2024年高考物理二轮专题复习：电场中的能

更新时间：2024-02-26 浏览次数：24 类型：二轮复习

一、选择题

1. (2022高二上·连云期末) 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点的动能小于它在B点的动能 C . 粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能 D . 电场中A点的电势低于B点的电势

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2. (2024高三上·相城期末) 在A、B两点放置电荷量分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的点电荷，其形成的电场线分布如图所示，C为A、B连线的中点，D是 $\text{[math]}$ 连线的中垂线上的另一点。则下列说法正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ B . C点的电势高于D点的电势 C . 若将一正电荷从C点移到无穷远点，电场力做负功 D . 若将另一负电荷从C点移到D点，电荷电势能减小

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3. (2024高三上·合肥期末) 在x轴上A、B两点分别放置两电荷 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ， C为两电荷中垂线上一点，且 $\text{[math]}$ ，在x轴上的电场强度与 $\text{[math]}$ 的图线如图所示，规定场强沿x轴正方向为正，则（）

A . 两电荷为等量异种电荷 B . $\text{[math]}$ 点电势等于0 C . 从 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 电势增加 D . 电子从 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 运动过程中电势能增大

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4. (2024高二上·惠州期末) 如图所示，球体的直径AB、CD、MN两两垂直，O点为球体球心，两个带等量正电的点电荷分别位于A和B点.则下列说法中正确的是（）

A . M点的电场强度和N点的相同 B . N点的电势比M点的高 C . 一正点电荷从O点沿OB靠近B的过程中，电势能一直增大 D . 一负点电荷沿半圆弧MCN移动过程中，电势能先减小后增大

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5. (2023高一下·武进期末) 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中 $\text{[math]}$ 段是关于直线 $\text{[math]}$ 对称的曲线， $\text{[math]}$ 段是直线，其中 $\text{[math]}$ ，则下列说法正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 段的电场强度逐渐增大 B . x₁、x₂、x₃处电势φ₁、φ₂、φ₃的关系为 $\text{[math]}$ C . 粒子在 $\text{[math]}$ 段做匀变速运动， $\text{[math]}$ 段做匀速直线运动 D . x₁与x₂两点间的电势差 $\text{[math]}$ 等于x₂与x₃两点间的电势差 $\text{[math]}$

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6. (2022高三上·运城期末) 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即 $\text{[math]}$ ，实线为一带正电的质点仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知下列说法中错误的是（）

A . 三个等势面中，a的电势最高 B . 带电质点通过P点时的电势能较Q点大 C . 带电质点通过P点时的动能较Q点大 D . 带电质点通过P点时的加速度较Q点大

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7. (2022·金华模拟) 如图所示，边长为a的等边 $\text{[math]}$ 的A、B、C三点处各放置一个点电荷，三个点电荷所带电荷量数值均为Q，其中A、B处为正电荷，C处为负电荷；边长为a的等边 $\text{[math]}$ 的E、F、G三点处均有一垂直纸面的电流大小为I的导线，其中E、F处电流垂直纸面向内，G处电流垂直纸面向外，O，H是三角形的中心，D为 $\text{[math]}$ 中点，若两三角形均竖直放置，且 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 相互平行，下列说法正确的是（）

A . O点处的电势高于D点处的电势 B . 带负电的试探电荷沿直线从D点运动到O点的过程中电势能减小 C . A点电荷所受电场力方向与E点处通电直导线所受安培力方向相同 D . 正电荷在O点处所受电场力方向与电流方向垂直纸面向外的通电导线在H点处所受安培力方向相同

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8. (2022·遂宁模拟) 如图，真空中固定着两个等量异种点电荷，O是两电荷连线的中点，a、b、c、d是连线上的四个点，e、f是连线的中垂线上的两个点，ab=bO=Oc=cd，eO=Of。则（）

A . 中垂线上三个点的电场强度大小关系为E_e=E_f>E_O B . 连线上相邻两点间的电势差关系为U_ab=U_bO=U_Oc=U_cd C . 从e点静止释放一检验正点电荷，该电荷将在e、f两点间做直线往返运动 D . 将一检验负点电荷先从a点沿直线移到c点，再沿直线移到e点，该电荷的电势能先增大后减小

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二、多项选择题

9. (2024高二上·安庆期末) 某一空间存在与 $\text{[math]}$ 轴平行的电场，有一质量 $\text{[math]}$ 的带负电小球，带电量为 $\text{[math]}$ ，只受电场力作用，以初速度 $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 处开始运动，电势 $\text{[math]}$ 随位置 $\text{[math]}$ 的变化关系如图所示，关于小球的运动情况正确的是（）

A . 在 $\text{[math]}$ 范围内电场力对小球做负功，在 $\text{[math]}$ 范围内做正功 B . 小球向左运动到 $\text{[math]}$ 处时 $\text{[math]}$ C . 在向左运动在过程中，小球的最小速度 $\text{[math]}$ D . 在向左运动在过程中，小球的最小速度 $\text{[math]}$

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10. (2024高二上·张家口期末) 如图所示，在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定一电荷量为+Q的点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为m、电荷量为–q的试探电荷，该试探电荷经过P点时速度为v，图中θ=60°。则在+Q形成的电场中（规定P点的电势为零）（）

A . N点电势低于P点电势 B . N点电势为– $\text{[math]}$ C . P点电场强度大小是N点的2倍 D . 试探电荷在N点具有的电势能为– $\text{[math]}$ mv²

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11. (2023高一下·黔西期末) 如图所示，在匀强电场中，有边长为 $\text{[math]}$ 的等边三角形 $\text{[math]}$ ，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行， $\text{[math]}$ 点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 点电势为 $\text{[math]}$ B . 匀强电场的场强大小为 $\text{[math]}$ ，方向由 $\text{[math]}$ 指向 $\text{[math]}$ C . 在三角形 $\text{[math]}$ 外接圆的圆周上电势最低点的电势为 $\text{[math]}$ D . 将电子由 $\text{[math]}$ 点移到 $\text{[math]}$ 点，电子的电势能增加了 $\text{[math]}$

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12. (2023高一下·海南期末) 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10V、17V、26V。下列说法正确的是（）

A . 电场强度的大小为2.5V/cm B . 坐标原点处的电势为1V C . 电子在a点的电势能比在b点的低7eV D . 电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV

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13. (2022高三上·湖南月考) 带电量不相等的两点电荷固定在x轴上坐标为-4L和4L的两点处，位于 $\text{[math]}$ 处的点电荷带电量的绝对值为Q，两点电荷连线上各点的电势 $\text{[math]}$ 随x变化的关系图像如图所示，x=L处的电势最低，x轴上M、N两点的坐标分别为-2L和2L，已知静电力常量为k，则下列说法正确的是（）

A . 两点电荷一定均为正电荷 B . 原点O处的场强大小为 $\text{[math]}$ C . 正检验电荷在原点O处受到向左的电场力 D . 负检验电荷由M点运动到N点的过程中，电势能先减小后增大

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14. (2021高二上·靖远期末) 如图所示，位于匀强电场中的直角三角形ABC与电场强度方向平行，∠C为直角，D为AB中点，直角边BC的长度为2cm，sin∠A=0.6，cos∠A=0.8。已知A、C、D三点的电势分别为8V、-2V和3V，则下列说法正确的是（）

A . B点和C点位于同一等势面 B . 匀强电场的方向为由D指向C C . 匀强电场的电场强度大小为375V/m D . 将一电子由C点移至A点，电子的电势能增加10eV

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15. (2020高二上·赣州期中) 如图甲所示为电场中的一条电场线，在电场线上建立坐标轴，则坐标轴上O~X₂间各点的电势分布如图乙所示，则（）

A . 在O~X₂间，场强先减小后增大 B . 在O~X₂间，场强方向一定发生了变化 C . 若一负电荷从O点运动到X₂点，电势能逐渐增大 D . 从O点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，则该电荷在O~X₂间一直做加速运动

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三、非选择题

16. (2023高二上·重庆市期中) 如图所示，空间中有一对彼此绝缘的平行金属带电极板MN，一带电液滴恰好静止在极板MN之间的A点处，已知金属板M、N之间相距为d=8cm，其中N板接地，带电液滴的质量为m=4×10^-4kg，带电量为q=2×10^-6C，取g=10m/s²。
1. （1）求MN两板间的电势差U_MN；
2. （2）若A点到N板的距离为3cm，试求液滴在A点的电势能E_pA。
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17. (2023高三上·上海市期中) 物理学可以用简洁美妙的方式描述客观世界，用几个点就可以构建出很多有趣的实例，随着物理学习的逐渐深入，同学们会越来越发现其精妙之处。
1. （1） M 、N 两点处固定有点电荷，在两电荷连线上 M 点左侧附近有一电子，电子能处于平衡状态的是（）
  
  A . B . C . D .
2. （2）有两个点电荷电场线分布如图所示，图中P 、Q两点的电场强度的大小分别为E_P和E_Q ，电势分别为Q_P和Q_Q ，则（）
  A ．E_P< E_Q ，Q_P>Q_Q B ．E_P> E_Q ， Q_P<Q_Q
  C ．E_P> E_Q ，Q_P>Q_Q D ．E_P< E_Q ， Q_P<Q_Q
3. （3）把一个电荷量为-q的试探电荷，从无穷远处移到电场中的A点时，静电力做的功为W 。规定无穷远处电势为零，则 A点的电势 $\text{[math]}$ 、试探电荷在A点的电势能E_pA 分别为（）
  A ． $\text{[math]}$ ，E_pA= -W B． $\text{[math]}$ ， E_pA= W
  C ． $\text{[math]}$ ， E_pA= W D． $\text{[math]}$ ， E_pA= -W
4. （4）进行运算时，物理量中的“- ”表示方向的是（）
  
  A . 电势 -5V B . 气温 -3℃ C . 重力势能 -12J D . 速度 -2m/s
5. （5）如图所示，一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系质量分别为m和2m的小球A和B ，用手捏住A球放在地面上，A 、B 均处于静止状态。而后释放 A球。在B 球下降、A球上升的过程中（）
  
  A . A球机械能守恒
  B . A球增加的动能等于B球增加的动能 C . B球减少的重力势能等于A球增加的机械能 D . 绳子拉力对A球做功与拉力对B 球做功绝对值相等
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18. (2023高二上·昆明期中) 如图所示，平行板电容器竖直放置， $\text{[math]}$ 板带正电， $\text{[math]}$ 板接地，在平行板正中间 $\text{[math]}$ 点处有一微粒，已知两平行板间距为 $\text{[math]}$ ，微粒质量为 $\text{[math]}$ ，电荷量为 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小为 $\text{[math]}$ ，微粒处于平衡状态。
1. （1）判断微粒所带电的电性；
2. （2）求电场强度大小 $\text{[math]}$ ；
3. （3）求微粒的电势能 $\text{[math]}$ 。
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19. (2023高二上·东城期末) 如图所示，一个半径为 $\text{[math]}$ 的不导电薄球壳均匀带正电，电荷量为 $\text{[math]}$ 。它在球外某点产生场强的方向沿球心 $\text{[math]}$ 与此点的连线向外。将它在空间某点产生场强的大小用 $\text{[math]}$ 表示，则其电场强度在空间的分布可表示为： $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 为空间某点到球心 $\text{[math]}$ 的距离， $\text{[math]}$ 为静电力常量。
1. （1）在如图所示球壳外的一点 $\text{[math]}$ 处放置一个带正电、电荷量为 $\text{[math]}$ 的试探电荷，已知点 $\text{[math]}$ 到球心 $\text{[math]}$ 的距离为 $\text{[math]}$ ，求：
  a．试探电荷所受电场力的大小 $\text{[math]}$ ；
  
  b．若将该试探电荷从 $\text{[math]}$ 点向远离球心的方向移动一段非常小的距离 $\text{[math]}$ ，求电势能的变化量 $\text{[math]}$ （球壳上电荷的分布不会发生变化）。
2. （2）球壳表面上的电荷之间也有着相互作用的静电力，因而球壳自身就具有能量，称为静电能。已知半径为 $\text{[math]}$ ，电荷量为 $\text{[math]}$ 的均匀带电薄球壳，所具有的静电能的表达式为 $\text{[math]}$ （以无穷远为电势零点）。
  a．请分析并说明带正电球壳表面单位面积上电荷所受电场力的方向；
  
  b．将球壳表面单位面积上电荷所受电场力的大小用 $\text{[math]}$ 表示，请根据电场力做功与电势能变化的关系 $\text{[math]}$ ，推导出 $\text{[math]}$ 。
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20. (2020高二上·南昌月考) 如图所示，在场强 $\text{[math]}$ 的水平匀强电场中，有一根长 $\text{[math]}$ 的细线，一端固定在O点，另一端系一个质量 $\text{[math]}$ 、电荷量 $\text{[math]}$ 的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g取10 m/s²。求：
1. （1）小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？
2. （2）若取A点电势为零，小球在B点的电势能、电势分别为多大？
3. （3）小球到B点时速度为多大？绳子张力为多大？
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21. (2020高二上·赣州期中) 如图所示，匀强电场中一带负电的点电荷在恒力F作用下，从A点沿水平方向匀速运动至B点。已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，点电荷带电荷量为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 之间的距离 $\text{[math]}$ ，A点的电势 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，不计点电荷重力。求：
1. （1）匀强电场场强的大小和方向；
2. （2）从A到B的过程中，点电荷电势能的变化量；
3. （3） $\text{[math]}$ 间的电势差及B点的电势。
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