2021版高考物理一轮复习第七章静电场2第二节电场能的性质学案

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-1 V、3 V,则E、F两点的电势分别为( )

A.2 V、-2 V C.1 V、-5 V

B.1 V、-3 V D.-2 V、-4 V

解析:选B.在匀强电场中,由公式U=Ed知,沿着任意方向前进相同距离,电势差必定相等.由BO=OE有φB-φO=φO-φE,得φE=2φO-φB=0-(-1 V)=1 V,由AC∥EF,且AC=EF,有φA-φC=φE-φF,得φF=φC+φE-φA=3 V+1 V-7 V=-3 V,B正确.

7.

如图所示,在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q,虚线是以+Q所在点为圆心、为半径的圆,a、b、c、d是圆上的四个点,其中a、c两点在x轴上,b、

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Ld两点关于x轴对称.下列判断错误的是( )

A.b、d两点处的电势相同 B.四个点中c点处的电势最低 C.b、d两点处的电场强度相同

D.将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点,+q的电势能减小

解析:选C.由等量异种点电荷的电场线分布及等势面特点知,A、B正确,C错误;四点中a点电势最高、c点电势最低,正电荷在电势越低处电势能越小,D正确.

8.在两等量异种点电荷A和B形成的电场中,将另两个等量异种试探电荷a、b用绝缘细杆连接后,放置在点电荷A和B的连线上,且关于连线中点对称,如图所示.图中水平虚线为A、B连线的中垂线.现将试探

电荷a、b连同绝缘细杆从图示位置沿A、B连线的中垂线向右平移到无穷远处,平移过程中两试探电荷始终关于中垂线对称.若规定A、B连线中点处电势为零,则下列说法中正确的是( )

A.在A、B连线上,b处的电势大于零

B.a、b整体在A、B连线处具有的电势能大于零

C.在水平移动a、b整体的过程中,静电力对a、b整体做负功

D.在图示位置将a、b整体绕绝缘细杆中点转动90°的过程中,静电力对a,b整体做负功

解析:选B.本题考查静电场.在A、B连线上,电场线由A指向B,沿电场线方向电势逐渐降低,连线中点的电势为零,b处电势小于零,A错误;a处电势大于零,由Ep=qφ知

a、b整体在A、B连线处具有的电势能大于零,B正确;在水平移动a、b整体到无穷远处的

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过程中,a、b整体的电势能均变为零,故静电力对a、b整体做正功,C错误;在图示位置将a、b整体绕绝缘细杆中点转动90°的过程中,静电力对a、b整体做正功,D错误.

二、多项选择题

9.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.粒子可能带正电

B.粒子在P点的动能大于在Q点的动能 C.粒子在P点的电势能小于粒子在Q点的电势能 D.粒子在P点的加速度小于在Q点的加速度

解析:选BCD.因电场线与等势面相互垂直,且由高电势指向低电势,故电场线如图所示,由粒子运动的轨迹弯曲的方向可知粒子受力沿电场线的方向,故粒子带正电,故A错;若粒子从 P到Q,则电场力做负功,粒子动能减小,电势能增加,故 P点动能大于Q点动能,P点电势能小于Q点电势能,故B、C对;因 Q点处的等势面密集,故Q点的电场强度大,故电荷在Q点受到的电场力大于P点受到的电场力,故D对.

10.(2020·江苏南京师大附中高三模拟)某静电除尘设备集尘板的内壁带正电,设备中心位置有一个带负电的放电极,它们之间的电场线分布如图所示,虚线为某带电烟尘颗粒(重力不计)的运动轨迹,A、B是轨迹上的两点,C点与B点关于放电极对称,下列说法正确的是( )

A.A点电势低于B点电势 B.A点电场强度小于C点电场强度

C.烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能 D.烟尘颗粒在A点的电势能小于在B点的电势能

解析:选AC.由沿电场线方向电势降低可知,A点电势低于B点电势,A正确;由题图可知,A点处电场线比C点处密集,因此A点的电场强度大于C点电场强度,B错误;烟尘颗粒带负电,从A到B的过程中,电场力做正功,动能增加,烟尘颗粒在A点的动能小于在

B点的动能,电势能减小,烟尘颗粒在A点的电势能大于在B点的电势能,C正确,D错误.

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11.如图甲所示,在某电场中建立x坐标轴,A、B为x轴上的两点,xA、xB分别为A、

B两点在x轴上的坐标值.一电子仅在电场力作用下沿x轴运动,该电子的电势能Ep随其坐

标x变化的关系如图乙所示,EpA和EpB分别表示电子在A、B两点时的电势能.则下列说法中正确的是( )

A.该电场可能是孤立的点电荷形成的电场 B.A点的电场强度小于B点的电场强度

C.电子由A点运动到B点的过程中电场力对其所做的功W=EpA-EpB D.电子在A点的动能大于在B点的动能

解析:选CD.由于电势能与位置间的关系图线是一条过原点的直线,说明电势是均匀增加的,所以一定是个匀强电场,而不是孤立的点电荷形成的电场,故A错误;由上可知是匀强电场,所以A、B两点的电场强度相等,故B错误;由图乙可知,电子在 A、B两点的电势能关系为EpB>EpA,说明电子由 A运动到B时电势能增大,电场力做负功,电场力对其所做的功为W=EpA-EpB,故C正确;电场力做负功,动能减小,所以A点的动能大于B点的动能,故D正确.

12.(2017·高考江苏卷)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示.下列说法正确的有( )

A.q1和q2带有异种电荷 B.x1处的电场强度为零

C.负电荷从x1移到x2,电势能减小 D.负电荷从x1移到x2,受到的电场力增大

解析:选AC.由题图可知,空间的电势有正有负,且只有一个极值,则两个点电荷必定为异种电荷,A正确;由E=

Δφ可知,φ-x图象的切线斜率表示电场强度,因此x1处的Δx电场强度不为零,B错误;负电荷从x1移到x2的过程中,电势升高,电场强度减小,由Ep=qφ,F=qE可知,电势能减小,受到的电场力减小,C正确,D错误.

13.如图所示,A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为1 m的正六边形的六个顶点(匀强电场和六边形所在平面平行),B、C、F三点电势分别为1 V、2 V、3 V,则下列说法正确的是( )

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A.D点的电势为4.5 V

B.电子在B点的电势能比在C点高1 eV C.电子从B点到E点电场力做功为3 eV D.匀强电场的电场强度大小为

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V/m 3

解析:选BCD.因φC-φB=φE-φF,则φE=4 V;FC连线中点的电势为φ0=2.5 V,则由φ0-φC=φE-φD可知φD=3.5 V,A错误;B点电势比C点低1 V,则电子在B点的电势能比在C点高1 eV,B正确;E点电势比B点高3 V,电子从B点到E点电场力做功为3 eV,C正确;可求得A点的电势为φA=1.5 V,设电场强度方向与CB夹角为θ,则Elcos

θ=φC-φB=1 V;同理Elcos(120°-θ)=φA-φB=0.5 V;联立解得E=

正确.

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V/m,D3

14.沿x轴方向存在一静电场,电场强度的大小关于位置的变化规律如图所示(图线为正弦图线),则下列说法正确的是( )

A.Ob两点的电势差等于Od两点的电势差 B.a、c两点的电势相等

C.电子在O点的电势能大于电子在c点的电势能

D.质子由a点沿x轴运动到c点的过程中,电场力先做负功再做正功

解析:选BD.由题图可知,在x轴的负半轴,电场强度的方向沿x轴的负方向,在x轴的正半轴,电场强度的方向沿x轴的正方向,沿着电场线的方向电势降低,因此φ0>φb>φd,所以O、b两点间的电势差小于O、d两点间的电势差,A错误;从O点向两侧电势逐渐降

低,而a和c两点关于原点O对称,所以两点的电势相等,B正确;电子带负电,因此电子在c点的电势能大于在O点的电势能,C错误;由于O点左侧的电场方向向左,则质子在O点左侧受到向左的电场力,质子从a向O运动的过程中,电场力做负功;O点右侧的电场方向向右,则质子在O点右侧受到向右的电场力,质子从O向c运动的过程中,电场力做正功,D正确.

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