（江蘇專用）2020版高考物理新增分大一輪復(fù)習(xí) 第六章 靜電場 第2講 電場能的性質(zhì)講義（含解析）.docx

第2講電場能的性質(zhì)一、靜電力做功和電勢能1靜電力做功(1)特點(diǎn)：靜電力做功與路徑無關(guān)，只與電荷量和電荷移動過程始、末位置間的電勢差有關(guān)(2)計(jì)算方法WqEd，只適用于勻強(qiáng)電場，其中d為帶電體在沿電場方向的位移WABqUAB，適用于任何電場2電勢能(1)定義：電荷在電場中具有的勢能，稱為電勢能(2)說明：電勢能具有相對性，通常取無窮遠(yuǎn)或大地為電勢能零點(diǎn)3靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系(1)靜電力做的功等于電荷電勢能的減少量，即WABEpAEpB.(2)通過WABEpAEpB可知：靜電力對電荷做多少正功，電荷電勢能就減少多少；靜電力對電荷做多少負(fù)功，電荷電勢能就增加多少(3)電勢能的大?。河蒞ABEpAEpB可知，若令EpB0，則EpAWAB，即一個(gè)電荷在電場中某點(diǎn)具有的電勢能，數(shù)值上等于將其從該點(diǎn)移到零勢能位置過程中靜電力所做的功自測1關(guān)于靜電力做功和電勢能的理解，下列說法正確的是()A靜電力做功與重力做功相似，均與路徑無關(guān)B正電荷具有的電勢能一定是正的，負(fù)電荷具有的電勢能一定是負(fù)的C靜電力做正功，電勢能一定增加D靜電力做功為零，電荷的電勢能也為零答案A二、電勢等勢面1電勢(1)定義：電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值(2)定義式：.(3)矢標(biāo)性：電勢是標(biāo)量，有正負(fù)之分，正(負(fù))值表示該點(diǎn)電勢比零電勢高(低)(4)相對性：電勢具有相對性，同一點(diǎn)的電勢因選取零電勢點(diǎn)的不同而不同2等勢面(1)定義：電場中電勢相等的各點(diǎn)組成的面(2)四個(gè)特點(diǎn)：在同一等勢面上移動電荷時(shí)電場力不做功電場線一定與等勢面垂直，并且從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度越大，反之越小任意兩個(gè)等勢面都不相交三、電勢差1定義：電荷在電場中由一點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B時(shí)，電場力所做的功WAB與移動電荷的電荷量q的比值2定義式：UAB.3影響因素電勢差UAB由電場本身的性質(zhì)決定，與移動的電荷q及電場力做的功WAB無關(guān)，與零電勢點(diǎn)的選取無關(guān)4電勢差與電勢的關(guān)系：UABAB，UABUBA.四、勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系1電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系式：UABEd，其中d為電場中兩點(diǎn)間沿電場方向的距離2電場強(qiáng)度的方向和大小與電勢差的關(guān)系：電場中，電場強(qiáng)度方向指向電勢降低最快的方向在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢自測2在電場中把電荷量為2.0109C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做功1.5107J，再把這個(gè)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，克服電場力做功4.0107J.(1)求A、C兩點(diǎn)間的電勢差；(2)電荷從A經(jīng)B移到C，電勢能的變化怎樣？答案(1)125V(2)電勢能先減少1.5107J，再增加4.0107J解析(1)UACV125V(2)A點(diǎn)到B點(diǎn)，電場力做正功，電勢能減少；B點(diǎn)到C點(diǎn)，克服電場力做功，電勢能增加命題點(diǎn)一電勢、電勢能、電勢差的理解1電勢高低的四種判斷方法(1)依據(jù)電場線方向：沿電場線方向電勢逐漸降低(2)依據(jù)電場力做功：根據(jù)UAB，將WAB、q的正負(fù)號代入，由UAB的正負(fù)判斷A、B的高低(3)電荷的正負(fù)：取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，正電荷周圍電勢為正值，負(fù)電荷周圍電勢為負(fù)值；越靠近正電荷處電勢越高，越靠近負(fù)電荷處電勢越低(4)依據(jù)電勢能的高低：正電荷在電勢能大處電勢較高，負(fù)電荷在電勢能大處電勢較低2電勢能高低的四種判斷方法(1)做功判斷法：電場力做正功，電勢能減小；電場力做負(fù)功，電勢能增大(2)電荷電勢法：正電荷在電勢高的地方電勢能大，負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大(3)公式法：由Epq，將q、的大小、正負(fù)號一起代入公式進(jìn)行判斷(4)能量守恒法：在電場中，若只有電場力做功時(shí)，電荷的動能和電勢能相互轉(zhuǎn)化，動能增大時(shí)，電勢能減小，反之電勢能增大3求電場力做功的幾種方法(1)由公式WFlcos計(jì)算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場，可變形為WEqlcos.(2)由WABqUAB計(jì)算，此公式適用于任何電場(3)由電勢能的變化計(jì)算：WABEpAEpB.(4)由動能定理計(jì)算：W電場力W其他力Ek.例1(2018揚(yáng)州市一模)兩個(gè)相同的負(fù)電荷和一個(gè)正電荷附近的電場線如圖1所示，d是兩負(fù)電荷連線的中點(diǎn)，c、d兩點(diǎn)到中間負(fù)電荷的距離相等，則()圖1Aa點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的小Ba點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的低Cc點(diǎn)的電場強(qiáng)度比d點(diǎn)的小Dc點(diǎn)的電勢比d點(diǎn)的高答案D解析由題圖可知：a點(diǎn)電場線比b點(diǎn)電場線密集，故a點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的大，故A錯誤；由等勢面與電場線垂直可知：a點(diǎn)的等勢面與b點(diǎn)所在電場線的交點(diǎn)在b點(diǎn)左下方，根據(jù)沿著電場線方向電勢逐漸降低，可知a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的高，故B錯誤；由題圖可知：c點(diǎn)電場線比d點(diǎn)電場線分布密集，故c點(diǎn)的電場強(qiáng)度比d點(diǎn)的大，故C錯誤；c點(diǎn)的電場強(qiáng)度比d點(diǎn)大，故c點(diǎn)和中間負(fù)電荷的電勢差比d點(diǎn)與中間負(fù)電荷的電勢差大，再根據(jù)沿著電場線方向電勢降低可知：c、d點(diǎn)的電勢比中間負(fù)電荷處的電勢高，所以，c點(diǎn)的電勢比d點(diǎn)的高，故D正確變式1(2018鹽城市期中)如圖2所示，實(shí)線表示電場線，虛線表示等勢線則()圖2AA點(diǎn)電勢比B點(diǎn)高BA點(diǎn)電場強(qiáng)度比B點(diǎn)大C負(fù)電荷在A點(diǎn)電勢能大D負(fù)電荷由B移到A靜電力做負(fù)功答案A解析沿電場線方向電勢逐漸降低，則知A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)高，故A正確；電場線的疏密程度反映場強(qiáng)的大小，A處電場線疏，所以A處電場強(qiáng)度小，故B錯誤；負(fù)電荷在電勢高處電勢能小，則知負(fù)電荷在A點(diǎn)電勢能小，故C錯誤；負(fù)電荷由B移到A電勢能減小，靜電力做正功，故D錯誤命題點(diǎn)二電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系1勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系(1)UABEd，d為A、B兩點(diǎn)沿電場方向的距離(2)沿電場方向電勢降落得最快(3)在同一直線上或相互平行的兩條直線上距離相等的兩點(diǎn)間電勢差相等2E在非勻強(qiáng)電場中的幾點(diǎn)妙用(1)解釋等差等勢面的疏密與電場強(qiáng)度大小的關(guān)系：當(dāng)電勢差U一定時(shí)，電場強(qiáng)度E越大，則沿電場方向的距離d越小，即電場強(qiáng)度越大，等差等勢面越密(2)定性判斷非勻強(qiáng)電場電勢差的大小關(guān)系：如距離相等的兩點(diǎn)間的電勢差，E越大，U越大；E越小，U越小3解題思路例2(多選)(2019鹽城中學(xué)模擬)如圖3，在勻強(qiáng)電場中，A、B、C、D、E、F位于邊長為L2cm的正六邊形的頂點(diǎn)上，勻強(qiáng)電場的方向平行于正六邊形所在的平面已知A、B、D、E的電勢分別為2V、0、6V、4V則下列說法正確的是()圖3AC點(diǎn)的電勢C2VBA、F間的電勢差UAF2VCC、F間的電勢差UCF4VD該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小E200V/m答案CD解析連接AD、BF、CE、BE，AD與BF、CE的交點(diǎn)分別為M、N；設(shè)正六邊形中心為O，如圖所示：由圖可知AD與BF、CE都垂直，由正六邊形特點(diǎn)知AMMOONND，可知M、O、N的電勢分別為0、2V、4V，故電場強(qiáng)度方向由D指向A，由正六邊形對稱性可知F與B的電勢相等，C與E的電勢相等，故F點(diǎn)的電勢為F0，C點(diǎn)的電勢為C4V，則A、F間的電勢差為UAFAF(20) V2V，C、F間的電勢差為UCFCF(40) V4V，由幾何關(guān)系得：dOAL，而UOAOA2(2) V4V，則電場強(qiáng)度的大小為EV/m200 V/m，故A、B錯誤，C、D正確命題點(diǎn)三電場線與等勢面的理解與應(yīng)用1等勢線總是和電場線垂直已知電場線可以畫出等勢線，已知等勢線也可以畫出電場線2在利用電場線、等勢面和帶電粒子的運(yùn)動軌跡解決帶電粒子的運(yùn)動問題時(shí)，基本方法是：(1)根據(jù)帶電粒子的運(yùn)動軌跡確定帶電粒子受到的電場力的方向，帶電粒子所受的合力(往往只受電場力)指向運(yùn)動軌跡曲線的凹側(cè)，再結(jié)合電場線確定帶電粒子的帶電種類或電場線的方向(2)根據(jù)帶電粒子在不同的等勢面之間移動，結(jié)合題意確定電場力做正功還是做負(fù)功、電勢能的變化情況或者等勢面的電勢高低例3(2018江蘇單科5)如圖4所示，水平金屬板A、B分別與電源兩極相連，帶電油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)將B板右端向下移動一小段距離，兩金屬板表面仍均為等勢面，則該油滴()圖4A仍然保持靜止B豎直向下運(yùn)動C向左下方運(yùn)動D向右下方運(yùn)動答案D解析兩極板平行時(shí)帶電油滴處于平衡狀態(tài)，則重力等于電場力，當(dāng)下極板旋轉(zhuǎn)時(shí)，板間距離增大，場強(qiáng)減小，電場力小于重力；由于電場線垂直于金屬板表面，所以油滴處的電場線如圖所示，所以重力與電場力的合力偏向右下方，故油滴向右下方運(yùn)動，選項(xiàng)D正確變式2(多選)(2018蘇錫常鎮(zhèn)二模)如圖5，帶電金屬圓筒和金屬板放在懸浮頭發(fā)屑的蓖麻油中，頭發(fā)屑就會按電場強(qiáng)度的方向排列起來根據(jù)頭發(fā)屑的分布情況可以判斷()圖5A金屬圓筒和金屬板帶異種電荷B金屬圓筒和金屬板帶同種電荷C金屬圓筒內(nèi)部為勻強(qiáng)電場D金屬圓筒表面為等勢面答案AD例4(多選)(2018南京市、鹽城市二模) 如圖6所示，虛線a、b、c是電場中的三個(gè)等勢面，相鄰等勢面間的電勢差相等，即UabUbc，實(shí)線為一個(gè)帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場力作用下的運(yùn)動軌跡，P、Q是軌跡上的兩點(diǎn)下列說法中正確的是()圖6A三個(gè)等勢面中，等勢面a的電勢最低B質(zhì)點(diǎn)通過Q點(diǎn)時(shí)的電勢能比通過P點(diǎn)時(shí)小C質(zhì)點(diǎn)通過Q點(diǎn)時(shí)的加速度比通過P點(diǎn)時(shí)大D質(zhì)點(diǎn)通過Q點(diǎn)時(shí)的加速度的方向一定與等勢面a垂直答案BD解析由電荷的運(yùn)動軌跡的彎曲方向可知，電荷受到的電場力的方向?yàn)橛蒫指向a，因電荷帶負(fù)電，所以場強(qiáng)的方向?yàn)橛蒩指向c，又因?yàn)檠仉妶鼍€方向電勢降低，故等勢面a的電勢最高、c最低，A錯誤；由電勢能Epq，知負(fù)電荷在電勢越高處電勢能越小，所以質(zhì)點(diǎn)通過Q點(diǎn)時(shí)電勢能小，B正確；根據(jù)電場線分布可知，Q點(diǎn)的場強(qiáng)比P點(diǎn)小，則電場力小，質(zhì)點(diǎn)加速度小，C錯誤；質(zhì)點(diǎn)加速度方向與電場力方向相同，電場力與場強(qiáng)在一條直線上，場強(qiáng)與等勢面垂直，故質(zhì)點(diǎn)通過Q點(diǎn)時(shí)的加速度的方向一定與等勢面a垂直，D正確命題點(diǎn)四電場中的功能關(guān)系1只有電場力做功時(shí)，動能與電勢能之間相互轉(zhuǎn)化，但電勢能與動能之和保持不變2只有電場力和重力做功時(shí)，電勢能、重力勢能、動能之間相互轉(zhuǎn)化，但三者總和不變，即機(jī)械能與電勢能之和保持不變例5(多選)(2018常熟市期中)如圖7所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場中，某帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，在A點(diǎn)時(shí)速度豎直向上，在B點(diǎn)時(shí)速度水平向右，在這一運(yùn)動過程中粒子只受電場力和重力，并且克服重力做的功為1J，電場力做的正功為3J，則下列說法中正確的是()圖7A粒子帶正電B粒子在A點(diǎn)的動能比在B點(diǎn)多2JC粒子在A點(diǎn)的機(jī)械能比在B點(diǎn)少3JD粒子由A點(diǎn)到B點(diǎn)過程中速度最小時(shí)，速度的方向與水平方向的夾角為60答案ACD解析從A到B，電場力做正功，可知電場力方向水平向右，電場強(qiáng)度方向也是水平向右，所以粒子帶正電，故A正確；根據(jù)動能定理得，從A到B動能的變化量EkWGW電(13) J2 J，所以粒子在A點(diǎn)的動能比在B點(diǎn)少2 J，故B錯誤；除重力以外只有電場力做功，因?yàn)槌亓σ酝馄渌ψ龅墓Φ扔跈C(jī)械能的增量，所以A到B機(jī)械能增加3 J，故C正確；由機(jī)械能守恒定律可知，豎直方向mgh1 Jmv2，全程mv2mv2(31) J2 J，故mv23 J，即由動量定理：mgtmvqEtmv得可知合力與水平方向成30角，當(dāng)合速度與合力垂直時(shí)，合速度達(dá)到最小值，故速度最小時(shí)速度的方向與水平方向成60角，故D正確1.(2018南京市期中)如圖8所示，在等量的異種點(diǎn)電荷形成的電場中，有A、B、C三點(diǎn)，A點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，B點(diǎn)為連線上距A點(diǎn)距離為d的一點(diǎn)，C為連線中垂線距A點(diǎn)距離也為d的一點(diǎn)，則下面關(guān)于三點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小及電勢高低的比較，正確的是()圖8AEAEC>EB，ACBBEB>EA>EC，AC>BCEA<EB，EA<EC；A>B，A>CD因?yàn)榱汶妱蔹c(diǎn)未規(guī)定，所以無法判斷電勢的高低答案B2.(2018江蘇省高考壓軸沖刺卷)如圖9所示，電荷量為Q的正點(diǎn)電荷(圖中未畫出)與直角三角形ABC處在同一平面內(nèi)D為AB的中點(diǎn)，A30.若將正的試探電荷從A移到B，或從D移到C，電場力做功均為零則()圖9A點(diǎn)電荷Q一定在AC的中點(diǎn)BC點(diǎn)電勢比A點(diǎn)電勢高CB點(diǎn)的場強(qiáng)比C點(diǎn)的場強(qiáng)大D將負(fù)試探電荷從C點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做正功答案B解析由題意可知，A、B兩點(diǎn)電勢相等，D、C兩點(diǎn)電勢相等，點(diǎn)電荷的等勢面是一系列的同心圓，圓上任意兩點(diǎn)的連線的中垂線一定通過圓心，故場源電荷在AB的中垂線和DC的中垂線的交點(diǎn)上，由圖可知點(diǎn)電荷Q在AC連線上，但不在中點(diǎn)，選項(xiàng)A錯誤；在正點(diǎn)電荷的電場中，離場源電荷越遠(yuǎn)，電勢越低，場強(qiáng)越小，所以C點(diǎn)電勢高于A點(diǎn)電勢，而B點(diǎn)場強(qiáng)小于C點(diǎn)場強(qiáng)，則選項(xiàng)B正確，C錯誤；由于B點(diǎn)電勢低于C點(diǎn)電勢，則UCB>0，故將負(fù)試探電荷從C點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力做功WCBqUCB<0，電場力做負(fù)功，則選項(xiàng)D錯誤3(2018江都中學(xué)月考)一電子在電場中由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的運(yùn)動軌跡如圖10虛線所示，圖中的平行實(shí)線可能是電場線，也可能是等勢面，下列說法正確的是()圖10A不論圖中實(shí)線是電場線還是等勢面，a點(diǎn)的電勢都比b點(diǎn)的電勢低B不論圖中實(shí)線是電場線還是等勢面，a點(diǎn)的場強(qiáng)都比b點(diǎn)的場強(qiáng)小C如果圖中實(shí)線是等勢面，電子在b點(diǎn)動能較小D如果圖中實(shí)線是電場線，電子在a點(diǎn)動能較大答案C解析若題圖中實(shí)線是電場線，電子所受的電場力水平向右，電場線方向水平向左，則a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)低；若實(shí)線是等勢面，由于電場線與等勢面垂直，電子所受電場力方向向下，則電場線方向向上，則a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)高，故A錯誤；不論題圖中實(shí)線是電場線還是等勢面，該電場是勻強(qiáng)電場，a點(diǎn)和b點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等，故B錯誤；如果題圖中實(shí)線是等勢面，電子所受電場力方向向下，電場力對電子做負(fù)功，則由動能定理知，電子在b點(diǎn)動能較小，故C正確；如果題圖中實(shí)線是電場線，電子所受的電場力水平向右，電場力對電子做正功，則由動能定理知，電子在a點(diǎn)動能較小，故D錯誤4.(多選)(2018泰州中學(xué)月考)如圖11所示，一帶電小球固定在光滑水平面上的O點(diǎn)，虛線a、b、c、d是帶電小球激發(fā)的電場線的四條等距離的等勢線，一個(gè)帶電小滑塊從等勢線d上的1處以水平初速度v0運(yùn)動，結(jié)果形成了實(shí)線所示的運(yùn)動軌跡.1、2、3、4、5是等勢線與小滑塊運(yùn)動軌跡的一些交點(diǎn)由此可以判定()圖11A固定小球與小滑塊帶異種電荷B在整個(gè)運(yùn)動過程中小滑塊具有的動能與電勢能之和保持不變C在整個(gè)過程中小滑塊的加速度先增大后減小D小滑塊從位置3到4和從位置4到5的過程中，電場力做功的大小關(guān)系是W34W45答案BC解析由題圖軌跡可知滑塊受到了斥力作用，則知小球與小滑塊帶同種電荷，故A項(xiàng)錯誤根據(jù)能量守恒定律得知，小滑塊運(yùn)動過程中具有的動能與電勢能之和保持不變，故B項(xiàng)正確滑塊與小球的距離先減小后增大，由庫侖定律知滑塊所受的庫侖力先增大后減小，則其加速度先增大后減小，故C項(xiàng)正確小滑塊從位置3到4和從位置4到5的過程中電場強(qiáng)度在變小，則電場力做功的大小關(guān)系是W34>W45，故D項(xiàng)錯誤1(2018南京市學(xué)情調(diào)研)大型強(qiáng)子對撞器LHC(LargeHadronCollider)是一座歐洲核子研究組織CERN的粒子加速器與對撞機(jī)，加速管中的單個(gè)質(zhì)子具有的能量為7TeV(71012eV)，此能量最接近()A一只蝸牛爬行時(shí)的動能B遼寧艦正常行駛時(shí)的動能C手機(jī)充滿1次電消耗的電能D家用空調(diào)工作1h消耗的電能答案A2(2018南通市等六市一調(diào))某靜電除塵裝置管道截面內(nèi)的電場線分布如圖1所示，平行金屬板M、N接地，正極位于兩板正中央圖中a、b、c三點(diǎn)的場強(qiáng)分別為Ea、Eb、Ec，電勢分別為a、b、c，則()圖1AEa<EbBEb<EcCa>bDbc答案C解析電場線越密的地方場強(qiáng)越大，則由題圖可以判斷Ea>Eb>Ec，故A、B錯誤；沿著電場線方向電勢逐漸降低，根據(jù)對稱性可知a>b，故C正確；b、c到上極板的距離相等，而b點(diǎn)與極板間的場強(qiáng)大于c點(diǎn)與極板間的場強(qiáng)，所以b點(diǎn)到極板間的電勢差大于c點(diǎn)到極板間的電勢差，所以b點(diǎn)的電勢高于c點(diǎn)的電勢，故D錯誤3.(2017南京市、鹽城市一模)如圖2所示，帶正電的金屬球A，放置在不帶電的金屬球B附近，M、N是金屬球B表面上的兩點(diǎn)下列說法中正確的是()圖2AM點(diǎn)處帶正電，N點(diǎn)處帶負(fù)電，且M點(diǎn)電勢高于N點(diǎn)電勢BM點(diǎn)處帶正電，N點(diǎn)處帶負(fù)電，且M點(diǎn)電勢等于N點(diǎn)電勢CM點(diǎn)處帶負(fù)電，N點(diǎn)處帶正電，且M點(diǎn)電勢高于N點(diǎn)電勢DM點(diǎn)處帶負(fù)電，N點(diǎn)處帶正電，且M點(diǎn)電勢等于N點(diǎn)電勢答案D解析帶正電的金屬球A靠近不帶電的金屬球B，由于電荷間的相互作用，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，導(dǎo)致金屬球B中左側(cè)的自由電子向右側(cè)移動，M點(diǎn)由于得到電子，電子帶負(fù)電，因此M點(diǎn)處帶負(fù)電；N點(diǎn)由于失去電子，因此N點(diǎn)處帶正電，但整個(gè)金屬球B是處于靜電平衡的導(dǎo)體，其整體是等勢體，故M、N點(diǎn)電勢相等，故A、B、C錯誤，D正確4.如圖3所示，勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E100V/m，A、B兩點(diǎn)相距L10cm，A、B連線與電場線夾角為60，則UBA的值為()圖3A10VB10VC5VD53V答案C解析由題圖可知，B、A兩點(diǎn)沿電場方向的距離dLcos60，B、A兩點(diǎn)間的電勢差UBAEdELcos60(1000.1cos60) V5V，C正確5(多選)(2018南京市學(xué)情調(diào)研)如圖4所示，真空條件下正點(diǎn)電荷電場中a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向與ab連線的夾角分別為60、30，一帶正電粒子以某初速度僅在電場力作用下由a運(yùn)動到b.以下說法正確的是()圖4Aa、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度Ea3EbBa、b兩點(diǎn)的電勢abC該粒子在a、b兩點(diǎn)的動能Eka<EkbD該粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢能Epa<Epb答案AC6(2018徐州市期中)帶電金屬棒周圍電場線的分布如圖5所示，A、B是電場中的兩點(diǎn)，OAOB.下列說法正確的是()圖5AA點(diǎn)的電勢高于B點(diǎn)的電勢BA點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度C負(fù)電荷從A點(diǎn)至B點(diǎn)，電場力一直做正功D負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢能大于其在B點(diǎn)的電勢能答案D解析由題圖結(jié)合電場線的特點(diǎn)可知，該題中金屬棒兩側(cè)的電場是對稱的，由于OAOB，所以O(shè)A之間的電勢差大于OB之間的電勢差，根據(jù)沿電場線的方向電勢降低可知，A點(diǎn)的電勢低于B點(diǎn)的電勢，故A錯誤；根據(jù)電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱可知，B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大，故B錯誤；負(fù)電荷在電勢高的位置的電勢能小，所以負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢能大于其在B點(diǎn)的電勢能；由于不知道負(fù)電荷從A點(diǎn)至B點(diǎn)的運(yùn)動的路徑，所以不能判斷出電場力是否一直做正功，故C錯誤，D正確7(多選)(2018溧水中學(xué)期初模擬)如圖6所示，實(shí)線表示一簇關(guān)于x軸對稱的等勢面，在軸上有A、B兩點(diǎn)，則()圖6AA點(diǎn)場強(qiáng)小于B點(diǎn)場強(qiáng)BA點(diǎn)場強(qiáng)方向指向x軸負(fù)方向CA點(diǎn)場強(qiáng)大于B點(diǎn)場強(qiáng)DA點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢答案AD解析等差等勢面的疏密程度表示電場強(qiáng)度的大小，由于0.4 V與0.1 V兩個(gè)等勢面間電勢差大于0.6 V與0.4 V兩個(gè)等勢面間電勢差，由UEd定性分析知B點(diǎn)電場強(qiáng)度較大，故A正確，C錯誤；電場線與等勢面垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，故A點(diǎn)場強(qiáng)方向指向x軸正方向，故B錯誤；沿著電場線方向電勢逐漸降低，故A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢，故D正確8(2018豐縣中學(xué)月考)如圖7所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷連線上有D、E、F三點(diǎn)，且DEEF.K、M、L分別為過D、E、F三點(diǎn)的等勢面一不計(jì)重力的帶負(fù)電粒子，從a點(diǎn)射入電場，運(yùn)動軌跡如圖中實(shí)線所示，以|Wab|表示該粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)電場力做功的數(shù)值，以|Wbc|表示該粒子從b點(diǎn)到c點(diǎn)電場力做功的數(shù)值，則()圖7A|Wab|Wbc|B|Wab|Wbc|C粒子由a點(diǎn)到b點(diǎn)，動能減小Da點(diǎn)的電勢較b點(diǎn)的電勢低答案C解析根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場線的分布情況可知，DE段場強(qiáng)大于EF段場強(qiáng)，由公式UEd定性分析知，DE間電勢差的絕對值大于EF間電勢差的絕對值，由電場力做功公式WqU得，|Wab|Wbc|，故A、B錯誤由題圖看出，電荷的軌跡向左彎曲，則知負(fù)電荷所受的電場力方向大致向左，所以等量異種點(diǎn)電荷中正電荷在左側(cè)，負(fù)電荷在右側(cè)，所以a點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢，粒子由a到b過程中，電勢能增大，動能減小，故C正確，D錯誤9(2018淮安市、宿遷市等期中)如圖8所示，為某示波管內(nèi)的聚焦電場，實(shí)線和虛線分別表示電場線和等勢線兩電子分別從a、b兩點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小分別為Ea和Eb，電勢分別a和b，電場力對兩電子做功分別為Wa和Wb，兩電子在a、b兩點(diǎn)的電勢能分別為Epa和Epb.則()圖8AEa<EbBa<bCWa<WbDEpa<Epb答案B解析由題圖知，a位置的電場線較密集，故EaEb，選項(xiàng)A錯誤；題圖中a所在等勢面在b所在等勢面的左側(cè)，因順著電場線電勢降低，則a<b，則兩電子在a、b兩點(diǎn)的電勢能有Epa>Epb，選項(xiàng)B正確，D錯誤；由等勢面可知電勢差UacUbc，根據(jù)電場力做功WqU，有Wa>Wb，選項(xiàng)C錯誤10(多選)(2018金陵中學(xué)等三校四模)在如圖9所示的坐標(biāo)系中，弧AC是以B點(diǎn)為圓心、BA為半徑的一段圓弧，OBL、OC2L，D為OC的中點(diǎn)，在D點(diǎn)放置電荷量為Q的帶正電的點(diǎn)電荷下列說法正確的是()圖9A圓弧AC上A點(diǎn)電勢最低B圓弧AC上還有一點(diǎn)與C點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同C圓弧AC上還有一點(diǎn)與C點(diǎn)的電勢相同D若電子從A點(diǎn)沿著圓弧運(yùn)動到C點(diǎn)，電子電勢能先減小后增大答案ACD解析對正點(diǎn)電荷來說，距離點(diǎn)電荷越遠(yuǎn)的點(diǎn)，電勢越低，弧AC上距離D點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)是A，所以A點(diǎn)電勢最低，所以A正確；電場強(qiáng)度是矢量，Q產(chǎn)生的電場方向背離點(diǎn)到Q的方向，所以在弧AC上的各點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向與C點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向都不同，故B錯誤；對正點(diǎn)電荷來說，到點(diǎn)電荷距離相等的點(diǎn)，電勢相等，由題圖可知，在圓弧AC上還有一點(diǎn)到D的距離與DC之間的距離相等，所以在弧AC上還有一點(diǎn)與C點(diǎn)的電勢相同，故C正確；由于電子帶負(fù)電，又從A到C的電勢先增大后減小，所以電子從A點(diǎn)沿著圓弧運(yùn)動到C點(diǎn)，電勢能先減小后增大，故D正確11(多選)(2018江蘇省高考壓軸卷)質(zhì)量為m的帶電小球，在充滿勻強(qiáng)電場的空間中水平拋出，小球運(yùn)動時(shí)的加速度方向豎直向下，大小為.當(dāng)小球下降高度為h時(shí)，下列說法正確的是(不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g)()A小球的動能減少了B小球的動能增加了C小球的電勢能減少了D小球的電勢能增加了mgh答案BD解析小球受的合力Fmamg，據(jù)動能定理，合力做的功等于動能的增加量，故EkFhmgh，選項(xiàng)A錯，B對由題意可知，電場力F電mgFmg，電場力做負(fù)功，電勢能增加，電勢能增加量EpF電hmgh，選項(xiàng)C錯，D對12(多選)(2018泰州中學(xué)開學(xué)考)如圖10所示，質(zhì)量均為m的兩個(gè)完全相同的小球A、B(可看成質(zhì)點(diǎn))，帶等量異種電荷，通過絕緣水平輕彈簧相連接，置于絕緣光滑的水平面上當(dāng)突然加一水平向右的勻強(qiáng)電場后，兩小球A、B將由靜止開始運(yùn)動則在以后的運(yùn)動過程中，對兩個(gè)小球和彈簧所組成的系統(tǒng)(設(shè)整個(gè)過程中不考慮兩電荷之間的庫侖力作用且彈簧不超過彈性限度)，以下說法錯誤的是()圖10A系統(tǒng)的機(jī)械能守恒B當(dāng)兩小球速度為零時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能一定最小C當(dāng)小球所受的電場力與彈簧的彈力平衡時(shí)，系統(tǒng)動能最大D因電場力始終對球A和球B做正功，故系統(tǒng)的機(jī)械能不斷增加答案ABD13(2018沛縣中學(xué)調(diào)研)如圖11所示，勻強(qiáng)電場的電場線與AC平行，把帶電荷量108C的負(fù)電荷從A移至B的過程中，電場力做功6108J，AB長6cm，AB與AC的夾角為60.求：圖11(1)場強(qiáng)方向；(2)設(shè)B處電勢為1V，則A處電勢為多少；(3)A處的場強(qiáng)大?。?4)電子在A點(diǎn)的電勢能答案(1)由C至A(2)5V(3)200V/m(4)5eV解析(1)將負(fù)電荷從A移至B，電場力做正功，所以電荷所受電場力方向由A至C，又因?yàn)槭秦?fù)電荷，場強(qiáng)方向與負(fù)電荷的受力方向相反，所以場強(qiáng)方向應(yīng)為由C至A.(2)由WqU得：U6 V，即A、B兩點(diǎn)間電勢差為6 V沿電場線方向電勢降低，B點(diǎn)電勢高于A點(diǎn)電勢由UBA，B1 V，得ABU1 V6 V5 V，即A點(diǎn)的電勢為5 V.(3)如圖所示，由B向AC作垂線交AC于D，D與B在同一等勢面上UDAU6 V，沿場強(qiáng)方向A、D兩點(diǎn)間距離為dABcos 606 cm3 cm0.03 m，所以E200 V/m.(4)電子在A點(diǎn)的電勢能EpqA(e)(5 V)5 eV.