专题9 静电场中的能量-2021年高考真题物理分项汇编（新高考）

专题9 静电场中的能量 一．选择题 1. （2021新高考湖南卷）如图，圆心为 的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行， 和 为该圆直径。将电荷量为 的粒子从 点移动到 点，电场力做功为 ；若将该粒子从 点移动到 点，电场力做功为 。下列说法正确的是（ ） A. 该匀强电场的场强方向与 平行 B. 将该粒子从 点移动到 点，电场力做功为 C. 点电势低于 点电势 D. 若只受电场力，从 点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动 【参考答案】AB 【命题意图】本题考查静电场，场强和电势，电场力做功，带电粒子在匀强电场中的运动及其相关知识点。 【解题思路】本题考查静电场，主要考查理解能力.根据电场力做功公式W=qU可知，ab之间的电势差是cd之间电势差的2倍，分别过c、d两点做ab的垂线，则两垂线均为等势线，所以该匀强电场的场强方向与ab平行，选项A正确；根据题述，将正电荷q从a运动到b，电场力做正功可知，电场线方向由a指向b，a点电势高于b点电势，选项C错误；将该粒子由d点移动到b点，电场力做功0.5W，选项B正确；若带电粒子沿与电场线平行方向射入，则做直线运动，选项D错误。 【名师点评】在匀强电场中，等长平行线段两端点之间的电势差相等。 2．（2021高考新课程II卷海南卷）如图，在匀强电场中有一虚线圆， 和 是圆的两条直径，其中 与电场方向的夹角为 ， ， 与电场方向平行，a、b两点的电势差 ．则（ ） A．电场强度的大小 B．b点的电势比d点的低 C．将电子从c点移到d点，电场力做正功 D．电子在a点的电势能大于在c点的电势能 【参考答案】AD 【名师解析】根据题述a、b两点的电势差 ．a、b两点沿电场线方向的距离为d=0.2cos60°=0.1m，由E=U/d得电场强度的大小 ，选项A正确；根据沿电场线方向电势降低，可知b点的电势比d点的高 ，选项B错误；由于电子带负电，所受电场力方向与电场线相反，所以将电子从c点移到d点，电场力做负功，选项C错误；c点电势高于a点，而电子带负电，根据电势能公式可知，电子在a点的电势能大于在c点的电势能，选项D正确。 3．（2021新高考天津卷）两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示，相邻等势面间的电势差相等．虚线 是一个电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某等势面相切于P点．下列说法正确的是（ ） A．两点电荷可能是异种点电荷 B．A点的电场强度比B点的大 C．A点的电势高于B点的电势 D．电子运动到P点时动能最小 【参考答案】CD 【解题思路】两点电荷是同种点电荷，选项A错误；根据等差等势面密处电场强度大，可知A点的电场强度比B点的小，选项B错误；根据电子在该电场中的运动轨迹MPN，可知电子运动过程中受到的排斥力，说明两点电荷是负点电荷，A点的电势高于B点的电势，电子运动到P点时动能最小，选项CD正确。 4. （2021高考全国乙卷）四个带电粒子的电荷量和质量分别为（）、（）、（）、（），它们先后以相同的速度从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与y轴平行。不计重力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中，可能正确的是（ ） A B C D 【参考答案】AD 本题通过四个带电粒子以相同的速度从坐标原点射入方向与y轴平行的匀强电场为情景，考查考生对相关知识的理解运用能力。 【学科素养】本题考查的学科素养主要是物理观念中的运动和相互作用观念，考生要能够用牛顿运动定律分析，能从物理学的运动和相互作用的视角分析问题。 【解题思路】四个带电粒子以相同的速度从坐标原点射入方向与y轴平行的匀强电场中，由牛顿第二定律，qE=ma1，qE=2ma2，3qE=3ma3，-qE=ma4，解得a1=qE/m，a2=qE/2m，a3=qE/m，a4=-qE/m，因此三个带正电的粒子的轨迹为两条，在同一方向，带负电的粒子轨迹在y轴另一方向，可排除图像C；由于四个带电粒子以相同的速度从坐标原点射入，水平方向位移相同，所以图像B不可能，所以可能正确的是AD。 5. （2021高考全国甲卷）某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则 A.一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功 B.一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eV C.b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右 D.a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大 【参考答案】BD 【名师解析】一正电荷从b点运动到e点，电场力不做功，选项A错误；一电子从a点运动到d点，电势能减小4eV，电场力做功为4eV，选项B正确；根据