高考物理一輪總復(fù)習(xí)課時跟蹤檢測（三十一）電場能的性質(zhì)

課時跟蹤檢測（三十一）電場能的性質(zhì)一、立足主干知識，注重基礎(chǔ)性和綜合性1．(2021·湖北高考)(多選)關(guān)于電場，下列說法正確的是()A．電場是物質(zhì)存在的一種形式B．電場力一定對正電荷做正功C．電場線是實際存在的線，反映電場強度的大小和方向D．靜電場的電場線總是與等勢面垂直，且從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面解析：選AD電場是存在于電荷周圍的一種特殊物質(zhì)，A正確；如果正電荷的速度方向與電場力方向的夾角大于90°，則電場力做負功，B錯誤；電場線是為了形象地描繪電場而人為引入的一簇曲線，該曲線的疏密程度反映場強的大小，C錯誤；靜電場的電場線在空間上與等勢面垂直，且沿電場線的方向電勢降低，即由高等勢面指向低等勢面，D正確。2.如圖所示是某一帶電導(dǎo)體周圍的電場線與等勢面，A、C是同一等勢面上的兩點，B是另一等勢面上的一點。下列說法正確的是()A．導(dǎo)體內(nèi)部的場強左端大于右端B．A、C兩點的電勢均低于B點的電勢C．B點的電場強度大于A點的電場強度D．正電荷從A點沿虛線移到B點的過程中電場力做正功，電勢能減小解析：選D處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，它的表面是一個等勢面，其內(nèi)部電場為零，A錯誤；根據(jù)電場線性質(zhì)，順著電場線方向電勢降低，所以A、C電勢高于B點電勢，B錯誤；由題圖可以看出A點的電場線比B點的電場線密集，B點的電場強度小于A點的電場強度，C錯誤；因為φA＞φB，因此正電荷從A點到B點電場力做正功，電勢能減小，D正確。3.電子束焊機是一種高精密的焊接設(shè)備，它利用高速運動的電子束流轟擊工件使動能轉(zhuǎn)化為熱能進行焊接加工。在曲面K與A之間加上高壓U后，K與A之間的電場線如圖所示，A到曲面各點的距離均為d，電子由靜止被加速后轟擊工件，電子的電量大小為e，不考慮電子重力，則下列說法正確的是()A．待焊接的工件應(yīng)放置在K極B．A、K之間的電場強度大小為eq\f(U,d)C．電子在加速運動過程中加速度逐漸增大D．電子經(jīng)高壓U加速后電勢能增大了eU解析：選C電子受電場力沿電場線的反方向運動，則待焊接的工件應(yīng)放置在A極，A錯誤；A、K之間不是勻強電場，則電場強度大小不等于eq\f(U,d)，B錯誤；電子在加速運動過程中向A極運動，則由于電場線越來越密集，則電場力變大，加速度逐漸增大，C正確；電子經(jīng)高壓U加速后，電場力做正功，則電勢能減小了eU，D錯誤。4.(2021·北京等級考)如圖所示的平面內(nèi)，有靜止的等量異號點電荷，M、N兩點關(guān)于兩電荷連線對稱，M、P兩點關(guān)于兩電荷連線的中垂線對稱。下列說法正確的是()A．M點的場強比P點的場強大B．M點的電勢比N點的電勢高C．N點的場強與P點的場強相同D．電子在M點的電勢能比在P點的電勢能大解析：選C等量異種點電荷的電場線分布如圖所示，則M點的場強與P點的場強大小相等，N點的場強與P點的場強大小相等，方向相同，A錯誤，C正確；根據(jù)等量異種點電荷的電勢分布特點可知，M點的電勢與N點的電勢相等，M點的電勢高于P點的電勢，根據(jù)Ep＝qφ＝－eφ可知，電子在M點的電勢能比在P點的電勢能小，B、D錯誤。5．(2021·遼寧高考)等量異號點電荷固定在水平向右的勻強電場中，電場分布如圖所示，實線表示電場線，虛線表示等勢線。將同一負電荷先后置于a、b兩點，電勢能分別為Epa和Epb，電荷所受電場力大小分別為Fa和Fb，則()A．Epa＞Epb，F(xiàn)a>Fb B．Epa＞Epb，F(xiàn)a<FbC．Epa＜Epb，F(xiàn)a>Fb D．Epa＜Epb，F(xiàn)a<Fb解析：選D電場線的疏密程度表示場強的大小，因此Fa＜Fb，原勻強電場水平向右，正負電荷的電場線由正電荷指向負電荷，因此可知圖中的電場線方向為從左指向右，因此由對稱性可知b點電勢小于a點電勢，由Ep＝qφ可知Epb＞Epa。故D正確。6.如圖所示，絕緣的斜面處在一個豎直向上的勻強電場中，一帶電金屬塊由靜止開始沿斜面滑到底端，已知在金屬塊下滑的過程中動能增加了0.3J，重力做功1.5J，電勢能增加0.5J，則以下判斷正確的是()A．金屬塊帶負電荷B．靜電力做功0.5JC．金屬塊克服摩擦力做功0.7JD．金屬塊的機械能減少1.4J解析：選C在下滑過程中電勢能增加0.5J，故物體需克服電場力做功為0.5J，故金屬塊帶正電荷，故A、B錯誤；在金屬塊滑下的過程中動能增加了0.3J，重力做功1.5J，電場力做功－0.5J，根據(jù)動能定理得，W總＝WG＋W電＋Wf＝ΔEk，解得Wf＝－0.7J，故C正確；外力做功為W外＝W電＋Wf＝－1.2J，故金屬塊機械能減少1.2J，故D錯誤。7.如圖為某靜電除塵裝置的示意圖。A、B為電極和集塵板上某點連線上的兩點。不計煙塵微粒與空氣的作用力及重力，下列說法正確的是()A．A、B兩點的電場強度大小不同，方向相同B．集塵板邊緣的電場方向一定與集塵板表面垂直C．向集塵板加速靠近的煙塵微粒帶負電，且加速度逐漸增大D．若帶電煙塵微粒由靜止開始僅受電場力作用，則一定沿電場線到達集塵板解析：選B電極與集塵板之間的電場線是曲線，并非直線，并且越靠近電極處電場線越密集，所以A、B兩點的電場強度大小不同，方向也不同，故A錯誤；集塵板表面為一等勢面，所以集塵板邊緣的電場方向一定與集塵板表面垂直，故B正確；向集塵板加速靠近的煙塵微粒帶負電，但所受電場力逐漸減小，加速度逐漸減小，故C錯誤；由于電極與集塵板之間的電場線并非直線，所以帶電煙塵微粒由靜止開始僅受電場力作用，其速度方向不可能始終沿電場線的切線方向，故D錯誤。二、強化遷移能力，突出創(chuàng)新性和應(yīng)用性8．(多選)如圖，豎直面內(nèi)一絕緣細圓環(huán)的上、下半圓分別均勻分布著等量異種電荷。a、b為圓環(huán)水平直徑上的兩個點，c、d為豎直直徑上的兩個點，它們與圓心的距離均相等。則()eq\a\vs4\al(A.a、b兩點的場強相等,B.a、b兩點的電勢相等,C.c、d兩點的場強相等,D.c、d兩點的電勢相等)解析：選ABC將圓環(huán)分割成無窮個小段，關(guān)于水平直徑對稱的兩小段構(gòu)成等量異種點電荷模型，在等量異種點電荷的垂直平分線上各點場強方向由正點電荷指向負點電荷，根據(jù)對稱性可知a、b兩點的場強相等，A項正確；取無窮遠處電勢為零，在等量異種點電荷的垂直平分線上各點電勢均為零，故a、b兩點的電勢相等，B項正確；關(guān)于豎直直徑對稱的兩小段構(gòu)成等量同種點電荷模型，根據(jù)對稱性可知c、d兩點的場強相等，C項正確；在等量異種點電荷模型中，距離正點電荷近的點電勢高，故φc＞φd，D項錯誤。9．(多選)下圖為靜電植絨的原理圖。帶負電的金屬網(wǎng)中盛有絨毛，真空中帶負電的絨毛一旦與布匹上的黏合劑接觸就粘貼在布匹上，則帶負電的絨毛從帶負電的金屬網(wǎng)到布匹的運動過程中()A．做勻速運動B．做加速運動C．電勢能逐漸增大D．運動經(jīng)過處各點電勢逐漸升高解析：選BD帶負電的絨毛從帶負電的金屬網(wǎng)到布匹的運動過程中由于受到向下的電場力，故絨毛做加速運動，故A錯誤，B正確；由于絨毛受到向下的電場力，電場力做正功，電勢能減小，故C錯誤；絨毛帶負電，向下運動過程中電勢能不斷減小，則電勢不斷升高，故D正確。10.一球面均勻帶有正電荷，球內(nèi)的電場強度處處為零，如圖所示，O為球心，A、B為直徑上的兩點，OA＝OB，現(xiàn)垂直于AB將球面均分為左右兩部分，C為截面上的一點，移去左半球面，右半球面所帶電荷仍均勻分布，則()A．O、C兩點電勢相等B．A點的電場強度大于B點C．沿直線從A到B電勢先升高后降低D．沿直線從A到B電場強度逐漸增大解析：選A由于球殼內(nèi)部的場強為零，補全球面以后可知左、右半球面對C點的場強應(yīng)等大反向，由對稱性可知右半球面對C點的場強應(yīng)垂直截面向左，因此OC是等勢線，故A正確；將題中半球殼補成一個完整的球殼，且?guī)щ娋鶆颍O(shè)左、右半球面在A點產(chǎn)生的電場強度大小分別為E1和E2；由題知，均勻帶電球殼內(nèi)部電場強度處處為零，則知E1＝E2，根據(jù)對稱性，左、右半球面在B點產(chǎn)生的電場強度大小分別為E2和E1，在圖示電場中，A的電場強度大小為E2，方向向左，B的電場強度大小為E1，方向向左，所以A點的電場強度與B點的電場強度相同，沿直線從A到B電場強度不可能逐漸增大，故B、D錯誤；根據(jù)電場的疊加原理可知，在AB連線上電場線方向向左，沿著電場線方向電勢逐漸降低，則沿直線從A到B電勢升高，故C錯誤。11.(多選)如圖，平面直角坐標系內(nèi)有a、b、c三點，位置如圖所示，勻強電場平行于坐標平面。將電子從a點分別移到坐標原點和b點的過程中，電場力做功均為2eV，知a點電勢為2V，以下說法正確的是()A．b點電勢為零B．電場強度大小為200V/mC．電子在c點電勢能為－8eVD．將電子從a點移到b點和從b點移到c點，電場力做功相同解析：選BC由題意可知：Uab＝UaO＝eq\f(2eV,－e)＝－2V，因a點電勢為2V，則b、O兩點的電勢均為4V，A錯誤；勻強電場的電場線如圖所示，電場強度大小為E＝eq\f(Uba,\x\to(ab)cos60°)＝200V/m，B正確；由幾何關(guān)系知，bc連線與電場強度E方向平行，則Ucb＝E·eq\x\to(bc)＝4V，則c點的電勢為8V，電子在c點電勢能為－8eV，C正確；由于ab和bc的電勢差不相等，則將電子從a點移到b點和從b點移到c點，電場力做功不相同，D錯誤。12.如圖所示為一個半徑為R的均勻帶電圓環(huán)，取環(huán)面中心O為原點，以過O點且垂直于環(huán)面的軸線為x軸，P到O點的距離為2R。質(zhì)量為m、帶負電且電荷量為q的小球從軸上P點由靜止釋放，小球運動到Q點時速度為零，Q點在O點上方R處。下列說法正確的是()A．P點電勢比Q點電勢低B．P點場強比Q點場強大C．P、Q兩點的電勢差為eq\f(mgR,q)D．Q點的場強大小等于eq\f(mg,q)解析：選C由題意可知帶負電小球由P點到Q點先加速后減速運動，受到沿x軸向上的電場力作用，故電場方向沿x軸向下，沿電場線方向電勢逐漸降低，故P點電勢比Q點電勢高，A錯誤；開始qEP<mg，在Q點qEQ>mg，故P點場強比Q點場強小，B、D錯誤；由動能定理可知mgR＋UPQ(－q)＝0，故P、Q兩點的電勢差為UPQ＝eq\f(mgR,q)，C正確。13.如圖所示，勻強電場中有一個與電場線平行的平面，平面中有一個直角三角形ABC，其中∠B＝90°，∠C＝30°，AB＝2m。若在B處有一個放射源，能沿平面向各方向射出動能為10eV的電子，電子經(jīng)過A、C兩點時的動能分別為11eV和7eV。不考慮電子間的相互作用，則該電場的電場強度大小為()A．1N/C B．2N/CC．3N/C D．4N/C解析：選A根據(jù)W＝Uq和動能定理可得：UBA＝eq\f(WBA,－e)＝eq\f(EkA－EkB,－e)＝－1V，UBC＝eq\f(WBC,－e)＝eq\f(EkC－EkB,－e)＝3V；沿CB方向