2020版高考物理总复习 第22课 电场能的性质练习 6页

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>φQ B．直线c位于某一等势面内，φM>φN C．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WMN＝WMP<0，而WMN＝qUMN，WMP＝qUMP，q<0，所以有UMN＝UMP>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，WMQ＝q(φM－φQ)＝0，电子由P点到Q点过程中，WPQ＝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(　　)‎ 6‎ 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。电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小，即负电荷在a点的电势能较b点的小，故C项错误。由C项分析可知，检验电荷－q在a点的电势能较b点的小，则把检验电荷－q从电势能小的a点移动到电势能大的b点，电势能增加，电场力做负功，故D项正确。‎ b．依据场源电荷的正负比较电势高低和电势能大小 ‎(3)(多选) (2015海南单科，5分)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(　　) ‎ 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 答案：BC 解析：因为等量异号电荷连线的中垂线上的电场方向为平行于x轴指向负电荷，所以电场方向与中垂线方向垂直，故中垂线为等势线，因为中垂线延伸到无穷远处，所以中垂线的电势为零，故b点的电势为零，但是电场强度不为零，故A项错误。等量异号电荷连线上，电场方向由正电荷指向负电荷，方向平行于x轴向右，在中点O处电势为零，O点左侧电势为正、右侧电势为负，又知道正电荷在正电势处电势能为正，故B项正确。O点的电势低于a点的电势，电场力做负功，所以必须克服电场力做功，故C项正确。O点和b点的电势相等，所以先后从O、b点移到a点，电场力做功相等，电势能变化相同，故D项错误。‎ ‎3．带电粒子运动轨迹类问题 ‎ a．根据电场线的特性解决带电粒子在电场中运动轨迹类问题 ‎(4)(多选)(2017天津理综，6分)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aA、aB，电势能分别为EpA、EpB。下列说法正确的是(　　)‎ 6‎ A．电子一定从A向B运动 B．若aA>aB，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EpAaB，说明电子在A点受到的静电力较大，A点的电场强度较大，根据点电荷的电场分布可知，靠近M端为场源电荷的位置，应带正电，故B项正确。无论Q为正电荷还是负电荷，一定有电势 φA>φB，电子电势能 Ep＝－eφ，电势能是标量，所以一定有EpA