高考物理二轮复习专题训练：电场能的性质(含答案详解)
高考物理二轮复习 电场能的性质 新人教版
电场能的性质【知识梳理】1．电场力做功与电势能⑴电荷在电场中移动时，电场力做功只与电荷的__________有关，与电荷经过的________无关。
电场力做功的计算公式：①W = _______；②在匀强电场中，电场力做的功W = _______，其中d为沿电场线方向的位移。
⑵电场力对电荷做正功，电势能_______；电场力对电荷做负功，电势能_________。
电场力做功等于电势能变化的负值，即W AB = E p A－E p B。
⑶电荷在某点具有的电势能，等于把它从该点移动到______________位置时电场力所做的功。
电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷无穷远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零2．电势⑴定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势，用φ表示.在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势点时____________________，电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负。
⑵公式：φ = __________（与试探电荷无关）；单位：伏特（V）⑶电势与电场线的关系：沿电场线方向电势_________（电场线指向电势________的方向）。
⑷零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择（大地或无穷远默认为零）。
3．等势面⑴定义：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。
⑵等势面的特点：①等势面一定和电场线________；②等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力________功；③电场线总是由电势_____的等势面指向电势_____的等势面；④电场线越密的地方，等差等势面越_______。
4．电势差与电场强度⑴电势差：电荷q在电场中A、B两点间移动时，电场力所做的功W AB，跟它的电荷量q的比值，叫做A、B间的电势差，也叫电压。
公式：U AB = ________；单位：伏（V）。
专题(20)电场能的性质(解析版)
2021年（新高考）物理一轮复习考点强化全突破专题（20）电场能的性质（解析版）一、电场力做功与电势能1．电场力做功(1)特点：电场力做功和路径无关，只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关．(2)计算方法：①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为带电体沿电场线方向的位移．①W AB＝qU AB，适用于任何形式的电场．2．电势能(1)定义：电荷在电场中某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能位置时静电力所做的功．(2)静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于电势能的减少量，W AB＝E p A－E p B.(3)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷无穷远处的电势能规定为零，或把电荷在地球表面的电势能规定为零．【自测1】关于静电力做功和电势能的理解，下列说法正确的是()A．静电力做功与重力做功相似，均与路径无关B．正电荷具有的电势能一定是正的，负电荷具有的电势能一定是负的C．静电力做正功，电势能一定增加D．静电力做功为零，电荷的电势能也为零【答案】A二、电势与等势面1．电势(1)定义式：φ＝E p q.(2)标矢性：电势是标量，其大小有正负之分，其正(负)表示该点电势比电势零点高(低)．(3)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因电势零点选取的不同而不同．2．等势面的特点(1)等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直．(2)在同一等势面上移动电荷时电场力不做功．(3)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面．自测2关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A．两个电势不同的等势面可能相交B．电场线与等势面处处相互垂直C．同一等势面上各点电场强度一定相等D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功【答案】B【解析】在静电场中，两个电势不同的等势面不会相交，选项A错误；电场线与等势面一定相互垂直，选项B正确；同一等势面上的电场强度可能相等，也可能不相等，选项C错误；将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做负功，选项D错误．三、电势差1．定义式U AB＝W AB q.2．电势差与电势的关系U AB＝φA－φB.3．影响因素电势差U AB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功W AB无关，与电势零点的选取无关．4．匀强电场中电势差与电场强度的关系电势差与场强的关系式：U＝Ed，其中d为电场中两点间沿电场线方向的距离．自测3(多选)关于电势差的计算公式，下列说法正确的是()A．电势差的公式U AB＝W ABq说明两点间的电势差U AB与电场力做功W AB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比B．把正电荷从A点移动到B点电场力做正功，则有U AB>0C．电势差的公式U AB＝W ABq中，U AB与移动电荷的电荷量q无关D．电场中A、B两点间的电势差U AB等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力所做的功【答案】BC命题热点一电势能和电势电势差1．电势能增、减的判断方法(1)做功判断法：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加．(2)公式法：由E p＝qφ将q、φ的大小、正负号一起代入公式．(3)能量守恒法：在电场中，若只有电场力做功，电荷的动能和电势能相互转化，动能增大，电势能减小；动能减小，电势能增大．2．电势高低常用的两种判断方法(1)依据电场线的方向：沿电场线方向电势逐渐降低．(2)依据电势能的高低：正电荷在电势能大处电势较高，负电荷在电势能大处电势较低．例1等量异种电荷的电场线如图1所示，下列表述正确的是()图1A．a点的电势低于b点的电势B．a点的场强大于b点的场强，方向相同C．将一负电荷从a点移到b点电场力做负功D．负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能【答案】C【解析】沿电场线方向电势降低，a点的电势高于b点的电势，A错误；电场线的疏密表示电场强弱，故a 点场强大于b点场强，且方向不同，B错误；负电荷的受力方向与场强方向相反，所以将一负电荷从a点移到b点电场力做负功，电势能增大，负电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，C正确，D错误．变式1如图2为某一电场的电场线，M、N、P为电场线上的三个点，M、N是同一电场线上的两点．下列判断正确的是()图2A．M、N、P三点中N点的场强最大B．M、N、P三点中N点的电势最高C．负电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D．正电荷从M点自由释放，电荷将沿电场线运动到N点【答案】A【解析】同一电场中，电场线的疏密反映了电场的强弱，所以N点场强最大，选项A正确．顺着电场线的方向，电势降低，M点的电势最高，选项B错误．根据E p＝qφ，φM>φP>φN可知，负电荷在M点的电势能小于在N点的电势能，选项C错误．正电荷从M点自由释放，电荷在电场力的作用下运动，但是运动轨迹并不沿电场线，选项D错误．变式2如图3所示，真空中有两个点电荷Q1＝9.0×10－8 C和Q2＝－1.0×10－8 C，分别固定在x坐标轴上，其中Q1位于x＝0处，Q2位于x＝6 cm处．在x轴上()图3A．场强为0的点有两处B ．在x ＞6 cm 区域，电势沿x 轴正方向降低C ．质子从x ＝1 cm 运动到x ＝5 cm 处，电势能升高D ．在0＜x ＜6 cm 和x ＞9 cm 的区域，场强沿x 轴正方向【答案】D【解析】因为Q 1＞0，Q 2＜0，且Q 1＞|Q 2|，所以x ＜0区域不会出现合场强为0的点；0＜x ＜6 cm 区域合场强沿x 轴正方向，场强都不为零，x ＞6 cm 区域有一位置合场强为零，由k Q 1x 2＝－k Q 2(x －6)2得x ＝9 cm ，则6 cm ＜x ＜9 cm 区域合场强沿x 轴负方向，x ＞9 cm 区域合场强沿x 轴正方向，故A 错，D 对；沿电场方向电势降低，B 错；质子带正电，在电势高处电势能大，C 错．变式3 (多选)如图4所示，真空条件下正点电荷电场中a 、b 两点的电场强度方向与ab 连线的夹角分别为60°、30°，一带正电粒子以某初速度仅在电场力作用下由a 运动到b .以下说法正确的是( )图4A ．a 、b 两点的电场强度E a ＝3E bB ．a 、b 两点的电势φa ＝φbC ．该粒子在a 、b 两点的动能E k a <E k bD ．该粒子在a 、b 两点的电势能E p a <E p b【答案】AC命题热点二 电场线、等势面与粒子运动轨迹问题1．等势线总是和电场线垂直，已知电场线可以画出等势线，已知等势线也可以画出电场线．2．几种典型电场的等势线(面)3.某点速度方向即为该点轨迹的切线方向．4．从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或带电体电性．5．结合轨迹、速度方向与电场力的方向，确定电场力做功的正负，从而确定电势能、电势的变化和电势差．6．根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况．例2如图5所示，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆．带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点．若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为a a、a b、a c，速度大小分别为v a、v b、v c，则()图5A．a a>a b>a c，v a>v c>v b B．a a>a b>a c，v b>v c>v aC．a b>a c>a a，v b>v c>v a D．a b>a c>a a，v a>v c>v b【答案】D【解析】由库仑定律F＝kq1q2r2可知，粒子在a、b、c三点受到的电场力的大小关系为F b>F c>F a，由a＝Fm，可知a b>a c>a a.根据粒子的轨迹可知，粒子Q与场源电荷P的电性相同，二者之间存在斥力，若粒子由c→b→a 运动，整个过程中，电场力先做负功再做正功，且W ba>|W cb|，结合动能定理可知，v a>v c>v b，同理，若粒子由a→b→c运动，也可得v a＞v c＞v b，故选项D正确．变式4两个点电荷a、b周围的电场线分布情况如图6所示，虚线为带电粒子c穿越该电场时的运动轨迹，该粒子在电场中运动时只受电场力作用，由图可判断()图6A．a、b带等量异号电荷B．a、b带同号电荷，a的电荷量大于b的电荷量C．粒子c带正电，在电场中运动时动能先减小后增大D．粒子c带负电，在电场中运动时动能先增大后减小【答案】D变式5实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图7中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，则()图7A．a一定带正电，b一定带负电B．电场力对a做正功，a的电势能减小，电场力对b做负功，b的电势能增大C．a的速度将减小，b的动能将增大D．a的加速度减小，b的加速度将增大【答案】D【解析】电场线的方向未知，所以粒子带电性质不确定；由题图中轨迹变化可知电场力都做正功，动能都增大，电势能都减小，所以选项A、B、C错误．电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，所以a受力减小，加速度减小，b受力增大，加速度增大，所以选项D正确．变式6如图8所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等．则()图8A．直线a位于某一等势面内，φM＞φQB．直线c位于某一等势面内，φM＞φNC．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功【答案】B【解析】电子带负电荷，电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，有W MN ＝W MP＜0，而W MN＝qU MN，W MP＝qU MP，q＜0，所以有U MN＝U MP＞0，即φM＞φN＝φP，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，有φM＝φQ，故A错误，B正确；电子由M点运动到Q 点过程中，W MQ ＝q (φM －φQ )＝0，电子由P 点运动到Q 点过程中，W PQ ＝q (φP －φQ )＞0，故C 、D 错误． 命题热点三 电势差与电场强度的关系1．匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)U AB ＝Ed ，d 为A 、B 两点沿电场方向的距离．(2)在匀强电场中，不与电场线垂直的同一直线上的距离相同的两点间的电势差相等，相互平行的相等线段的两端点电势差也相等．2．E ＝U d在非匀强电场中的几点妙用 (1)解释等差等势面的疏密与电场强度大小的关系：当电势差U 一定时，电场强度E 越大，则沿电场强度方向的距离d 越小，即电场强度越大，等差等势面越密．(2)定性判断非匀强电场电势差的大小关系：如距离相等的两点间的电势差，E 越大，U 越大；E 越小，U 越小．例3 (多选)一匀强电场的方向平行于xOy 平面，平面内a 、b 、c 三点的位置如图9所示，三点的电势分别为10 V 、17 V 、26 V ．下列说法正确的是( )图9A ．电场强度的大小为2.5 V/cmB ．坐标原点处的电势为1 VC ．电子在a 点的电势能比在b 点的低7 eVD ．电子从b 点运动到c 点，电场力做功为9 eV【答案】ABD【解析】如图所示，设a 、c 之间的d 点电势与b 点电势相同，则ad dc ＝10－1717－26＝79，所以d 点的坐标为(3.5 cm,6 cm)，过c 点作等势线bd 的垂线，电场强度的方向由高电势指向低电势．由几何关系可得，cf 的长度为3.6 cm ，电场强度的大小E ＝U d ＝(26－17) V 3.6 cm＝2.5 V/cm ，故选项A 正确；因为Oacb 是矩形，所以有U ac ＝U Ob ，可知坐标原点O 处的电势为1 V ，故选项B 正确；a 点电势比b 点电势低7 V ，电子带负电，所以电子在a 点的电势能比在b 点的高7 eV ，故选项C 错误；b 点电势比c 点电势低9 V ，电子从b 点运动到c 点，电场力做功为9 eV ，故选项D 正确．变式7 如图10所示，匀强电场的方向平行于xOy 坐标系平面，其中坐标原点O 处的电势为2 V ，a 点的坐标为(0 cm,4 cm)，电势为8 V ，b 点的坐标为(3 cm,0 cm)，电势为8 V ，则电场强度的大小为( )图10A ．250 V/mB ．200 V/mC ．150 V/mD ．120 V/m【答案】A【解析】由题意可知a 、b 两点的电势相等，则ab 为一条等势线，又O 点电势为2 V ，则知匀强电场的场强方向垂直于ab 指向左下方．过O 点作ab 的垂线交ab 于c 点，由几何关系得：tan ①b ＝43，得①b ＝53° Oc ＝Ob ·sin ①b ＝0.03 m×sin 53°＝2.4×10－2 mc 、O 间的电势差U ＝8 V －2 V ＝6 V则电场强度大小E ＝U Oc＝250 V/m ，故A 正确． 拓展 静电场φ－x 图象问题1．电场强度的大小等于φ－x 图线的切线斜率大小，电场强度为零处，φ－x 图线存在极值，其切线的斜率为零．2. 在φ－x 图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向．3．在φ－x 图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用W AB ＝qU AB ，进而分析W AB 的正负，然后作出判断．例4 (多选)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r 的关系如图11所示．电场中四个点a 、b 、c 和d 的电场强度大小分别为E a 、E b 、E c 和E d .点a 到点电荷的距离r a 与点a 的电势φa 已在图中用坐标(r a ，φa )标出，其余类推．现将一带正电的试探电荷由a 点依次经b 、c 点移动到d 点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为W ab 、W bc 和W cd .下列选项正确的是( )图11A ．E a ①E b ＝4①1B ．E c ①E d ＝2①1C ．W ab ①W bc ＝3①1D ．W bc ①W cd ＝1①3【答案】AC【解析】由题图可知，a 、b 、c 、d 到点电荷的距离分别为1 m 、2 m 、3 m 、6 m ，根据点电荷的场强公式E ＝k Q r 2可知，E a E b ＝r b 2r a 2＝41，E c E d ＝r d 2r c 2＝41，故A 正确，B 错误；电场力做功W ＝qU ，a 与b 、b 与c 、c 与d 之间的电势差分别为3 V 、1 V 、1 V ，所以W ab W bc ＝31，W bc W cd ＝11，故C 正确，D 错误． 变式8 空间存在着平行于x 轴方向的静电场，P 、M 、O 、N 、Q 为x 轴上的点，P 、Q 间的电势φ随位置坐标x 的变化如图12所示．一个带电粒子仅在电场力作用下从M 点由静止开始沿x 轴向右运动，则下列判断中正确的是( )图12A ．粒子一定带正电B ．N 点电势低于Q 点电势C ．P 、O 间的场强大小是10 V/m ，与O 、Q 间的场强大小相同D ．粒子从M 向N 运动过程中，电势能先减小后增大【答案】A【解析】由题图可知沿x 轴正方向，电势逐渐降低，所以空间存在向右的匀强电场，在x ＜0区域，E 1＝U d＝10 V/m ，在x ＞0区域，E 2＝103V/m ，选项B 、C 错误；粒子由静止向右运动，粒子带正电，选项A 正确；在粒子从M 向N 运动的过程中，电场力做正功，电势能逐渐减小，选项D 错误．。
2022届高考物理二轮复习专题突破：专题三十 电场能的性质
2022届高考物理二轮复习专题突破：专题三十电场能的性质一、单选题1．（2分）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180VD．b点的场强E＝7.5V/m2．（2分）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r a、r b，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~r b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3．（2分）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E Bx、E Cx，下列说法中正确的是（）A．E Cx的大小大于E Bx的大小B．E Cx的大小小于E Bx的大小C．E Bx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4．（2分）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<φcB．导体两端感应电荷在导体内b点的场强方向沿b指向cC．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5．（2分）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6．（2分）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7．（2分）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。
高考物理二轮复习专题静电场讲含解析
静电场考点要求 专家解读物质的电构造、电荷守恒 Ⅰ从历年高考试题来看，对电场知识的观察主要集中在以下几个方面：(1)多个电荷库仑力的均衡和场强叠加问题。
(2)利用电场线和等势面确立场强的大小和方向，判断电势高低、电场力变化、电场力做功和电势能的变化等。
(3)带电体在匀强电场中的均衡问题及其余变速运动的动力学识题。
(4)对平行板电容器电容决定要素的理解，解决两类有关动向变化的问题。
(5)剖析带电粒子在电场中的加快和偏转问题。
(6)示波管、静电除尘等在平时生活和科学技术中的应用。
静电现象的解说 Ⅰ 点电荷 Ⅰ 库仑定律 Ⅱ 静电场Ⅰ 电场强度、点电荷的场强 Ⅱ 电场线 Ⅰ 电势能、电势 Ⅰ 电势差Ⅱ 匀强电场中电势差与电场强度的关系 Ⅰ 带电粒子在匀强电场中的运动 Ⅱ 示波管 Ⅰ 常用的电容器Ⅰ电容器的电压、电荷量和电容的关系 Ⅰ纵观近几年高考试题，展望2019年物理高考试题还会考：1.本章基本看法的命题频次较高，主要波及电场的力的性质(电场、电场力)及能的性质(电势、电势能) 、平行板电容器，一般多以选择题出现．2．带电粒子在电场中的运动，是近几年高考取命题频次较高、难度较大的知识点之一，带电粒子在电场中的运动，一般波及办理带电粒子(一般不计重力)和带电体(一般要考虑重力)在电场中的加快与偏转问题或许做匀速圆周运动等，运用的规律是把电场力、能量公式与牛顿运动定律、功能原理以及磁场等内容联系起来命题，对考生综合剖析能力有较好的测试作用考向01 电场力的性质（1）考大纲求认识静电现象的有关解说，能利用电荷守恒定律进行有关判断；会解决库仑力参加的均衡及动力学识题；.理解电场强度的定义、意义及表示方法；娴熟掌握各样电场的电场线散布，并能利用它们剖析解决问题.3.会剖析、计算在电场力作用下的电荷的均衡及运动问题。
（2）小球受mg、绳的拉力T和电场力F作用途于均衡状态，如下图依据几何关系有，得m=4.0×10–4 kg【考点定位】电场强度，电场线，电势，电势能，曲线运动，带电粒子在电场中的运动【名师点睛】本题观察的知识点许多，应从曲线运动的特色和规律出发判断出电子的受力方向，再利用有关电场和带电粒子在电场中的运动规律解决问题。
电场能的性质(含答案)
1专题 电场能的性质【考情分析】1.知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化的关系.2.理解电势的定义、定义式、单位，能根据电场线判断电势高低．3.知道等势面，理解等势面的特点.4.知道典型电场的等势面特点．5.理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选取无关.6.掌握电势差的表达式U AB ＝φA －φB 及U AB ＝W AB q .3.知道电势差的正、负号与电势高低之间的对应关系．【重点知识梳理】知识点一 电势能和电势一、静电力做功的特点1．静电力做功：在匀强电场中，静电力做功W ＝qEl cos θ.其中θ为静电力与位移方向之间的夹角．2．特点：在静电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关．二、电势能1．电势能：电荷在电场中具有的势能，用E p 表示．2．静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量．表达式：W AB ＝E p A －E p B . ⎩⎪⎨⎪⎧静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加. 3．电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功E p A ＝W A 0.4．电势能具有相对性电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷无限远处或把电荷在大地表面上的电势能规定为零．三、电势1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值．2．公式：φ＝E p q .23．单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V,1 V ＝1 J/C.4．电势高低的判断：沿着电场线的方向电势逐渐降低．5．电势是标量，只有大小，没有方向，但有正、负之分，同一电场中电势为正表示比零电势高，电势为负表示比零电势低．6．电势的相对性：只有规定了电势零点才能确定某点的电势大小，一般选大地或离场源电荷无限远处的电势为0.【方法技巧】1．对公式φ＝E p q 的理解：(1)φ取决于电场本身；(2)公式中的E p 、q 均需代入正负号．2．电场中某点的电势是相对的，它的大小和零电势点的选取有关．在物理学中，常取离场源电荷无限远处的电势为零，在实际应用中常取大地的电势为零．3．电势虽然有正负，但电势是标量．电势为正值表示该点电势高于零电势，电势为负值表示该点电势低于零电势，正负号不表示方向．4．电势高低的判断方法(1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低．(2)电势能判断法：由φ＝E p q 知，对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高．知识点二 等势面及其应用1．定义：电场中电势相同的各点构成的面．2．等势面的特点(1)在同一等势面上移动电荷时静电力不做功(选填“做功”或“不做功”)．(2)等势面一定跟电场线垂直，即跟电场强度的方向垂直．(3)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面．知识点三 电势差一、电势差1．定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压．32．公式：电场中A 点的电势为φA ，B 点的电势为φB ，则U AB ＝φA －φB ，U BA ＝φB －φA ，U AB ＝－U BA .3．电势差是标量，有正负，电势差的正负表示电势的高低．U AB >0，表示A 点电势比B 点电势高．4．单位：在国际单位制中，电势差与电势的单位相同，均为伏特，符号是V.二、静电力做功与电势差的关系1．公式：W AB ＝qU AB 或U AB ＝W AB q .2．U AB 在数值上等于单位正电荷由A 点移到B 点时静电力所做的功．知识点四 电势差与电场强度的关系一、匀强电场中电势差与电场强度的关系1．在匀强电场中，两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积．2．公式：U AB ＝Ed .3．适用条件(1)匀强电场．(2)d 为两点沿电场方向的距离．二、公式E ＝U AB d 的意义1．意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与这两点沿电场强度方向距离的比值．2．电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势．3．电场强度的另一个单位：由E ＝U AB d 可导出电场强度的另一个单位，即伏[特]每米，符号为V/m.1 V/m＝1 N/C.【典型题分析】高频考点一 电势 电势能 电场力做功1．电势高低的判断2.电势能大小的判断3.电场中的功能关系(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变．(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变．45(3)除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化．(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化．例1．（2020·新课标Ⅱ）如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。
高考物理二轮复习专题训练：电场力的性质(含答案详解)新人教版
电场力的性质(附参考答案)1．真空中，A 、B 两点与点电荷Q 的距离分别为r 和3r ，则A 、B 两点的电场强度大小之比为( )A ．3∶1B ．1∶3C ．9∶1D ．1∶92．如图1所示，两个电荷量均为＋q 的小球用长为l 的轻质绝缘细绳连接，静止在光滑的绝缘水平面上。
两个小球的半径r ≪l 。
k 表示静电力常量。
则轻绳的张力大小为( ) 图1A ．0B.kq 2l2 C ．2kq 2l 2D.kq l 23． A 、B 、C 三点在同一直线上，AB ∶BC ＝1∶2，B 点位于A 、C 之间，在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷。
当在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受到的电场力为F ；移去A 处电荷，在C 处放电荷量为－2q 的点电荷，其所受电场力为( )A ．－F2B.F2 C ．－FD ．F4．如图所示，三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在同一直线上，q 2与q 3的距离为q 1与q 2距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电荷量之比q 1q 2q 3等于( )A ．(－9)：4：(－36)B ．9：4：36C ．(－3) ：2：6D ．3：2：6解析：由于三个点电荷所受静电力合力为零，显然三个点电荷均为同种电荷是不可能的，故B 和D 错误．若q 1为负电荷，q 2、q 3为正电荷，则q 1所受合力方向向右而不为零，故C 错误 .因此，只有A 符合要求，又由库仑定律，对q 1有：k q 1q 2r 2＝k q 1q 39r2，所以q 3＝9q 2，同理可得q 3＝4q 1，q 1＝94q 2.答案：A5.两个相同的金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r(r 远大于小球半径)，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的( ) A.47B.37C.97D.1676.如图所示，M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 点为半圆弧的圆心，∠MOP=60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M 、N 两点，这时O 点电场强度的大小为E 1；若将N 点处的点电荷移至P 点，则O 点的场强大小变为E 2，E 1与E 2之比为( ) A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3D.4∶37．如图7所示，把一个带电小球A 固定在光滑水平的绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B 。
2023高考物理专题冲刺训练--电场能的性质(二)--电势差与电场强度关系
电势差与电场强度关系一、知识点总结1．由E ＝U d 可推出的两个重要推论 推论1 匀强电场中的任一线段AB 的中点C 的电势φC ＝φA ＋φB 2，如图甲所示． 推论2 匀强电场中若两线段AB ∥CD ，且AB ＝CD ，则U AB ＝U CD (或φA －φB ＝φC －φD )，如图乙所示．2．E ＝U d 在非匀强电场中的三点妙用(1)判断电场强度大小：等差等势面越密，电场强度越大．(2)判断电势差的大小及电势的高低：距离相等的两点间的电势差，E 越大，U 越大，进而判断电势的高低．(3)利用φ－x 图像的斜率判断电场强度随位置变化的规律：k ＝ΔφΔx ＝U d＝E x ，斜率的大小表示电场强度的大小，正负表示电场强度的方向．3．等分法确定电场线及电势高低的解题思路二、针对练习1、（多选）有一匀强电场的方向平行于xOy 平面，平面内a 、b 、c 、d 四点的位置如图所示，cd 、cb 分别垂直于x 轴、y 轴，其中a 、b 、c 三点电势分别为：4 V 、8 V 、10 V ，使一电荷量为q ＝－2×10－5 C 的负点电荷由a 点开始沿abcd 路线运动，则下列判断正确的是( )A ．坐标原点O 的电势为6 VB ．电场强度的大小为 2 V/mC ．该点电荷在c 点的电势能为2×10－5 JD ．该点电荷从a 点移到d 点过程中，电场力做功为 8×10－5 J2、(多选)如图所示，在匀强电场中有直角三角形BOC ，电场方向与三角形所在平面平行，若三角形三顶点处的电势分别为O ϕ=4.5V 、B ϕ=0V 、C ϕ=9V,且边长0B=33cm ，BC=36cm ，则下列说法正确的是（ ） A ．电场强度的大小为V/m 33100 B ．电场强度的大小为100V/mC ．一个电子由B 点运动到C 点，电场力做正功D ．一个电子在0点由静止释放后会沿OB 所在直线运动3、（多选）一匀强电场的方向平行于xOy 平面，平面内a 、b 、c 三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V 、17 V 、26 V ．下列说法正确的是( )A ．电场强度的大小为2.5 V/cmB ．坐标原点处的电势为1 VC ．电子在a 点的电势能比在b 点的低7 eVD ．电子从b 点运动到c 点，电场力做功为9 eV4、(多选)如图所示，A 、B 、C 、D 、E 、F 为匀强电场中一个边长为10 cm的正六边形的六个顶点，A 、C 、D 三点电势分别为1.0 V 、2.0 V 、3.0 V ，正六边形所在平面与电场线平行，则( )A ．E 点的电势与C 点的电势相等B ．U EF 与U CB 相同C ．电场强度的大小为2033V/m D ．电场强度大小为20 3 V/m5、（多选）匀强电场中有一与电场方向平行的扇形AOB 区域，如图所示，圆心角120θ，半径1m R =，其中C 、D 、F 将圆弧AB 四等分。
2020(人教版)高考物理复习 课时过关题23 电场能的性质(含答案解析)
2020(人教版)高考物理复习课时过关题23电场能的性质1.如图所示，椭圆ABCD处于一匀强电场中，椭圆平面平行于电场线，AC、BD分别是椭圆的长轴和短轴，已知电场中A、B、C三点的电势分别为φA=14 V、φB=3 V、φC=－7 V，由此可得D点的电势为( )A．8 V B．6 V C．4 V D．2 V2.一个正点电荷固定在正方形的一个顶点D上，另一个带电粒子射入该区域时，恰好能经过正方形的另外三个顶点A、B、C，粒子运动轨迹如图所示，下列说法正确的是( )A．根据轨迹可判断该带电粒子带正电B．粒子经过A、B、C三点速率大小关系是v B>v A=v CC．粒子在A、B、C三点的加速度大小关系是a A=a C>a BD．A、C两点的电场强度相同3.如图所示为电场中的一条电场线，在该电场线上有a、b两点，用E a、E b分别表示这两处的电场强度的大小，则( )A．a、b两点的电场强度方向相反B．因为电场线由a指向b，所以E a>E bC．因为电场线是直线，所以E a=E bD．因不清楚a、b两点附近的电场线分布情况，所以不能确定E a、E b的大小关系4.如图甲所示，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( )A．该电场的方向竖直向下B．ab中点的电场强度为0C．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5.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|W ab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以|W bc|表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值，则( )A．|W ab|=|W bc|B．|W ab|<|W bc|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6.如图所示，匀强电场的方向平行于xOy坐标系平面，其中坐标原点O处的电势为2 V，a点的坐标为(0,4)，电势为8 V，b点的坐标为(3,0)，电势为8 V，则电场强度的大小为( )A．250 V/m B．200 V/m C．150 V/m D．120 V/m值为k，则(8.在维护和检修高压供电线路时，为了不影响城市用电，电工经常要在高压线上带电作业．为了保障电工的安全，电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服(如图甲)．图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，其头顶上方有B供电线，B供电线的电势高于A供电线的电势．虚线表示电工周围某一截面上的等势面，c、d、e、f是不同等势面上的四个点，以下说法中正确的是( )A ．在c 、d 、e 、f 四点中，c 点的电场最强B ．在c 、d 、e 、f 四点中，f 点的电势最高C ．若将某电子由c 移到f ，其电势能将增大D ．将电子在d 点由静止释放，它会向e 点所在等势面运动9.如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m 、电荷量为＋q 的物块从A 点由静止开始下落，加速度为13g ，下降高度H 到B 点后与一轻弹簧接触，又下落h 后到达最低点C ，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g ，则带电物块在由A 点运动到C 点过程中，下列说法正确的是( )A ．该匀强电场的电场强度为mg 3qB ．带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为＋3C ．带电物块电势能的增加量为mg(H ＋h)D ．弹簧的弹性势能的增加量为＋310.如图所示，一边长为L 的立方体绝缘体上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于左右面且过立方体中心O 的轴线上有a 、b 、c 三个点，a 和b 、b 和O 、O 和c 间的距离均为L ，在a 点处固定有一电荷量为q(q<0)的点电荷．已知b 点处的场强为零，则c 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( )A ．k 8q 9L 2B ．k Q L 2C ．k q L 2D ．k 10q 9L 211. (多选)如图所示，空间分布着匀强电场，场中有与电场方向平行的四边形ABCD ，其中M 为AD 的中点，N 为BC 的中点．将电荷量为＋q 的粒子，从A 点移动到B 点，电势能减小E 1；将该粒子从D 点移动到C 点，电势能减小E 2.下列说法正确的是( )A ．D 点的电势一定比A 点的电势高B ．匀强电场的电场强度方向必沿DC 方向C ．若A 、B 之间的距离为d ，则该电场的电场强度的最小值为E 1qdD ．若将该粒子从M 点移动到N 点，电场力做的功为E 1＋E 2212. (多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2 V．一电子经过a时的动能为10 eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV.下列说法正确的是( )A．平面c上的电势为零B．该电子可能到达不了平面fC．该电子经过平面d时，其电势能为4 eVD．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍13.如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4 m,在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104N/C。
电场力的性质和电场能的性质(解析版)-2023年高考物理压轴题专项训练(全国通用)
压轴题06电场力的性质和电场能的性质考向一/选择题：电场中的一线一面一轨迹问题考向二/选择题：电场中的三类图像考向三/选择题：电场中带电体的各类运动考向一：电场中的一线一面一轨迹问题1.两种等量点电荷的电场强度及电场线的比较比较等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图电荷连线上的电场强度沿连线先变小后变大O 点最小,但不为零O 点为零中垂线上的电场强度O 点最大,向外逐渐减小O 点最小,向外先变大后变小关于O 点对称位置的电场强度A 与A'、B 与B'、C 与C'等大同向等大反向2.“电场线+运动轨迹”组合模型模型特点:当带电粒子在电场中的运动轨迹是一条与电场线不重合的曲线时,这种现象简称为“拐弯现象”,其实质为“运动与力”的关系。
运用牛顿运动定律的知识分析:(1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在某一位置的切线)与“力线”(在同一位置电场线的切线方向且指向轨迹的凹侧),从二者的夹角情况来分析带电粒子做曲线运动的情况。
(2)“三不知时要假设”——电荷的正负、电场的方向、电荷运动的方向,是题目中相互制约的三个方面。
若已知其中一个,可分析判定各待求量;若三个都不知(三不知),则要用“假设法”进行分析。
3．几种典型电场的等势面电场等势面重要描述匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异种点电荷的电场连线的中垂线上电势处处为零等量同种(正)点电荷的电场两点电荷连线上，中点的电势最低；中垂线上，中点的电势最高4．带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或电荷的正负。
(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向，确定静电力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等。
(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况。
考向二：电场中的三类图像（一）φ-x 图像1.电场强度的大小等于φ-x 图线的斜率的绝对值,电场强度为零处,φ-x 图线存在极值,其切线的斜率为零。
高考物理总复习练习：第22课+电场能的性质+Word版含解析.docx
第22课电场能的性质1．四个关于电场能的概念的理解和应用——电势能、电势、等势面、电场力做功(1)(2015全国Ⅰ，6分)如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ。
一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等。
则()A．直线a位于某一等势面内，φM>φQB．直线c位于某一等势面内，φM>φNC．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功答案：B解析：电子带负电荷，电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，有W MN＝W MP<0，而W MN＝qU MN，W MP＝qU MP，q<0，所以有U MN＝U MP>0，即φM>φN＝φP，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，有φM＝φQ，故A项错误、B项正确。
电子由M点到Q点过程中，W MQ＝q(φM－φQ)＝0，电子由P点到Q点过程中，W PQ＝q(φP－φQ)>0，故C项、D项均错误。
2．比较电势高低和电势能大小的方法a．依据电场线方向比较电势高低和电势能大小(2)(多选)(2013江苏单科，4分)将一电荷量为＋Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等。
a、b为电场中的两点，则()A．a点的电场强度比b点的大B．a点的电势比b点的高C．检验电荷－q在a点的电势能比在b点的大D．将检验电荷－q从a点移到b点的过程中，电场力做负功答案：ABD解析：电场线的疏密表示电场强度的大小，a点附近的电场线较密集，则a点的电场强度大于b点的电场强度，故A项正确。
a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止，所以a点的电势高于金属球的电势，而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远，所以金属球的电势高于b点的电势，故B项正确。
2021届老高考二轮复习物理小题必练：电场能的性质 含答案
电场能的性质(1)电势能、电势；(2)电势差、等势面；(3)匀强电场中电势差与电场强度的关系等。
例1．(2020∙全国II卷∙20)如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。
a、b为圆环水平直径上的两个点，c、d为竖直直径上的两个点，它们与圆心的)距离均相等。
则(B．a、b两点的电势相等C．c、d两点的场强相等D．c、d两点的电势相等【答案】ABC【解析】如图所示，为等量异种电荷周围空间的电场分布图。
本题的带电圆环，可拆解成这样无数对等量异种电荷的电场，沿竖直直径平行放置。
它们有共同的对称轴PP′，PP′所在的水平面与每一条电场线都垂直，即为等势面，延伸到无限远处，电势为零。
故在PP′上的点电势为零，即φa＝φb＝0；而从M点到N点，电势一直在降低，即φc＞φd，故B正确，D 错误；上下两侧电场线分布对称，左右两侧电场线分布也对称，由电场的叠加原理可知AC正确。
例2．(2020∙全国III 卷∙21)如图，∠M 是锐角三角形PMN 最大的内角，电荷量为q （q ＞0）的点电荷固定在P 点。
下列说法正确的是( )A ．沿MN 边，从M 点到N 点，电场强度的大小逐渐增大B ．沿MN 边，从M 点到N 点，电势先增大后减小C ．正电荷在M 点的电势能比其在N 点的电势能大D ．将正电荷从M 点移动到N 点，电场力所做的总功为负【解析】点电荷的电场以点电荷为中心，向四周呈放射状，如图，∠M 是最大内角，所以PN ＞PM ，根据点电荷的场强公式E ＝k Q r2（或者根据电场线的疏密程度）可知从M →N 电场强度先增大后减小，A 错误；电场线与等势面（图中虚线）处处垂直，沿电场线方向电势降低，所以从M →N 电势先增大后减小，B 正确；M 、N 两点的电势大小关系为φM ＞φN ，根据电势能的公式E p ＝qφ可知正电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能，C 正确；正电荷从M →N ，电势能减小，电场力所做的总功为正功，D 错误。
2023高考物理专题冲刺训练--电场能的性质(一)--电势能、电势、电场力做功的计算
电势能、电势、电场力做功的计算一、电场能的性质1．静电力做功的特点静电力做功与路径无关，只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关．2．电势能(1)定义：电荷在电场中具有的势能，称为电势能．(2)说明：电势能具有相对性，通常把无限远处或大地表面的电势能规定为零．3．电势(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比．(2)定义式：φ＝E p q.(3)标矢性：电势是标量，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)．(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同．4．静电力做功与电势能变化的关系(1)静电力做的功等于电荷电势能的减少量，即W AB＝E p A－E p B.静电力对电荷做多少正功，电荷电势能就减少多少；电荷克服静电力做多少功，电荷电势能就增加多少．(2)电势能的大小：由W AB＝E p A－E p B可知，若令E p B＝0，则E p A＝W AB，即一个电荷在电场中某点具有的电势能，数值上等于将其从该点移到零电势能位置过程中静电力所做的功．5．电势高低的判断做功法电场力做正功，电势能减小电场力做负功，电势能增加能量守恒法在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，动能减小，电势能增加7.电场中的功能关系(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变．(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变．(3)除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化．(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化．二、针对练习1、如图所示，在M、N处固定着两个等量异种点电荷,在它们的连线上有A、B两点，已知MA=AB=BN，下列说法正确的是( )A．A、B两点场强相同B．A、B两点电势相等C．将一正电荷从A点移到B点，电场力做负功D．负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能2、如图所示，A点与B点间距离为2l，OCD是以B为圆心，以l为半径的半圆路径．A、B两处各放有一点电荷，电荷量分别为＋q和－q，下列说法正确的是()A．单位正电荷在O点所受的静电力与在D点所受的静电力大小相等、方向相反B．单位正电荷从D点沿任意路径移到无限远，静电力做正功，电势能减小C．单位正电荷从D点沿DCO移到O点，电势能增大D．单位正电荷从O点沿OCD移到D点，电势能增大3、如图所示，真空中等量正点电荷放置在M、N两点，在MN连线上有对称点a、c，MN 连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是()A．电荷＋q在c点的电势能大于在a点的电势能B．电荷＋q在c点的电势能小于在a点的电势能C．在MN连线的中垂线上，O点电势最高D．电荷－q从d点由静止释放，在它从d点运动到b点的过程中，加速度先减小再增大4、将一正电荷从无穷远处移入电场中M 点，电势能减少了9100.8-⨯J ，若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的N 点，电势能增加了9108.9-⨯J ，则下列判断中正确的是( ).A ．0<<N M ϕϕB ．0>>M N ϕϕC ．0<<M N ϕϕD ．0>>N M ϕϕ5、（多选）如图所示，在x 轴上关于原点0对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q 和-Q ，x 轴上的P 点位于-Q 的右侧，下列判断正确的是( ).A ．在x 轴上还有一点与P 点电场强度相同B ．在x 轴上还有两点与P 点电场强度相同C ．若将一试探电荷+q 从P 点移至0点，电势能增大D ．若将一试探电荷+q 从P 点移至0点，电势能减小6、(多选)如图所示，一倾角θ＝30°的光滑绝缘斜槽，放在方向竖直向下的匀强电场中．有一质量为m 、电荷量为q 的带负电小球从斜槽顶端A 处，以初速度v 0沿斜槽向下运动，能到达斜面底端B 处．则运动过程中( )A ．小球不可能做减速运动B ．小球的电势能增加C ．电场力做的功等于小球的机械能增量D ．电场力的冲量可能与重力的冲量相同7、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8、(多选)(2020·山东卷)真空中有两个固定的带正电的点电荷，电荷量不相等．一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O 点时，仅在电场力的作用下恰好保持静止状态．过O 点作两正电荷连线的垂线，以O 点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a 、c 和b 、d ，如图所示．以下说法正确的是( )A ．a 点电势低于O 点B ．b 点电势低于c 点C ．该试探电荷在a 点的电势能大于在b 点的电势能D ．该试探电荷在c 点的电势能小于在d 点的电势能9、(多选)如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹．设电子在A、B两点的加速度大小分别为a A、a B，电势能分别为E p A、E p B.下列说法正确的是()A．电子一定从A向B运动B．若a A＞a B，则Q靠近M端且为正电荷C．无论Q为正电荷还是负电荷一定有E p A＜E p BD．B点电势可能高于A点电势10、图甲、乙分别表示两个等量正点电荷、两个等量异种点电荷的电场。
2020届高考物理二轮复习常考题型大通关 电场中的力和能的性质(带解析)
电场中的力和能的性质1、如图所示,在等量异种电荷形成的电场中有一正方形ABCD,其对角线AC 与两点电荷的连线重合,两对角线的交点位于电荷连线的中点O.下列说法中正确的有( )A.A 、B 两点的电场强度方向相同B.B 、D 两点的电势相同C.质子由C 点沿C →O →A 路径移至A 点,电场力对其先做负功后做正功D.电子由B 点沿B →C →D 路径移至D 点,电势能先增大后减小2、如图甲，直线MN 表示某电场中一条电场线，a 、b 是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a 点处由静止释放，粒子从a 运动到b 过程中的v －t 图线如图乙所示，设a 、b 两点的电势分别为a b ϕϕ、，场强大小分别为a b E E 、，粒子在a 、b 两点的电势能分别为a b W W 、，不计重力，则有（ ）A. a b ϕϕ>B. a b E E >C. a b E E <D. a b W W >3、两块大小、形状完全相同的金属平板平行正对放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关S ，电源即给电容器充电．则( )A ．保持S 接通，减小两极板间的距离，则在电阻R 中会出现从b 流向a 的电流B ．断开S ，增大两极板间的距离，则两极板间的场强会增大C ．保持S 接通，在两极板间插入一块电介质，则极板上的电荷量增大D ．断开S ，减小两极板间的距离，电容器上电荷量会增大4、如图所示，一粗糙绝缘竖直平面与两个等量异种点电荷连线的中垂面重合，A 、O 、B 为该面上同一条竖直线上的三点，且O 为点电荷连线的中点。
现有带电荷量为q 、质量为m 的小物块(可视为质点)，在A 点以初速度v 0释放沿AOB 向下滑动，则 ( )A ．小物块带正电B ．从A 到B ，小物块的电势能先减小后增大C ．从A 到B ，小物块所受电场力先增大后减小D ．从A 到B ，小物块的加速度不变5、如图所示，一个质量为m 、带电荷量为+q 的粒子在匀强电场中运动，依次通过等腰直角三角形的三个顶点粒子在A 、B 两点的速率均为v 0，在C 点的速率为055v ，已知AB d ,匀强电场在三角形ABC 所在平面内，粒子仅受电场力作用。
高考物理二轮必会题型：6.1《电场的力的性质》(含答案)
第六章 静电场第1讲 电场的力的性质1．两个等量点电荷P 、Q 在真空中产生的电场的电场线(方向未画出)如图7所示，一电子在A 、B 两点所受的电场力分别为F A 和F B ，则它们的大小关系为( )．图1A ．F A ＝FB B ．F A <F BC ．F A >F BD ．无法确定解析 因A 处电场线比较密，电场强度大，由F ＝qE 知，电子受到的电场力大，选项C 正确． 答案 C2．一带负电荷的质点，仅在电场力作用下沿曲线abc 从a 运动到c ，已知质点的速率是递减的．关于b 点电场强度E 的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b 点的切线)( )解析 质点所带电荷是负电荷，电场方向应与负电荷受到的电场力方向相反，又因为质点的速度是递减的，因此力的方向与速度方向夹角应大于90°，故D 正确． 答案 D3．如图所示，电荷量为Q 1、Q 2的两个正点电荷分别置于A 点和B 点，两点相距L.在以AB 为直径的光滑绝缘半圆上，穿着一个带电小球＋q(可视为点电荷)，在P 点平衡．不计小球的重力，那么，PA 与AB 的夹角α与Q 1、Q 2的关系应满足( )图2A ．tan 3α＝Q 2Q 1B ．tan 2α＝Q 2Q 1C ．tan 3α＝Q 1Q 2D ．tan 2α＝Q 1Q 2解析对小球受力分析如图所示，则F 1＝k Q 1q PA 2，F 2＝k Q 2q PB 2，tan I α＝F 2F 1＝PB PA ，整理得tan 3α＝Q 2Q 1，选项A 正确．答案 A4．A 、B 、C 三点在同一直线上，AB ∶BC ＝1∶2，B 点位于A 、C 之间，在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷．当在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受到的电场力为F ；移去A 处电荷，在C 处放一电荷量为－2q 的点电荷，其所受电场力为( )．图3A ．－F 2 B.F2 C ．－F D ．F解析如图所示，设B 处的点电荷带电荷量为正，AB ＝r ，则BC ＝2r ，根据库仑定律F ＝kQq r2，F′＝kQ·2q 2，可得F′＝F2，故选项B 正确．答案 B5．一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc 从a 运动到c ，已知质点的速率是递减的．关于b 点电场强度E 的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b 点的切线)( )．解析 由题意知，质点沿曲线abc 运动时只受电场力作用，根据曲线运动中力与速度的关系，电场力应指向曲线的凹侧．因为质点的速度是递减的，所以电场力的方向与速度方向的夹角应大于90°，又因为质点带负电荷，故选项D 正确． 答案 D6．如图4所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹．粒子先经过M 点，再经过N 点．可以判定( )．图4A．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力B．M点的电势高于N点的电势C．粒子带正电D．粒子在M点的动能大于在N点的动能解析电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密集，场强越大．M点所在区域电场线比N点所在区域电场线疏，所以M点的场强小，粒子在M点受到的电场力小．故A错误．沿电场线方向，电势逐渐降低．从总的趋势看，电场线的方向是从M到N的，所以M点的电势高于N点的电势．故B正确．如图所示，用“速度线与力线”的方法，在粒子运动的始点M作上述的两条线，显然电场力的方向与电场线的方向基本一致，所以粒子带正电，C正确．“速度线与力线”夹角为锐角，所以电场力做正功．粒子的电势能减小，由能量守恒知其动能增加．故D错误．答案BC7．静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器．某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab 为该收尘板的横截面．工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示，粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上．若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列四幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)( )解析根据力和运动的关系知，当粒子运动至电场中某一点时，运动速度方向与受力方向如图所示，又据曲线运动知识知粒子运动轨迹夹在合外力与速度之间，可判定粉尘颗粒的运动轨迹如A选项中图所示．答案 A8．如图5所示，光滑绝缘细杆与水平面成θ角固定，杆上套有一带正电小球，质量为m，带电荷量为q，为使小球静止在杆上，可加一匀强电场，所加电场的场强满足什么条件时，小球可在杆上保持静止( )．图5A ．垂直于杆斜向上，场强大小为mgcos θ/qB ．竖直向上，场强大小为mg/qC ．垂直于杆斜向上，场强大小为mgsin θ/qD ．水平向右，场强大小为mgcot θ/q解析 若所加电场的场强垂直于杆斜向上，对小球受力分析可知，其受到竖直向下的重力、垂直于杆斜向上的电场力和垂直于杆方向的支持力，在这三个力的作用下，小球沿杆方向上不可能平衡，选项A 、C 错误；若所加电场的场强竖直向上，对小球受力分析可知，当E ＝mg/q 时，电场力与重力等大反向，小球可在杆上保持静止，选项B 正确；若所加电场的场强水平向右，对小球受力分析可知，其共受到三个力的作用，假设小球此时能够静止，则根据平衡条件可得Eq ＝mgtan θ，所以E ＝mgtan θ/q ，选项D 错误． 答案 B9．如图6所示，质量分别为m A 和m B 的两小球带有同种电荷，电荷量分别为q A 和q B ，用绝缘细线悬挂在天花板上．平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1>θ2)．两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别为v A 和v B ，最大动能分别为E kA 和E kB ，则( )．图6A ．m A 一定小于mB B ．q A 一定大于q BC ．v A 一定大于v BD ．E kA 一定大于E kB解析 以A 小球为研究对象有：T A cos θ1＝m A g ，T A sin θ1＝F BA ，以B 小球为研究对象有：T B cos θ2＝m B g ，T B sin θ2＝F AB ，且F AB ＝F BA 、因θ1>θ2，故T B >T A ，而cos θ2>cos θ1，故m B >m A ，选项A 正确．因A 、B 两球摆到最低点时：A 小球下降的高度h A 大于B 小球下降的高度h B .由12mv 2＝mgh 有v ＝ 2gh ，所以v A >v B ，故选项C 正确．由库仑定律F AB ＝kq A q B r 2AB ，故无法确定q A 和q B 的大小，选项B 错误．E kA ＝12m A v 2A ＝m A gL A (1－cos θ1)＝F AB L A1－cos θ1tan θ1＝F AB L A cos θ1tan θ12，同理：E kB ＝F AB L B cos θ2tan θ22，L A cos θ1＝L B cos θ2，又θ1>θ2，所以tan θ12>tan θ22，即E kA >E kB ，故选项D 正确．答案 ACD10．如图7所示，两质量均为m 的小球A 和B 分别带有＋q 和－q 的 电量，被绝缘细线悬挂，两球间的库仑引力小于球的重力mg.现加上一个水平向右的匀强电场，待两小球再次保持静止状态时，下列结论正确的是( )图7A ．悬线OA 向右偏，OA 中的张力大于2mgB ．悬线OA 向左偏，OA 中的张力大于2mgC ．悬线OA 不发生偏离，OA 中的张力等于2mgD ．悬线AB 向左偏，AB 线的张力比不加电场时要大解析 首先应用整体法对A 、B 整体受力分析，悬线OA 张力大小为2mg ，并且OA 处于竖直方向，选项C 正确，A 、B 错误；然后再采用隔离法以B 为研究对象分析，悬线AB 向左偏，其张力等于电场力、库仑力与重力的合力，比不加电场时要大，选项D 正确，故答案为C 、D. 答案CD11．在竖直平面内固定一半径为R 的金属细圆环，质量为m 的金属小球(视为质点)通过长为L 的绝缘细线悬挂在圆环的最高点．当圆环、小球都带有相同的电荷量Q(未知)时，发现小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，如图8所示．已知静电力常量为k.则下列说法中正确的是( )．图8A ．电荷量Q ＝mgL3kRB ．电荷量Q ＝2－R 232kRC ．线对小球的拉力F ＝mgRLD ．线对小球的拉力F ＝mgR L 2－R2解析 以小球为研究对象，进行受力分析，小球受到三个力的作用：细线的拉力F 、库仑斥力F′、重力G 作用，则Fsin θ＝mg ，sin θ＝R L ，解得F ＝mgL R ，C 、D 错误；水平方向上Fcos θ＝k Q2L2cos θ，解得Q ＝mgL3kR ，A 正确、B 错误． 答案 A12．如图9所示，有三根长度均为L ＝0.3 m 的不可伸长的绝缘细线，其中两根的一端分别固定在天花板上的P 、Q 点，另一端分别拴有质量均为m ＝0.12 kg 的带电小球A 和B ，其中A 球带正电，电荷量为q ＝3×10－6C ，B 球带负电，与A 球带电荷量相同．A 、B 之间用第三根线连接起来．在水平向左的匀强电场作用下，A 、B保持静止，悬线仍处于竖直方向，且A 、B 间细线恰好伸直．(静电力常量k ＝9×109 N·m 2/C 2)图9(1)求此匀强电场的电场强度E 的大小．(2)现将PA 之间的线烧断，由于有空气阻力，A 、B 球最后会达到新的平衡位置．求此时细线QB 所受的拉力T 的大小，并求出A 、B 间细线与竖直方向的夹角θ.(3)求A 球的电势能与烧断前相比改变了多少(不计B 球所带电荷对匀强电场的影响)．解析 (1)B 球水平方向合力为零，所以q B E ＝k qq B L 2，可得E ＝k q L 2＝9×109×3×10－60.32 N/C ＝3×105N/C.(2)两球及细线最后位置如图所示，利用整体法可得F T ＝2mg ＝2×0.12×10 N＝2.4 N ， 因为小球受力平衡，所以qE ＝mgtan θ，代入数据，可得θ＝37°.(3)A 球克服电场力做功W ＝qEL(1－sin θ)＝3×10－6×3×105×0.3×(1－0.6) J ＝0.108 J ，所以A 球的电势能增加了0.108 J.答案 (1)3×105N/C (2)2.4 N ；37° (3)0.108 J。
高考物理二轮复习专题训练：电场能的性质(含答案详解)
电场能的性质 ( 附参照答案 )1．如图 1 所示a、b、c、d分别是一个菱形的四个极点，∠abc＝120°。
现将三个等量的正点电荷＋ Q固定在 a、b、 c 三个极点上，将一个电量为＋q 的点电荷挨次放在菱形中心点O 点和另一个顶点d点处，两点对比()图 1A．＋q在d点所受的电场力较大B．＋q在d点所拥有的电势能较大C．d 点的电势低于点的电势OD．d点的电场强度大于 O点的电场强度2．图中 2 虚线为一组间距相等的齐心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。
一带电粒子以必定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、 b、 c 三点是实线与虚线的交点。
则该粒子()图2A．带负电B．在c 点受力最大C．在b 点的电势能大于在 c 点的电势能D．由a 点到 b 点的动能变化大于由 b 点到 c 点的动能变化3．如图 3 所示，直线上有O、 a、b、 c 四点，ab 间的距离与bc间的距离相等。
在O点处有固定点电荷，已知b 点电势高于c 点电势。
若一带负电电荷的粒子仅在电场力作用下先从 c 点运动到 b 点，图3再从 b 点运动到 a 点，则()A．两过程中电场力做的功相等B．前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功C．前一过程中，粒子电势能不停减小D．后一过程中，粒子动能不停减小4．一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc 从 a 运动到 c，已知质点的速率是递减的．对于 b 点电场强度E的方向，以下图示中可能正确的选项是( 虚线是曲线在 b 点的切线)()分析：做曲线运动的物体，速度的方向沿该点的切线方向，而物体做曲线运动的条件是合外力与速度不共线，选项 A 错误；负电荷受力的方向与该点场强方向相反，而且轨迹曲线应向力的方向曲折，选项 C 错误；质点从 a 到 c 减速，故电场力的方向与速度方向的夹角为钝角，选项 B 错误而 D 正确．答案： D5．水平线上的O点搁置一点电荷，图中画出电荷四周对称散布的几条电场线，如右图所示．以水平线上的某点O′为圆心，画一个圆，与电场线分别订交于a、b、 c、 d、 e，则以下说法正确的选项是()A.b、 e 两点的电场强度同样B. a 点电势低于 c 点电势C.b、 c 两点间电势差等于 e、 d 两点间电势差D．电子沿圆周由 d 到 b，电场力做正功分析：图中b、e 两点电场强度的方向不一样，选项A 错；沿电场线方向电势降低，因 r a>r c，应选项 B 对；因φ c ＝φ d，φ b＝φe，应选项C对；电场力做功与路径没关，因U db>0，电子从d到b电场力做功W＝qU＝－·U<0，选项 D 错．db db db答案： BC6. 以下图，在粗拙绝缘水平面上固定一点电荷Q，从 M点无初速开释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，以下说法中正确的是 ()A.小物块所受电场力渐渐增大B.小物块拥有的电势能渐渐增大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许等于战胜摩擦力做的功7.两电荷量分别为 q1和 q2的点电荷放在 x 轴上的 O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随 x 变化的关系以下图，此中A、N 两点的电势为零，ND段中C 点电势最高，则( )A.C 点的电场强度大小为零B.A 点的电场强度大小为零C.NC间场强方向沿x 轴正方向D. 将一负点电荷从N 点移到 D 点，电场力先做正功后做负功8.以下图，匀强电场中三点A、 B、 C 是一个三角形的三个极点，ABC CAB30 ，BC 2 3 m ，已知电场线平行于△ABC所在的平面，一个电荷量q=-2 × 10-6C的点电荷由 A 移到 B 的过程中，电势能增添了 1.2 ×10-5J ，由 B移到 C 的过程中电场力做功 6× 10-6 J ，以下说法正确的选项是( )A.B、 C两点的电势差 U BC=3 VB.A 点的电势低于 B 点的电势C. 负电荷由 C 点移到 A 点的过程中，电势能增添D. 该电场的场强为 1 V/m9．以以下图所示，在足够大的圆滑绝缘水平面内有一带正电的点电荷a(图中未画出)，与a 带同种电荷的质点b 仅在a的库仑力作用下，以初速度v0(沿MP方向)由M点运动到N点，到 N点时速度大小为v，且v<v0，则()A ．a 电荷必定在虚线 MP 下方B. b 电荷在 M 点、 N 点的加快度大小可能相等C. b 电荷在 M 点的电势能小于在 N 点的电势能D. b 电荷从 M 点到 N 点的过程中， a 电荷对其做的总功为负值分析：合外力应当指向轨迹的凹向，因 、 b 带同种电荷，应选项 A 对，由 < 0 可知，电av v荷b从 到 ，电场力对其做负功，选项 C 、D 对；故N 点距离点电荷a 比点近，b 电荷在MM NM点的加快度大小比 N 点小，选项 B 错；由电场力做负功，电势能增添知，选项C 对．答案： ACD10．如图，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平川面上，上边放一质量为 m 的带正电小球，小球与弹簧不连结，施加外力F 将小球向下压至某地点静止．现撤去F ，使小球沿竖直方向运动，在小球由静止到走开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为W 1和 W 2，小球走开弹簧时的速度为 v ，不计空气阻力，则上述过程中 () A ．小球的重力势能增添－ W 1B ．小球的电势能减少 W 212C ．小球的机械能增添W 1＋ 2mvD ．小球与弹簧构成的系统机械能守恒分析：由功能关系可知，在小球由静止到走开弹簧的过程中，小球的重力势能增添－ W 1，小球的电势能减少W2，选项A、B正确，小球的机械能增添W2，小球与弹簧构成的系统机械能和电势能之和保持不变，选项C、 D错误．答案： AB11．图 11 甲所示，在真空中足够大的绝缘水平川面上，一个质量为m＝0.2 kg、带电荷量为＝＋ 2.0 ×10 －6C 的小物块处于静止状态，小物块与地面间的摩擦因数μ＝ 0.1. 从t ＝0q时该开始，空间上加一个如图乙所示的电场。
2024年高考物理二轮复习专题8：电场的性质带电粒子在电场中的运动(附答案解析)
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专题08·电场的性质带电粒子在电场中的运动能力突破
本专题考查静电现象、库仑力、电场强度、电势能、电势、
电容器等知识点，并会处理带电粒子在电场中运动的各种
情况。
高考热点(1)掌握描述电场性质的物理量；
(2)判断电势高低及电势能大小的方法；(3)带电粒子在电场中运动问题。
出题方向选择题和计算题均有涉及，也常作为选择题和计算题的压轴题出现，题目难度一般为中档。
考点1电场的性质
1.电场中的各个物理量的形成及相互转化的关系。
高考物理《电场能的性质》真题练习含答案
高考物理《电场能的性质》真题练习含答案1.[2024·福建省福州三中期中考试](多选)如图所示，虚线表示两个固定的等量异种点电荷形成的电场中的等势线．一带电粒子以某一速度从图中a点沿实线abcde运动．若粒子只受静电力作用，则下列判断正确的是()A．粒子带负电B．速度先减小后增大C．电势能先减小后增大D．经过b点和d点时的速度大小和方向均相同答案：AB解析：根据两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势线的特点可得，该图中的等势线中，正电荷在上方，负电荷在下方，从粒子运动轨迹看出，轨迹向上弯曲，可知带电粒子受到了向上的力的作用．所以粒子带负电，A正确；粒子从a→b→c过程中，电场力做负功，c→d→e过程中，电场力做正功．粒子在静电场中电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，速度先减小后增大，B正确，C错误；由于b、d两点处于同一个等势面上，所以粒子在b、d两点的电势能相同，粒子经过b点和d点时的速度大小相同，方向不同，故D 错误．2．[2021·广东卷]如图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面．在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点．不计液滴重力．下列说法正确的是()A.a点的电势比b点的低B．a点的电场强度比b点的小C．液滴在a点的加速度比在b点的小D．液滴在a点的电势能比在b点的大答案：D解析：由于发射极与电源正极相连接，故发射极电势高于吸极电势，故a点电势比b点电势高，A错误；等势面的疏密反映电场线的疏密，故a点的电场强度大于b点的，液滴在a点的加速度大于b点的，B、C错误；带电液滴从发射极加速飞向吸极，从a到b电场力做正功，故电势能减小，D正确．3.(多选)如图所示，在某孤立点电荷形成的电场中有A、B 两点，已知A、B 两点的场强方向如图所示，下列选项正确的是()A．某检验电荷在A点受的电场力等于在B点受的电场力B．某检验电荷在A点受的电场力大于在B点受的电场力C．某检验电荷在A点的电势能一定大于在B点的电势能D．某检验电荷在A点的电势能可能小于在B点的电势能答案：BD解析：两条电场线的延长线交于一点，即为点电荷Q的位置，根据电场线方向可知Q带正电，设A、B两点到Q的距离分别为r A和r B，由几何知识得到r Ar B＝sin θ，根据点电荷场强公式E＝k Qr2，可得A、B两点的电场强度为E A＞E B，某检验电荷在A点受的电场力大于在B点受的电场力，B正确；因为B点距离正点电荷Q远，所以φB<φA，根据E p＝φq 可知，某检验电荷在A点的电势能可能小于在B点的电势能，电势能与电荷的电性有关，D正确．4．[2024·山东省聊城市二中月考](多选)如图所示，A、B为等量异种点电荷连线上的点且关于正电荷位置对称，C、B位于两电荷连线的中垂线上，则下列说法正确的是()A.A、B两点的电场强度大小关系为E A>E BB．B、C两点的电场强度大小关系为E B>E CC．若将一带正电的试探电荷从A移到B处，静电力不做功D．若将一带正电的试探电荷从C移到B处，静电力不做功答案：BD解析：等量异种点电荷产生的电场线和等势面的分布如图所示根据图像可知B点电场线较A点密集，则E A<E B，B点的电场线较C点密集，所以E B>E C，A错误，B正确；因B点电势为零，A点电势大于零，可知若将一带正电的试探电荷从A 移到B处，电势能减小，静电力做正功，C错误；因BC两点电势相等，均为零，可知若将一带正电的试探电荷从C移到B处，静电力不做功，D正确．5.[2024·辽宁省铁岭市开学考试](多选)如图所示，在a、b两点固定着两个带等量异种电荷的点电荷，c、d两点将a、b两点的连线三等分，则下列说法中正确的是() A．c、d两点处的场强相同B．c、d两点处的电势相等C．从c点到d点场强先变小后变大D．从c点到d点电势先降低后升高答案：AC解析：根据等量异种电荷连线上电场的分布特点可知，c、d两点将a、b两点的连线三等分，所以c与d关于连线的中点对称，则关于连线的中点对称的两点c与d的场强相同，A正确；根据等量异种电荷连线上的电场分布特点，可知两端大，中点最小，可知从c点到d点场强先变小后变大，C正确；根据等量异种电荷电场线的分布可知，电场线由a指向b，根据沿电场线方向电势越来越低，所以c点到d点电势一直减小，B、D错误．6.[2024·黑龙江省龙东地区联考](多选)如图所示，在直角△ABC中，BC＝4 cm，∠C＝30°，匀强电场的电场线平行于△ABC所在平面，且A、B、C点的电势分别为10 V、－2 V、10 V．下列说法正确的是()A．电场强度的方向沿AB方向B．电场强度的大小为600 V/mC．一个电子从A点移动到C点，电场力做功为零D．一个电子从B点移动到C点，电场力做功为－12 eV答案：BC解析：A点和C点电势相等，且电场为匀强电场，故AC为一条等势线，又电场线与等势线垂直，所以电场方向垂直于AC，A错误；电场强度的大小为E＝U CBBC sin 30°＝600 V/m，B正确；在等势线上移动电荷时电场力不做功，所以电子从A点移动到C点时，电场力做功为零，C正确；一个电子从B点移动到C点，电场力做功为W BC＝－eU BC＝－e(φB－φC)＝12 eV，D错误．7.[2024·福建省五校联考](多选)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、12 V、18 V.下列说法正确的是() A．电场强度的大小为 2 V/cmB．坐标原点处的电势为6 VC ．电子从b 点运动到c 点，电场力做功为6 eVD ．电子在a 点的电势能比在b 点的低2 eV 答案：AC解析：将电场强度分解为水平和竖直，x 轴方向E x ＝U ca d ca ＝φc －φad ca＝1 V /cm ，沿y 轴方向E y ＝U cb d cb ＝φc －φbd cb＝1 V /cm ，则合场强E ＝E 2x ＋E 2y ＝ 2 V /cm ，A 正确；在匀强电场中，平行等距的两线段电势差相等，故φc －φa ＝φb －φO ，解得坐标原点处的电势为4 V ，B 错误；电子在c 点电势能E p c ＝－eφc ＝－18 eV ，电子在b 点电势能E p b ＝－eφb ＝－12 eV ，电子在b 点的电势能比在c 点的高6 eV ，故电子从b 点运动到c 点，电场力做功为6 eV ，C 正确；电子在a 点电势能E p a ＝－eφa ＝－10 eV ，电子在a 点的电势能比在b 点的高2 eV ，D 错误．8.(多选)如图所示，空间中存在竖直向上的匀强电场，将一绝缘带电小球自C 点静止释放，一段时间后小球与正下方弹簧在A 点开始接触并压缩弹簧，假设从释放到最低点B 的过程中电场力对小球做功－5 J ，弹簧形变始终处于弹性限度范围，不计空气阻力，下列说法正确的是( )A ．小球反弹后可重新到达C 点B ．从C 点到B 点，小球与弹簧的机械能减少5 J C ．小球从A 运动到B 过程中速度一直在减小D ．小球动能最大的位置在AB 之间小球重力和弹簧弹力大小相等的位置 答案：AB解析：小球、弹簧组成的系统有重力、弹簧弹力和电场力做功，机械能和电势能的总和不变，小球反弹后一定能重新回到C 点，A 正确；从C 到B 的过程中，电场力做功－5 J ，由能量守恒得，小球和弹簧组成的系统的机械能减少5 J ，B 正确；小球从A 到B 的过程中先加速运动，到达重力、弹簧弹力和电场力三力合力为零的位置时，速度最大，动能最大，之后做减速运动，直到B 点，C 、D 均错误．9.[2024·山西省大同市期中考试]如图所示，竖直面内有一半径为R 的光滑绝缘圆轨道，有一质量为m ，电荷量大小为q 的带负电小球从轨道最低点出发，沿着轨道切线方向以大小为v 0的初速度水平射出，整个装置处于竖直向下的匀强电场中，已知E ＝mg2q 下列说法正确的是( )A ．小球在最低点对轨道的压力为mg2B ．小球在最低点对轨道的压力为mv 20R －mg 2C ．若能够不脱轨到达最高点，则初速度最小为5gRD ．若能够不脱轨到达最高点，则初速度最小为10gR2答案：D解析：小球在最低点做圆周运动，合外力提供向心力有m v 20R＝F 支－mg ＋Eq ，解得F支＝mv 20R ＋mg 2 ，根据牛顿第三定律F 压＝F 支＝mv 20 R ＋mg 2，A 、B 错误；若能够不脱轨到达最高点，则在最高点轨道对小球的弹力刚好为零，即小球在重力和电场力作用下做圆周运动m v 21R ＝mg －Eq ，由动能定理有12 mv 21 －12 mv 20 ＝－(mg －Eq)·2R ，所以初速度最小值v 0＝10gR2，C 错误，D 正确． 10．[2024·山西省晋城一中期中考试]如图所示，在水平轨道AB 的末端处，平滑连接一个半径R ＝0.4 m 的光滑半圆形轨道，半圆形轨道与水平轨道相切，C 点为半圆形轨道的中点，D 点为半圆形轨道的最高点，整个轨道处在电场强度水平向右，大小E ＝4×103 V /m 的匀强电场中．将一个质量m ＝0.1 kg 带正电的小物块(视为质点)，从水平轨道的A 点由静止释放，小物块恰好能通过D 点．小物块的电荷量q ＝＋2×10－4 C ，小物块与水平轨道之间的动摩擦因数μ＝0.2，取重力加速度大小g ＝10 m /s 2.求：(1)A 、B 两点间的距离L ；(2)小物块通过C 点时对轨道的压力大小F N . 答案：(1)53m (2)5.4 N解析：(1)小物块恰好能通过D 点，由牛顿第二定律可知mg ＝mv 2DR从A 点到D 点由动能定理得(qE －μmg)L －2mgR ＝12 mv 2D 解得A 、B 两点间的距离L ＝53m(2)从C 点到D 点由动能定理得－mgR －qER ＝12 mv 2D －12 mv 2C 在C 点由牛顿第二定律得N －qE ＝m v 2C R根据牛顿第三定律，小物块通过C 点时对轨道的压力大小F N ＝N 解得F N ＝5.4 N11．[2024·重庆市七中期中考试]如图所示，在绝缘水平面上的两物块A 、B 用劲度系数为k 的水平绝缘轻质弹簧连接，物块B 、C 用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，A 靠在竖直墙边，C 在倾角为θ＝30°的长斜面上，滑轮两侧的轻绳分别与水平面和斜面平行．A 、B 、C 的质量分别是m 、2m 、2m ，A 所带电荷量为＋23 q ，B 所带电荷量均为＋q ，C 不带电，滑轮左侧存在着水平向左的匀强电场，整个系统不计一切摩擦，B 与滑轮足够远．匀强电场的电场力大小为E ＝3mgq ，开始时系统静止．现让C 在沿斜面向下的拉力F 作用下做加速度大小为g 的匀加速直线运动，弹簧始终未超过弹性限度，重力加速度大小为g.(1)求初始状态下弹簧的形变量Δx 1；(2)求A 刚要离开墙壁时C 的速度大小v 1； (3)接(2)此过程中拉力F 所做的功． 答案：(1)2mgk(2)2g2m k (3)24m 2g 2k解析：(1)初始时，对B 分析可知Eq ＝k Δx 1＋2mg sin θ 解得弹簧的压缩量Δx 1＝2mgk(2)当A 刚要离开墙壁时，对C 分析E ×23q ＝k Δx 2则此过程中C 下滑的距离x ＝Δx 1＋Δx 2＝4mgk此时C 的速度大小v 1＝2gx ＝2g2m k(3)从开始运动到A 刚要离开墙壁时弹簧弹性势能不变，此过程中根据动能定理W F ＋2mgx sin θ－qEx ＝12(2m ＋2m)v 21 解得拉力F 所做的功W F ＝24m 2g 2k .。
高考物理知识体系总论：电场能的性质作业(答案+解析)
电场能的性质作业题作业题目难度分为3档：三星☆☆☆（基础题目）四星☆☆☆☆（中等题目）五星☆☆☆☆☆（较难题目）本套作业题目1-10题为三星,11-16为四星，17-18为五星。
1.在静电场中（）☆☆☆A.电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零B.电场强度处处相同的区城内，电势也一定处处相同C.电场强度的方向总是跟等势面垂直的D.沿着电场强度的方向，电势总是不断降低的答案解析：A.电场中某一点的电场强度大小和电势大小没有任何直接关系，任一点的电势大小和零势能参考面选取有关；电势随着电场线方向逐渐降低，所以B 错误，D正确；电场线的方向总是跟等势面垂直，所以C正确。
2.电场中等势面如图所示，下列关于该电场的描述正确的是()☆☆☆A．A点的电场强度比C点的小B．负电荷在A点的电势能比C点的电势能大C．电荷沿等势面AB移动过程中，电场力始终不做功D．正电荷由A移到C，电场力做负功答案解析：等势面的疏密程度表示电场的强弱，所以A点的电场强度比C点的大，选项A错误；由于A点电势比C点电势大，所以负电荷在A点电势能比C 点电势能小，正电荷由A移到C，电场力做正功，所以选项B、D错误；由于A 点和B点在同一等势面上，所以电荷沿等势面AB移动过程中，电场力始终不做功，选项C正确。
3.如图所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是()☆☆☆A．电势φA>φB，场强E A>E BB．电势φA>φB，场强E A<E BC．将电荷量为q的正电荷从A点移到B点，电场力做正功，电势能减少D．将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，电荷具有的电势能Ep A>Ep B答案解析：顺着电场线电势逐渐降低，即φA>φB，由电场线疏密可知，E A<E B，故A错，B对；由电场力做功与电势能变化的关系可知，＋q从A移到B，电场力做正功，电势能减少，C对；负电荷从A移到B，电场力做负功，电势能增加，Ep A<Ep B，故D错。
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电场能的性质(附参考答案)
1．如图1所示a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，∠abc＝120°。
现将三个等量
的正点电荷＋Q固定在a、b、c三个顶点上，将一个电量为＋q的点电荷依次放在菱形中心点
O点和另一个顶点d点处，两点相比() 图1
A．＋q在d点所受的电场力较大
B．＋q在d点所具有的电势能较大
C．d点的电势低于O点的电势
D．d点的电场强度大于O点的电场强度
2．图中2虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的
点电荷。
一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作
用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。
则该粒子( ) 图2
A．带负电
B．在c点受力最大
C．在b点的电势能大于在c点的电势能
D．由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化
3．如图3所示，直线上有O、a、b、c四点，ab间的距离与bc间
的距离相等。
在O点处有固定点电荷，已知b点电势高于c点电势。
若
一带负电电荷的粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点，图3
再从b点运动到a点，则( )
A．两过程中电场力做的功相等
B．前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功
C．前一过程中，粒子电势能不断减小
D．后一过程中，粒子动能不断减小
4．一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递
减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)( )
解析：做曲线运动的物体，速度的方向沿该点的切线方向，而物体做曲线运动的条件是合外力与速度不共线，选项A错误；负电荷受力的方向与该点场强方向相反，并且轨迹曲线应向力的方向弯曲，选项C错误；质点从a到c减速，故电场力的方向与速度方向的夹角为钝角，选项B错误而D正确．
答案：D
5．水平线上的O点放置一点电荷，图中画出电荷周围对称分布的几条电场线，如右图所示．以水平线上的某点O′为圆心，画一个圆，与电场线分别相交于a、b、c、d、e，则下列说法正确的是( )
A. b、e两点的电场强度相同
B. a点电势低于c点电势
C. b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差
D．电子沿圆周由d到b，电场力做正功
解析：图中b、e两点电场强度的方向不同，选项A错；沿电场线方向电势降低，因r a>r c，
故选项B对；因φc＝φd，φb＝φe，故选项C对；电场力做功与路径无关，因U db>0，电子从d到b电场力做功W db＝qU db＝－e·U db<0，选项D错．
答案：BC
6.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
7.两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上
各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，ND段中
C点电势最高，则( )
A.C点的电场强度大小为零
B.A点的电场强度大小为零
C.NC间场强方向沿x轴正方向
D.将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功
8.如图所示，匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，
，，已知电场线平行于△ABC所在的
ABC CAB30BC2 3 m
∠=∠=︒=
平面，一个电荷量q=-2×10-6C的点电荷由A移到B的过程中，电势能增加
了1.2×10-5 J，由B移到C的过程中电场力做功6×10-6 J，下列说法正确的是( )
A.B、C两点的电势差U BC=3 V
B.A点的电势低于B点的电势
C.负电荷由C点移到A点的过程中，电势能增加
D.该电场的场强为1 V/m
9．如下图所示，在足够大的光滑绝缘水平面内有一带正电的点电荷a(图中未画出)，与a带同种电荷的质点b仅在a的库仑力作用下，以初速度v0(沿MP方向)由M点运动到N点，到N点时速度大小为v，且v<v0，则( )
A ．a 电荷一定在虚线MP 下方
B. b 电荷在M 点、N 点的加速度大小可能相等
C. b 电荷在M 点的电势能小于在N 点的电势能
D. b 电荷从M 点到N 点的过程中，a 电荷对其做的总功为负值
解析：合外力应该指向轨迹的凹向，因a 、b 带同种电荷，故选项A 对，由v <v 0可知，电荷b 从M 到N ，电场力对其做负功，选项C 、D 对；故N 点距离点电荷a 比M 点近，b 电荷在M 点的加速度大小比N 点小，选项B 错；由电场力做负功，电势能增加知，选项C 对．
答案：ACD
10．如图，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m 的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F 将小球向下压至某位置静止．现撤去F ，使小球沿竖直
方向运动，在小球由静止到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为W 1和W 2，小球离开弹簧时的速度为v ，不计空气阻力，则上述过程中( )
A ．小球的重力势能增加－W 1
B ．小球的电势能减少W 2
C ．小球的机械能增加W 1＋12
mv 2 D ．小球与弹簧组成的系统机械能守恒
解析：由功能关系可知，在小球由静止到离开弹簧的过程中，小球的重力势能增加－W 1，
小球的电势能减少W 2，选项A 、B 正确，小球的机械能增加W 2，小球与弹簧组成的系统机械能和电势能之和保持不变，选项C 、D 错误．
答案：AB
11．图11甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m ＝0.2 kg 、带电荷量为q ＝＋2.0×10－6
C 的小物块处于静止状态，小物块与地面间的摩擦因数μ＝0.1.从t ＝0时该开始，空间上加一个如图乙所示的电场。
(取水平向右的方向为正方向，g 取10 m/s 2)求：
图11
(1)4秒内小物块的位移大小；
(2)4秒内电场力对小物块所做的功。
12．如图12所示，带电荷量为Q 的正点电荷固定在倾角为30°的光
滑绝缘斜面底部的C 点，斜面上有A 、B 两点，且A 、B 和C 在同一直线
上，A 和C 相距为L ，B 为AC 中点。
现将一带电小球从A 点由静止释放， 图12
当带电小球运动到B 点时速度正好又为零，已知带电小球在A 点处的加速度大小为g
4，静电力常量为k ，求：
(1)小球运动到B 点时的加速度大小。
(2)B 和A 两点间的电势差(用Q 和L 表示)。
13．一匀强电场，场强方向是水平的(如下图)，一个质量为m 的带正电的小球，从O 点出发，初速度的大小为v 0，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动．求小球运动到最高点时其电势能与在O 点的电势能之差．
解析：设电场强度为E ，小球带电量为q ，因为小球做直线运动，它所受的电场力qE 和
重力mg 的合力必沿此直线，
如上图所示．所以mg ＝qE tan θ
由此可知，小球做匀减速运动的加速度大小为a ＝g sin θ
设从O 点到最高点的位移为x ，根据运动学公式有v 20＝2ax
运动的水平位移为x ′＝x cos θ
从O 点到最高点的过程中，电场力做负功，电势能增加，小球在最高点与O 点的电势能之差为ΔE p ＝qEx ′
联立以上五式，解得ΔE p ＝12
mv 20cos 2θ. 答案：12
mv 20cos 2θ。