专题02 静电场中的能量-【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理上学期期中真题分类汇编（新高考专用）

专题02 静电场中的能量 考点一 电势能和电势 1．（2023•柳州期中）如图所示，为避雷针周围的等势面分布情况，电场中有M、N、P三点，则（　　） A．M、N两点的场强相同 B．P点的场强大小比M点的大 C．质子从M点到P点电场力做正功 D．电子在M点的电势能大于其在P点的电势能 2．（2023•淮安期中）如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带正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点和N点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、。下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 3．（2023•北京期中）如图中的虚线为某电场的等势面，有两个带电粒子（重力不计），以不同的速率，沿不同的方向，从A点飞入电场后，沿不同的径迹1和2运动，由轨迹可以判断（　　） A．两粒子的电性一定相同 B．粒子1的动能先减小后增大 C．粒子2的电势能先增大后减小 D．经过B、C两点时两粒子的速率可能相等 4．（2023•郑州期中）（多）如图所示，在正四面体的两个顶点分别固定电荷量为Q的等量异种电荷，a、b是所在棱的中点，c、d为正四面体的另外两个顶点，则以下判断正确的是（　　） A．c、d两点电势相等 B．a、b两点的电场强度相同 C．沿棱从b到d电势逐渐降低 D．负的试探电荷沿棱从c到d电势能先增大后减小 5．（2023•永州期中）（多）如图所示，实线是匀强电场的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受静电力作用，则由此图可做出的正确判断是（    ） A．带电粒子带正电 B．带电粒子带负电 C．带电粒子在a点的速度大于在b点的速度 D．带电粒子在a点的速度小于在b点的速度 6．（2023•邯郸期中）（多）如图甲，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图乙所示。请判断该负电荷在A、B两点电势能的大小以及A、B两点电势的高低。以及比较A、B两点电场强度的大小（    ） A．电场力做正功 B．A点的电势大于B点电势 C．负电荷在A点的电势能大于B点电势能 D．A点的电场强度小于B点的电场强度 7．（2023•宿迁期中）如图表示某电场等势面的分布情况。 （1）比较在电场中的A、B两点电场强度的大小； （2）如果把点电荷从b等势面移动到e等势面，求此过程电场力做功？ 考点二 电势差与电场强度的关系 8．（2023•郑州期中）关于电势差的计算公式，下列说法正确的是（　　） A．电势差的公式表明电场中两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比 B．把正电荷从A点移动到B点电场力做正功，则有UAB<0 C．电场中A、B两点间的电势差UAB等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力所做的功 D．电势差的公式中，UAB与移动电荷的电荷量q无关 9．（2023•无锡期中）如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，过B点的等势面交电场线P点，且AB＝BC，电场中的A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AP、BC间的电势差分别为UAP、UBC。下列说法正确的是（　　） A．EA＜EB＜EC B．UAP＞UBC C．φA＜φB＜φC D．电子从A运动到C的过程中其电势能减小 10．（2023•南通期中）如图所示，A、B是某电场中同一条电场线上的两点，把电荷量的试探电荷从无穷远处移到A点，静电力做的功；把的试探电荷从无穷远处移到B点，静电力做的功为。现把的试探电荷由A点移到B点，静电力做的功为（　　） A． B． C． D． 11．（2023•绍兴期中）如图所示，A、B是点电荷电场中的两点，则（　　） A．A点电场强度小于B点电场强度 B．该点电荷带负电 C．负电荷从A点移到B点静电力做正功 D．A点电势高于B点电势 12．（2023•恩施期中）如图所示，一棱长为的正方体置于存在匀强电场的空间中，电场的方向沿方向，ABCD和是正方体的顶点。间的电势差为，下列关于电势高低及电场强度大小分析正确的是（　　） A． B． C． D． 13．（2023•长寿期中）一匀强电场的方向平行于平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点处的电势分别为、、。下列说法正确的是（    ） A．电场方向沿b点指向a点 B．电场强度的大小为 C．电子在a点的电势能比在c点的电势能低 D．电子从O点运动到b点，电场力做功为 14．（2023•太原期中）（多）半径为、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。，电子从点移动到点，电场力做功为；若将该电子从点移动到点，电场力做功为，电子电荷量的值为下列说法正确的是（    ） A．点电势高于点电势 B．该匀强电场的方向沿指向 C．将该电子从点移动到点，电场力做功 D．该匀强电场的场强大小为 15．（2023•武威期中）如图所示，在水平向右的匀强电场中，有一电荷量为C的负点电荷从A点运动到B点，电场力做功为J，AB间距离L=4m，与水平方向夹角为；求： (1)B、A间电势差UBA是多少？ (2)电场强度E是多大？ (3)如果A点的电势为-4V，则B点的电势为多少？电荷量为C的正电荷在A点具有的电势能是多少？ 16．（2023•中山期中）如图所示，a、b、c三点处在某一匀强电场中，该电场方向与a、b两点的连线平行，已知ab的长度，ac的长度，ab与ac间的夹角，现把带电荷量为的点电荷从a点移到b点，电场力做功为。求： （1）a、b两点间的电势差； （2）该匀强电场场强E的大小和方向； （3）把该电荷从b点移到c点，电场力做的功。 考点三 电容器的电容 17．（2023•柳州期中）自动体外除颤器是一种便携式医疗设备，它可以诊断特定的心律失常，并且给予电击除颤，是可被非专业人员使用的用于抢救心脏骤停患者的医疗设备。某型号自动体外除颤器的电容器电容是16μF，充电至4kV电压的电容器在一段时间内以平均电流为16A完成放电，下列说法正确的是（    ） A．该电容器放电的时间为0.4ms B．该电容器的击空电压小于4kV C．该电容器放电完成后电容为零 D．该电容器放电完成后电容仍为16μF 18．（2023•北京期中）某电容器的外壳上标有“”的字样。该参数表明（　　） A．该电容器只有在电压为80V时电容才为 B．当两端电压为40V时，该电容器的电容为 C．该电容器两端电压超过80V时，电容器会立刻被击穿 D．当给该电容器两端加上80V电压时，电容器所带的电荷量为 19．（2023•杭州期中）一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷（电荷量很小）固定在P点，如图所示。E表示极板间的场强，U表示极板间的电压，表示正电荷在P点的电势能。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（    ） A．U变小，E变小 B．E变大，变大 C．U不变，不变 D．U变小，不变 20．（2023•江北期中）工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上、下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上，已知当绝缘材料的厚度变厚时，导致介电常数变大。若有电流从b向a流过灵敏电流计时，则（　　） A．A、B两板上的电荷量增大，平行板电容器的电容增大 B．A、B两板上的电荷量增大，平行板电容器的电容减小 C．A、B两板上的电荷量减小，产品厚度增大 D．A、B两板上的电荷量减小，产品厚度减小 考点四 带电粒子在电场中的运动 21．（2023•北京期中）如图所示，平行板电容器上极板MN与下极板PQ水平放置，一带电液滴从下极板P点射入，恰好沿直线从上极板N点射出。下列说法正确的是（　　） A．该电容器上极板一定带负电 B．液滴从P点到N点的过程中速度增加 C．液滴从P点到N点的过程中电势能减少 D．液滴从P点以原速度射入后可能做匀减速直线运动 22．（2023•成都期中）（多）如图所示，轨道由粗糙斜面AB、DF与半径为R的光滑圆弧BCD组成，斜面的动摩擦因数为0.5，斜面与水平面间的夹角，，虚线BM左侧、DN右侧分布等大反向匀强电场E，带电量为的物块从A点以的初速度沿斜面向下运动，物块质量为m，物块可视为质点。AB长度为2R，电场强度大小为，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ） A．物块到B点时的速度为 B．物块在最低点的最大压力为3mg C．物块最终在圆弧BCD做往返运动 D．物块在斜面运动的总路程为3R 23．（2023•柳州期中）（多）两个共轴的半圆柱形电极间的缝隙中存在一沿半径方向的电场，如图所示，带正电的粒子流由电场区域边缘的M点射入电场，沿图中所示的半圆形轨道通过电场并从另一边缘的N点射出，下列说法正确的是（　　） A．若入射粒子的比荷相等，则出射粒子的速率一定相等 B．若入射粒子的比荷相等，则出射粒子的动能一定相等 C．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的质量一定相等 D．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的动能一定相等 24．（2023•眉山期中）（多）如图，带正电的物块放在水平桌面上，利用细绳通过光滑的滑轮与相连，处在水平向左的匀强电场中，，从开始，与桌面的动摩擦因数随的变化如图所示，取点电势为零，A、B质量均为，B离滑轮的距离足够长，则（    ） A．它们运动的最大速度为 B．它们向左运动的最大位移为 C．当速度为时，的电势能可能是 D．当速度为时，绳子的拉力可能是 25．（2023•湖南期中）（多）如图所示，在竖直平面内存在大小、方向均未知的匀强电场。一质量为的小球从轴上点以水平速度进入第一象限，速度方向沿轴正方向，经过轴上点时的速度大小也为，方向与轴正方向夹角为37°。已知，，重力加速度大小为，不计空气阻力。小球从点运动到点的过程中（　　） A．所受电场力的最小值为 B．速度的最小值为 C．动能与电势能之和一直增大 D．水平位移与竖直位移的大小之比为2：1 26．（2023•十堰期中）如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g。 (1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放，从释放到滑块到达与圆心O等高的C点这一过程的电势能变化量； (2)若滑块从水平轨道上距离B点s=10R的A点由静止释放，求滑块到达D点时对轨道的作用力大小； (3)改变s的大小仍使滑块由静止释放，且滑块始终沿轨道滑行，并从G点飞出轨道，求s的最小值。 27．（2023•邯郸期中）如图所示，在场强为E的匀强电场中，一绝缘轻质细杆L可绕O点在竖直平面内自由转动，A端有一个带正电的小球，电荷量为q，质量为m．将细杆从水平位置自由释放，则： （1）求小球由A到B的过程中电场力做功？ （2）求出小球在最低点时的速率； （3）求在最低点时绝缘杆对小球的作用力。 28．（2023•南通期中）如图所示，绝缘轻杆两端固定带电小球a和b，一点电荷放在轻杆的左侧。现将轻杆绕中点O转动，在位置MN和位置EF时两小球的电势能总量刚好相等。则（　　） A．a、b两球带异种电荷 B．a球的带电量比b球少 C．a球由E转动到M，电场力对其一定做正功 D．b球在N点的电势能一定小于F点的电势能 29．（2023•玉溪期中）如图所示，真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连，下极板接地，当两极板间距为d时，两极板间的带电质点恰好静止在点，当把上极板快速向下平移距离后，电容器所带的电荷量在极短时间内重新稳定，带电质点开始运动，重力加速度大小为，则上极板向下平移后（    ） A．电容器所带的电荷量不变 B．带电质点将向下运动 C．P点的电势升高 D．带电质点的加速度大小为 30．（2023•辽宁期中）目前许多国产手机都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到同一电压值，然后，电容器放电，电容小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图像数据，根据文中信息，下列说法正确的是（　　） A．充电后在嵴处形成的电容器的电荷量小 B．若在手机屏上增贴了一层厚度均匀的玻璃膜，则指纹识别解锁功能无法使用 C．在峪处形成的电容器电容较小 D．沾水潮湿的手指头对指纹识别绝对没有影响 31．（2023•锦州期中）如图所示，平行板电容器与电动势为的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略。一带负电的油滴被固定于电容器中的P点。现将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是（　　） A．平行板电容器的极板所带电荷量不变 B．静电计指针张角变小 C．带电油滴的电势能增加 D．若将上极板与电源断开后再将下极板左移一小段距离，则油滴所受电场力变大 32．（2023•杭州期中）（多）如图所示，边长为a的正方体所处空间中存在匀强电场（图中未画出）。在A、F两点分别放入电荷量为和的点电荷甲和乙后，B点的场强变为零。已知静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　） A．原匀强电场的场强方向从A指向F B．原匀强电场的场强大小为 C．放入点电荷前，B、H两点电势相等 D．放入点电荷后，再将甲从A点沿直线移至D点的过程，甲的电势能保持不变 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 静电场中的能量 考点一 电势能和电势 1．（2023•柳州期中）如图所示，为避雷针周围的等势面分布情况，电场中有M、N、P三点，则（　　） A．M、N两点的场强相同 B．P点的场强大小比M点的大 C．质子从M点到P点电场力做正功 D．电子在M点的电势能大于其在P点的电势能 【答案】C 【详解】A．电场强度的方向与等势面垂直，所以正电荷在M、N两点的电场强度的方向是不同的，故A错误； B．等差等势面密的地方电场强度大，P点附近的等势面较稀疏，所以M点的电场强度大于P点的电场强度，故B错误； C．质子从高电势M点到低电势P点，电势能减小，电场力做正功，故C正确； D．电子带负电，M点的电势比P点的高，所以电子在M点的电势能小于其在P点的电势能，故D错误。 故选C。 2．（2023•淮安期中）如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带正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点和N点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、。下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据电场线越密集的地方电场强度越大，则有 根据牛顿第二定律有 可得 带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，所以粒子受到的电场力方向斜向右下，又粒子带正电，所以电场线的方向从左上指向右下，根据沿电场线方向电势降低可知 又 粒子带正电，所以有 从M运动到N过程中电势能增大，则电场力做负功，动能减小，所以有 故选A。 3．（2023•北京期中）如图中的虚线为某电场的等势面，有两个带电粒子（重力不计），以不同的速率，沿不同的方向，从A点飞入电场后，沿不同的径迹1和2运动，由轨迹可以判断（　　） A．两粒子的电性一定相同 B．粒子1的动能先减小后增大 C．粒子2的电势能先增大后减小 D．经过B、C两点时两粒子的速率可能相等 【答案】B 【详解】A．由图可知粒子1如果不受电场力的话将沿直线向中心电荷运动，而本题中粒子1却逐渐远离了中心电荷，故粒子1受到中心电荷的斥力，同理可知粒子2受到中心电荷的引力，故两粒子的电性一定不同，故A错误； B．粒子1受到中心电荷的斥力，在从A向B运动过程中电场力先做负功后做正功，故动能先减小后增大。故B正确； C．粒子2受到中心电荷的引力，在从A向C运动过程中电场力先做正功后做负功，故动能先增大后减小。电势能先减小后增大，故C错误； D．由于A、B、C三点在同一等势面上，故粒子1在从A向B运动过程中电场力所做的总功为零，粒子2在从A向C运动过程中电场力所做的总功为零。由于两粒子以不同的速率从A点飞入电场，故两粒子的分别经过B、C两点时的速率一定不相等，故D错误。 故选B。 4．（2023•郑州期中）（多）如图所示，在正四面体的两个顶点分别固定电荷量为Q的等量异种电荷，a、b是所在棱的中点，c、d为正四面体的另外两个顶点，则以下判断正确的是（　　） A．c、d两点电势相等 B．a、b两点的电场强度相同 C．沿棱从b到d电势逐渐降低 D．负的试探电荷沿棱从c到d电势能先增大后减小 【答案】AC 【详解】AD．由题知，通过两电荷的中垂面是一等势面，c、d在同一等势面上，电势相等；负的试探电荷沿棱从c到d过程中电场力不做功，电势能始终不变，A正确，D错误； B．由电场强度的叠加原理可知，a、b两点的电场强度大小相等，由几何知识知两点电场强度方向不同，B错误； C．由以上分析知沿棱从b到d方向，与电场强度方向成锐角，而沿场强方向电势降低，C正确。 故选AC。 5．（2023•永州期中）（多）如图所示，实线是匀强电场的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受静电力作用，则由此图可做出的正确判断是（    ） A．带电粒子带正电 B．带电粒子带负电 C．带电粒子在a点的速度大于在b点的速度 D．带电粒子在a点的速度小于在b点的速度 【答案】AD 【详解】AB．根据曲线运动的合外力指向轨迹的凹处，可知带电粒子受到的电场力向左，故带电粒子带正电，故A正确，B错误； CD．若带电粒子从a点向b点运动，电场力与速度的夹角为锐角，电场力做正功，带电粒子速度增大，则带电粒子在a点的速度小于在b点的速度，若带电粒子从b点向a点运动，电场力与速度的夹角为钝角，电场力做负功，带电粒子速度减小，则带电粒子在a点的速度小于在b点的速度，综上所述，带电粒子在a点的速度小于在b点的速度，故C错误，D正确。 故选AD。 6．（2023•邯郸期中）（多）如图甲，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图乙所示。请判断该负电荷在A、B两点电势能的大小以及A、B两点电势的高低。以及比较A、B两点电场强度的大小（    ） A．电场力做正功 B．A点的电势大于B点电势 C．负电荷在A点的电势能大于B点电势能 D．A点的电场强度小于B点的电场强度 【答案】AC 【详解】ABC．由v-t图像可知，从A到B速度逐渐变大，则动能变大，电场力做正功，电势能减小，即负电荷在A点的电势能大于B点电势能，负电荷在低电势点的电势能较大，可知A点的电势小于B点电势，选项AC正确，B错误； D．由v-t图像可知，从A到B加速度逐渐减小，可知受电场力逐渐减小，场强逐渐减小，可知A点的电场强度大于B点的电场强度，选项D错误。 故选AC。 7．（2023•宿迁期中）如图表示某电场等势面的分布情况。 （1）比较在电场中的A、B两点电场强度的大小； （2）如果把点电荷从b等势面移动到e等势面，求此过程电场力做功？ 【答案】（1）EA>EB；（2） 【详解】（1）A处等势面较密集，所以EA>EB （2）此过程电场力做功 考点二 电势差与电场强度的关系 8．（2023•郑州期中）关于电势差的计算公式，下列说法正确的是（　　） A．电势差的公式表明电场中两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比 B．把正电荷从A点移动到B点电场力做正功，则有UAB<0 C．电场中A、B两点间的电势差UAB等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力所做的功 D．电势差的公式中，UAB与移动电荷的电荷量q无关 【答案】D 【详解】AD．是用比值法定义电势差的公式，与电场强度和两点的位置有关，与移动电荷q无关，A错误，D正确； B．由可知把正电荷（q>0）从A点移动到B点电场力做正功，才有，若移动的是负电荷（q<0），则，B错误； C．由电势差的定义式可知，电场中A、B两点间的电势差等于把单位正电荷q从A点移动到B点时电场力所做的功，C错误。 故选D。 9．（2023•无锡期中）如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，过B点的等势面交电场线P点，且AB＝BC，电场中的A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AP、BC间的电势差分别为UAP、UBC。下列说法正确的是（　　） A．EA＜EB＜EC B．UAP＞UBC C．φA＜φB＜φC D．电子从A运动到C的过程中其电势能减小 【答案】B 【详解】A．根据电场线的疏密程度，可知A、B、C三点的电场强度大小关系为 故A错误； CD．根据沿电场方向电势降低，可知A、B、C三点的电势高低关系为 电子从A运动到C的过程中，电场力做功为 可知电场力做负功，电势能增大，故CD错误。 B．根据，且，由于AB部分的场强大于BC部分的场强，则有 故B正确。 故选B。 10．（2023•南通期中）如图所示，A、B是某电场中同一条电场线上的两点，把电荷量的试探电荷从无穷远处移到A点，静电力做的功；把的试探电荷从无穷远处移到B点，静电力做的功为。现把的试探电荷由A点移到B点，静电力做的功为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由于无穷远电势为0，根据 可得 解得 ， 则A、B间的电势差为 静电力做的功为 故选B。 11．（2023•绍兴期中）如图所示，A、B是点电荷电场中的两点，则（　　） A．A点电场强度小于B点电场强度 B．该点电荷带负电 C．负电荷从A点移到B点静电力做正功 D．A点电势高于B点电势 【答案】D 【详解】A．电场线越密集，电场强度越大，故A点电场强度大于B点电场强度，A错误； B．电场线方向指向无穷远，故该点电荷带正电，B错误； C．负电荷受到的电场力方向是由B指向A，从A点移到B点静电力做负功，C错误； D．沿着电场线方向，电势逐渐减小，故A点电势高于B点电势，故D正确。 故选D。 12．（2023•恩施期中）如图所示，一棱长为的正方体置于存在匀强电场的空间中，电场的方向沿方向，ABCD和是正方体的顶点。间的电势差为，下列关于电势高低及电场强度大小分析正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．电场线与等势面垂直，由于BD垂直于，即BD垂直于电场线，可知 由 则有 故AB错误； CD．过作的垂线，垂足为，根据几何关系可知 解得 则电场强度为 故C正确，D错误。 故选C。 13．（2023•长寿期中）一匀强电场的方向平行于平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点处的电势分别为、、。下列说法正确的是（    ） A．电场方向沿b点指向a点 B．电场强度的大小为 C．电子在a点的电势能比在c点的电势能低 D．电子从O点运动到b点，电场力做功为 【答案】D 【详解】A．画电场线 根据匀强电场的特点可得 坐标原点处的电势 连接0c为等势线，电场线方向如图所示。故A错误； B．由图中几何关系得，电场强度 故B错误； C．由题意可得 电子在a点的电势能比在c点的电势能高，故C错误； D．电子从O点运动到b点，电场力做功 故D正确。 故选D。 14．（2023•太原期中）（多）半径为、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。，电子从点移动到点，电场力做功为；若将该电子从点移动到点，电场力做功为，电子电荷量的值为下列说法正确的是（    ） A．点电势高于点电势 B．该匀强电场的方向沿指向 C．将该电子从点移动到点，电场力做功 D．该匀强电场的场强大小为 【答案】BD 【详解】AB．根据题意 由等分线段定理 设O点的电势为零，则 ac连线和bd连线都是等势线，连接bd，过O点作bd线的垂线，交点为O1，则OO1，方向为电场线方向，故A错误，B正确； C．将该粒子从c点移动到b点，电场力做功 故C错误； D．场强大小 故D正确。 故选BD。 15．（2023•武威期中）如图所示，在水平向右的匀强电场中，有一电荷量为C的负点电荷从A点运动到B点，电场力做功为J，AB间距离L=4m，与水平方向夹角为；求： (1)B、A间电势差UBA是多少？ (2)电场强度E是多大？ (3)如果A点的电势为-4V，则B点的电势为多少？电荷量为C的正电荷在A点具有的电势能是多少？ 【答案】(1)8V (2)4V/m (3)４V，－8×10-6J 【详解】（1）A、B间的电势差为 解得 -8V 则 －8V （2）匀强电场的电场强度大小为 V/m （3）根据电势差的定义式有 解得 V 根据电势能的计算公式有 －8×10-6J 16．（2023•中山期中）如图所示，a、b、c三点处在某一匀强电场中，该电场方向与a、b两点的连线平行，已知ab的长度，ac的长度，ab与ac间的夹角，现把带电荷量为的点电荷从a点移到b点，电场力做功为。求： （1）a、b两点间的电势差； （2）该匀强电场场强E的大小和方向； （3）把该电荷从b点移到c点，电场力做的功。 【答案】（1）；（2），方向由a指向b；（3） 【详解】（1）由静电力做功与电势差的关系可得 （2）该电场方向与a、b两点的连线平行，则场强大小为 根据沿电场方向电势降低，可知电场强度方向由a指向b。 （3）电场强度方向由a指向b，则有 则把该电荷从b点移到c点，电场力做的功为 考点三 电容器的电容 17．（2023•柳州期中）自动体外除颤器是一种便携式医疗设备，它可以诊断特定的心律失常，并且给予电击除颤，是可被非专业人员使用的用于抢救心脏骤停患者的医疗设备。某型号自动体外除颤器的电容器电容是16μF，充电至4kV电压的电容器在一段时间内以平均电流为16A完成放电，下列说法正确的是（    ） A．该电容器放电的时间为0.4ms B．该电容器的击空电压小于4kV C．该电容器放电完成后电容为零 D．该电容器放电完成后电容仍为16μF 【答案】D 【详解】A．电容器储存的电量 可知放电前，电容器储存的电量为0.064C，放电时间 故A错误； B．该电容器电压为4.0kV，不高于额定电压，击穿电压大于额定电压，故B错误； CD．电容是表征电容器储存电荷本领大小的物理量，放电之后，电容器的电容大小是不变的，仍为16μF，故C错误，D正确。 故选D。 18．（2023•北京期中）某电容器的外壳上标有“”的字样。该参数表明（　　） A．该电容器只有在电压为80V时电容才为 B．当两端电压为40V时，该电容器的电容为 C．该电容器两端电压超过80V时，电容器会立刻被击穿 D．当给该电容器两端加上80V电压时，电容器所带的电荷量为 【答案】D 【详解】AB. 电容器的电容决定式 电容器的电容由电容器本身决定，与所加电压无关，由公式 电容器的电压越大说明储存的电荷量越多，故AB错误； C. 电容器上标的是电容器的额定电压，而击穿电压都要大于额定电压，当电容器电压超过击穿电压时，电容器会立刻被击穿，而大于80V的电压未必超过击穿电压，故C错误； D. 由公式 当给该电容器两端加上80V电压时，电容器所带的电荷量为，故D正确。 故选D。 19．（2023•杭州期中）一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷（电荷量很小）固定在P点，如图所示。E表示极板间的场强，U表示极板间的电压，表示正电荷在P点的电势能。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（    ） A．U变小，E变小 B．E变大，变大 C．U不变，不变 D．U变小，不变 【答案】D 【详解】一平行板电容器充电后与电源断开，可得电容器所带电荷量不变；将正极板移到图中虚线所示的位置，根据 ， 由于板间距离减小，可知电容器电容增大，则极板间的电压变小；根据 可知板间场强不变，由于P点与接地下极板的距离不变，则P点与接地下极板的电势差不变，P点的电势不变，则正电荷在P点的电势能不变。 故选D。 20．（2023•江北期中）工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上、下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上，已知当绝缘材料的厚度变厚时，导致介电常数变大。若有电流从b向a流过灵敏电流计时，则（　　） A．A、B两板上的电荷量增大，平行板电容器的电容增大 B．A、B两板上的电荷量增大，平行板电容器的电容减小 C．A、B两板上的电荷量减小，产品厚度增大 D．A、B两板上的电荷量减小，产品厚度减小 【答案】D 【详解】有电流从b向a流过灵敏电流计时，说明电容器放电，A、B两板上的电荷量减小，根据结合题意可知平行板电容器的电容减小，根据可知介电常数变小，则产品厚度减小。 故选D。 考点四 带电粒子在电场中的运动 21．（2023•北京期中）如图所示，平行板电容器上极板MN与下极板PQ水平放置，一带电液滴从下极板P点射入，恰好沿直线从上极板N点射出。下列说法正确的是（　　） A．该电容器上极板一定带负电 B．液滴从P点到N点的过程中速度增加 C．液滴从P点到N点的过程中电势能减少 D．液滴从P点以原速度射入后可能做匀减速直线运动 【答案】C 【详解】B．由于带电液滴受到的重力和电场力都处于竖直方向，所以为了使带电液滴从下极板P点射入，恰好沿直线从上极板N点射出，带电液滴的合力应为零，带电液滴做匀速直线运动，即液滴从P点到N点的过程中速度不变，故B错误； A．电场力与重力平衡，电场力方向竖直向上，由于不知道带电液滴的电性，所以不能确定电场方向，不能确定极板电性，故A错误； C．电场力与重力平衡，电场力方向竖直向上，可知电场力对带电液滴做正功，液滴的电势能减少，故C正确； D．液滴从P点以原速度射入时，液滴受到重力和电场力均保持不变，液滴仍做匀速直线运动，故D错误。 故选C。 22．（2023•成都期中）（多）如图所示，轨道由粗糙斜面AB、DF与半径为R的光滑圆弧BCD组成，斜面的动摩擦因数为0.5，斜面与水平面间的夹角，，虚线BM左侧、DN右侧分布等大反向匀强电场E，带电量为的物块从A点以的初速度沿斜面向下运动，物块质量为m，物块可视为质点。AB长度为2R，电场强度大小为，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ） A．物块到B点时的速度为 B．物块在最低点的最大压力为3mg C．物块最终在圆弧BCD做往返运动 D．物块在斜面运动的总路程为3R 【答案】AD 【详解】A．物块从A点到B点，根据动能定理有 解得 故A正确； B．物块从B点到C点，根据动能定理有 物块在最低点根据牛顿第二定律有 解得 故B错误； C．物块滑到DE斜面，受力分析如图 沿斜面方向有 则物块会静止在DE斜面上，故C错误； D．设物块静止的位置距离D点的位移为x，根据动能定理有 解得物块运动的路程为 故D正确； 故选AD。 23．（2023•柳州期中）（多）两个共轴的半圆柱形电极间的缝隙中存在一沿半径方向的电场，如图所示，带正电的粒子流由电场区域边缘的M点射入电场，沿图中所示的半圆形轨道通过电场并从另一边缘的N点射出，下列说法正确的是（　　） A．若入射粒子的比荷相等，则出射粒子的速率一定相等 B．若入射粒子的比荷相等，则出射粒子的动能一定相等 C．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的质量一定相等 D．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的动能一定相等 【答案】AD 【详解】A．根据题意可知，粒子在电场中做匀速圆周运动，由电场力提供向心力，则有 解得 可知，若入射粒子的比荷相等，则出射粒子的速率一定相等，故A正确； B．粒子的动能 结合上述解得 若入射粒子的比荷相等，但质量不相等时，粒子的电荷量不相等，此时出射粒子的动能不相等，故B错误； CD．结合上述可知，若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的动能一定相等，粒子的质量大小还与入射速度大小有关，即质量不一定相等，故C错误，D正确。 故选AD。 24．（2023•眉山期中）（多）如图，带正电的物块放在水平桌面上，利用细绳通过光滑的滑轮与相连，处在水平向左的匀强电场中，，从开始，与桌面的动摩擦因数随的变化如图所示，取点电势为零，A、B质量均为，B离滑轮的距离足够长，则（    ） A．它们运动的最大速度为 B．它们向左运动的最大位移为 C．当速度为时，的电势能可能是 D．当速度为时，绳子的拉力可能是 【答案】AC 【详解】AB.物体A受到的电场力 动摩擦因数 滑动摩擦力 在电场力和滑动摩擦力、细绳拉力作用下向左做加速直线运动，当 加速度为零，滑动的速度最大，由 解得 在向左滑动过程中，滑动摩擦力做功 由动能定理 解得 选项A正确，B错误； C.由 解得当速度为时 或 若，电场力做功 根据功能关系可知，当速度为时，的电势能可能是； 若，电场力做功 根据功能关系可知，当速度为时，的电势能可能是，选项C正确； D.当速度为时 或 若，滑动摩擦力 由牛顿第二定律，对物块A 对物块B 联立解得 即绳子的拉力可能是，同理可知当x=0.2m时T=10.8N，选项D错误。 故选AC。 25．（2023•湖南期中）（多）如图所示，在竖直平面内存在大小、方向均未知的匀强电场。一质量为的小球从轴上点以水平速度进入第一象限，速度方向沿轴正方向，经过轴上点时的速度大小也为，方向与轴正方向夹角为37°。已知，，重力加速度大小为，不计空气阻力。小球从点运动到点的过程中（　　） A．所受电场力的最小值为 B．速度的最小值为 C．动能与电势能之和一直增大 D．水平位移与竖直位移的大小之比为2：1 【答案】AC 【详解】D．将运动沿水平方向与竖直方向分解，可知，水平方向做双向匀变速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，根据平均速度规律有 ， 解得 故D错误； C．小球受到电场力与重力作用，小球在运动过程中只有动能、重力势能与电势能之间的转化，小球从P运动到Q过程，由于重力做正功，重力势能减小，则动能与电势能之和一直增大，故C正确； A．小球受到重力与电场力作用，小球做类斜抛运动，由于P、Q两点速度大小相等，根据类斜抛的对称性可知，连接PQ，小球所受重力与电场力的合力方向一定垂直于PQ斜向左下方，令，结合上述有 令电场力与PQ夹角为，则有 可知。当等于0°，电场力最小，解得 故A正确； B．令，结合上述，将小球的运动沿PQ与垂直于PQ分解，可知，沿PQ方向做匀速直线运动，垂直于PQ方向做双向匀变速直线运动，可知，小球的速度的最小值为 结合上述有 解得 故B错误。 故选AC。 26．（2023•十堰期中）如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g。 (1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放，从释放到滑块到达与圆心O等高的C点这一过程的电势能变化量； (2)若滑块从水平轨道上距离B点s=10R的A点由静止释放，求滑块到达D点时对轨道的作用力大小； (3)改变s的大小仍使滑块由静止释放，且滑块始终沿轨道滑行，并从G点飞出轨道，求s的最小值。 【答案】(1) (2)0 (3) 【详解】（1）若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放，从释放到滑块到达与圆心O等高的C点这一过程的电场力做功为 电场力做正功，电势能减小，故电势能变化量为 （2）若滑块从水平轨道上距离B点s=10R的A点由静止释放，设滑块到达D点时的速度为，从A点到D点过程运用动能定理，可得 解得 在D点，根据牛顿第二定律 解得 滑块到达D点时受到轨道的作用力大小为0。 （3）等效竖直平面圆周运动，要使滑块从G点飞出，则必须可以通过等效最高点，当恰好通过等效最高点时，满足题意的s最小。 等效重力由重力和电场力的合力提供 等效重力与重力的夹角 解得 当恰好通过等效最高点时的速度设为v，则此时满足 从A点由静止释放到达等效最高点过程，由动能定理可得 解得 27．（2023•邯郸期中）如图所示，在场强为E的匀强电场中，一绝缘轻质细杆L可绕O点在竖直平面内自由转动，A端有一个带正电的小球，电荷量为q，质量为m．将细杆从水平位置自由释放，则： （1）求小球由A到B的过程中电场力做功？ （2）求出小球在最低点时的速率； （3）求在最低点时绝缘杆对小球的作用力。 【答案】（1）EqL；（2）；（3） 【详解】（1）小球由A到B的过程中电场力做功 （2）由A到B的过程中由动能定理 解得小球在最低点时的速率 （3）在最低点时 解得绝缘杆对小球的作用力 28．（2023•南通期中）如图所示，绝缘轻杆两端固定带电小球a和b，一点电荷放在轻杆的左侧。现将轻杆绕中点O转动，在位置MN和位置EF时两小球的电势能总量刚好相等。则（　　） A．a、b两球带异种电荷 B．a球的带电量比b球少 C．a球由E转动到M，电场力对其一定做正功 D．b球在N点的电势能一定小于F点的电势能 【答案】B 【详解】A．根据题意，a、b两球电势能总量刚好相等，说明点电荷对a、b两球所做的总功为零，a、b两球电性一定相同，故A错误； B．若a球由E转动到M，则b球由F转到N，点电荷对两球做功大小相等，其中M，N两点电势相同，令点电荷带正电，则有 则电场力做功 因，则可得 可得 故B正确； C．若点电荷的电性与两球电性相反，则a球由E转动到M，电场力对其做负功，故C错误； D．若点电荷的电性与两球电性相同，则b球由N转动到F，电场力对其一定做正功，小球的电势能减小，所以b球在N点的电势能不一定小于F点的电势能，故D错误。 故选B。 29．（2023•玉溪期中）如图所示，真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连，下极板接地，当两极板间距为d时，两极板间的带电质点恰好静止在点，当把上极板快速向下平移距离后，电容器所带的电荷量在极短时间内重新稳定，带电质点开始运动，重力加速度大小为，则上极板向下平移后（    ） A．电容器所带的电荷量不变 B．带电质点将向下运动 C．P点的电势升高 D．带电质点的加速度大小为 【答案】C 【详解】A．根据平行板电容器电容的决定式 可知，当上极板向下平移后，极板间的距离减小，导致电容器的电容增大，依题意，电容器极板间电压保持不变，根据 易知电容器所带的电荷量增大。故A错误； B．根据 又 解得 可知带电质点所受电场力增大，将向上运动。故B错误； C．根据电势差与场强的关系，可知P点与下极板的电势差为 依题意，下极板接地，电势为零，由 可知P点的电势升高。故C正确； D．依题意，上极板移动前，有 下极板移动后，有 联立，解得 故D错误。 故选C。 30．（2023•辽宁期中）目前许多国产手机都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到同一电压值，然后，电容器放电，电容小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图像数据，根据文中信息，下列说法正确的是（　　） A．充电后在嵴处形成的电容器的电荷量小 B．若在手机屏上增贴了一层厚度均匀的玻璃膜，则指纹识别解锁功能无法使用 C．在峪处形成的电容器电容较小 D．沾水潮湿的手指头对指纹识别绝对没有影响 【答案】C 【详解】AC．峪处d较小，嵴处d较大，根据电容的计算公式可知，峪处形成的电容器电容较小，嵴处构成的电容器电容大，根据可知，充电后在嵴处形成的电容器的电荷量大，故A错误，C正确； B．在手机屏上增贴了一层厚度均匀的玻璃膜，即在电容器中间插入一层厚度均匀绝缘介质，无论是嵴处还是峪处的电容都变大，但仍然是嵴处较大，峪处较小，指纹识别解锁功能仍然可以使用，故B错误； D．湿的手与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁和指纹识别，故D错误。 故选C。 31．（2023•锦州期中）如图所示，平行板电容器与电动势为的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略。一带负电的油滴被固定于电容器中的P点。现将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是（　　） A．平行板电容器的极板所带电荷量不变 B．静电计指针张角变小 C．带电油滴的电势能增加 D．若将上极板与电源断开后再将下极板左移一小段距离，则油滴所受电场力变大 【答案】D 【详解】A．将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，导致极板间距减小，根据知，d减小，则电容增加，电压不变，则平行板电容器的极板所带电荷量增大，故A错误； B．静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变，故B错误； C．电势差不变，d减小，则电场强度增加，P点与下极板的电势差变大，则P点的电势增大，因为该电荷为负电荷，则电势能减小，故C错误； D．若先将电容器上极板与电源正极的导线断开，则电荷量不变，正对面积S减小，根据 知电场强度变大，则油滴所受电场力变大，故D正确。 故选D。 32．（2023•杭州期中）（多）如图所示，边长为a的正方体所处空间中存在匀强电场（图中未画出）。在A、F两点分别放入电荷量为和的点电荷甲和乙后，B点的场强变为零。已知静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　） A．原匀强电场的场强方向从A指向F B．原匀强电场的场强大小为 C．放入点电荷前，B、H两点电势相等 D．放入点电荷后，再将甲从A点沿直线移至D点的过程，甲的电势能保持不变 【答案】BC 【详解】AB．甲和乙两等量异种点电荷，B点位于两点电荷连线中垂面上，所以两点电荷在B点的场强方向平行于AF连线且由A指向F，结合几何关系可知场强大小为 又B点的合场强为零，所以原匀强电场在B点的场强与等量异种点电荷在B点产生的场强等大反向，即原匀强电场的场强方向由F指向A，大小也为，故A错误，B正确； C．放入点电荷前，平面与原匀强电场的场强方向垂直，所以平面为等势面，即B、H两点电势相等，故C正确； D．放入点电荷后，在由乙产生电场和原匀强电场叠加后的电场中，甲从A点沿直线移至D点的过程中，垂直于匀强电场且远离负点电荷，所以电场力做负功，电势能不断增大，故D错误。 故选BC。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$