2019届高考物理第一轮总复习知识点配套练习题6

第2讲 电场能的性质

一、选择题(每小题6分,共60分)

1.如图所示,菱形ABCD的对角线相交于O点,两个等量异种点电荷分别固定在AC连线上的M点与N点,且OM=ON,则

(B)

A.A、C两处电势、场强均相同 B.B、D两处电势、场强均相同 C.A、C两处电势、场强均不相同 D.B、D两处电势、场强均不相同

【解析】根据等量异种点电荷的电场的分布特点和叠加原理可知,A、C两点场强相同,取无穷远处电势为零,沿着电场线方向电势降低,则A点电势高于C点电势,故A、C项错误;由叠加原理可知,B、D两点场强相同,由于B、D两点处于等势面上,则B、D两点电势相同,故D项错误,B项正确。

2.(2018·陕西三模)如图所示,虚线为电场中的一簇等势面与纸面的交线,相邻两等势面电势差相等,已知A、B两等势面间的电势差为10 V,且A的电势高于B的电势。一个电子仅在电场力作用下从M点向N点运动,电子经过M点时的动能为8 eV,则电子经过N点时的动能为 (D)

A.16 eV

B.7.5 eV

C.4.0 eV

D.0.5 eV

【解析】由题意知,A、B两等势面间的电势差为10 V,相邻两等势面电势差相等,则知M、N间的电势差U=7.5 V,因为A的电势高于B的电势,则知M的电势高于N的电势,电子从M点运动到N点,电场力做负功W=-7.5 eV,根据动能定理得W=EkN-EkM,得EkN=W+EkM=-7.5 eV+8 eV=0.5 eV,D项正确。

3.(2018·海南高考)(多选)如图所示,两电荷量分别为Q(Q>0)和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧,a点位于x轴上O点与点电荷Q之间,b点位于y

轴O点上方。取无穷远处的电势为零。下列说法正确的是 (BC)

A.b点电势为零,电场强度也为零

B.正的试探电荷在a点的电势能大于零,所受电场力方向向右 C.将正的试探电荷从O点移到a点,必须克服电场力做功

D.将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点,后者电势能的变化较大 【解析】等量异种点电荷连线的中垂线是电势为零的等势面,该线上除无穷远外各点场强方向水平向右,O点电场强度最大,O点上下两侧电场强度逐渐减小,A项错误;等量异种点电荷连线上电势沿着电场线逐渐降低,则φa>φO=0,正的试探电荷在a点电势能Epa=qφa,因为q>0,φa>0,所以Epa>0,a点电场强度方向向右,电荷带正电,所以电场力方向向右,B项正确;φO<φa,所以UOa<0,WOa=qUOa<0,电场力做负功,所以移动正的试探电荷必须克服电场力做功,C项正确;q>0,UOa=Uba,WOa=Wba,电场力做功相同,所以电势能变化相同,D项错误。

4.有一个带正电的金属球壳(厚度不计),其截面图如图a所示,O为球心,球壳P处开有半径远小于球半径的小孔。以O点为坐标原点,过P点建立x坐标轴,A点是坐标轴上的一点,x轴上各点电势如图b所示。电子从O点以v0的初速度沿x轴方向射出,依次通过P、A两点。则下列关于电子在沿x轴正方向运动的过程中的描述正确的是

(D)

A.在OP间电子做匀加速直线运动 B.在PA间电子做匀减速直线运动 C.在OP间运动时电子的电势能均匀增加 D.在PA间运动时电子的电势能增加

【解析】由图b知OP间的电势不变,则电子在OP间运动电场力始终不做功,电子做匀速直线运动,A项错误;根据沿着电场线方向电势降低,可知PA间电场线方向

由P到A,电子所受的电场力方向由A指向P,所以电子在PA间做减速直线运动。根据图线的斜率等于场强可知,从P到A场强逐渐减小,电子所受的电场力减小,所以电子做加速度减小的变减速运动,B项错误;由于电子在OP运动时电场力不做功,所以其电势能不变,C项错误;在PA间运动时电场力对电子做负功,则电子的电势能增加,D项正确。

5.(2018·洛阳名校联考)(多选)如图所示,在平面直角坐标系中有一底角是60°的等腰梯形,坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中O(0,0)点电势为6 V,A(1,

)点电势为3 V,B(3,

)点电势为0 V,则由此可判定

(BD)

A.C点电势为3 V B.C点电势为0 V

C.该匀强电场的电场强度大小为100 V/m D.该匀强电场的电场强度大小为100

V/m

【解析】由题意可知C点坐标为(4,0),在匀强电场中,任意两条平行的线段,两点间电

势

差

与

C

其长度成正比,所以

D

V/m,C项错误,D项正确。

6.(2018·大庆三检)(多选)如图所示,正四面体所有棱长都相等且长度为a,A、B、

C、D是其四个顶点,现在B、D两点分别固定电量均为q的正、负点电荷,静电力常量为k,下列说法正确的是

(BC)

A.C点的场强大小为

B.A、C两点的场强方向相同 C.A、C两点电势相同

D.将一正电荷从A点沿直线移动到C点,电场力先做正功后做负功

【解析】通过BD的中垂面是一等势面,A、C在同一等势面上,电势相等,A、C两C两点点的场强都与等势面垂直,方向相同,根据对称性可知,场强大小相等,故A、的场强、电势均相同,故B、C项正确;两个电荷在C点产生的场强E1=E2=

1

,如图,故A项错误;通过BD的中垂

面是一等势面,A、C在同一等势面上,所以将一正电荷从A点移动到C点,电场力始终不做功,故D项错误。

7.(2018·肇庆三测)(多选)x轴上O点右侧各点的电场方向与x轴方向一致,O点左侧各点的电场方向与x轴方向相反,若规定向右的方向为正方向,x轴上各点的电场强度大小E随x变化的图象如图所示,该图象关于O点对称,x1和-x1为x轴上的两点。下列说法正确的是 (BD)

A.O点的电势最低 B.x1和-x1两点的电势相等

C.电子在x1处的电势能大于在-x1处的电势能

D.电子从x1处由静止释放后,若向O点运动,则到达O点时速度最大

【解析】从图象可以看出,电场强度的大小和方向都沿x轴对称分布,沿着电场强度的方向,电势一定降低,故根据电场强度E随x变化的图象容易判断,O点的电势最高,A项错误;由于x1和-x1两点关于x轴对称,且电场强度的大小也相等,故从O点到x1和从O点到-x1电势降落相等,故x1和-x1两点的电势相等,B项正确;x1和-x1两点的电势相等,电子在x1处的电势能等于在-x1处的电势能,C项错误;电子从x1处由静止释放后,若向O点运动,O点的电势最高,电子在O点电势能最低,所以动能最大,速度最大,D项正确。

8.(2018·北京西城区二模)如图所示,虚线为电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等。一个带正电的点电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能,则下列说法正确的是

(A)

A.A点的电势比B点的高 B.无法比较A、B两点的电势高低 C.A点的电场强度比B点的大 D.无法比较A、B两点的场强大小

【解析】由带正电的点电荷在电势高的地方,电势能大,又带正电的点电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能,所以A点的电势比B点的高,故A项正确,B项错误;由题图可知,A点处的电场线比B点处的电场线稀疏,所以A点的电场强度比B点的小,故C、D项错误。

9.(2018·南平检测)如图所示:长为L、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中,一带电量为+q、质量为m的小球以初速度v0从斜面底端A点开始沿斜面上滑,当到达斜面顶端B点时,速度仍为v0,则 (B)

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