2020版高考物理一轮复习第七章 微专题52电场能性质

2020版高考物理一轮复习第七章 微专题52电场能性质

电场能性质 ‎[方法点拨]　(1)电势能、电势、电势差、电场力的功及电荷量是标量，但都有正、负.涉及到它们的计算要注意正、负号问题.(2)电场中某一点的电势等于各点电荷在该点产生的电势的代数和.‎ ‎1.(多选)(2018·河南省开封市一模)如图1所示，三根绝缘细杆构成一个等边三角形，三个顶点上分别固定A、B、C三个带正电的小球.小球质量分别为m、2m、3m，所带电荷量分别为q、2q、3q.CB边水平，ABC处于竖直面内，整个装置都处于方向水平向右的匀强电场中.现让该装置绕过中点O并与三角形平面垂直的轴顺时针转过120°角，则A、B、C三个球所构成的系统(　　)‎ 图1‎ A.电势能不变 B.电势能减小 C.重力势能减小 D.重力势能增大 ‎2.(2018·四川省成都市模拟)如图2所示，孤立点电荷＋Q固定在正方体的一个顶点上，与＋Q相邻的三个顶点分别是A、B、C，下列说法正确的是(　　)‎ 图2‎ A.A、B、C三点的场强相同 B.A、B、C三点的电势相等 C.A、B、C三点所在的平面为一等势面 D.将一电荷量为＋q的检验电荷由A点沿直线移动到B点的过程中电势能始终保持不变 ‎3.(2017·安徽省皖南八校第二次联考)如图3所示，竖直线OO′是等量异种电荷＋Q和－Q连线的中垂线，A、B、C的位置如图所示，且都处于一矩形金属空腔内.下列说法正确的是(　　)‎ 图3‎ A.A、B、C三点电势大小关系是φA＝φC<φB B.A、B、C三点电势大小关系是φA＝φC>φB C.金属空腔上的感应电荷在A、B、C三点形成的场强方向均水平向右 D.金属空腔上的感应电荷在A、B、C三点形成的场强大小关系是EB>EC>EA ‎4.(多选)(2018·河南省安阳市一模)如图4所示，在竖直平面内，A、C、B、D位于半径为r的圆上，AB与水平面平行，AB⊥CD，垂足在圆心O.在C点固定一点电荷，电荷量为－Q，现在A点将一质量为m、带电荷量为－q的点电荷由静止释放，该点电荷沿光滑绝缘轨道ADB运动，通过D点时的速度大小为2.已知重力加速度为g，规定电场中B点的电势能为零，则在C处点电荷形成的电场中(　　)‎ 图4‎ A.点电荷经过D点向B点运动的过程中，动能减少量大于电势能增加量 B.A点的电势低于D点的电势 C.A点的电场强度大小是D点的倍 D.带电荷量为－q的点电荷在D点具有的电势能为mgr ‎5.如图5所示，梯形abcd位于某匀强电场所在平面内，两底角分别为60°、30°，cd＝2ab＝4cm，a、b两点的电势分别为4V、0，将电荷量q＝1.6×10－3C的正电荷由a点移动到d点，需克服电场力做功6.4×10－3J，则该匀强电场的电场强度(　　)‎ 图5‎ A.垂直ab向上，大小为400V/m B.垂直bc斜向上，大小为400V/m C.平行ad斜向上，大小为200V/m D.平行bc斜向上，大小为200V/m ‎6.(多选)(2019·吉林省公主岭一中模拟)位于正方形四角上的四个等量点电荷的电场线分布如图6所示，ab、cd分别是正方形两条边的中垂线，O点为中垂线的交点，P、Q分别为cd、ab上的点，则下列说法正确的是(　　)‎ 图6‎ A.P、O两点的电势关系为φP＝φO B.P、Q两点电场强度的大小关系为EQ>EP C.若在O点放一正点电荷，则该正点电荷受到的电场力不为零 D.若将某一负电荷由P点沿着图中曲线PQ移到Q点，电场力做功为零 ‎7.(多选)如图7所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们是一个四边形的四个顶点，ab∥cd，ab⊥bc,2ab＝cd＝bc＝2l，电场方向与四边形所在平面平行.已知a点电势为24V，b点电势为28V，d点电势为12V.一个质子(不计重力)经过b点的速度大小为v0，方向与bc成45°角，一段时间后经过c点，则下列说法正确的是(　　)‎ 图7‎ A.c点电势为20V B.质子从b运动到c所用的时间为 C.场强的方向由a指向c D.质子从b运动到c电场力做功为8eV ‎8.(多选)(2018·四川省南充市一诊)如图8所示，真空中固定两个等量异种点电荷A、B，其连线中点为O，在A、B所形成的电场中，以O为圆心、半径为R的圆面垂直AB连线，以O为几何中心、边长为3R的正方形abcd平面垂直圆面且与AB连线共面，两平面边线交点分别为e、f，g为圆周上的一点，下列说法中正确的是(　　)‎ 图8‎ A.e、g两点电势相等，b、d两点场强相同 B.将一负电荷由e点沿圆弧egf移到f点，电场力先做正功后做负功 C.将一电荷由a点分别移到圆心O和圆周上g点，电势能的变化量相同 D.沿圆弧egf移动的电荷受到的电场力一直不变 ‎9.(多选)如图9所示，带正电的点电荷被固定于A点，以O点为坐标原点，AO方向为x轴正方向建立如图9所示的一维坐标系，现将一个电荷量很小的带正电的点电荷q从O点由静止释放，在点电荷运动的过程中，下列关于点电荷q的动能Ek、电势能Ep随坐标x变化的图象中(假设O点电势为零，不计q的重力)，可能正确的是(　　)‎ 图9‎ ‎10.(2018·湖南省衡阳市质检)如图10甲所示，a、b是一条竖直电场线上的两点，一带正电小球从a点运动到b点的速度－时间图象如图乙所示，不计空气阻力，则下列判断正确的是(　　)‎ 图10‎ A.该电场的方向竖直向下 B.ab中点的电场强度为0‎ C.小球从a点运动到b点的过程中，电势能一直减小 D.小球从a点运动到b点的过程中，机械能先增大后减小 ‎11.(2018·河南省八市二模)如图11所示，倾角为α＝30°的绝缘斜面AB长度为3l，BC长度为l，斜面上方BC间有沿斜面向上的匀强电场.一质量为m、电荷量为＋q的小物块自A端左上方某处以初速度v0＝水平抛出，恰好在A点与斜面相切滑上斜面，沿斜面向下运动，经过C点但未能到达B点，在电场力作用下返回，最终恰好静止在A点，已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ＝，不考虑运动过程中物块电荷量的变化，重力加速度为g，求：‎ 图11‎ ‎(1)物块平抛过程中的位移大小；‎ ‎(2)物块在电场中的最大电势能.‎ 答案精析 ‎1.AD　[设匀强电场的场强大小为E，三角形边长为a，旋转后，由于小球带正电，则A的电势能减小0.5qEa，B的电势能增大2qEa，C的电势能减小1.5qEa，所以系统电势能不变，故A正确，B错误；设三角形高为h，旋转后，A的重力势能减小mgh，B的重力势能不变，C的重力势能增大3mgh，系统重力势能增大，故D正确，C错误.]‎ ‎2.B ‎3.D　[空腔体内部各点的电势相同，选项A、B错误；金属空腔内部各点的合场强为零，即两个点电荷的场强与感应电荷的场强等大反向，因两电荷在A、B、C三点形成的场强方向向右，故金属空腔上的感应电荷在A、B、C三点场强方向均水平向左，选项C错误；两电荷在A、B、C三点形成的场强大小关系是EB′>EC′>EA′；则金属空腔上的感应电荷在A、B、C三点形成的场强大小关系是EB>EC>EA，选项D正确.]‎ ‎4.AB　[由于A、B两点到点电荷－Q的距离相等，所以A、B两点电势相等，由A到B，应用动能定理可知，点电荷在B点的速度为零，从D到B，动能的减少量等于电势能的增加量和重力势能的增加量之和，A正确；越靠近C点，电势越低，可知A点的电势低于D点的电势，B正确；由E＝，AC＝r，CD＝2r，可知A点的电场强度大小是D点的2倍，C错误；规定电场中B点的电势为零，则A点的电势为零，由A到D，mgr＋W电＝mvD2－0，解得W电＝mgr，电场力做正功，电势能减小了mgr，则电荷量为－q的点电荷在D点具有的电势能为－mgr，D错误.]‎ ‎5.B ‎　[由W＝qU知Uad＝＝V＝－4V，而φa＝4V，所以φd＝8V，如图所示，过b点作be∥ad交cd于e，有Uab＝Ude，即φe＝4V，又因为cd＝2ab，所以Udc＝2Uab，即φc＝0，所以bc在同一等势面内.由几何关系知eb⊥bc，由电场线与等势面垂直可知，电场强度方向垂直bc斜向上，大小为E＝＝400V/m，B对.]‎ ‎6.AD　[根据等量异种电荷的电场线的特点：两点电荷连线的中垂线为等势面，由对称性知，ab和cd都是等势面，它们都过O点，所以ab上的电势和cd上的电势相等，即P、O两点的电势关系为φP＝φO，A项正确；由题图电场线的疏密程度可看出P点电场线更密集，EQ

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