2021届高考物理二轮复习专题突破：专题三十 电场能的性质

试卷更新日期：2021-01-29 类型：二轮复习

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一、单选题

  • 1. 如图甲所示，两个等量同种电荷P、Q固定于光滑绝缘水平面上，电荷量 q=+2×10−3 C、质量m＝0.01kg的小球从a点静止释放，沿中垂线运动到电荷连线中点O过程中的 v−t 图像如图乙中图线①所示，其中b点处为图线切线斜率最大的位置，图中②为过b点的切线，则下列说法正确的是（   ）

    A、P、Q均带正电荷 B、小球从a到O的过程中电势能先增加后减少 C、a、b两点间的电势差为180V D、b点的场强E＝7.5V/m

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  • 2. 如图甲所示为半径为R、均匀带正电的球体，a、b为过球心O的直线上的两点，a、b两点到O的距离分别为ra、rb ， 球体在空间产生球对称的电场，电场强度沿半径方向分布情况如图乙所示，E-r曲线下O~R部分的面积等于R~rb部分的面积。下列说法正确的是（   ）

    A、a、b两点电势大小相等 B、a、b两点场强大小相等 C、a点与球面的电势差等于球面与b点的电势差 D、a点与球面的电势差大于球面与b点的电势差

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  • 3. 如图所示为真空中某一静电场的电势φ在x轴上分布的图象，x轴上B、C两点电场强度在x轴方向上的分量分别是EBx、ECx ， 下列说法中正确的是（   ）

    A、ECx的大小大于EBx的大小 B、ECx的大小小于EBx的大小 C、EBx的方向沿x轴正方向 D、O点电场强度在x方向上的分量最大

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  • 4. 如图所示，在原来不带电的导体附近P处，放置一个正点电荷，导体内a、b、c三点与点电荷P在同一连线上，导体达到静电平衡后（   ）

    A、导体内三点的电势关系： φa<φb<φc B、导体两端感应电荷在导体内b点的场强方向沿b指向c C、若导体缓慢向点电荷P靠近过程中，导体内a、b、c三点的电场强度将逐渐增大 D、若导体右端接地，大地上有感应负电荷，导体左端有感应正电荷

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  • 5. 带电球体的半径为R，以球心为原点O建立坐标轴x，轴上各点电势φ随x变化如图所示，下列说法中正确的是（   ）

    A、球体带负电荷 B、球内电场强度最大 C、负电荷在B点的电势能比C点的小 D、A，B两点电场强度相同

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  • 6. 某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判定（   ）

    A、粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度 B、粒子在A点的动能大于它在B点的动能 C、粒子在A点的电势能大于它在B点的电势能 D、电场中A点的电势低于B点的电势

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  • 7. 如图所示，在粗糙绝缘水平面上固定一点电荷Q，从M点无初速释放一带有恒定负电荷的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止。则从M点运动到N点的过程中，下列说法中正确的是（   ）

    A、小物块所受电场力逐渐增大 B、小物块具有的电势能逐渐增大 C、Q电场中M点的电势高于N点的电势 D、小物块电势能的减少量等于克服摩擦力做的功

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  • 8. 如图所示，无限大均匀带正电薄板竖直放置，其周围空间的电场可认为是匀强电场．光滑绝缘细管垂直于板穿过中间小孔，一个视为质点的带负电小球在系管内运动，以小孔为原点建立x轴，轨道x轴正方向为加速度a、速度v的正方向，下图分别表示x轴上各点的电势 φ ，小球的加速度a、速度v和动能 Ek 随x的变化图像，其中正确的是（   ）

    A、 B、 C、 D、

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  • 9. 如图所示，在一平面坐标系xOy内有四个电量相等的点电荷a、b、c、d位于正方形四个顶点，A、B在x轴上且为ab、cd连线的中点，O为其中心。一质子（不计重力）沿x轴在变力F作用下从A点匀速运动到B点。则下列说法正确的是 （ ）

    A、A，O，B三点中A点电势最高 B、A，O，B三点中O点电势最低 C、质子所受电场力方向先沿y轴正向，后沿y轴负向 D、质子所受电场力方向先沿y轴负向，后沿y轴正向

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二、多选题

  • 10. 如图所示，一带负电的点电荷固定于 O 点，两虚线圆均以 O 为圆心，两实线分别为带电粒子 M 和 N 仅在电场力作用下先后在电场中运动的轨迹， a 、 b 、 c 、 d 、 e 为轨迹和虚线圆的交点。下列说法正确的是（   ）

    A、M 带负电荷， N 带正电荷 B、M 在 a 点的动能小于它在 b 点的动能 C、N 在 d 点的电势能等于它在 e 点的电势能 D、N 在从 c 点运动到 d 点的过程中电场力做正功

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  • 11. 如图所示，高压电线落地可能导致行人跨步触电，电流从触地点O流入大地，电流在以O点为圆心半径为r的半球面上均匀分布，由于电流很大且大地的电阻率比较大，使人的两脚MN间跨步电压很大可能造成人员伤亡，下列说法正确的是（   ）

    A、O点和M点电势相等 B、O点电势比M点电势低 C、跨步越大两脚间跨步电压越大 D、两脚并拢跳离触地点是防跨步触电的一种有效方法

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  • 12. 在x轴上x=0和x=1处，固定两点电荷q1和q2 ， 两电荷之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，在x=0.6m处电势最低，下列说法中正确的是（   ）

    A、两个电荷是同种电荷，电荷量大小关系为q1：q2=9：4 B、两个电荷是同种电荷，电荷量大小关系为q1：q2=3：2 C、x=0.5m处的位置电场强度不为0 D、在q1与q2所在的直线上电场强度为0的点只有1个

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  • 13. 如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动。ON与水平面的夹角为 30° ，重力加速度为g，且mg=qE，则（   ）

    A、电场方向竖直向上 B、小球运动的加速度大小为g C、小球上升的最大高度为 v022g D、若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为 14mv02

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  • 14. 静电场方向平行于 x 轴，其电势 φ 随 x 的分布可简化为如图所示的折线。一质量为m、带电量为 +q 的粒子（不计重力），以初速度 v0 从 O 点 (x=0) 进入电场，沿 x 轴正方向运动。下列叙述正确的是（   ）

    A、x1~x2 和 x2~x3 的场强 E 的大小不变，方向相反 B、0~x2 全程，电场力做功为零 C、要使粒子能运动到 x2 处，粒子的初速度 v0 至少为 2qφ0m D、0~x4 粒子在做反复运动

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  • 15. 如图所示匀强电场E的区域内，在O点处放置一点电荷+Q，a、b、c、d、e、f为以O点为球心的球面上的点，aecf平面与电场平行，bedf平面与电场垂直。下列说法中正确的是（   ）

    A、b、d两点的电场强度相同 B、a点的电势高于f点的电势 C、点电荷+q在球面上任意两点之间移动，电场力一定做功 D、将电荷+q在球面上任意两点之间移动，从球面上a点移动到c点的电势能变化量一定最大

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  • 16. 沿电场中某条直线电场线方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示，坐标点0．x1 ． x2和x3分别与x轴上O．A．B．C四点相对应，相邻两点间距相等．一个带正电的粒子从O点附近由静止释放，运动到A点处的动能为Ek ， 仅考虑电场力作用．则（   ）

    A、从O点到C点，电势先升高后降低 B、粒子先做匀加速运动，后做变加速运动 C、粒子在AB段电势能变化量大于BC段的 D、粒子运动到C点时动能小于3Ek

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  • 17. 如图所示，已知某匀强电场方向平行于正六边形ABCDEF所在平面。若规定D点电势为零，则A、B、C的电势分别为8V、6V、2V。初动能为12eV、电荷量大小为2e（e为元电荷）的带电粒子从A沿着AC方向射入电场，恰好经过BC的中点G。不计粒子的重力，下列说法正确的是（   ）

    A、该粒子达到点G时的动能为20eV B、该粒子一定带负电 C、若该粒子以不同速率从D点沿DF方向入射，该粒子可能垂直经过CE D、只改变粒子在A点初速度的方向，该粒子不可能经过C

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  • 18. 电容器充电后就储存了能量，某同学研究电容器储存的能量E与电容器的电容C、电荷量Q及电容器两极间电压U之间的关系。他从等效的思想出发，认为电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他做出电容器两极间的电压u随电荷量q变化的图像（如图所示）。按照他的想法，下列说法正确的是（   ）

    A、u-q图线的斜率越大，电容C越大 B、搬运Δq的电量，克服电场力所做的功近似等于Δq上方小矩形的面积 C、对同一电容器，电容器储存的能量E与两极间电压U成正比 D、若电容器电荷量为Q时储存的能量为E，则电容器电荷量为 Q2 时储存的能量为 E4

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  • 19. 如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直线MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q（图中未画出）时速度为零。则小球a（   ）

    A、从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小 B、从N到P的过程中，动量的大小先增大后减小 C、从N到Q的过程中，电势能一直增加 D、从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量

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  • 20. 如图所示，在两等量异种点电荷连线上有D、E、F三点，且DE＝EF，K、M、L分别为过D、E、F三点的等势面．一不计重力的带负电粒子，从a点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以|Wab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以|Wbc|表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值，则 （ ）

    A、|Wab|>|Wbc| B、| Wab|＝|Wbc| C、粒子由a点到b点，动能减少 D、a点的电势较b点的电势低

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  • 21. 如图8所示，真空中存在范围足够大的匀强电场，虚线A、B为该匀强电场的两个等势面．现有三个完全相同的带等量正电荷的小球a、b、c，从等势面A上的某点同时以相同速率v0向不同方向开始运动，其中a的初速度方向垂直指向等势面B；b的初速度方向平行于等势面；c的初速度方向与a相反．经过一段时间，三个小球先后通过等势面B，已知三个小球始终在该匀强电场中运动，不计重力，则下列判断正确的是（ ）

    A、等势面A的电势高于等势面B的电势 B、a、c两小球通过等势面B时的速度相同 C、开始运动后的任一时刻，a、b两小球的动能总是相同 D、开始运动后的任一时刻，三个小球电势能总是相等

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  • 22. “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成．偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面，电势分别为φA和φB ， 其过球心的截面如图所示．一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间．忽略电场的边缘效应．下列说法中不正确的是（ ）

    A、A球面电势比B球面电势高 B、电子在AB间偏转电场中做匀变速运动 C、等势面C所在处电势的大小为 φA+φB2 D、等势面C所在处电场强度的大小为 E=4Ek0e(RA+RB)

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三、综合题

  • 23. 如图所示，在竖直平面内，一匀强电场方向竖直向上，一电荷量为q、质量为m的带电微粒以水平初速度v0由P点射入，入射方向与电场线垂直．带电微粒从Q点射出电场时，其速度方向与电场线夹角为30°．知匀强电场的宽度为d，P、Q两点的电势差为U，设P点的电势为零，重力加速度为g．

    (1)、求带电微粒在Q点的电势能；
    (2)、求匀强电场的电场强度大小；
    (3)、当该带电微粒电势能为 −12qU 时，机械能变化了多少？

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  • 24. 如图所示，在场强 E=104N/C 的水平匀强电场中，有一根长 l=15 cm 的细线，一端固定在O点，另一端系一个质量 m=3×10−3kg 、电荷量 q=2×10−6C 的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g取10 m/s2。求：

    (1)、小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？
    (2)、若取A点电势为零，小球在B点的电势能、电势分别为多大？
    (3)、小球到B点时速度为多大？绳子张力为多大？

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  • 25. 如图所示，一根长 L=2.0m 的光滑绝缘细直杆 MN ，竖直固定在电场强度 E=2.0×105N/C 、与水平方向成 θ=30∘ 角的倾斜向下的匀强电场中。杆的下端M固定个一带负电小球A，电荷量大小 Q=4.0×10−6C ；另一带负电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量大小 q=1.0×10−6C ，质量 m=2.0×10−2kg 。现将小球B从杆的上端N由静止释放，小球B开始运动。（静电力常量 k=9.0×109N⋅m2/C2 ，取 g=10m/s2 ）问：
    (1)、小球B开始运动时的加速度为多大？
    (2)、小球B的速度最大时，距N端的高度 h1 为多大？
    (3)、小球B从N端运动到距M端的高度 h2=1.0m 时，速度 v=3.0m/s ，求此过程中小球B的电势能改变了多少？

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