎng)之和,即P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,故B正確;C.點(diǎn)電荷A到M的距離和點(diǎn)電荷B到N的距離相等,即點(diǎn)電荷A在M點(diǎn)的電勢(shì)和點(diǎn)電荷B在N點(diǎn)的電勢(shì)相等,同理可得,點(diǎn)電荷A在N點(diǎn)的電勢(shì)和點(diǎn)電荷B在M點(diǎn)的電勢(shì)相等,點(diǎn)電荷C在M點(diǎn)的電勢(shì)和點(diǎn)電荷C在N點(diǎn)的電勢(shì)相等,電勢(shì)是標(biāo)量,合電勢(shì)直接做代數(shù)和,即MN兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,故C正確;D.點(diǎn)電荷A到P點(diǎn)和Q點(diǎn)的距離相等,即點(diǎn)電荷A在P點(diǎn)和Q點(diǎn)的電勢(shì)相等,同理,點(diǎn)電荷A在P點(diǎn)和Q點(diǎn)的電勢(shì)相等,點(diǎn)電荷B到P點(diǎn)的距離大于到Q點(diǎn)的距離,因?yàn)辄c(diǎn)電荷B帶負(fù)電,即點(diǎn)電荷B在P點(diǎn)的電勢(shì)大于Q點(diǎn)的電勢(shì),電勢(shì)是標(biāo)量,合電勢(shì)直接做代數(shù)和,即P點(diǎn)的電勢(shì)大于Q點(diǎn)的電勢(shì),故D錯(cuò)誤。故選BC。28.(23-24高二上·河南鄭州·期中)如圖所示,正方形四個(gè)頂點(diǎn)上依次放置電荷量為+q、+q、+q、-q的點(diǎn)電荷,a、b、c、d是對(duì)角線上的四個(gè)點(diǎn),它們到中心O點(diǎn)的距離均相同。則()
A.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同,電勢(shì)相等 B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同,電勢(shì)相等C.c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同,電勢(shì)相等 D.c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不相同,電勢(shì)不相等【答案】BD【詳解】根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式結(jié)合點(diǎn)電荷的分布情況,及各點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離情況,a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向不同;c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不相同。根據(jù)點(diǎn)電荷電勢(shì)公式a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,c、d兩點(diǎn)的電勢(shì)不相等。故選BD。【題型07靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系】29.(23-24高一下·河南·期末)質(zhì)量為2kg、電荷量為的小球僅在電場(chǎng)力和重力的作用下從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),在豎直方向上下降了3m,動(dòng)能增加了100J,取重力加速度大小不計(jì)空氣阻力,則在這一過程中()A.小球的重力勢(shì)能增加了60J B.小球的機(jī)械能增加了160JC.小球的電勢(shì)能增加了40J D.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為-1000V【答案】D【詳解】A.小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),下降了3m,則小球的重力勢(shì)能減少了選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.小球的重力勢(shì)能減少了60J,動(dòng)能增加了100J,則機(jī)械能增加了40J,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.由動(dòng)能定理有解得根據(jù)功能關(guān)系可知,小球的電勢(shì)能減少了40J,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為選項(xiàng)D正確。30.(23-24高一下·遼寧大連·期末)如圖所示,平行金屬板A、B與電源相連,電源電壓U=2V,AB板間距d=5cm,B板接地。在兩板間有a、b、c三點(diǎn),其連線組成一直角三角形,ab連線與A板垂直,ab長(zhǎng)L1=3cm,a點(diǎn)離A板L2=1cm,一個(gè)不計(jì)重力的帶正電粒子電荷量,固定在a點(diǎn)。下列說法正確的是()
A.a(chǎn)b間電勢(shì)差為2.0V B.a(chǎn)c間電勢(shì)差大于ab間電勢(shì)差C.粒子在a點(diǎn)具有的電勢(shì)能為 D.若將該粒子沿bc移動(dòng),電場(chǎng)力做正功【答案】C【詳解】AB.兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為由于ab與ac沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離相等,所以ac間電勢(shì)差等于ab間電勢(shì)差,大小為故AB錯(cuò)誤;C.a(chǎn)與B板間的電勢(shì)差為根據(jù)可得a點(diǎn)的電勢(shì)為則粒子在a點(diǎn)具有的電勢(shì)能為故C正確;D.若將該粒子沿bc移動(dòng),由于電場(chǎng)力與速度方向垂直,所以電場(chǎng)力不做功,故D錯(cuò)誤。故選C。31.(23-24高二下·四川眉山·期末)如圖所示,A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn),場(chǎng)強(qiáng)方向平行于正方形ABCD所在平面。已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為,,,則(
)A.D點(diǎn)的電勢(shì),場(chǎng)強(qiáng)方向平行于AB方向B.D點(diǎn)的電勢(shì),場(chǎng)強(qiáng)方向平行于AC方向C.D點(diǎn)的電勢(shì),場(chǎng)強(qiáng)方向平行于BC方向D.把一個(gè)電子從C移到B,電場(chǎng)力做功為4eV【答案】B【詳解】ABC.勻強(qiáng)電場(chǎng)中,由公式可知,沿著任意方向,每前進(jìn)相同的距離,電勢(shì)差都相等。則電場(chǎng)線如圖所示連接AC,AC連線的中點(diǎn)為E,則E點(diǎn)的電勢(shì)為連接BE,則BE為一條等勢(shì)線,D點(diǎn)在BE連線上,所以D點(diǎn)電勢(shì)電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)線,且由高電勢(shì)指向低電勢(shì),故上圖所示場(chǎng)強(qiáng)方向平行AC方向,故AC錯(cuò)誤,B正確;D.把一個(gè)電子從C移到B,電場(chǎng)力做正功故D錯(cuò)誤。故選B32.(23-24高一下·海南海口·期末)如圖為電子束焊接機(jī)的原理圖,帶箭頭的虛線代表電場(chǎng)線,B、C是電場(chǎng)中兩點(diǎn)。K為陰極,A為陽極,在兩極之間加上高壓U,電子的電荷量為e,則下列說法正確的是()A.該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng) B.B點(diǎn)電勢(shì)高于C點(diǎn)電勢(shì)C.B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小于C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度 D.電子由K運(yùn)動(dòng)到A,其電勢(shì)能減少了eU【答案】CD【詳解】AC.電場(chǎng)線越密,電場(chǎng)強(qiáng)度越大,B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小于C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度,該電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng),A錯(cuò)誤,C正確;B.沿著電場(chǎng)線的方向,電勢(shì)降低,所以B點(diǎn)電勢(shì)低于C點(diǎn)電勢(shì),B錯(cuò)誤;D.負(fù)電荷所受電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反,電子由K運(yùn)動(dòng)到A,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,其電勢(shì)能減少了eU,D正確。故選CD。【題型08計(jì)算帶電粒子穿越不同等勢(shì)面時(shí)電場(chǎng)力做功和能量變化】33.(2024·廣東佛山·二模)靜電透鏡是利用靜電場(chǎng)使電子束會(huì)聚或發(fā)散的一種裝置。如圖,一電子在電場(chǎng)中僅受電場(chǎng)力的作用,實(shí)線描繪出了其運(yùn)動(dòng)軌跡,虛線表示等勢(shì)線,各等勢(shì)線關(guān)于y軸對(duì)稱,a、b、c、d分別是軌跡與等勢(shì)線的交點(diǎn)。已知電子在經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為60eV,各等勢(shì)線的電勢(shì)高低標(biāo)注在圖中,則()A.a(chǎn)、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 B.電子從a到b運(yùn)動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力做負(fù)功C.電子從c到d運(yùn)動(dòng)時(shí),電勢(shì)能逐漸減小 D.電子在經(jīng)過等勢(shì)線d點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為60eV【答案】D【詳解】A.各等勢(shì)面關(guān)于y軸對(duì)稱,疏密相同,所以電場(chǎng)線疏密也相同,場(chǎng)強(qiáng)大小相等;根據(jù)等勢(shì)線與電場(chǎng)線垂直,可知a、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向不同,故a、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)等勢(shì)線與電場(chǎng)線垂直,故電子在y軸左側(cè)受到一個(gè)斜向右下方的電場(chǎng)力,速度方向沿軌跡的切線方向,故電子從a到b運(yùn)動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力做正功,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)負(fù)電荷在電勢(shì)低處電勢(shì)能大,可知電子從c到d運(yùn)動(dòng)時(shí),電勢(shì)能逐漸增大,故C錯(cuò)誤;D.a(chǎn)、d兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,故從a到d電場(chǎng)力不做功,所以電子在經(jīng)過等勢(shì)線d點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為60eV,故D正確。故選D。34.(23-24高二上·安徽宣城·期末)如圖,虛線表示電場(chǎng)中的三條等勢(shì)面,相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相等,實(shí)線為一帶負(fù)電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)。由此可知()A.P點(diǎn)的電勢(shì)低于Q點(diǎn)的電勢(shì)B.帶電粒子在P點(diǎn)的加速度小于在Q點(diǎn)的加速度C.帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于在Q點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能D.帶電粒子一定是從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)【答案】A【詳解】A.電場(chǎng)所受電場(chǎng)力指向軌跡內(nèi)側(cè),由于電荷帶負(fù)電,因此電場(chǎng)線指向左上方,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,故P的等勢(shì)面電勢(shì)較低,Q的等勢(shì)面電勢(shì)最高,故A正確;B.由于相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相同,等勢(shì)面越密集的地方電場(chǎng)線越密集,電場(chǎng)強(qiáng)度越大,故P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度較大,電場(chǎng)力較大,加速度較大,故B錯(cuò)誤;C.P的等勢(shì)面電勢(shì)較低,Q的等勢(shì)面電勢(shì)最高,負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能較大,則帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于在Q點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)題意無法判斷帶電粒子是從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)還是Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn),故D錯(cuò)誤。故選A。35.(23-24高二上·甘肅白銀·期末)如圖甲,在一塊很大的接地金屬平板的上方固定一負(fù)電荷。由于靜電感應(yīng),在金屬平板上表面產(chǎn)生感應(yīng)電荷,金屬板上方電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖乙中虛線所示,相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差都相等。一帶電粒子只在電場(chǎng)力作用下由M點(diǎn)加速向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng),不計(jì)粒子的重力,則()A.M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的電勢(shì)低 B.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小C.粒子在M點(diǎn)的加速度比在N點(diǎn)的大 D.粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在N點(diǎn)的小【答案】B【詳解】A.根據(jù)電場(chǎng)線的方向從正電荷指向負(fù)電荷可知,M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)電勢(shì)高,A項(xiàng)錯(cuò)誤;BC.根據(jù)等勢(shì)面的疏密程度可知,M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小,粒子在M點(diǎn)所受的電場(chǎng)力比在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小,根據(jù)牛頓第二定律可知,粒子在M點(diǎn)的加速度比在N點(diǎn)的加速度小,B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.粒子由M向N點(diǎn)加速運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,因而粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在N點(diǎn)的電勢(shì)能大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選B。36.(23-24高一下·四川瀘州·期末)某帶電體產(chǎn)生電場(chǎng)的等勢(shì)面分布如圖中實(shí)線所示,虛線是一帶電粒子僅在此電場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,M、N分別是運(yùn)動(dòng)軌跡與等勢(shì)面b、a的交點(diǎn),下列說法正確的是()A.粒子帶負(fù)電荷 B.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)的大C.粒子在運(yùn)動(dòng)軌跡上存在動(dòng)能最小的點(diǎn) D.粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能【答案】CD【詳解】A.根據(jù)粒子所受電場(chǎng)力指向曲線軌跡的凹側(cè)可知,帶電粒子帶正電,故A錯(cuò)誤;B.等差等勢(shì)面越密集的地方場(chǎng)強(qiáng)越大,故M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)的小,故B錯(cuò)誤;CD.粒子帶正電,因?yàn)镸點(diǎn)的電勢(shì)大于在N點(diǎn)的電勢(shì),故粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能;由于帶電粒子僅在電場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能與動(dòng)能總和不變,故可知當(dāng)電勢(shì)能最大時(shí)動(dòng)能最小,故粒子在運(yùn)動(dòng)軌跡上到達(dá)最大電勢(shì)處時(shí)動(dòng)能最小,故CD正確。故選CD。37.(23-24高一下·湖北十堰·期末)如圖所示,豎直虛線a、b、c、d、e是等勢(shì)線且相鄰之間電勢(shì)差相等,一帶正電粒子從A點(diǎn)以豎直向上的初速度開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)最高點(diǎn)B后回到與A點(diǎn)在同一水平線上的E點(diǎn),A、B、C、D、E為粒子軌跡與等勢(shì)線的交點(diǎn)。粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中克服重力做的功為9J,電場(chǎng)力做的功為20J。已知,則下列說法正確的是(
)A. B.粒子在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能為-20JC.粒子在C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為40J D.粒子在E點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為89J【答案】AD【詳解】A.帶正電的粒子受電場(chǎng)力向右,可知場(chǎng)強(qiáng)方向向右,沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低,可知選項(xiàng)A正確;
B.從A到B電場(chǎng)力做的功為20J,可知從B到C電場(chǎng)力做功也為20J,則電勢(shì)能減小20J,因在C點(diǎn)的電勢(shì)能為零,可知粒子在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能為20J,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.從A到B豎直方向可知粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能為40J,因粒子只有重力和電場(chǎng)力做功,則電勢(shì)能、動(dòng)能和重力勢(shì)能之和守恒,則對(duì)AC兩點(diǎn)因C點(diǎn)的重力勢(shì)能EPC小于9J,可知C點(diǎn)的動(dòng)能大于40J,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.因E點(diǎn)的電勢(shì)能為-40J,則在AE兩點(diǎn)時(shí)可知在E點(diǎn)的動(dòng)能EkE=89J選項(xiàng)D正確。故選AD。38.(23-24高二上·甘肅白銀·期末)如圖所示,虛線a、b、c表示某電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面與紙平面的交線,且相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等,實(shí)線為一帶負(fù)電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下通過該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,M、N是這條軌跡上的兩點(diǎn)。則下列說法中正確的是()
A.三個(gè)等勢(shì)面中,a的電勢(shì)最高B.對(duì)于M,N兩點(diǎn),帶電粒子通過N點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能較大C.對(duì)于M、N兩點(diǎn),帶電粒子通過M點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能較小D.帶電粒子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做正功【答案】AB【詳解】AB.由軌跡圖可知帶電粒子所受電場(chǎng)力方向斜向左上方,帶負(fù)電的粒子所受電場(chǎng)力的方向和電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反,而電場(chǎng)線由高電勢(shì)指向低電勢(shì),可知三個(gè)等勢(shì)面中,a的電勢(shì)最高,帶負(fù)電的粒子在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大,所以帶電粒子通過N點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能較大,故AB正確;CD.由粒子的受力方向和速度方向的關(guān)系可知,帶電粒子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做負(fù)功,動(dòng)能減小,故CD錯(cuò)誤。故選AB?!绢}型09計(jì)算勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差】39.(23-24高一下·江西萍鄉(xiāng)·期末)如圖,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一虛線圓,ab和cd是圓的兩條直徑,其中ab與電場(chǎng)方向的夾角為60°,,cd與電場(chǎng)方向平行,a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差。則()A.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小B.b點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的低5VC.將電子從c點(diǎn)移到d點(diǎn),電場(chǎng)力做功為D.電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在c點(diǎn)的電勢(shì)能【答案】C【詳解】A.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uab=20V,則電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為故A錯(cuò)誤;B.b、d兩點(diǎn)的電勢(shì)差為又所以b點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的高10V,故B錯(cuò)誤;C.將電子從c點(diǎn)移到d點(diǎn),電場(chǎng)力做功為故C正確;D.根據(jù)沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低,則有電勢(shì)能,由于電子帶負(fù)電,則有即電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能,故D錯(cuò)誤。故選C。40.(23-24高二上·安徽蕪湖·期末)在坐標(biāo)平面內(nèi)有方向平行于該平面的勻強(qiáng)電場(chǎng),四點(diǎn)坐標(biāo)如圖所示,已知、、三點(diǎn)電勢(shì)分別為、、,下列說法正確的是()A.坐標(biāo)原點(diǎn)的電勢(shì)為 B.點(diǎn)的電勢(shì)為C.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 D.勻強(qiáng)電場(chǎng)方向沿軸正方向【答案】C【詳解】A.根據(jù)解得坐標(biāo)原點(diǎn)的電勢(shì)為選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.根據(jù)可得點(diǎn)的電勢(shì)為選項(xiàng)B錯(cuò)誤;CD.則y軸為等勢(shì)面,勻強(qiáng)電場(chǎng)方向沿軸負(fù)方向,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。故選C。41.(23-24高二上·廣東·期末)如圖所示,邊長(zhǎng)為4cm的菱形abcd位于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,菱形平面與電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行,∠abc為60°。已知點(diǎn)a、b、d的電勢(shì)分別為:φa=2V,φb=2V,φd=10V,則()A.c點(diǎn)電勢(shì)為φc=10V B.bc邊中點(diǎn)電勢(shì)為0C.勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向由a指向b D.勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為200V/m【答案】D【詳解】A.因可得φc=6V選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.bc邊中點(diǎn)f電勢(shì)為選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.因af電勢(shì)相等,則af為等勢(shì)面,場(chǎng)強(qiáng)方向垂直af,方向由c指向b,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為選項(xiàng)D正確。故選D。42.(23-24高二上·江西南昌·期末)如圖所示的虛線為等腰梯形,、兩點(diǎn)為底邊的三等分點(diǎn),且,,在與等腰梯形所在平面平行的空間內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng),已知、、三點(diǎn)的電勢(shì)分別為、、。則下列說法正確的是()A.D點(diǎn)的電勢(shì)為 B.M點(diǎn)的電勢(shì)為C.N點(diǎn)的電勢(shì)為 D.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為【答案】AD【詳解】A.根據(jù)題意可知?jiǎng)t有可得D點(diǎn)的電勢(shì)為故A正確;BC.根據(jù)則有可得,故BC錯(cuò)誤;D.根據(jù)可知沿方向的分場(chǎng)強(qiáng)大小為沿方向的分場(chǎng)強(qiáng)大小為則電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為故D正確。故選AD。43.(23-24高二上·甘肅武威·期中)如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有一電荷量為C的負(fù)點(diǎn)電荷從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電場(chǎng)力做功為J,AB間距離L=4m,與水平方向夾角為;求:(1)B、A間電勢(shì)差UBA是多少?(2)電場(chǎng)強(qiáng)度E是多大?(3)如果A點(diǎn)的電勢(shì)為-4V,則B點(diǎn)的電勢(shì)為多少?電荷量為C的正電荷在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能是多少?【答案】(1)8V(2)4V/m(3)4V,-8×10-6J【詳解】(1)A、B間的電勢(shì)差為解得-8V則-8V(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為V/m(3)根據(jù)電勢(shì)差的定義式有解得V根據(jù)電勢(shì)能的計(jì)算公式有-8×10-6J44.(23-24高一下·安徽合肥·期末)如圖所示,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,將帶電荷量的電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做了的功,再從B點(diǎn)移到C點(diǎn),電場(chǎng)力做了的負(fù)功。(1)求兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和兩點(diǎn)間的電勢(shì)差;(2)如果規(guī)定點(diǎn)的電勢(shì)為零,則A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)分別為多少?(3)作出過B點(diǎn)的一條電場(chǎng)線?!敬鸢浮浚?);;(2);;(3)【詳解】(1)根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系得,(2)根據(jù)電勢(shì)差的定義式,依題意所以(3)AB的中點(diǎn)D的電勢(shì)為連接CD,CD為等勢(shì)線,電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直,且由高電勢(shì)指向低電勢(shì),如圖所示【題型10判斷非勻強(qiáng)電場(chǎng)中等距兩點(diǎn)電勢(shì)差的大小】45.(23-24高二下·浙江舟山·期末)光滑絕緣水平面上固定著兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷,它們連線的中垂線上有A、B、C三點(diǎn),如圖甲所示。一帶電粒子由A點(diǎn)靜止釋放,并以此時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),此后沿直線經(jīng)過B、C,其運(yùn)動(dòng)過程中的v—t圖像如圖乙所示,粒子在B點(diǎn)時(shí)圖線對(duì)應(yīng)的切線斜率最大,可以確定()A.中垂線上B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都最大 B.帶電粒子帶負(fù)電C.帶電粒子在B點(diǎn)時(shí)的加速度大小為 D.【答案】D【詳解】B.根據(jù)等量同種正電荷的電場(chǎng)分布規(guī)律可知,A、B、C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向均沿,粒子由A點(diǎn)靜止釋放后沿直線經(jīng)過B、C,表明粒子所受電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同,則粒子帶正電,故B錯(cuò)誤;A.根據(jù)等量同種正電荷的電場(chǎng)分布規(guī)律可知,在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上,電場(chǎng)強(qiáng)度方向從垂足到無窮遠(yuǎn)處,沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低,可知,中垂線上垂足的電勢(shì)最高,B點(diǎn)的電勢(shì)不是最大,根據(jù)圖像可知,B點(diǎn)的加速度最大,則B點(diǎn)的電場(chǎng)力最大,即B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大,故A錯(cuò)誤;C.根據(jù)圖乙可知故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)動(dòng)能定理有,根據(jù)圖乙可知,可知故D正確。故選D。46.(22-23高二上·北京朝陽·期中)如圖所示,實(shí)線表示電場(chǎng)線,虛線表示等勢(shì)線,a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為,則a、b連線的中點(diǎn)c的電勢(shì)滿足()A. B. C. D.以上答案都不對(duì)【答案】B【詳解】電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面,所以將其題圖變?yōu)槿粼趧驈?qiáng)電場(chǎng)中,根據(jù)公式可知,bc間的電壓等于ca間電壓,由上述圖可知ca段電場(chǎng)線比bc段電場(chǎng)線密,所以ac段電場(chǎng)強(qiáng)度大小大于bc段電場(chǎng)強(qiáng)度大小。所以有即整理有故選B。47.(23-24高二上·湖北·期中)如圖所示,一電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布關(guān)于軸(沿豎直方向)對(duì)稱,是軸上的三個(gè)點(diǎn),且,P點(diǎn)在軸的右側(cè),,則下列不正確的是()A.點(diǎn)的電勢(shì)比點(diǎn)的電勢(shì)低B.在點(diǎn)靜止釋放一帶正電粒子,該粒子將沿軸做直線運(yùn)動(dòng)C.兩點(diǎn)間的電勢(shì)差小于兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D.將負(fù)電荷由點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功【答案】A【詳解】A.沿著電場(chǎng)線方向,電勢(shì)逐漸降低,所以M點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高,故A錯(cuò)誤,符合題意;B.在O點(diǎn)靜止釋放一帶正電粒子,粒子受電場(chǎng)力豎直向上,該粒子將沿y軸做直線運(yùn)動(dòng),故B正確,不符合題意;C.電場(chǎng)線越密集的地方場(chǎng)強(qiáng)越大,根據(jù)U=Ed可知M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差小于O、M兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,故C正確,不符合題意;D.負(fù)電荷往低電勢(shì)移動(dòng),電勢(shì)能增大,電場(chǎng)力做負(fù)功,故D正確,不符合題意。故選A。48.(2023·天津和平·一模)如圖所示,電場(chǎng)中的一簇電場(chǎng)線關(guān)于y軸對(duì)稱分布,O點(diǎn)是坐標(biāo)原點(diǎn),M、N、P、Q是以O(shè)為圓心的圓周上的四個(gè)點(diǎn),其中M、N在y軸上,Q點(diǎn)在x軸上,下列說法正確的是(
)A.P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)可能等于Q點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B.P點(diǎn)電勢(shì)可能等于Q點(diǎn)電勢(shì)C.電荷在N點(diǎn)的電勢(shì)能可能小于在M點(diǎn)的電勢(shì)能D.電荷從N運(yùn)動(dòng)到O電場(chǎng)力做的功等于從O到M電場(chǎng)力做的功【答案】C【詳解】A.電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱,根據(jù)電場(chǎng)分布可知,P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小小于Q點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),A錯(cuò)誤;B.根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直特點(diǎn),在P點(diǎn)所在電場(chǎng)線上找到Q點(diǎn)的等勢(shì)點(diǎn),根據(jù)沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低可知,Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高,B錯(cuò)誤;C.結(jié)合電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直特點(diǎn)可知,N點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn),根據(jù)可知,負(fù)電荷在M點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能,C正確;D.根據(jù)電場(chǎng)分布可知,OM間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度比NO之間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度小,故由公式可知,OM間的電勢(shì)差小于NO間的電勢(shì)差,根據(jù)可得正電荷從N到O過程中電場(chǎng)力做的功大于從O到M過程中電場(chǎng)力做的功,D錯(cuò)誤;故選C。49.(22-23高二上·貴州貴陽·期末)如圖所示,三個(gè)同心圓是點(diǎn)電荷Q周圍的三個(gè)等勢(shì)面,a、b、c分別是這三個(gè)等勢(shì)面上的點(diǎn),且在同一條電場(chǎng)線上,這三個(gè)圓的半徑關(guān)系為,則a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度、、和電勢(shì)差、的大小關(guān)系正確的是()A., B.,C., D.,【答案】C【詳解】點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為,則三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系,勻強(qiáng)電場(chǎng)中U=Ed,點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)可以用該公式定性分析,ab間的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)一定大于bc間的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng),所以,故C正確ABD錯(cuò)誤。故選C。50.(22-23高二上·云南昆明·期末)電場(chǎng)中某區(qū)域的電場(chǎng)線分布如圖所示。a、b、c是電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)且ab=bc,a、b、c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別用為Ea、Eb、Ec,a、b、c的點(diǎn)電勢(shì)分別為:φa、φb、φc。a、b之間的電勢(shì)差Uab,b、c之間的電勢(shì)差為Ubc。在下面的判斷中正確的是()A.φa<φc B.φb>φc C.Uab>Ubc D.Uab<Ubc【答案】BD【詳解】AB.由沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低可知A錯(cuò)誤,B正確;CD.由電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,因此電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度則有由電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系,可得又有可知C錯(cuò)誤,D正確。故選BD?!绢}型11電場(chǎng)線、等勢(shì)面和運(yùn)動(dòng)軌跡的定性分析】51.(23-24高一下·湖南岳陽·期末)如圖所示,、、代表某固定點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,相鄰兩等勢(shì)面間的距離相等,直線是電場(chǎng)中的幾條沒標(biāo)明方向的電場(chǎng)線,曲線是一帶正電粒子只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)軌跡的一部分,、是軌跡上的兩點(diǎn)。粒子過、兩點(diǎn)時(shí)的加速度大小分別是、,電勢(shì)能分別是、,、、的電勢(shì)分別是、、,、間的電勢(shì)差大小為,、間的電勢(shì)差大小為。下列判斷正確的是()A., B.,C., D.,【答案】B【詳解】根據(jù)電場(chǎng)線、等勢(shì)面以及電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)可知,M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,故有從M到N,所受電場(chǎng)力指向場(chǎng)源電荷,克服電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能增大,即由于粒子帶正電,故圖中的電場(chǎng)為負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng),根據(jù)電勢(shì)降低的特點(diǎn)可知由于點(diǎn)電荷形成的是非勻強(qiáng)電場(chǎng),越靠近點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度越大,根據(jù),故綜上所述,B正確,ACD錯(cuò)誤。故選B。52.(23-24高一下·江蘇淮安·期中)如圖所示,實(shí)線表示某電場(chǎng)的電場(chǎng)線(方向未標(biāo)出),虛線是一帶正電的粒子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,設(shè)M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢(shì)分別為φM、φN,粒子在M點(diǎn)和N點(diǎn)時(shí)加速度大小分別為aM、aN,速度大小分別為vM、vN,電勢(shì)能分別為、。下列判斷正確的是()A.B. C. D.【答案】A【詳解】根據(jù)電場(chǎng)線越密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大,則有根據(jù)牛頓第二定律有可得帶電粒子所受電場(chǎng)力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè),所以粒子受到的電場(chǎng)力方向斜向右下,又粒子帶正電,所以電場(chǎng)線的方向從左上指向右下,根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低可知又粒子帶正電,所以有從M運(yùn)動(dòng)到N過程中電勢(shì)能增大,則電場(chǎng)力做負(fù)功,動(dòng)能減小,所以有故選A。53.(23-24高一下·山東德州·期末)2023年3月,中國科學(xué)家通過冷凍電鏡技術(shù)解析了晶態(tài)冰中蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)。電子顯微鏡是冷凍電鏡中的關(guān)鍵部分,其中一種電子透鏡的電場(chǎng)分布如圖所示,虛線為等勢(shì)面,相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相等,a、b是軌跡上的兩點(diǎn)?,F(xiàn)有一電子以某一初速度從b向a運(yùn)動(dòng)的過程中,下列說法正確的是()A.電子透鏡的電場(chǎng)是正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的B.電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能C.電子在a點(diǎn)的動(dòng)能大于在b點(diǎn)的動(dòng)能D.若該電子以某一初速度從a向b運(yùn)動(dòng),則電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能【答案】B【詳解】A.正點(diǎn)電荷的等勢(shì)面是以點(diǎn)電
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