高中物理高考 专题（32）电场能的性质（原卷版）

2021年高考物理一轮复习必热考点整合回扣练

专题（32）电场能的性质（原卷版）

考点一 　

电势高低的判断方法

电势能大小的判断方法

1．（2020·江苏省高考真题）如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球（不计重力）。开始时，两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E，在静电力作用下，小球绕轻杆中点O转到水平位置。取O点的电势为0。下列说法正确的有（　　）

A．电场E中A点电势低于B点             B．转动中两小球的电势能始终相等

C．该过程静电力对两小球均做负功          D．该过程两小球的总电势能增加

2、(多选)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示．c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则(　　)

A．a点的电场强度比b点的大         B．a点的电势比b点的高

C．c点的电场强度比d点的大         D．c点的电势比d点的低

3、（2020·浙江省高考真题）空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则（　　）

A．e点的电势大于0                 B．a点和b点的电场强度相同

C．b点的电势低于d点的电势         D．负电荷从a点移动到c点时电势能增加

【提 分 笔 记】

(1)电场线与等势面的关系：电场线与等势面垂直，并从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．

(2)电场强度大小与电势无直接关系：零电势可人为选取，电场强度的大小由电场本身决定，故电场强度大的地方，电势不一定高．

(3)电势能与电势的关系：正电荷在电势高的地方电势能大；负电荷在电势低的地方电势能大.

考点二 　

在匀强电场中由公式U＝Ed得出的“一式二结论”

4、（2020·河北省衡水中学高三专题练习）如图所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷．一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么

A．若微粒带正电荷，则A板一定带正电荷    B．微粒从M点运动到N点电势能一定增加

C．微粒从M点运动到N点动能一定增加     D．微粒从M点运动到N点机械能一定增加

5、　在静电除尘器除尘原理的示意图中，a、b是直流高压电源的两极，图示位置的P、M、N三点在同一直线上，且PM＝MN.尘埃在电场中通过某种机制带上负电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的．下列判断正确的是(　　)

A．a是直流高压电源的正极

B．电场中P点的场强小于M点的场强

C．电场中M点的电势低于N点的电势

D．电场中P、M间的电势差UPM等于M、N间的电势差UMN

考点三 　

带电粒子运动轨迹类问题的解题技巧

1．判断速度方向

带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为该点处的速度方向．

2．判断电场力(或电场强度)的方向

仅受电场力作用时，带电粒子所受电场力方向指向轨迹曲线的凹侧，且电场力方向一定与电场线或电场线的切线共线，再根据粒子的正负判断电场强度的方向．

3．判断电场力做功的正负及电势能的增减

若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势能减少：若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电势能增加．

4．判断受力大小、加速度大小变化

根据电场线分布疏密程度、等差等势面分布疏密程度与场源电荷相对位置进行分析．

6、　(2018年天津卷)如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN.下列判断正确的是(　　)

A．vM＜vN，aM＜aN  B．vM＜vN，φM＜φN

C．φM＜φN，EpM＜EpN D．aM＜aN，EpM＜EpN

7、(多选)图中K、L、M为静电场中的3个相距很近的等势面(K、M之间无电荷)。一带电粒子射入此静电场后，依abcde轨迹运动。已知电势φK<φL<φM，ULK=UML，且粒子在ab段做减速运动。下列说法中正确的是(不计重力)              (　　)

A.粒子带正电

B.粒子在a点的加速度小于在c点的加速度

C.粒子在a点的动能大于在e点的动能

D.粒子在c点的电势能大于在d点的电势能

【提 分 笔 记】

带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法

(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或电荷的正负．

(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向，确定静电力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等.

考点四 　

1．求电场力做功的几种方法

(1)由公式W＝Flcos θ计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W＝Eqlcos θ.

(2)由WAB＝qUAB计算，此公式适用于任何电场．

(3)由电势能的变化计算：WAB＝EpA－EpB.

(4)由动能定理计算：W电场力＋W其他力＝ΔEk.

2．电场中的功能关系

(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变．

(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变．

(3)除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化．

(4)所有外力对物体所做的总功等于物体动能的变化．

8、(多选)(2018年全国卷Ⅰ)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2 V．一电子经过a时的动能为10 eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV.下列说法正确的是(　　)

A．平面c上的电势为零

B．该电子可能到达不了平面f

C．该电子经过平面d时，其电势能为4 eV

D．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍

9、（2020·河北省衡水中学高三月考）在足够长的光滑绝缘水平台面上，存在有平行于水平台面而向右的匀强电场，电场强度为E.水平台面上放置两个静止的小球A和B(均可看作质点),两小球质量均为,带正电的A球电荷量为Q,B球不带电,A、B连线与电场线平行.开始时两球相距L,在电场力作用下,A球开始运动(此时为计时零点,即t=0),后与B球发生正碰,碰撞过程中A、B两球总动能无损失.若在各次碰撞过程中,A、B两球间均无电荷量转移,且不考虑两球碰撞时间及两球间的万有引力,则（    ）

A．第一次碰撞结束瞬间B球的速度大小为

B．第一次碰撞到第二次碰撞B小球向右运动了2L

C．第二次碰撞结束瞬间B球的速度大小为

D．相邻两次碰撞时间间隔总为

10、(多选)如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称轴上的两点．下列说法正确的是(　　)

A．M点场强一定大于N点场强

B．M点电势一定高于N点电势

C．电子在M点的电势能大于在N点的电势能

D．将正电荷从M点移动到N点，静电力做正功

11、(多选)如图所示，ABC是处于竖直平面内的光滑、绝缘斜劈，∠C＝30°、∠B＝60°，D为AC中点；质量为m带正电的小滑块沿AB面由A点静止释放，滑到斜面底端B点时速度为v0，若空间加一与ABC平面平行的匀强电场，滑块仍由静止释放，沿AB面滑下，滑到斜面底端B点时速度为v0，若滑块由静止沿AC面滑下，滑到斜面底端C点时速度为v0，则下列说法正确的是(　　)

A．电场方向由A指向C

B．B点电势与D点电势相等

C．滑块滑到D点时机械能增加了mv

D．小滑块沿AB面、AC面滑下过程中电势能变化值之比为2∶3

考点五 　

12、一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点，其“速度—时间”图象如图所示．分析图象后，下列说法正确的是(　　)

A．A处的电场强度大于C处的电场强度

B．B、D两点的电场强度和电势一定都为零

C．粒子在A处的电势能大于在C处的电势能

D．A、C两点间的电势差大于B、D两点间的电势差

13、(多选)真空中有一半径为r0的带电金属球壳，若取无穷远处为零电势，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布规律可用图中曲线表示，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离。下列说法中正确的是              (　　)

1. 该球壳带负电                   

B.A点的电场强度大于B点的电场强度

C.若r2-r1=r1-r0，则φA-φB<φ0-φA    

D.将电子从A点移到B点，电场力做正功

14、　真空中，在x轴上x＝0处和x＝8 cm处分别固定两个点电荷，带电荷量分别为Q1和Q2.两电荷间连线上的电场强度E随x变化的图象如图所示(x轴正方向为场强正方向)，其中x＝6 cm处E＝0.将一个正试探电荷在x＝2 cm处由静止释放(重力不计，取无穷远处电势为零)．则(　　)

A．两点电荷均为负电荷

B．Q1、Q2之比为9∶1

C．在x＝6 cm处电势为0

D．该试探电荷沿x轴从x＝0处运动到x＝8 cm处，电势能一直减小

15、一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法正确的是              (　　)

A.x1处电场强度最小，但不为零

B.粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动

C.在0、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3>φ2=φ0>φ1

D.x2～x3段的电场强度大小方向均不变

16、如图所示，AB⊥CD且A、B、C、D位于一半径为r的竖直圆上，在C点有一固定点电荷，电荷量为+Q。现从A点将一质量为m，电荷量为-q的小球由静止释放，小球沿光滑绝缘轨道ADB运动到D点时速度为，g为重力加速度，不考虑运动电荷对静电场的影响，求：

(1)小球运动到D点时对轨道的压力。

(2)小球从A点到D点过程中电势能的改变量。