（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。