高频考点9 电场力的性质与能的性质-（Word教参）-【精讲精练】2024年高考物理二轮专题辅导与训练

高频考点9　电场力的性质与能的性质 1. (2022·湖南卷)如图，四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边a、b、c、d上。移去a处的绝缘棒，假定另外三根绝缘棒电荷分布不变。关于长方体几何中心O点处电场强度方向和电势的变化，下列说法正确的是(　　) A．电场强度方向垂直指向a，电势减小 B．电场强度方向垂直指向c，电势减小 C．电场强度方向垂直指向a，电势增大 D．电场强度方向垂直指向c，电势增大 解析　根据对称性可知，移去a处的绝缘棒后，电场强度方向垂直指向a，再根据电势的叠加原理，单个点电荷在距其r处的电势为φ＝k(取无穷远处电势为零)现在撤去a处的绝缘棒后，q减小，则O点的电势减小。故选A。 答案　A 2．(多选)(2023·湖南邵阳统考一模)两带电金属板竖直放置且两板始终与电源的正、负极相连，如图所示。在电场中的O点，用一根绝缘细线悬挂一带负电荷的小球，小球静止在细线与竖直方向夹角为θ的位置。现将两金属板绕各自的中心转轴缓慢旋转一个小角度，两转轴在同一水平线上且旋转过程中两金属板始终保持平行，如图中虚线所示。则(　　) A．两板间匀强电场的场强将变小 B．细线对小球的拉力将变大 C．小球静止时细线与竖直方向夹角θ将变小 D．小球静止时细线与竖直方向夹角θ将变大 解析　缓慢旋转过程中两轴心之间的距离保持不变，转动时两平行板的垂直距离变小，设转动的角度为α，两轴心的距离为d，两极板间的电势差为U，则转动后的电场强度为E＝，根据匀强电场的场强与电势差和板间距离关系得两板间匀强电场的场强将变大，A错误；未转动前，绳子拉力、电场力与小球的重力关系Ty＝Tcos θ＝mg，Tx＝Tsin θ＝q，当转动角度为α，小球依然受重力、电场力和拉力，再次沿水平方向和竖直方向正交分解，根据平衡条件得Ty′＝T′cos θ′＝mg＋tan α，Tx′＝T′sin θ′＝·cos α＝q， 则电场力水平方向分力不变，即细线水平方向分力不变，竖直方向分力变大，可画出受力分析图如图所示，可知小球静止时细线与竖直方向夹角θ将变小，细线的拉力增大，B、C正确，D错误。 答案　BC 3．(多选)如图所示，在匀强电场中有边长为5 cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行。O点为该三角形的中心，D、E、F分别为AB、BC和AC边的中点。三角形各顶点的电势分别为φA＝4 V、φD＝6 V、φC＝12 V，下列说法正确的是(　　) A．O点电势为10 V B．匀强电场的场强大小为160 V/m，方向由C指向A C．将电子由E点移到C点，电子的电势能减少了2 eV D．在三角形ABC内切圆的圆周上，D点电势最低 解析　三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，D为AB边的中点，则有φD＝，可得φB＝8 V，同理F为AC的中点，可得φF＝8 V，故BOF为等势线，φO＝8 V，A错误；场强方向垂直于BF斜向左上，由电场强度与电势差关系公式可得场强E＝＝＝160 V/m，方向从C到A，B正确；因为φE＝＝10 V，将电子由E点移到C点，电场力做功为WEC＝eUEC＝－2 eV，ΔEp＝－W，电子由E点移到C点，电场力做正功，电子的电势能减少了2 eV，C正确；过圆心O作AC的平行线，在圆上的交点不为D点，由题图可知，D点电势高于圆的上交点电势，D错误。 答案　BC 4. (多选)如图所示，A、B两点固定电荷量分别为q(q>0)和－2q的点电荷。A、B两点间的距离为2L。O为A、B连线中点，在A、B连线的垂直平分线上P点也固定一个点电荷。将电荷量为q、质量为m的粒子从O点由静止释放，释放的一瞬间，粒子的加速度大小为，静电力常量为k，不计粒子重力，则P点固定的点电荷的电荷量Q及P点到O点的距离r可能为(　　) A．Q＝q，r＝L　　　 B．Q＝q，r＝L C．Q＝2q，r＝L D．Q＝9q，r＝L 解析　A、B两点的点电荷在O点产生的合场强大小为E1＝k。设O点的合场强为E，则qE＝m，解得E＝k，根据矢量合成2＋E12＝E2，解得＝，因此AD项正确，BC错误。 答案　AD 5. 在如图坐标系中，P、M、N为坐标轴上的三点，它们到坐标原点O的距离关系为OM＝OP＝2ON，M点存在一电荷量为Q的正点电荷，其在O点的电场强度大小为E，现在某点也放置电荷量为Q的正点电荷，并在空间加一匀强电场，使O点的电场强度恰好为零。则(　　) A．若正点电荷放置于P点，匀强电场的电场强度大小为E B．若正点电荷放置于N点，匀强电场的电场强度大小为E C．若正点电荷放置于P点，匀强电场的方向在xOz平面内与y轴夹角为45° D．若正点电荷放置于N点，匀强电场的方向在yOz平面内与y轴夹角为45° 解析　若正点电荷放置于P点，两个正点电荷在O点的合电场强