（普查练习）第18课 电场能的性质-2023版高考物理一轮【提分宝典】全考点普查随堂课后练(全国版)

第18课　　　　　电场能的性质 普查与练习18　　　　　电场能的性质 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．比较电势高低和电势能大小的方法 (1)(多选)(2020全国Ⅲ，6分)如图，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q(q＞0)的点电荷固定在P点。下列说法正确的是(　　) A．沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大 B．沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小 C．正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大 D．将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负 答案：BC 解析：点电荷的电场线以点电荷为中心，向四周呈辐射状，如图所示，∠M是最大内角，所以PN＞PM，因为△PMN是锐角三角形，过P点作MN上的高为P到线段MN的距离，所以沿MN边，从M点到N点过程中，与P点的距离先减小后增大，即r先减小后增大，根据点电荷的场强公式E＝，可知电场强度先增大后减小，故A项错误。电场线与等势面(图中虚线)处处垂直，沿电场线方向电势降低，所以从M→N电势先增大后减小，故B项正确。M、N两点的电势大小关系为φM＞φN，根据电势能的公式Ep＝qφ可知，正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，故C项正确。正电荷从M点移动到N点，电势能减小，电场力所做的总功为正，故D项错误。 (2)(多选)(2020山东，4分)真空中有两个固定的带正电的点电荷，电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时，仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线，以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d，如图所示。以下说法正确的是(　　) A．a点电势低于O点 B．b点电势低于c点 C．该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 D．该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能 答案：BD 解析：根据带负电的试探电荷在O点，仅在电场力的作用下恰好保持静止状态，可知，EO＝0，连线上O点左侧各点场强方向向右、右侧各点场强方向向左(如图)，而沿场强方向电势降低，故φa>φO、φc>φO，故A项错误。在b点，两场源电荷产生的电场沿垂线方向的分量由O指向b，故φO>φb，而φc>φO，故φb<φc，故B项正确。同理，再结合对称性有φd＝φb<φc、φd＝φb<φa。由于负电荷在电势越高处电势能越小，故试探电荷在a点的电势能小于在b点的电势能、在c点的电势能小于在d点的电势能，故C项错误，D项正确。 2．带电粒子运动轨迹问题的分析方法 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 (3)(多选)(2019全国Ⅱ，6分)静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则(　　) A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小 B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合 C．粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能 D．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行 答案：AC 解析：在运动过程中，电场方向可能反向，如等量同种电荷连线上的电场，所以粒子的速度可能先增大后减小，故A项正确。粒子可能做曲线运动，如等量同种电荷非电荷连线上的电场，粒子运动轨迹与电场线不重合，故B项错误。粒子在M点的动能为零，在N点的速度大于等于零，电场力对粒子做正功或不做功，所以粒子在M点的电势能不低于在N点的电势能，故C项正确。粒子所受电场力的方向不一定能从粒子轨迹得知，故D项错误。 (4)(2023改编题，6分)如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN。下列判断正确的是(　　) A．vM＞vN，aM＜aN B．vM＞vN，φM＜φN C．φM＞φN，EpM＜EpN D．aM＜aN，EpM＞EpN 答案：D 解析：带电粒子所受的电场力指向运动轨迹曲线的凹侧，又因为粒子带负电，所以电场线方向指向右上方，根据沿着电场线方向电势逐渐降低，知N点电势高于M点电势；又因为粒子带负电，所以粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，由于粒子只受电场力作用，因此粒子在M点的动能小于在N点的动能，则粒子在M点的速度小于在N点的速度；电场线的疏密表示电场强度的大小，所以N点的电场强度大于M点的电场强度，粒子在N点的加速度大于在M点的加速度。综上所述可知D项正确。 b．根据等势面特性及能量守恒定律解决带电粒子在电场中运动轨迹类问题 (5)(多选)(2018全国Ⅰ，6分)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2 V。一电子经过a时的动能为10 eV，从a到d的过程中