专题17 双电荷模型-2023年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练（原卷版）

2023年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练

专题17 双电荷模型

【特训典例】

一、高考真题

1．如图，真空中电荷量为和的两个点电荷分别位于点与点，形成一个以延长线上点为球心，电势为零的等势面（取无穷处电势为零），为连线上的一点，S为等势面与直线的交点，为等势面上的一点，下列说法正确的是（　　）

A．点电势低于点电势 B．点电场强度方向指向O点

C．除无穷远处外，MN直线上还存在两个电场强度为零的点 D．将正试探电荷从T点移到P点，静电力做正功

2．如图所示的平面内，有静止的等量异号点电荷，M、N两点关于两电荷连线对称，M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是（　　）

A．M点的场强比P点的场强大 B．M点的电势比N点的电势高

C．N点的场强与P点的场强相同 D．电子在M点的电势能比在P点的电势能大

3．真空中有两个固定的带正电的点电荷，电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时，仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线，以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d，如图所示。以下说法正确的是（　　）

A．a点电势低于O点

B．b点电势低于c点

C．该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能

D．该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能

4．如图，两对等量异号点电荷、固定于正方形的4个顶点上。L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点，O为内切圆的圆心，M为切点。则（　　）

A．L和N两点处的电场方向相互垂直

B．M点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左

C．将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做正功

D．将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功为零

二、等量异种电荷电场模型

5．如图所示为真空中等量异种点电荷的电场，O为两电荷连线的中点，A、B是连线的中垂线上关于O点对称的两点、C、D为过O点的某一直线上关于O点对称的两点，在该电场中放一正的试探电荷。对这个试探电荷，以下说法正确的是（　　）

A．在C、D两点的电势能相同

B．在C、D两点所受电场力不同

C．在外力作用下沿直线从C经O到D点的过程中，电场力先做正功后做负功再做正功

D．在A点获得AB方向的速度后，仅电场力作用时一定沿直线做匀速直线运动

6．2022年北京冬奥会开幕式上，由一朵朵代表各个参赛国家的“小雪花”组成一朵“大雪花”后，裹运圣火在其中央点燃，如图甲，让全世界惊叹。某同学发现每朵“小雪花”的基本形状如图乙所示，并利用绝缘弧形细条摆成模型，若其左右分别均匀分布着等量异种电荷。a、b、c、d四点均位于对称轴上，且它们与中心点的距离均相等。则（　　）

A．ab两点电势差大于bc两点电势差

B．a、c两点的电势相等

C．b、d两点的场强相等

D．正的试探电荷从b点到d点电势能增加

7．如图所示，真空中存在一个等边三角形ABC，O为等边三角形外接圆的圆心，平行于BC的线段PQ在三角形所在平面内，且O为PQ的中点。将等量异种点电荷固定在P、Q两点处。已知等边三角形外接圆的半径为R，PQ之间的距离为。下列说法正确的是（  ）

A．B、C两点的场强相同

B．A点与O点的场强大小之比为

C．图中各点电势关系为

D．带负电的粒子沿AC从A点移动到C点的过程中，电势能增加

8．如图所示，正三棱柱的A点固定一个电荷量为+Q的点电荷，C点固定一个电荷量为-Q的点电荷，D、点分别为AC、边的中点，选无穷远处电势为0。下列说法中正确的是（　　）

A．B、、D、四点的电场强度相同

B．将一正试探电荷从点移到点，其电势能减少

C．将一负试探电荷沿直线从B点移到D点，电场力始终不做功

D．若在点再固定一电荷量为的点电荷，点再固定一个电荷量为的点电荷，则D点的电势升高

三、等量同种电荷电场模型

9．如图所示，在、处各放一个等量正点电荷，O点为、连线的中点，一带正电的试探电荷从M点由静止出发，沿直线运动到N点，M、N关于O点对称，以O为坐标原点，为x轴的正方向，下列各图关于试探电荷速度v、电势能及x轴上各点电场强度E、电势的描述正确的是（　　）

A．  B．

C． D．

10．如图所示，两等量同种点电荷＋q固定于边长为，且对角线AC长为2d的菱形两个顶点A、C上。E、F是该菱形对角线AC与其内切圆的交点，O为内切圆的圆心，a、b、c、d四点为切点。则下列说法正确的是（　　）

A．E和F两点处的电场强度相同

B．a、b、c、d四点电势不相等

C．将一带正电的点电荷从D点沿DB移动到B点，电场力先做正功再做负功

D．将一带负电的点电荷（不计重力）从D点自由释放，它将先做加速度减小的加速直线运动，再做加速度增大的减速运动，刚好运动到B点速度减为零

11．如图所示，真空中两个等量同种正点电荷放置在M、N两点，MN连线上的中点为D，以MD为棱边构成一个空间正方体，A、B、C是该正方体上三个顶点。则下列说法正确的是（　　）

A．A、C两点的电场强度相同

B．B、D两点的电势相等

C．将电子从C点沿CB方向射出，电子可能做匀速圆周运动

D．将电子从B点沿BC方向射出，电子可能做匀速圆周运动

12．一对等量点电荷激发电场的等势线分布如图所示，图中直线OA是点电荷所在的直线，OB是两点电荷连线的垂直平分线。现将另一个质量可忽略不计的点电荷q在图示等势线区域移动，或给其一定的初速度，则下列描述中正确的是（   ）

A．将q从图中的O点移到B点一定是克服电场力做功

B．图中A、B两点的场强一定大于O点的场强，电势也高于O点的电势

C．若q与其临近的电荷同性，则从图中A点由静止释放，它会往返运动

D．若在B点给电荷q一个垂直于纸面的初速度，它有可能再次回到B点

四、不等量双电荷电场

13．如图所示，一条直线上有四个点，距离，距离L，距离L，A处固定一个电荷量为的正点电荷，B处固定一个电荷量为的负点电荷，图中虚线圆圆心为O、半径为，D为圆上一点且与直线垂直，已知将试探电荷从圆上任意一点移动到无穷远处，电场力做功均为0，则以下判断正确的是（　　）

A．试探电荷在圆上所受电场力一定指向O点

B．试探电荷在C点所受电场力为0

C．将正试探电荷从D点移到中点，电势能减小

D．D点场强大小为

14．一对不等量异种点电荷周围的电场线分布如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．Q1为负电荷

B．Q1的带电荷量一定比Q2的带电荷量多

C．以大地为零电势，则Q1Q2连线的中点电势必定为零

D．尽管B处没画出电场线，但B处的场强比A处大

15．真空中某静电场，电场线的分布如图所示，如图中P、Q两点关于点电荷q1水平对称。P、Q两点电场强度的大小分别为EP、EQ，电势分别为φP、φQ。一个带电粒子沿虚线轨迹从M移动至N。以下选项正确的是（　　）

A．φP<φQ

B．EQ>EP

C．此带电粒子带负电，它的电势能先变大后变小

D．此带电粒子带正电，它的电势能先变大后变小

16．如图甲所示，Q1、Q2为两个固定点电荷，其中Q1带正电，它们连线的延长线上有a、b两点，一正试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动，其速度图象如图乙所示，则（　　）

A．Q2带负电

B．a、b两点的电势φa>φb

C．a、b两点电场强度Ea<Eb

D．试探电荷从b到a的过程中电势能减小