重难点13电场能的性质- 学霸向前冲高考物理二轮重难点必刷练习题

这是一份重难点13电场能的性质- 学霸向前冲高考物理二轮重难点必刷练习题，文件包含重难点13电场能的性质解析版-学霸向前冲高考物理二轮重难点必刷docx、重难点13电场能的性质原卷版-学霸向前冲高考物理二轮重难点必刷docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共29页， 欢迎下载使用。
重难点13电场能的性质  1．如图所示，空间有一在竖直平面内的水平方向的匀强电场，一带电粒子以初速度沿图中虚直线由A运动到B，仅考虑电场力和重力作用，在带电粒子由A运动到B的过程中，以下说法正确的是（　　）
 A．该带电粒子是带正电荷的粒子B．动能增加，重力势能增加，电势能减少C．动能不变，重力势能增加，电势能减少D．动能减少，重力势能增加，电势能增加【答案】D【详解】A．带点粒子做直线运动，所以所受合力方向与运动方向在同一直线上，带点粒子只受重力和电场力作用，为使合力方向与运动方向在同一直线，电场力只能水平向左，所以该粒子一定带负电，选项A错误；BCD．在带电粒子由A运动到B的过程中，合力做负功动能减小，重力做负功重力势能增大，电场力做负功电势能增大。选项B、C错误，D正确。故选D。2．平行金属板A、B带等量异种电荷，以过两板中心O点（原点）的某轴线为x轴、由A指向B的方向为场强的正方向，作出场强大小随坐标变化的图像如图所示，其中aO＝Ob＝l。下列说法正确的是（　　）A．A板带正电B．沿x轴正方向电势降低C．电势差UbO＝UOa＝E0lD．将电子沿x轴由a点移动到b点，电子的电势能不变【答案】D【详解】A．a、b间场强大小为E0且保持不变，则其为匀强电场，外侧场强快速趋近于零，且都为负值，因此x轴为平行于两板的中心轴线，如图所示，场强为负表示场强方向由B指向A，则A板带负电，选项A错误；BC．两板间平行于两板的中心线为一等势线，电势不变，b、O与O、a之间的电势差均为零，选项BC错误；D．由于两板间的x轴为一等势线，所以将电子由a点沿x轴移动到b点，电场力不做功，电势能不变，选项D正确；故选D。3．为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，如图所示，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，上下底面是金属板。当金属板连接到高压电源正负两极时，在两金属板间产生匀强电场。现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，颗粒带负电，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，不能忽略烟尘颗粒所受重力。下列说法正确的是（　　）A．烟尘颗粒可能向下运动B．烟尘颗粒在运动过程中电势能增加C．两金属板间电场方向向上D．烟尘颗粒电荷量可能是电子电量的2.6倍【答案】A【详解】AC．如图所示，上极板接电源正极下极板接电源负极，两金属板间匀强电场方向向下，正电荷受力方向与电场强度方向相同负电荷受力方向与电场强度方向相反，烟尘颗粒带负电，受电场力方向向上，但电场力可能小于烟尘颗粒的重力，故烟尘颗粒可能向下运动，A正确C错误；B．若烟尘颗粒向下运动，则电场力做负功电势能增加；若烟尘颗粒向上运动，则电场力做正功电势能减小。故B错误；D．任何带电体的带电量都是元电荷的整数倍，即电子电量的整数倍，故D错误。故选A。4．如图所示，真空中同一平面内固定两点电荷+2Q和-Q，以点电荷+2Q为圆心的圆上有a、b、c、d四点，其中b点为两点电荷连线与圆的交点，a、c两点关于连线对称，ad为圆的直径，且d距-Q较远。关于a、b、c、d四点，下列说法正确的是（　　）A．d处电场强度最大B．a、c两处电场强度一定相同C．b处电势最高D．d处电势最高【答案】D【详解】A．d处与b处相比，正电荷产生的场强大小一样，负电荷在b处产生的电场强度较大，并且b处两个分场强方向相同，所以合场强b处较大。A错误；B．根据电场线的对称性，a、c两处电场强度大小一定相等，方向不同，B错误；CD．在点电荷+2Q的电场中，a、b、c、d四点电势相等，在-Q的电场中，d点电势最高，所以叠加后，d处电势最高，C错误，D正确。故选D。5．如图所示，真空中有三个电荷量相等的点电荷a、b和c，分别固定在水平面内正三角形的顶点上，其中a、b带正电，c带负电，O为三角形中心，A、B、C为三条边的中点。则（　　）A．B、C两点场强相同B．a、b、c所受库仑力大小之比为1∶1∶C．将某一正试探电荷从B点移动到C点，电势能减小D．在O点自由释放电子（不计重力），会沿OA方向一直运动下去【答案】B【详解】A．电场强度是矢量，场强的合成满足平行四边形定则。通过对BC两点的矢量合成可得，BC点的场强大小相同，但方向不同，故A错误；B．由库仑定律则a、b、c所受库仑力大小之比为1∶1∶，选项B正确；C．BC两点关于AO连线对称，根据对称性知两点的电势相等，将某一正试探电荷从B点移动到C点，电势能不变，选项C错误；D．O点到a、b、c三点的距离相等，故三个电荷在O点的场强大小相同，根据等量同种点电荷的特点可知，ab两个点电荷在O点的合场强方向向下，点电荷c在A点的场强方向也向下，所以O点的场强大小不为0，合场强的方向向下；故电子受到向上的电场力，会沿OA直线向上运动，当通过A点之后，ab电荷对电子的合力向下，当ab电荷对电子的作用力大于c电荷对电子的作用力时，电子开始减速，减速为零后又反向加速，故电子沿着OA方向先加速然后减速为零，接着沿AO方向加速又减速为零，如此往复运动，故D错误。故选B。6．一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以初速度为-v0做直线运动，其v-t图像如图所示。粒子在t时刻运动到B点，3t时刻运动到C点，以下判断正确的是（　　）A．A、B、C三点的电势关系一定为B>A>CB．A、B、C三点的场强大小关系一定为EC>EB>EAC．粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少D．粒子从A点经B点运动到C点，电场力一直做正功【答案】C【详解】A．因为不知道带电粒子的电性，所以无法判断电势的关系，故A错误；B．由速度图像可知，加速度先增大后减小，所以B点的加速度最大，电场强度最大，故B错误；C．由图像可知：动能先减小后增大，根据能量守恒可知：电势能先增后减小，故C正确；D．因为电势能先增大后减小，所以电场力先做负功后做正功，故D错误；故选C。7．如图所示，a、b、c、e是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个边长为0.2m的菱形的四个顶点，且∠b=120°，直线ab平行于直线dc，e为dc中点。已知a点的电势为1V，b点的电势为-3V，e点的电势为5V，下列说法正确的是（　　）A．该电场方向为从c点指向b点B．c点的电势为-7VC．该电场的电场强度大小为40V/mD．带电荷量为0.1C的负电荷从d点移动到c点，电场力对该负电荷做的功为0.8J【答案】C【详解】AB．已知a点的电势为1V，b点的电势为-3V，e点的电势为5V，c点的电势满足解得则ac连线为等势面，则场强方向沿eb方向，选项AB错误； C．该电场的电场强度大小为选项C正确； D．带电荷量为0.1C的负电荷从d点移动到c点，电场力对该负电荷做的功为选项D错误。故选C。8．如图1为某电场中的一条电场线。以O点为原点，向右为正方向建立x轴，发现电场线上从O点到A点场强E变化如图2所示，x1为A点坐标值，把电荷量为q的点电荷从O点移到A点（E0、E1为已知量），则下列说法正确的是（　　）A．该电场为匀强电场B．点电荷从O点到A点，电势能一定增加C．O、A间电势差为D．在O、A间移动该电荷，使其沿电场线方向移动时，电场力所做的功最小【答案】C【详解】A．根据图2，从O点移到A点，电场强度增大，该电场不是匀强电场，A错误；B．题目中没有说运动电荷的电性，所以电荷电势能增加或者减小是无法判断的，故B错误；C．O、A间电势差等于图像的面积C正确；D．因为电场力做功与路径无关，所以在O、A间移动该电荷，使其沿电场线方向移动时电场力所做的功，与沿其他路径移动时电场力所做的功都相等，D错误。故选C。9．随着我国国民经济的高速发展，对电力的需求越来越多，而清洁能源发电一般在偏远地区，这需要远距离高压输电，为了不影响人们的生产生活，电路维护时需要带电作业。为了保障电工安全，电工要穿上用金属丝线编织的衣服和手套，如图甲所示。图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，其头顶上方有B供电线，B供电线的电势高于A供电线的电势。虚线表示电工周围某一截面上的等差等势面，c、d、e、f是不同等势面上的四个点，下列说法正确的是（　　）A．在c、d、e、f四点中，c点的电场强度最大B．若将某电子由c移到f，其电势能将减小C．将某电子在d点由静止释放，它会向e点所在等势面运动D．在c、d、e、f四点中，c点的电势最高【答案】D【详解】A．在c、d、e、f 四点中，f点所处的等势面最密集，所以电场线也密集，则f点的场强较大，故A错误；B．f点电势最低，若将某电子由c 移到f，其电势能将增大，故B错误；C．电场方向由c等势面指向f等势面，则将某电子在d 点由静止释放，它会向c点所在等势面运动，故C错误；D．因B 供电线的电势高于A 电线的电势，故c点的电势最高，故D正确。故选D。10．“空气击穿电压”是指空气失去绝缘性能变为导体的临界电压。已知高铁上方高压电网的电压峰值为27.5kV。阴雨天雨伞伞尖周围的电场强度达到5×105V/m时，空气就有可能被击穿。乘客阴雨天打伞站在站台上，试估算伞尖靠近高压电网距离约为多少时空气会被击穿？（   ）A．5.5cm B．55cm C．1.1m D．1.82m【答案】A【详解】根据得故A正确，BCD错误。故选A。11．如图所示，在电场强度大小为E的匀强电场中，某电场线上有两点M和N，距离为2d。在M和N处分别固定电荷量为+q和-q的两个点电荷。下列说法正确的是（　　）A．点电荷+q和-q受到的静电力大小均为qE，方向相反B．将点电荷+q沿MN连线向N点移动距离d，静电力对点电荷+q做功qEdC．交换两个点电荷的位置，静电力对两个点电荷做功之和为零D．将两点电荷沿MN连线移动距离d，保持两个点电荷的距离不变，静电力对两个点电荷做功之和为零【答案】D【详解】A．点电荷+q受到的静电力为匀强电场给其向右的电场力以及点电荷-q所给其向右的库仑力，合力为方向水平向右；点电荷-q受到的静电力为匀强电场给其向左的电场力以及点电荷+q所给其向左的库仑力，合力为方向水平向左，故A错误；B．将点电荷+q沿MN连线向N点移动距离d，静电力做功既有电场力对点电荷+q做功为qEd，又有点电荷-q库仑力对其做正功，故B错误；C．交换两个点电荷的位置，静电力对点电荷+q做正功，对点电荷-q也做正功，代数和不为0，故C错误；D．将两点电荷沿MN连线移动距离d，保持两个点电荷的距离不变，此时库仑力做功相互抵消，电场力对两个点电荷所做功相互抵消，故静电力对两个点电荷做功之和为零，D正确。故选D。 12．一正点电荷在O点处产生的电场的八条对称分布电场线如图所示。现以水平电场线上的O'点为圆心画一个圆，与电场线分别相交于a、b、c、d、e，下列说法正确的是（　　）A．b、e两点的电场强度相同B．d点场强大小大于b点场强大小C．b、c两点间电势差大于e、d两点间电势差D．电子沿圆周由d运动到c，电场力做功为零【答案】BD【详解】A．b、e两点的电场强度大小相同，方向不一样，所以A错误；B．由点电荷场强公式可知离点电荷越近场强越大，所以d点场强大小大于b点场强大小，则B正确；C．由点电荷的等势面分布特点，同一圆周上各点电势相等，则b、e两点电势相等，c、d两点电势相等，所以b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差，则C错误；D．因c、d两点电势相等，所以电子沿圆周由d运动到c，电场力做功为零，则D正确；故选BD。13．一带正电的小球以速度v0向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）A．小球做匀变速曲线运动 B．小球动量的变化率保持不变C．小球速率先增大后减小 D．小球电势能先增大后减小【答案】ABD【详解】A．小球受到竖直向下重力和水平向左电场力的作用，合力大小、方向不变，方向与初速度有一定夹角，故小球做匀变速曲线运动，A正确；B．根据动量定理有由于所受合力恒定，故小球动量的变化率保持不变，B正确；C．如图所示，小球所受合力与速度夹角先是钝角，后为锐角，故合力先做负功，后做正功，动能先减小、后增大，即小球速率先减小后增大，C错误；D．如图所示小球的运动轨迹，小球在水平方向上先向右运动，后向左运动，故电场力先做负功，后做正功，小球电势能先增大后减小，D正确。故选ABD。14．如图所示，虚线A、B、C为某电场中的三条等势线，其电势分别为3 V、5 V、7 V，实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹，P、Q为轨迹与等势线A、C的交点，带电粒子只受电场力的作用，则下列说法正确的是 （　　）
 A．粒子带负电B．粒子带正电C．粒子在P点的动能小于在Q点动能D．粒子在P点电势能小于在Q点电势能【答案】BD【详解】由于电场线和等势面垂直，并且电场线的方向从电势高的等势面指向电势低的等势面，因此电场线的大致方向如图所示
 AB．做曲线运动的粒子，受力的方向总是指向凹侧，根据受力方向可知粒子带正电荷，A错误，B正确；CD．从P到Q大小运动过程中，电场力做负功，电势能增加，因此，粒子在P点的动能大于在Q点动能，粒子在P点电势能小于在Q点电势能，C错误，D正确。故选BD。15．如图所示，一个电荷量为-Q的点电荷甲，固定在绝缘水平面上的O点。另一个电荷量为-q、质量为m的点电荷乙，从A点以初速度v0沿它们的连线远离甲运动，运动到B点时速度为v，且为运动过程中速度的最大值。已知点电荷乙受到的阻力大小恒为f，AB间距离为L0，静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　）A．OB间的距离为B．在点电荷甲形成的电场中，AB间电势差C．点电荷乙从A点远离甲运动的过程中，加速度逐渐增减小D．点电荷乙从A点远离甲运动的过程中，其电势能逐渐减小【答案】AD【详解】A．运动到B点时速度最大，则有解得A正确；B．从A点到B点，由动能定理得解得B错误；C．从A点到B点，库仑力大于阻力，随着库仑力减小，合力减小，加速度减小，离开B点后，阻力大于库仑力，随着库仑力减小，合力增大，加速度增大，C错误；D．点电荷乙从A点远离甲运动的过程中，库仑力做正功，电势能减小。D正确。故选AD。16．如图，真空中三个完全相同的带电小球A、B、C（均视为点电荷）均由轻质线悬在O点，整个系统静止时，三小球在水平面构成等边三角形，M为三角形的中心。已知小球所带电荷量均为+q，M到A、B、C的距离均为L，细线与OM夹角均为30°。已知选取无穷远处电势为0时，真空中电荷量为Q的点电荷周围的电势表达式为，（其中r为到点电荷的距离），下列说法正确的是（　　）A．小球所受重力为B．M点的电场强度C．带电小球A产生的电场在M点的电势为D．电荷量为+q0的试探电荷在M点具有的电势能为【答案】CD【详解】A．根据几何关系知三角形的边长为，任意两电荷间的库仑力为其中任意一个电荷受的其它两个电荷的库仑力合为对其中一个电荷受力分析知联立解得故A错误；B．根据对称性知点电场强度为0，故B错误；C．电势为标量，任意电荷在点电势满足点电荷周围的电势表达式为，所以带电小球A产生的电场在点的电势为，故C正确；D．电势为标量，三个点电荷在点的电势和为，所以电荷量为的试探电荷在点具有的电势能为故D正确。故选CD。17．如图，半径为R的绝缘圆环固定在竖直面内，O为圆心，A～E是环上的五个点，其中A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，BOD水平、OE竖直。将两个相同的带正电小环P、Q（可视为点电荷）套在圆环上，其中P固定在A点，Q可沿环无摩擦滑动。现将Q从B点由静止释放，则小环Q（　　）
 A．能运动到D点B．到达E点时速度的大小为C．到达C点时速度的大小为D．从B到C的过程中机械能先增大后减小【答案】CD【详解】A．从B到D的过程中，重力势能不变，电场力做负功，电势能增加，则B点电势小于D点电势，即若能运动到D点，则根，据能量守恒，有与相矛盾，所以不可能运动到D点，A错误；B．从B点到达E点的过程中，电场力做正功，电势能减小，根据动能定理，有解得B错误；C．从B到C，Q与P的距离为发生改变，则电场力不做功，重力做功为根据动能定理，有解得C正确；D．从B到C的过程中，根据能量守恒，电势能的减少量等于机械能的增加量，从B到E，电场力做正功，电势能减小，机械能增加，从E到C，电场力做负功，电势能增加，机械能减小，D正确。故选CD。  18．在如图所示的匀强电场中（未画出场强方向）有A、B、C三点，dAB=4cm，dBC=6cm，其中AB与电场线平行，BC和电场线成37°角，一个电量为q=4×10-8C的负电荷从点A移动到点B，电场力做功为WAB=8×10-6J，已知cos37°=0.8。求：(1)场强的大小和方向；(2)若取点B的电势为零，则点C的电势为多大?
 【答案】(1)5×103V/m，方向向左；(2)240V【详解】(1)根据，可得场强的大小代入数据可得E=5×103V/m负电荷所受电场力的方向向右，所以场强方向向左。(2)根据U=Ed可得由于场强的方向向左，故而，可得19．如图所示，在同一条竖直线上，有电荷量均为Q的A、B两个正点电荷；GH是它们连线的垂直平分线。另有一个带电小球C，质量为m、电荷量为+q（可视为点电荷），被长为L的绝缘轻细线悬挂于O点，现在把小球C拉起到M点，使细线水平且与A、B处于同一竖直面内，由静止开始释放，小球C向下运动到GH线上的N点时刚好速度为零，此时细线与竖直方向的夹角θ=30°。已知重力加速度为g，试求：(1)在A、B所形成的电场中，M、N两点间的电势差；(2)若N点与A、B两个点电荷所在位置正好形成一个边长为R的正三角形，则小球运动到N点瞬间，细线对小球的拉力FT的大小（已知静电力常量为k）。【答案】（1）；（2）【详解】（1）带电小球C在从M点运动到N点的过程中，由动能定理可得解得（2）在N点，小球C受到重力mg、细线的拉力FT以及A和B对它的斥力FA和FB四个力的作用，如图所示其中，沿细线方向的合力为零，则又因为解得20．在如图所示的匀强电场中（未画出场强方向）有A、B、C三点，，，其中与电场线平行，和电场线成37°角，一个电量为的负电荷从点A移动到点B，电场力做功为，已知，求：(1)两点间的电势差；(2)场强的大小和方向；(3)若取点B的电势为零，则点C的电势为多大？【答案】(1)；(2)，电场场强方向水平向左；(3)【详解】(1)电荷从A点移到B点，有(2)根据匀强电场场强公式得联立解得电场场强方向水平向左。(3)根据，可得由于场强的方向向左，故而，解得