备战2021届高考物理23个命题热点九电场中力和能的性质(解析版)

备战2021年高考物理23个命题热点巧练

热点九电场中力和能的性质

一、单选题

1.(2020·四川省攀枝花市第二次统考)如图所示，一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是()

A．先变大后变小，方向水平向左B．先变大后变小，方向水平向右

C．先变小后变大，方向水平向左D．先变小后变大，方向水平向右

【答案】B

【解析】根据等量异种点电荷周围的电场线分布知，从A→O→B，电场强度的方向不变，水平向右，电场强度的大小先增大后减小，则电子所受电场力的大小先变大后变小，方向水平向左，则外力的大小先变大后变小，方向水平向右，故B正确，A、C、D错误．

2.(2020·贵州省黔东南州一模)如图，xOy平面直角坐标系所在空间有沿x轴负方向的匀强电场(图中未画出)，电场强度大小为E.坐标系上的A、B、C三点构成边长为L的等边三角形．若将两电荷量相等的正点电荷分别固定在A、B两点时，C点处的电场强度恰好为零．则A处的点电荷在C点产生的电场强度大小为()

A．E B.

3 3E

C.3E

D.

3 2E

【答案】B

【解析】 C 点三个电场方向如图所示，

根据题意可知E 1cos 30°＋E 2cos 30°＝E ，又E 1＝E 2，故解得E 2＝33

E ，B 正确． 3.(2020·山东省菏泽市上学期期末)如图所示，正方形线框由边长为L 的粗细均匀的绝缘棒组成，O 是线框的中心，线框上均匀地分布着正电荷，现在线框上侧中点A 处取下足够短的带电荷量为q 的一小段，将其沿

OA 连线延长线向上移动L 2

的距离到B 点处，若线框的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，则此时O 点的电场强度大小为(k 为静电力常量)( )

A ．k q L 2

B ．k 3q 2L 2

C ．k 3q L 2

D ．k 5q L

2 【答案】 C

【解析】 设想将线框分为n 个小段，每一小段都可以看成点电荷，由对称性可知，线框上的电荷在O 点产生的场强等效为与A 点对称的电荷量为q 的电荷在O 点产生的场强，故

E 1＝kq (L 2

)2＝4kq L 2

B 点的电荷在O 点产生的场强为

E 2＝kq L

2 由场强的叠加可知E ＝E 1－E 2＝3kq L

2. 4.(2020·江苏南通第三次调研)如图所示，在正方形四个顶点分别放置一个点电荷，所带电荷量已在图中标出，则下列四个选项中，正方形中心处场强最大的是 ( )

【答案】 B

【解析】 根据点电荷电场强度公式E ＝k Q r 2，结合矢量合成法则求解。设正方形顶点到中心的距离为r ，则A 选项中电场强度E A ＝0，B 选项中电场强度E B ＝22k Q r 2，C 选项中电场强度E C ＝k Q r 2，D 选项中电场强度E D ＝2k Q r 2，所以B 正确。 5．(2020·河南省郑州市质检)如图，一带正电的点电荷固定于O 点，两虚线圆均以O 为圆心，两实线分别为带电粒子M 和N 先后在电场中运动的轨迹，a 、b 、c 、d 、e 为轨迹和虚线圆的交点．不计重力，下列说法错误的是( )

A ．M 带负电荷，N 带正电荷

B ．M 在b 点的动能小于它在a 点的动能

C ．N 在d 点的电势能等于它在e 点的电势能

D ．N 在从c 点运动到d 点的过程中克服电场力做功

【答案】 D

【解析】 由粒子运动轨迹可知，M 受到的是吸引力，N 受到的是排斥力，可知M 带负电荷，N 带正电荷，故A 正确；M 从a 点到b 点，库仑力做负功，根据动能定理知，动能减小，则M 在b 点的动能小于在a 点的动能，故B 正确；d 点和e 点在同一等势面上，电势相等，则N 在d 点的电势能等于在e 点的电势能，故C 正确；N 从c 点运动到d 点，库仑斥力做正功，故D 错误．

6.(2020·湖北武汉调考)已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。如图3所示，半径为R 的球体上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在过球心O 的直线上有A 、

B 两个点，O 和B 、B 和A 间的距离均为R 。现以OB 为直径在球内挖一球形空腔，若静电力常量为k ，球

的体积公式为V ＝43

πr 3，则A 点处场强的大小为( )

A.5kQ 36R 2

B.7kQ 36R 2

C.7kQ 32R 2

D.3kQ 16R 2

【答案】 B

【解析】由题意知，半径为R 的均匀带电体在A 点产生的场强E 整＝kQ （2R ）2＝kQ 4R 2

。挖出的小球半径为R 2，因为电荷均匀分布，其带电荷量Q ′＝43π（R 2）343πR 3Q ＝Q 8。则其在A 点产生的场强E 挖＝kQ ′（12R ＋R ）2＝k ·Q 894

R 2＝kQ 18R 2。所以剩余空腔部分电荷在A 点产生的场强E ＝E 整－E 挖＝kQ 4R 2－kQ 18R 2＝7kQ 36R 2

，故B 正确。 7.(2020·安徽省安庆市二模)一带正电的粒子仅在电场力作用下从A 点经B 、C 运动到D 点，其“速度—时间”图象如图所示．分析图象后，下列说法正确的是( )

A ．A 处的电场强度大于C 处的电场强度

B ．B 、D 两点的电场强度和电势一定都为零

C ．粒子在A 处的电势能大于在C 处的电势能

D ．A 、C 两点间的电势差大于B 、D 两点间的电势差

【答案】 A

【解析】 因为v －t 图线的斜率大小等于粒子的加速度大小，故粒子在A 处的加速度大于在C 处的加速度，A 处的电场强度大于C 处的电场强度，选项A 正确；B 、D 两点切线的斜率为零，故两点的加速度为零，场强为零，但是电势不一定都为零，选项B 错误；粒子在A 处的速度大于在C 处的速度，则在A

处的动能大