專題(32)電場能的性質(zhì)(原卷版)

2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)必?zé)峥键c(diǎn)整合回扣練專題（32）電場能的性質(zhì)（原卷版）考點(diǎn)一eq\a\vs4\al(電勢高低及電勢能大小的比較)電勢高低的判斷方法判斷角度判斷方法依據(jù)電場線方向沿電場線方向電勢降低依據(jù)電場力做功根據(jù)UAB＝eq\f(WAB,q)，將WAB、q的正負(fù)號(hào)代入，由UAB的正負(fù)判斷φA、φB的高低依據(jù)場源電荷的正負(fù)取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，正電荷周圍電勢為正值，負(fù)電荷周圍電勢為負(fù)值；靠近正電荷處電勢高，靠近負(fù)電荷處電勢低依據(jù)電勢能的大小對(duì)于正電荷，電勢能大處電勢高，電勢能小處電勢低；對(duì)于負(fù)電荷，電勢能大處電勢低，電勢能小處電勢高電勢能大小的判斷方法公式法將電荷量、電勢連同正負(fù)號(hào)一起代入公式Ep＝qφ，正Ep的絕對(duì)值越大，電勢能越大；負(fù)Ep的絕對(duì)值越大，電勢能越小電勢法正電荷在電勢高的地方電勢能大，負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大做功法電場力做正功，電勢能減少；電場力做負(fù)功，電勢能增加能量守恒法在電場中，若只有電場力做功時(shí)，電荷的機(jī)械能和電勢能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能增加，電勢能減少；反之，機(jī)械能減少，電勢能增加1．（2020·江蘇省高考真題）如圖所示，絕緣輕桿的兩端固定帶有等量異號(hào)電荷的小球（不計(jì)重力）。開始時(shí)，兩小球分別靜止在A、B位置?，F(xiàn)外加一勻強(qiáng)電場E，在靜電力作用下，小球繞輕桿中點(diǎn)O轉(zhuǎn)到水平位置。取O點(diǎn)的電勢為0。下列說法正確的有（）A．電場E中A點(diǎn)電勢低于B點(diǎn)B．轉(zhuǎn)動(dòng)中兩小球的電勢能始終相等C．該過程靜電力對(duì)兩小球均做負(fù)功D．該過程兩小球的總電勢能增加2、(多選)兩個(gè)相同的負(fù)電荷和一個(gè)正電荷附近的電場線分布如圖所示．c是兩負(fù)電荷連線的中點(diǎn)，d點(diǎn)在正電荷的正上方，c、d到正電荷的距離相等，則()A．a(chǎn)點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的大B．a(chǎn)點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的高C．c點(diǎn)的電場強(qiáng)度比d點(diǎn)的大D．c點(diǎn)的電勢比d點(diǎn)的低3、（2020·浙江省高考真題）空間P、Q兩點(diǎn)處固定電荷量絕對(duì)值相等的點(diǎn)電荷，其中Q點(diǎn)處為正電荷，P、Q兩點(diǎn)附近電場的等勢線分布如圖所示，a、b、c、d、e為電場中的5個(gè)點(diǎn)，設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢為0，則（）A．e點(diǎn)的電勢大于0B．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同C．b點(diǎn)的電勢低于d點(diǎn)的電勢D．負(fù)電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)電勢能增加【提分筆記】(1)電場線與等勢面的關(guān)系：電場線與等勢面垂直，并從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面．(2)電場強(qiáng)度大小與電勢無直接關(guān)系：零電勢可人為選取，電場強(qiáng)度的大小由電場本身決定，故電場強(qiáng)度大的地方，電勢不一定高．(3)電勢能與電勢的關(guān)系：正電荷在電勢高的地方電勢能大；負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大.考點(diǎn)二eq\a\vs4\al(電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系)在勻強(qiáng)電場中由公式U＝Ed得出的“一式二結(jié)論”4、（2020·河北省衡水中學(xué)高三專題練習(xí)）如圖所示，平行金屬板A、B水平正對(duì)放置，分別帶等量異號(hào)電荷．一帶電微粒水平射入板間，在重力和電場力共同作用下運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖中虛線所示，那么A．若微粒帶正電荷，則A板一定帶正電荷B．微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)電勢能一定增加C．微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)動(dòng)能一定增加D．微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)機(jī)械能一定增加5、在靜電除塵器除塵原理的示意圖中，a、b是直流高壓電源的兩極，圖示位置的P、M、N三點(diǎn)在同一直線上，且PM＝MN.塵埃在電場中通過某種機(jī)制帶上負(fù)電，在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵目的．下列判斷正確的是()A．a(chǎn)是直流高壓電源的正極B．電場中P點(diǎn)的場強(qiáng)小于M點(diǎn)的場強(qiáng)C．電場中M點(diǎn)的電勢低于N點(diǎn)的電勢D．電場中P、M間的電勢差UPM等于M、N間的電勢差UMN考點(diǎn)三eq\a\vs4\al(電場線、等勢面及帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡問題)帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡類問題的解題技巧1．判斷速度方向帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上某點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)處的速度方向．2．判斷電場力(或電場強(qiáng)度)的方向僅受電場力作用時(shí)，帶電粒子所受電場力方向指向軌跡曲線的凹側(cè)，且電場力方向一定與電場線或電場線的切線共線，再根據(jù)粒子的正負(fù)判斷電場強(qiáng)度的方向．3．判斷電場力做功的正負(fù)及電勢能的增減若電場力與速度方向成銳角，則電場力做正功，電勢能減少：若電場力與速度方向成鈍角，則電場力做負(fù)功，電勢能增加．4．判斷受力大小、加速度大小變化根據(jù)電場線分布疏密程度、等差等勢面分布疏密程度與場源電荷相對(duì)位置進(jìn)行分析．6、(2018年天津卷)如圖所示，實(shí)線表示某電場的電場線(方向未標(biāo)出)，虛線是一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢分別為φM、φN，粒子在M和N時(shí)加速度大小分別為aM、aN，速度大小分別為vM、vN，電勢能分別為EpM、EpN.下列判斷正確的是()A．vM＜vN，aM＜aN B．vM＜vN，φM＜φNC．φM＜φN，EpM＜EpN D．a(chǎn)M＜aN，EpM＜EpN7、(多選)圖中K、L、M為靜電場中的3個(gè)相距很近的等勢面(K、M之間無電荷)。一帶電粒子射入此靜電場后，依abcde軌跡運(yùn)動(dòng)。已知電勢φK<φL<φM，ULK=UML，且粒子在ab段做減速運(yùn)動(dòng)。下列說法中正確的是(不計(jì)重力) ()A.粒子帶正電B.粒子在a點(diǎn)的加速度小于在c點(diǎn)的加速度C.粒子在a點(diǎn)的動(dòng)能大于在e點(diǎn)的動(dòng)能D.粒子在c點(diǎn)的電勢能大于在d點(diǎn)的電勢能【提分筆記】帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)軌跡問題的分析方法(1)從軌跡的彎曲方向判斷受力方向(軌跡向合外力方向彎曲)，從而分析電場方向或電荷的正負(fù)．(2)結(jié)合軌跡、速度方向與靜電力的方向，確定靜電力做功的正負(fù)，從而確定電勢能、電勢和電勢差的變化等.考點(diǎn)四eq\a\vs4\al(電場力做功與功能關(guān)系)1．求電場力做功的幾種方法(1)由公式W＝Flcosθ計(jì)算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場，可變形為W＝Eqlcosθ.(2)由WAB＝qUAB計(jì)算，此公式適用于任何電場．(3)由電勢能的變化計(jì)算：WAB＝EpA－EpB.(4)由動(dòng)能定理計(jì)算：W電場力＋W其他力＝ΔEk.2．電場中的功能關(guān)系(1)若只有電場力做功，電勢能與動(dòng)能之和保持不變．(2)若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動(dòng)能之和保持不變．(3)除重力之外，其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化．(4)所有外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化．8、(多選)(2018年全國卷Ⅰ)圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場內(nèi)間距相等的一組等勢面，已知平面b上的電勢為2V．一電子經(jīng)過a時(shí)的動(dòng)能為10eV，從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV.下列說法正確的是()A．平面c上的電勢為零B．該電子可能到達(dá)不了平面fC．該電子經(jīng)過平面d時(shí)，其電勢能為4eVD．該電子經(jīng)過平面b時(shí)的速率是經(jīng)過d時(shí)的2倍9、（2020·河北省衡水中學(xué)高三月考）在足夠長的光滑絕緣水平臺(tái)面上，存在有平行于水平臺(tái)面而向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E.水平臺(tái)面上放置兩個(gè)靜止的小球A和B(均可看作質(zhì)點(diǎn)),兩小球質(zhì)量均為,帶正電的A球電荷量為Q,B球不帶電,A、B連線與電場線平行.開始時(shí)兩球相距L,在電場力作用下,A球開始運(yùn)動(dòng)(此時(shí)為計(jì)時(shí)零點(diǎn),即t=0),后與B球發(fā)生正碰,碰撞過程中A、B兩球總動(dòng)能無損失.若在各次碰撞過程中,A、B兩球間均無電荷量轉(zhuǎn)移,且不考慮兩球碰撞時(shí)間及兩球間的萬有引力,則（）A．第一次碰撞結(jié)束瞬間B球的速度大小為B．第一次碰撞到第二次碰撞B小球向右運(yùn)動(dòng)了2LC．第二次碰撞結(jié)束瞬間B球的速度大小為D．相鄰兩次碰撞時(shí)間間隔總為10、(多選)如圖所示，某區(qū)域電場線左右對(duì)稱分布，M、N為對(duì)稱軸上的兩點(diǎn)．下列說法正確的是()A．M點(diǎn)場強(qiáng)一定大于N點(diǎn)場強(qiáng)B．M點(diǎn)電勢一定高于N點(diǎn)電勢C．電子在M點(diǎn)的電勢能大于在N點(diǎn)的電勢能D．將正電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，靜電力做正功11、(多選)如圖所示，ABC是處于豎直平面內(nèi)的光滑、絕緣斜劈，∠C＝30°、∠B＝60°，D為AC中點(diǎn)；質(zhì)量為m帶正電的小滑塊沿AB面由A點(diǎn)靜止釋放，滑到斜面底端B點(diǎn)時(shí)速度為v0，若空間加一與ABC平面平行的勻強(qiáng)電場，滑塊仍由靜止釋放，沿AB面滑下，滑到斜面底端B點(diǎn)時(shí)速度為eq\r(2)v0，若滑塊由靜止沿AC面滑下，滑到斜面底端C點(diǎn)時(shí)速度為eq\r(3)v0，則下列說法正確的是()A．電場方向由A指向CB．B點(diǎn)電勢與D點(diǎn)電勢相等C．滑塊滑到D點(diǎn)時(shí)機(jī)械能增加了eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)D．小滑塊沿AB面、AC面滑下過程中電勢能變化值之比為2∶3考點(diǎn)五e(cuò)q\a\vs4\al(靜電場中的圖象問題)12、一帶正電的粒子僅在電場力作用下從A點(diǎn)經(jīng)B、C運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，其“速度—時(shí)間”圖象如圖所示．分析圖象后，下列說法正確的是()A．A處的電場強(qiáng)度大于C處的電場強(qiáng)度B．B、D兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度和電勢一定都為零C．粒子在A處的電勢能大于在C處的電勢能D．A、C兩點(diǎn)間的電勢差大于B、D兩點(diǎn)間的電勢差13、(多選)真空中有一半徑為r0的帶電金屬球殼，若取無窮遠(yuǎn)處為零電勢，通過其球心的一直線上各點(diǎn)的電勢φ分布規(guī)律可用圖中曲線表示，r表示該直線上某點(diǎn)到球心的距離，r1、r2分別是該直線上A、B兩點(diǎn)離球心的距離。下列說法中正確的是 ()該球殼帶負(fù)電B.A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度C.若r2-r1=r1-r0，則φA-φB<φ0-φAD.將電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做正功14、真空中，在x軸上x＝0處和x＝8cm處分別固定兩個(gè)點(diǎn)電荷，帶電荷量分別為Q1和Q2.兩電荷間連線上的電場強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖所示(x軸正方向?yàn)閳鰪?qiáng)正方向)，其中x＝6cm處E＝0.將一個(gè)正試探電荷在x＝2cm處由靜止釋放(重力不計(jì)，取無窮遠(yuǎn)處電勢為零)．則()A．兩點(diǎn)電荷均為負(fù)電荷B．Q1、Q2之比為9∶1C．在x＝6cm處電勢為0D．該試探電荷沿x軸從x＝0處運(yùn)動(dòng)到x＝8cm處，電勢能一直減小15、一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，其電勢能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中0～x2段是關(guān)于直線x=x1對(duì)稱的曲線，x2～x3段是直線，則下列說法正確的是 ()A.x1處電場強(qiáng)度最小，但不為零B.粒子在0～x2段做勻變速運(yùn)動(dòng)，x2～x3段做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.在0、x1、x2、x