高三物理一轮 课时跟踪检测 电场能的性质

峙对市爱惜阳光实验学校课时跟踪检测(二十四) 电场能的性质
高考常考题型：选择题＋计算题
1．(2021·七校)如图1所示a、b、c、d分别是一个菱形
的四个顶点，∠abc＝120°。

现将三个量的正点电荷＋Q固在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．(2021·高考)图中2虚线为一组间距相的圆，圆心处固一
带正电的点电荷。

一带电粒子以一初速度射入电场，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。

那么该粒
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．(2021·高考)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。

在O点处有固点电荷，b点电势高于c点电势。

假设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，那么( )
A．两过程中电场力做的功相
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．(2021·高考)如图4所示，在平面直角中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0，点A处的电势为6 V，点B处的电势为3 V，那么电场强度的大小为( ) A．200 V/m B．200 3 V/m 图4
C．100 V/m D ．100 3 V/m
5．一正电荷仅在电场力作用下，从A点运动到B点，速度大小随时间变化的图象如图5所示。

以下关于A、B两点电场强度
E的大小和电势φ的上下的判断，正确的选项是( )
A．E A>E B，φA>φB 图5
B．E A＝E B，φA＝φB
C．E A<E B，φA>φB
D．E A<E B，仅φA<φB
6．(2021·琼海一模)如图6所示，将带正电的甲球放在不带电的乙球左侧，两球在空间形成了稳的静电场，实线为电场线，虚线为势线。

A、B两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D两点关于直线AB对称，那么( ) 图6
A．A点和B点的电势相同
B．C点和D点的电场强度相同
C．正电荷从A点移至B点，电场力做正功
D．负电荷从C点移至D点，电势能增大
7.一带正电粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D 点，其v－t图象如图7所示，那么以下说法中正确的选项是( )
A．A处的电场强度一大于B处的电场强度
B．粒子在A处的电势能一大于在B处的电势能
C．CD间各点电场强度和电势都为零图7 D．AB两点间的电势差大于CB两点间的电势差
8．(2021·高考)两个量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势φ随位置x变化规律的是图8中( )
图8
9．(2021·期末)如图9所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，半径为R。

电荷量均为Q的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称，＋Q与O点的连线和OC间夹角为30°。

以下说法正确的选项是( )
A．O点的场强大小为
kQ
R2
图9
B．O点的场强大小为
3kQ
R2
C．B、D两点的电势关系是：φB＝φD
D ．电荷量为q 的正电荷在A点的电势能小于在C点的电势能
10．(2021·期末)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10所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势
最高，那么( )
A ．N 点的电场强度大小为零
B ．A 点的电场强度大小为零 图10
C ．NC 间场强方向指向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
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，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)。

答 案
课时跟踪检测(二十四) 电场能的性质
1．选C 由电场叠加原理可求得三个量电荷在O 点产生的合场强大小为4kQ
L
2
(L 为菱形的边长)，在d 点产生的合场强为2kQ
L
2，故＋q 在d 点受力小，A 、D 错
误；把＋q 从O 点移到d 点的过程中，电场力做正功，电势能减小，故B 错，C 对。

2．选CD 由于带电粒子受到电场力指向轨迹凹侧，说明带电粒子带正电，
选项A 错误；根据库仑律F ＝k Qq
r
2可知，粒子在c 点受到电场力最小，选项B 错
误；粒子从b 点运动到c 点的过程中，电场力对粒子做正功，粒子电势能减小，
选项C 正确；由动能理可得：qU ＝ΔE k ，因为U ab >U bc ，所以选项D 正确。

3．选C 根据题述，ab 之间电场强度大于bc 之间电场强度，前一过程中
电场力做的功小于后一过程中电场力做的功，选项AB 错误；前一过程中，电场
力做正功，粒子电势能不断减小，动能不断增大；后一过程中，电场力做正功，
粒子动能不断增大，选项C 正确，D 错误。

4．选A 在x 轴上x ＝3 cm 处电势为3 V ，与B 点电势。

该点与B 点连线
为势线，过O 点作势线的垂线即为电场线，该垂线长度为3sin 30° cm ＝1.5 cm ，电场强度的大小为E ＝U
d
＝200 V/m ，选项A 正确。

5．选B 物体仅受电场力作用，合力不会为零，由运动图象可知速度的大小又没有变化，故物体只能做匀速圆周运动，应选B 。

6．选C A 点和D 点的电势相同，B 点电势低于D 点电势，应选项A 错误；
C 点和
D 点的电场强度大小相，方向不相同，选项B 错误；正电荷从A 点移至B
点，即从高电势点移到低电势点，电势能减小，电场力做正功，选项C 正确；C 、D 两点处在同一势面上，故负电荷从C 点移至D 点，电势能不变，选项D 错误。

7．选AB 由图知粒子在A 处的加速度大于在B 处的加速度，因a ＝qE
m
，所
以E A >E B ，A 对；粒子从A 到B 动能增加，由动能理知电场力必做正功，电势能必减小，B 对；同理由动能理可知A 、C 两点的电势相，U AB ＝U CB ，D 错；仅受电场力作用的粒子在CD 间做匀速运动，所以CD 间各点电场强度均为零，但电势
是相对于零势点而言的，可以不为零，C 错。

8.选A 量异种电荷的电场线分布如下图，正、负电荷在连线中点处产生的电势一正一负，故此处即坐标
原点处的
总电势为零。

顺电场线方向电势逐渐降低，因此，在坐标原点左侧，各点的电势都大于零；在坐标原点右侧，各点的电势都小于零，正电荷处电势最高，负电荷处电势最低，无穷远处的电势为零，因此选项A 正确。

9．选A O 点的场强是圆周上正、负点电荷在O 点产生的电场叠加，大小
为2kQ R 2cos 60°＝kQ R
2，选项A 正确B 错误；B 、D 两点的电势关系是φB >φD 选项
C 错误；AC 处于同一势面上，电荷量为q 的正电荷在A 点的电势能于在C 点的电势能，选项
D 错误。

10．选D A 、N 点的电势于零，电场强度大小不为零，选项AB 错误；从N 到C 电势升高，NC 间场强方向指向x 轴负方向，选项C 错误；从N 到C 电势升
高，从C 到N 电势降低，将一负点电荷从N 点移到C 点，电场力做正功，从C
点到D 点，电场力做负功，选项D 正确。

11．解析：(1)0～2 s 内小物块加速度
a 1＝E 1q －μmg m
＝2 m/s 2
位移 x 1＝12
a 1t 12
＝4 m
2 s 末的速度为 v 2＝a 1t 1＝4 m/s
2～4 s 内小物块加速度
a 2＝E 2q －μmg m
＝－2 m/s 2
位移 x 2＝v 2t 2＋12a 2t 22
＝4 m
4秒内的位移
x ＝x 1＋x 2＝8 m 。

(2)v 4＝v 2＋a 2t 2＝0，即4 s 末小物块处于静止状态 设电场力对小物块所做的功为W ，由动能理有：
W －μmgx ＝0
解得W ＝1.6 J
答案：(1)8 m (2)1.6 J
12．解析：(1)带电小球在A 点时：mg sin 30°－k Qq
L
2＝ma A
带电小球在B 点时：错误!－mg sin 30°＝ma B 且a A ＝g 4，可解得：a B ＝g
2
(2)由A 点到B 点用动能理得：
mg sin 30°·L
2
－U BA ·q ＝0
由mg sin 30°－k Qq L 2＝m ·a A ＝m g 4
可得：14mg ＝k Qq
L 2
可求得：U BA ＝
kQ
L
答案：(1)g
2 (2)kQ
L。