高考物理一轮复习高效演练创新题7.2《电场能的性质》(含答案详解)

高效演练·创新预测

1.(全国卷Ⅲ)关于静电场的等势面,下列说法正确的是 (　　)

A.两个电势不同的等势面可能相交

B.电场线与等势面处处相互垂直

C.同一等势面上各点电场强度一定相等

D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做正功

【解析】选B。等势面的特点:两个电势不同的等势面不可能相交,故A错误;电场线与等势面处处相互垂直,故B正确;等势面的疏密程度表示电场强度的大小,故C错误;电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面,负电荷受力与电场线的方向相反,故负电荷受力由电势低的等势面指向电势高的等势面,那么它从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做负功,D错误。

2.(全国卷Ⅱ)如图,P是固定的点电荷,虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动。运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac,速度大小分别为va、vb、vc,则(　　)

A.aa>ab>ac,va>vc>vb　　　　

B.aa>ab>ac,vb>vc>va

C.ab>ac>aa,vb>vc>va 

D.ab>ac>aa,va>vc>vb

【解析】选D。由图可知Q在a、b、c点时距P的距离ra>rc>rb,且Q受P排斥力作用,由库仑定律F=k可知Fb>Fc>Fa,所以根据牛顿第二定律可知ab>ac>aa。Q在a点向b点运动,或在c点向b点运动时要克服电场力做功动能减小,又由于Q在a、b、c点时距P的距离ra>rc>rb,所以va>vc>vb,故选项D正确。

3.(2018·永州模拟)水平线上的O点放置一点电荷,图中画出了电荷周围对称分布的几条电场线,如图所示。以水平线上的某点O′为圆心,画一个圆,与电场线分别相交于a、b、c、d、e,则下列说法正确的是              (　　)

A. b、e两点的电场强度相同

B.b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差

C.a点电势高于c点电势

D.电子在d点的电势能大于在b点的电势能

【解析】选B。由图看出,b、e两点电场强度的大小相等,但方向不同,而电场强度是矢量,所以b、e两点的电场强度不同,故A错误;根据对称性可知,b、c两点间电势差与e、d两点间电势差相等,故B正确;根据顺着电场线电势逐渐降低可知,离点电荷O越远,电势越低,故a点电势低于c点电势,故C错误;d点的电势高于b点的电势,由Ep=qφ=-eφ,则知电子在d点的电势能小于在b点的电势能,故D错误。

4.(新题预测)(多选)如图所示,虚线为电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等。一个质子在A点的电势能小于其在B点的电势能,下列说法中正确的是               (　　)

A.A点的电势比B点的高

B.A点的电势比B点的低

C.质子在A点所受的电场力比B点的大

D.质子在A点所受的电场力比B点的小

【解析】选B、D。正电荷在电场中电势高的位置,电势能大,由于带正电的质子在A点的电势能小于其在B点的电势能,则知A点的电势比B点的低,故A错误,B正确;等差等势面的疏密代表场强的大小,故B点的场强大于A点的场强,质子在A点所受的电场力比B点的小,故C错误,D正确。

5.(新题预测)(多选)如图,真空中有一个边长为L的正方体,正方体的两个顶点

M、N处分别放置一对电荷量都为q的正、负点电荷,图中的a、b、c、d是其他

的四个顶点,k为静电力常量,下列表述正确的是 (　　)

A.a、b两点电场强度相同

B.c、d两点电场强度相同

C.把点电荷+Q从a移到b,电势能不变

D.把点电荷-Q从c移到d,电势能增加

【解题指导】解答本题应注意以下三点:

(1)等量异种电荷周围的电场对称分布。

(2)等量异种电荷连线的中垂线为一等势线。

(3)电场力对电荷做正功,其电势能减少,做负功,其电势能增加。

【解析】选A、C、D。根据电场线分布特点可知,a、b两点的电场强度大小相等,方向相同,c、d两点电场强度大小相等,方向不同,故A正确,B错误;a、b两点处于等量异种电荷的垂直平分面上,该面是一等势面,把点电荷+Q从a移到b,电场力不做功,电势能不变,故C正确;根据等量异种电荷电场线的特点可知,c点的电势高于d点的电势,把点电荷-Q从c移到d,电场力做负 功,电势能增加,故D正确。