专题02 静电场中的能量（考点清单）-2024-2025学年高二物理上学期期中考点大串讲（人教版2019）

专题02 静电场中的能量 清单01 电势能和电势 知识点1　静电力做功的特点 1．特点：在静电场中移动电荷时，电场力所做的功与电荷的__________和__________有关，与电荷经过的路径________．（起始位置，终止位置，无关） 2．在匀强电场中电场力做功W＝qE·L cos θ，其中θ为电场力与位移间的夹角． 知识点2　电势能 1．概念：电荷在__________中具有的势能．用Ep表示．（电场） 2．静电力做功与电势能变化的关系． eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(电场力做正功，电势能减少；,电场力做负功，电势能增加.)) 3．电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到______________时所做的功．（零势能位置） 4．零势能点：电场中规定的电势能________的位置，通常把离场源电荷___________或__________的电势能规定为零．（为零，无穷远处，大地处） 知识点3　电势 1．定义：电荷在电场中某一点的__________与它的__________的比值．（电势能，电荷量） 2．定义式：φ＝______． （） 3．单位：国际单位制中，电势的单位是______，符号是V，1 V＝1 J/C．伏特 4．特点． (1)相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的零电势的位置有关，一般情况下取__________或地球表面为零电势位置.（无穷远） (2)标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有_______.（正负） 5．与电场线关系：沿电场线方向电势____________．（逐渐降低） 清单02 电势差 知识点4 等势面 (1)定义：电场中 的各点构成的面。（电势相同） (2)四个特点 ①在同一等势面上移动电荷时电场力 。（不做功） ②电场线一定与等势面 ，并且从电势 的等势面指向电势 的等势面。（垂直，高，低） ③等差等势面越密的地方电场强度越 ，反之越 。（大，小） ④任意两个等势面都不相交。 知识点 5 电势差 （1）定义：在电场中，两点之间电势的差值。 （2）定义式： （UAB＝φA－φB） （3）静电力做功与电势差的关系 ①电荷q在电场中从A点移动到B点时，静电力做的功WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差。WAB＝EpA－EpB＝q(φA－φB)＝qUAB，UAB＝ 。（） ②电势差UAB由 决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB ，与零电势点的选取 。（电场本身的性质，无关，无关） 4．电势差与电势的关系：UAB＝ ，UAB＝－UBA。（φA－φB） 5．匀强电场中电势差与电场强度的关系 ①电势差与电场强度的关系式：UAB＝ ，其中d为电场中两点间沿电场方向的距离。（Ed） ②电场强度的方向和大小与电势差的关系：电场中，电场强度方向指向 最快的方向；在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿 方向每单位距离上降低的电势。（电势降低，电场强度） 清单03 电容器及电容 1．电容器 (1)组成：由两个彼此 又相距很近的导体组成。（绝缘） (2)带电荷量：一个极板所带电荷量的 。（绝对值） (3)电容器的充、放电 ①充电：电容器充电的过程中，两极板的电荷量增加，极板间的电场强度增大，电源的能量不断储存在电容器中。 ②放电：放电过程中，电容器把储存的能量通过电流做功转化为其他形式的能量。 2．电容 (1)定义：电容器所带的 与电容器两极板之间的 之比。（电荷量Q，电势差U） (2)定义式： 。（C＝） (3)单位：法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)。1 F＝ μF＝ pF。（106，1012） (4)意义：表示电容器 本领的物理量。（容纳电荷） (5)决定因素：由电容器本身物理条件(大小、形状、极板相对位置及电介质)决定，与电容器是否带电及电压 。（无关） 3．平行板电容器的电容 (1)决定因素：正对面积s，电介质ε，两板间的距离d。 (2)决定式： 。(C＝) 清单04 带电粒子在电场中的运动 1．加速 (1)在匀强电场中，W＝qEd＝qU＝mv2－mv。 (2)在非匀强电场中，W＝qU＝mv2－mv。 2．偏转 (1)运动情况：如果带电粒子以初速度v0垂直场强方向进入匀强电场中，则带电粒子在电场中做 运动，如图1所示。(类平抛) 图1 (2)处理方法：将粒子的运动分解为沿初速度方向的 运动和沿电场力方向的 运动。根据运动的合成与分解的知识解决有关问题。（匀速直线，匀加速直线） (3)基本关系式：运动时间t＝，加速度a＝＝＝，偏转量y＝at2＝ ，偏转角θ的正切值，tanθ＝＝＝ （，） 1．(2023年江门名校段考)如图所示是电子枪部分的原理图，阴极发射的电子在强电场的作用下从阴极飞向阳极，虚线是其中一个电子的运动路线，实线是电场线，A、B、C是电场中的三个点，下列说法正确的是(　　) A．C点的电势比A点低 B．A点的电场强度比B点的电场强度大 C．电子从A运动到B的过程中电势能增大 D．从A到B电子的加速度不断增大 2．(多选)一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10-6 J的功，那么(　　) A．电荷在B处时将具有5×10-6 J的电势能 B．电荷在B处将具有5×10-6 J的动能 C．电荷的电势能减少了5×10-6 J D．电荷的动能增加了5×10-6 J 3．某区域的电场线分布如图所示，电场中有A、B两点．A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB，电势分别为φA、φB.下列判断正确的是(　　) A．EA<EB B．EA＝EB C．φA<φB D．φA＝φB 4．一带电粒子从某点电荷电场中的A点运动到B点，径迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则下列说法正确的是(　　) A．该电场是某正点电荷电场 B．粒子的速度逐渐增大 C．粒子的加速度逐渐增大 D．粒子的电势能逐渐增大 5．如图所示，三条等势线上有a、b、c、d四点，若将一正电荷由c经a移到d，静电力做正功W1，若由c经b移到d，静电力做正功W2，则(　　) A．W1>W2，φ1>φ2 B．W1<W2，φ1<φ2 C．W1＝W2，φ1<φ2 D．W1＝W2，φ1>φ2 6．(2023年潮州名校段考)某电场区域的电场线分布如图，在电场中有A、B、C、D四个点，下面说法正确的是(　　) A．EA>EB B．EC>ED C．φA<φB D．φC<φD 7．(2023年佛山名校段考)如图，医用口罩由多层织物材料构成，其中有一层熔喷布经过特殊工艺处理后成为驻极体材料，这层材料表面长期带有正电荷，能有效吸附细小的粉尘，而这些粉尘通常是细菌和病毒传播的载体．则其中即将被吸附的带电粉尘一定是(　　) A．带正电 B．沿电场线加速靠近熔喷布 C．在靠近熔喷布的过程中电场力做正功 D．在靠近熔喷布的过程中电势能增加 8．如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势线，a、b两点的电势分别为φa＝－50 V、φb＝－20 V，则a、b连线的中点c的电势满足(　　) A．φc＝－35 V B．φc＞－35 V C．φc＜－35 V D．以上答案都不对 9．如图所示，匀强电场的电场强度E＝60 V/m，A、B两点相距10 cm，A、B连线与电场线的夹角为60°，则UBA的值为(　　) A．－3 V B．3 V C．－6 V D．6 V 10．某电容器的电容是30 μF，额定电压为200 V，击穿电压为400 V，对于该电容器，下列说法中正确的是(　　) A．为使该电容器两极板间的电压增加1 V，所需要增加的电荷量是3×10-5 C B．当电容器带1 C的电荷量时，两极板间的电压为3×10-5 V C．该电容器能容纳的电荷量最多为6×10-3 C D．该电容器两极板间能承受的最大电压为200 V 11．在“观察电容器充、放电现象”的实验中，将直流电源、电阻、电容器、电流计、电压表以及单刀双掷开关组装成如图实验电路，则(　　) A．将开关接1，电容器处于充电状态，上极板带正电 B．将开关接1，电容器处于放电状态，上极板带正电 C．将开关接2，电容器处于充电状态，下极板带正电 D．将开关接2，电容器处于放电状态，下极板带正电 12．如图所示，a、b两个带正电的粒子以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场，a粒子打在B板的a′点，b粒子打在B板的b′点，若不计重力，则(　　) A．a的电荷量一定大于b的电荷量 B．b的质量一定大于a的质量 C．a的比荷一定大于b的比荷 D．b的比荷一定大于a的比荷 13．(2023年福州一中期中)图甲中的粒子直线加速器在科学研究中发挥着巨大的作用，简化如图乙所示：沿轴线分布O(为薄金属环)及A、B、C、D、E五个金属圆筒(又称漂移管)，相邻漂移管分别接在高压电源MN的两端，O接M端．质子飘入(初速度为0)金属环O的圆心沿轴线进入加速器，质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为T，在金属圆筒之间的狭缝被电场加速，加速时电压U大小相同．质子电量为e，质量为m，不计质子经过狭缝的时间，则(　　) 甲 乙 A．质子从圆筒E射出时的速度大小为 B．圆筒E的长度为T C．MN所接电源是直流恒压电源 D．金属圆筒A的长度与金属圆筒B的长度之比为1∶2 14．如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60 V的恒定电源上，两板间距为3 cm，电容器所带电荷量为6×10-8 C，A极板接地．求： (1)平行板电容器的电容； (2)平行板电容器两极板间的电场强度； (3)图中距B板2 cm的D点的电势． 15．一束电子流在经U＝5 000 V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示．若两极板间距离d＝1.0 cm，板长l＝5.0 cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，偏转极板上最大能加多大电压？ 16．如图所示，质量为m、电荷量为q的粒子以速度v0垂直于电场方向从A点射入匀强电场，并从电场另一侧B点射出，且射出的速度方向与电场方向的夹角为30°，带电粒子的重力不计，已知匀强电场的宽度为L，求： (1)匀强电场的电场强度E； (2)A、B两点的电势差UAB. 1．（22-23高二上·河北沧州·期中）如图甲，高大建筑物上通常都装有避雷针，雷雨天气时避雷针发生尖端放电现象，中和空气中的电荷，达到避免雷击的目的。图乙所示是某次避雷针放电时的电场线分布，电场线关于直线ac对称，且。以下说法正确的是（　　） A． B．接近建筑物的雷雨云带负电 C．电子在c点的加速度大于在a点的加速度 D．将质子从图中d点由静止释放，质子可能沿电场线运动 2．如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为两点电荷连线中垂线上距A点距离也为d的一点，则下面关于三点电场强度E、电势φ的关系，正确的是(　　) A．EA＝EC>EB，φA>φB B．EB>EA>EC，φA>φB C．EA<EB，EA<EC，φA>φB D．因为电势零点未规定，所以无法判断电势高低 3．(多选)如图甲所示，AB是电场中的一条直线，电子以某一初速度从A点出发，仅在电场力作用下沿AB运动到B点，其v­t图像如图乙所示．关于A、B两点的电场强度EA、EB和电势φA、φB的关系，下列判断正确的是(　　) A．EA>EB B．EA<EB C．φA>φB D．φA<φB 4．（23-24高二上·四川成都·期中）如图，在匀强电场中有一虚线圆，ab和cd是圆的两条直径，其中ab与电场方向的夹角为60°，与电场方向平行，两点的电势差。则（　　） A．电场强度的大小 B．点的电势比点的低5V C．将电子从点移到点，电场力做正功 D．电子在点的电势能大于在点的电势能 5．一电场的电场线分布如图所示，电场中有A、B、C三点，且，则下列关系中正确的是（　　） A．电场强度大小关系为 B．电势 C．将一带正电粒子由A经B移至C点过程中，电势能先增大再减小 D．将一带负电粒子由A经B移至C点过程中，电场力先做负功再做正功 6．（23-24高二上·江西南昌·期中）如图所示，虚线A、B、C、D是某匀强电场中的4个平行且等距的等势面，两等势面间的距离为1cm，其中等势面B的电势为0，一电子仅在静电力的作用下运动，经过A、D等势面时的动能分别为22eV和10eV，则下列说法正确的是 A．等势面C的电势为4V B．该匀强电场的电场强度为200V/m，方向水平向左 C．电子在等势面D的电势能为8eV D．该电子一定能到达电势为-16V的等势面 7．（23-24高二上·四川眉山·期中）如图，一条电场线上有a、b、c三点，b为ac的中点，a、c两点的电势分别为4V和-8V。则（　　） A．由a点移动电荷到c点，电场力一定做负功 B．a点的场强可能大于c点的场强 C．负电荷a点的电势能一定大于c点的电势能 D．b点的电势一定为-2V 8．（23-24高二上·安徽·阶段练习）如图所示，在直角中，，，匀强电场的电场线平行于所在平面，且A、B、C点的电势分别为5V、-1V、5V。下列说法正确的是（　　） A．电场强度的方向沿AB方向 B．电场强度的大小为150V/m C．一个电子从A点移动到C点，电场力做功为零 D．一个电子从B点移动到C点，电场力做功为-6eV 9．如图所示，一平行板电容器与直流电源连接，一带电油滴位于极板间的P点且恰好处于平衡状态．现将电容器的极板非常缓慢地错开一些，使正对面积减小，其他条件不变．那么在错开的过程中(　　) A．电容器的电容C增大 B．电容器的电荷量Q增加 C．油滴静止不动，电流计中的电流从N流向M D．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从N流向M 10．如图所示，竖直放置的平行板电容器与电源相连，在两极板A、B之间用轻质绝缘细线悬挂一带电小球，闭合开关S，小球静止时，细线与竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是(　　) A．小球带正电 B．保持开关S闭合，仅将两极板间的距离适当增大，θ角将减小 C．断开开关S，仅将两极板间的距离适当增大，θ角将减小 D．断开开关S，仅将两极板间的正对面积适当减小，θ角将减小 10．（22-23高二上·上海松江·期中）电子从A、B两平行极板正中央水平射入如图所示的偏转电场，电子的初动能为，A、B两极板间电压始终为U，间距为d，且可以看成电容器，电容大小为C。若A、B极板长为L，不考虑电子所受重力，元电荷为e。 （1）求A极板带的电荷量Q； （2）写出电子射出A、B极板时的偏转距离y的表达式； （3）若使d稍微减小，（1）（2）题中求出的两个量将如何变化，并说明理由。 11．如图所示的电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间隔均为d，各等势面已在图中标出，现有一质量为m的带电小球以速度v0，方向与水平方向成45°角斜向上射入电场，要使小球做直线运动．问： (1)小球应带何种电荷？电荷量是多少？ (2)在入射方向上小球最大位移量是多少？(电场足够大) 12．如图所示，AB是位于竖直平面内、半径R＝0.5 m的圆弧形的光滑绝缘轨道，其下端点B与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度E＝5×103 N/C.今有一质量为m＝0.1 kg，带电量q＝＋8×10-5 C的小滑块(可视为质点)从A点由静止释放．若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.05，g取10 m/s2，求： (1)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时对B点的压力大小和方向； (2)小滑块在水平轨道上向右滑过的最大距离． 13．（23-24高二上·北京顺义·期中）如图所示，平行板电容器与电源相连（电源内阻忽略），两极板A和B竖直放置，相距为d。在两极板的中央位置，用长为L的绝缘细线悬挂一个质量为m，电荷量为q的小球。小球静止在A点，此时细线与竖直方向成θ角。已知电容器的电容为C，重力加速度大小为g。求： （1）平行板电容器两极板间的电场强度大小； （2）电容器极板上所带电荷量Q； （3）用手使小球静止置于悬点正下方O点时，剪断细线，放手后小球恰好从右极板下边缘射出，已知O点距右极板的距离为x，距极板下边缘的高度差为h，则小球射出极板时动能是多少？ 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 清单01 电势能和电势 知识点1　静电力做功的特点 1．特点：在静电场中移动电荷时，电场力所做的功与电荷的__________和__________有关，与电荷经过的路径________．（起始位置，终止位置，无关） 2．在匀强电场中电场力做功W＝qE·L cos θ，其中θ为电场力与位移间的夹角． 知识点2　电势能 1．概念：电荷在__________中具有的势能．用Ep表示．（电场） 2．静电力做功与电势能变化的关系． eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(电场力做正功，电势能减少；,电场力做负功，电势能增加.)) 3．电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到______________时所做的功．（零势能位置） 4．零势能点：电场中规定的电势能________的位置，通常把离场源电荷___________或__________的电势能规定为零．（为零，无穷远处，大地处） 知识点3　电势 1．定义：电荷在电场中某一点的__________与它的__________的比值．（电势能，电荷量） 2．定义式：φ＝______． （） 3．单位：国际单位制中，电势的单位是______，符号是V，1 V＝1 J/C．伏特 4．特点． (1)相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的零电势的位置有关，一般情况下取__________或地球表面为零电势位置.（无穷远） (2)标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有_______.（正负） 5．与电场线关系：沿电场线方向电势____________．（逐渐降低） 清单02 电势差 知识点4 等势面 (1)定义：电场中 的各点构成的面。（电势相同） (2)四个特点 ①在同一等势面上移动电荷时电场力 。（不做功） ②电场线一定与等势面 ，并且从电势 的等势面指向电势 的等势面。（垂直，高，低） ③等差等势面越密的地方电场强度越 ，反之越 。（大，小） ④任意两个等势面都不相交。 知识点 5 电势差 （1）定义：在电场中，两点之间电势的差值。 （2）定义式： （UAB＝φA－φB） （3）静电力做功与电势差的关系 ①电荷q在电场中从A点移动到B点时，静电力做的功WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差。WAB＝EpA－EpB＝q(φA－φB)＝qUAB，UAB＝ 。（） ②电势差UAB由 决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB ，与零电势点的选取 。（电场本身的性质，无关，无关） 4．电势差与电势的关系：UAB＝ ，UAB＝－UBA。（φA－φB） 5．匀强电场中电势差与电场强度的关系 ①电势差与电场强度的关系式：UAB＝ ，其中d为电场中两点间沿电场方向的距离。（Ed） ②电场强度的方向和大小与电势差的关系：电场中，电场强度方向指向 最快的方向；在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿 方向每单位距离上降低的电势。（电势降低，电场强度） 清单03 电容器及电容 1．电容器 (1)组成：由两个彼此 又相距很近的导体组成。（绝缘） (2)带电荷量：一个极板所带电荷量的 。（绝对值） (3)电容器的充、放电 ①充电：电容器充电的过程中，两极板的电荷量增加，极板间的电场强度增大，电源的能量不断储存在电容器中。 ②放电：放电过程中，电容器把储存的能量通过电流做功转化为其他形式的能量。 2．电容 (1)定义：电容器所带的 与电容器两极板之间的 之比。（电荷量Q，电势差U） (2)定义式： 。（C＝） (3)单位：法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)。1 F＝ μF＝ pF。（106，1012） (4)意义：表示电容器 本领的物理量。（容纳电荷） (5)决定因素：由电容器本身物理条件(大小、形状、极板相对位置及电介质)决定，与电容器是否带电及电压 。（无关） 3．平行板电容器的电容 (1)决定因素：正对面积s，电介质ε，两板间的距离d。 (2)决定式： 。(C＝) 清单04 带电粒子在电场中的运动 1．加速 (1)在匀强电场中，W＝qEd＝qU＝mv2－mv。 (2)在非匀强电场中，W＝qU＝mv2－mv。 2．偏转 (1)运动情况：如果带电粒子以初速度v0垂直场强方向进入匀强电场中，则带电粒子在电场中做 运动，如图1所示。(类平抛) 图1 (2)处理方法：将粒子的运动分解为沿初速度方向的 运动和沿电场力方向的 运动。根据运动的合成与分解的知识解决有关问题。（匀速直线，匀加速直线） (3)基本关系式：运动时间t＝，加速度a＝＝＝，偏转量y＝at2＝ ，偏转角θ的正切值，tanθ＝＝＝ （，） 1．(2023年江门名校段考)如图所示是电子枪部分的原理图，阴极发射的电子在强电场的作用下从阴极飞向阳极，虚线是其中一个电子的运动路线，实线是电场线，A、B、C是电场中的三个点，下列说法正确的是(　　) A．C点的电势比A点低 B．A点的电场强度比B点的电场强度大 C．电子从A运动到B的过程中电势能增大 D．从A到B电子的加速度不断增大 【答案】B　 【解析】沿电场线电势逐渐降低，可知C点的电势比A点高，A错误；电场线越密集则场强越大，可知A点的电场强度比B点的电场强度大，B正确；电子从A运动到B的过程，电场力做正功，则电势能减小，C错误；从A到B电子所受的电场力逐渐减小，则电子的加速度不断减小，D错误． 2．(多选)一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10-6 J的功，那么(　　) A．电荷在B处时将具有5×10-6 J的电势能 B．电荷在B处将具有5×10-6 J的动能 C．电荷的电势能减少了5×10-6 J D．电荷的动能增加了5×10-6 J 【答案】CD　 【解析】根据电场力做功与电势能变化的关系可知，电场力做正功，电势能减小，C正确；根据动能定理，外力(电场力)对物体做的功等于物体动能的变化，电场力对物体做功为5×10-6 J，物体的动能就会增加5×10-6 J，故D正确． 3．某区域的电场线分布如图所示，电场中有A、B两点．A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB，电势分别为φA、φB.下列判断正确的是(　　) A．EA<EB B．EA＝EB C．φA<φB D．φA＝φB 【答案】A　 【解析】电场线的疏密代表场强的大小，电场线越密代表场强越大，电场线越疏代表场强越小，显然A点处的电场线疏，B点处的电场线密，故EA<EB. 沿电场线的方向电势降落，故φA>φB，故A正确，B、C、D错误． 4．一带电粒子从某点电荷电场中的A点运动到B点，径迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则下列说法正确的是(　　) A．该电场是某正点电荷电场 B．粒子的速度逐渐增大 C．粒子的加速度逐渐增大 D．粒子的电势能逐渐增大 【答案】D　 【解析】只知道电场的分布，没法判断是正电荷产生的电场，A错误；由于带电粒子是从A到B，带电粒子受电场力的方向大致斜向左方，故电场力做负功，带电粒子的速度减小，B错误；A点电场线密集，故电场强度大，故粒子在A点受到的电场力大于在B点的，由牛顿第二定律可得在A点的加速度大于在B点的，C错误；由于带电粒子是从A到B，带电粒子受电场力的方向大致斜向左方，故电场力做负功，带电粒子的电势能增大，D正确． 5．如图所示，三条等势线上有a、b、c、d四点，若将一正电荷由c经a移到d，静电力做正功W1，若由c经b移到d，静电力做正功W2，则(　　) A．W1>W2，φ1>φ2 B．W1<W2，φ1<φ2 C．W1＝W2，φ1<φ2 D．W1＝W2，φ1>φ2 【答案】D　 【解析】由W＝Uq可知，W1＝W2；由Wcd＝Ucd·q得，Wcd>0，q>0，可知Ucd>0，故φ1>φ2>φ3，D正确． 6．(2023年潮州名校段考)某电场区域的电场线分布如图，在电场中有A、B、C、D四个点，下面说法正确的是(　　) A．EA>EB B．EC>ED C．φA<φB D．φC<φD 【答案】B　 【解析】根据电场线的疏密程度可得EA<EB，EC>ED，故A错误，B正确；沿电场线方向电势逐渐降低，所以φA>φB，φC>φD，故C、D错误． 7．(2023年佛山名校段考)如图，医用口罩由多层织物材料构成，其中有一层熔喷布经过特殊工艺处理后成为驻极体材料，这层材料表面长期带有正电荷，能有效吸附细小的粉尘，而这些粉尘通常是细菌和病毒传播的载体．则其中即将被吸附的带电粉尘一定是(　　) A．带正电 B．沿电场线加速靠近熔喷布 C．在靠近熔喷布的过程中电场力做正功 D．在靠近熔喷布的过程中电势能增加 【答案】C　 【解析】由于口罩材料表面长期带有正电荷，则被吸附的带电粉尘，一定是带负电荷，A错误；熔喷布产生的电场的电场线不一定是直线，而只有电场线是直线，带电粒子的初速度为零或初速度方向与电场线方向在同一条直线上时带电粒子的轨迹才与电场线重合，B错误；被吸附的粉尘带负电荷，负电荷靠近熔喷布的过程中电场力做正功，电势能减小，D错误，C正确． 8．如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势线，a、b两点的电势分别为φa＝－50 V、φb＝－20 V，则a、b连线的中点c的电势满足(　　) A．φc＝－35 V B．φc＞－35 V C．φc＜－35 V D．以上答案都不对 【答案】B　 【解析】由题图可知，这是一个非匀强电场，且Eb<Ea.若此电场为匀强电场，则φc＝－35 V，而此电场中Eb<Ec<Ea，即从b到c过程中每一小段上的电势降低都要比从c到a过程中每一小段上的电势降低得慢，故φc>－35 V，B正确． 9．如图所示，匀强电场的电场强度E＝60 V/m，A、B两点相距10 cm，A、B连线与电场线的夹角为60°，则UBA的值为(　　) A．－3 V B．3 V C．－6 V D．6 V 【答案】A　 【解析】由图示可知，AB方向与电场线方向间的夹角θ＝60°，AB两点沿电场方向的距离d＝L cos θ，AB两点间的电势差UAB＝Ed＝EL cos θ＝60×0.1× V＝3 V，BA间的电势差UBA＝－UAB＝－3 V，故A正确，B、C、D错误． 10．某电容器的电容是30 μF，额定电压为200 V，击穿电压为400 V，对于该电容器，下列说法中正确的是(　　) A．为使该电容器两极板间的电压增加1 V，所需要增加的电荷量是3×10-5 C B．当电容器带1 C的电荷量时，两极板间的电压为3×10-5 V C．该电容器能容纳的电荷量最多为6×10-3 C D．该电容器两极板间能承受的最大电压为200 V 【答案】A　 【解析】ΔQ＝C·ΔU＝30×10-6×1 C＝3×10-5 C，A正确；当Q＝1 C时，U＝＝ V＝3.3×104 V，电容器被击穿，B错误；击穿电压为400 V表示电容器能承受的最大电压为400 V，最大电荷量Qm＝CUm＝30×10-6×400 C＝1.2×10-2 C，C、D错误． 11．在“观察电容器充、放电现象”的实验中，将直流电源、电阻、电容器、电流计、电压表以及单刀双掷开关组装成如图实验电路，则(　　) A．将开关接1，电容器处于充电状态，上极板带正电 B．将开关接1，电容器处于放电状态，上极板带正电 C．将开关接2，电容器处于充电状态，下极板带正电 D．将开关接2，电容器处于放电状态，下极板带正电 【答案】A　 【解析】将开关接1，电源与电容器串联，那么电容器处于充电状态，且上极板带正电，故A正确，B错误；将开关接2，电容器与电阻相连，电容器处于放电状态，下极板带负电，故C、D错误. 12．如图所示，a、b两个带正电的粒子以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场，a粒子打在B板的a′点，b粒子打在B板的b′点，若不计重力，则(　　) A．a的电荷量一定大于b的电荷量 B．b的质量一定大于a的质量 C．a的比荷一定大于b的比荷 D．b的比荷一定大于a的比荷 【答案】C　 【解析】粒子在电场中做类平抛运动，有h＝··，得x＝v0，由v0<v0，得>. 13．(2023年福州一中期中)图甲中的粒子直线加速器在科学研究中发挥着巨大的作用，简化如图乙所示：沿轴线分布O(为薄金属环)及A、B、C、D、E五个金属圆筒(又称漂移管)，相邻漂移管分别接在高压电源MN的两端，O接M端．质子飘入(初速度为0)金属环O的圆心沿轴线进入加速器，质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为T，在金属圆筒之间的狭缝被电场加速，加速时电压U大小相同．质子电量为e，质量为m，不计质子经过狭缝的时间，则(　　) 甲 乙 A．质子从圆筒E射出时的速度大小为 B．圆筒E的长度为T C．MN所接电源是直流恒压电源 D．金属圆筒A的长度与金属圆筒B的长度之比为1∶2 【答案】B　 【解析】质子从O点沿轴线进入加速器，质子经5次加速，由动能定理可得5eU＝mv ，质子从圆筒E射出时的速度大小为vE＝，A错误；质子在圆筒内做匀速运动，所以圆筒E的长度为LE＝vET＝T，B正确；同理可知，金属圆筒A的长度LA＝T，金属圆筒B的长度LB＝T，则金属圆筒A的长度与金属圆筒B的长度之比为1∶，D错误；因由直线加速器加速质子，其运动方向不变，由题图可知，A的右边缘为负极时，则在下一个加速时需B右边缘为负极，所以MN所接电源的极性应周期性变化，C错误． 14．如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60 V的恒定电源上，两板间距为3 cm，电容器所带电荷量为6×10-8 C，A极板接地．求： (1)平行板电容器的电容； (2)平行板电容器两极板间的电场强度； (3)图中距B板2 cm的D点的电势． 【答案】(1)1×10-9 F　(2)2×103 V/m　(3)－20 V 【解析】(1)C＝＝ F＝1×10-9 F. (2)E＝＝＝2×103 V/m. (3)φD＝－Ed′＝－2×103×(0.03－0.02) V＝－20 V． 15．一束电子流在经U＝5 000 V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示．若两极板间距离d＝1.0 cm，板长l＝5.0 cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，偏转极板上最大能加多大电压？ 【答案】400 V 【解析】加速过程中，由动能定理得eU＝mv① 进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速直线运动l＝v0t② 在垂直于板面的方向上做匀加速直线运动，加速度 a＝＝③ 竖直方向偏移的距离y＝at2④ 能飞出的条件y≤⑤ 由①②③④⑤式得 U′≤＝ V＝400 V， 即要使电子能飞出，所加电压最大为400 V． 16．如图所示，质量为m、电荷量为q的粒子以速度v0垂直于电场方向从A点射入匀强电场，并从电场另一侧B点射出，且射出的速度方向与电场方向的夹角为30°，带电粒子的重力不计，已知匀强电场的宽度为L，求： (1)匀强电场的电场强度E； (2)A、B两点的电势差UAB. 【答案】(1)　(2) 【解析】(1)带电粒子在匀强电场的水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，将v沿水平方向和竖直方向分解，则 vy＝＝v0① 又vy＝t② L＝v0t③ 解①②③得E＝. (2)由qUAB＝mv2－mv④ 又v＝⑤ 由④⑤得UAB＝. 1．（22-23高二上·河北沧州·期中）如图甲，高大建筑物上通常都装有避雷针，雷雨天气时避雷针发生尖端放电现象，中和空气中的电荷，达到避免雷击的目的。图乙所示是某次避雷针放电时的电场线分布，电场线关于直线ac对称，且。以下说法正确的是（　　） A． B．接近建筑物的雷雨云带负电 C．电子在c点的加速度大于在a点的加速度 D．将质子从图中d点由静止释放，质子可能沿电场线运动 【答案】A 【详解】A．电场线的疏密程度表示场强的大小，由图可知ab段的平均电场强度要大于bc段的电场强度，根据 U=Ed 可得 因为，所以 故A正确； B．由图乙可知避雷针带负电，避雷针带电是由于带电的雷雨云靠近避雷针发生静电感应现象产生的，因此可推知此时接近建筑物的雷雨云带正电，故B错误； C．电场线的疏密程度表示场强的大小，可知a点的场强大于c点的场强，所以电子在c点所受电场力小于在a点所受电场力，则电子在c点的加速度小于在a点的加速度，故C错误； D．由于d点所在的电场线是曲线，所以只在电场力作用下，由d点静止释放的质子不可能沿电场线运动，故D错误。 故选A。 2．如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为两点电荷连线中垂线上距A点距离也为d的一点，则下面关于三点电场强度E、电势φ的关系，正确的是(　　) A．EA＝EC>EB，φA>φB B．EB>EA>EC，φA>φB C．EA<EB，EA<EC，φA>φB D．因为电势零点未规定，所以无法判断电势高低 【答案】B　 【解析】由电场的叠加，在中垂线上，A点合场强最大，即EA>EC，在两电荷连线上，A点合场强最小，即EB>EA；电场线由A指向B，则φA>φB，B正确． 3．(多选)如图甲所示，AB是电场中的一条直线，电子以某一初速度从A点出发，仅在电场力作用下沿AB运动到B点，其v­t图像如图乙所示．关于A、B两点的电场强度EA、EB和电势φA、φB的关系，下列判断正确的是(　　) A．EA>EB B．EA<EB C．φA>φB D．φA<φB 【答案】AC　 【解析】由v­t图像可知，电子做的是加速度越来越小的变减速运动，电子受到的电场力就是其所受的合外力，即电场力越来越小，由F＝Eq可知，电场强度越来越小，即EA>EB，A正确；由于电子带负电，其所受的电场力方向与场强方向相反，则电场强度的方向应为由A指向B，由沿电场线方向电势越来越低，可得φA>φB，C正确． 4．（23-24高二上·四川成都·期中）如图，在匀强电场中有一虚线圆，ab和cd是圆的两条直径，其中ab与电场方向的夹角为60°，与电场方向平行，两点的电势差。则（　　） A．电场强度的大小 B．点的电势比点的低5V C．将电子从点移到点，电场力做正功 D．电子在点的电势能大于在点的电势能 【答案】D 【详解】A．两点的电势差 解得电场强度的大小 故A错误； B．两点的电势差 故B错误； C．将电子从c点移到d点，因电子所受的电场力与位移方向相反，可知电场力做负功，故C错误； D．根据沿电场线电势降低，点的电势大于点的电势，电子带负电，负电荷在高电势处电势能反而小，故电子在点的电势能大于在点的电势能，故D正确。 故选D。 5．一电场的电场线分布如图所示，电场中有A、B、C三点，且，则下列关系中正确的是（　　） A．电场强度大小关系为 B．电势 C．将一带正电粒子由A经B移至C点过程中，电势能先增大再减小 D．将一带负电粒子由A经B移至C点过程中，电场力先做负功再做正功 【答案】C 【详解】A．电场线的疏密反应场强的大小，因此，A错误； B．由于等势面与电场线垂直，如图所示 可知 B错误； C．将一带正电粒子由A经B移至C点过程中，电场力先做负功在做正功，电势能先增大再减小，C正确； D．将一带负电粒子由A经B移至C点过程中，电场力先做正功再做负功，D错误。 故选C。 6．（23-24高二上·江西南昌·期中）如图所示，虚线A、B、C、D是某匀强电场中的4个平行且等距的等势面，两等势面间的距离为1cm，其中等势面B的电势为0，一电子仅在静电力的作用下运动，经过A、D等势面时的动能分别为22eV和10eV，则下列说法正确的是 A．等势面C的电势为4V B．该匀强电场的电场强度为200V/m，方向水平向左 C．电子在等势面D的电势能为8eV D．该电子一定能到达电势为-16V的等势面 【答案】C 【详解】A．从A到D电子的动能减小，可知电场线向右，A电势最高，等势面B的电势为0，设相邻等势面的电势差为U，则A等势面的电势为+U，D的电势为-2U，则从A到D由动能定理 解得 U=4V 则等势面C的电势为-4V，选项A错误； B．该匀强电场的电场强度为 方向水平向右，选项B错误； C．电子在等势面D的电势能为 选项C正确； D．因只有电场力做功，动能与电势能之和保持不变，当电子的速度为零时，由能量守恒定律，可知 其中UD=-8V，解得 φ=-18V 可知电子可以到达电势为-16V的等势面。 若电子初速度方向与电场力方向有夹角时，当电子速度为零时，在垂直于电场方向存在分速度，电子有可能不能到达-16V的等势面，故D错误。 故选C。 7．（23-24高二上·四川眉山·期中）如图，一条电场线上有a、b、c三点，b为ac的中点，a、c两点的电势分别为4V和-8V。则（　　） A．由a点移动电荷到c点，电场力一定做负功 B．a点的场强可能大于c点的场强 C．负电荷a点的电势能一定大于c点的电势能 D．b点的电势一定为-2V 【答案】B 【详解】A．由于沿电场线电势降低，而a点电势大于c点电势，可知电场方向由a指向c，由a点移动电荷到c点，若移动正电荷，电场力方向向右，则电场力做正功，若移动负电荷，电场力方向向左，电场力做负功，故A错误； B．由于图中仅仅给出了一条电场线，电场线分布的密集程度不确定，即a点的场强可能大于c点的场强，故B正确； C．由于 根据电势能的表达式有 可知，负电荷a点的电势能一定小于c点的电势能，故C错误； D．由于图中仅仅给出了一条电场线，电场线分布的密集程度不确定，即电场线上各点的电场强度大小关系不确定，电场可能为匀强电场，也可能为非匀强电场，只有当为匀强电场时，才有 解得 可知，b点的电势可能为-2V，故D错误。 故选B。 8．（23-24高二上·安徽·阶段练习）如图所示，在直角中，，，匀强电场的电场线平行于所在平面，且A、B、C点的电势分别为5V、-1V、5V。下列说法正确的是（　　） A．电场强度的方向沿AB方向 B．电场强度的大小为150V/m C．一个电子从A点移动到C点，电场力做功为零 D．一个电子从B点移动到C点，电场力做功为-6eV 【答案】C 【详解】A．由题意可知为等势面，过点B作AC的垂线交AC于点D，根据沿电场线电势降低可知电场强度的方向沿DB方向，故A错误； B．电场强度的大小为 故B错误； C．为等势面，故一个电子从A点移动到C点，电场力做功为零，故C正确； D．一个电子从B点移动到C点，电场力做功为 故D错误。 故选C。 9．如图所示，一平行板电容器与直流电源连接，一带电油滴位于极板间的P点且恰好处于平衡状态．现将电容器的极板非常缓慢地错开一些，使正对面积减小，其他条件不变．那么在错开的过程中(　　) A．电容器的电容C增大 B．电容器的电荷量Q增加 C．油滴静止不动，电流计中的电流从N流向M D．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从N流向M 【答案】C　 【解析】将两板缓慢地错开一些，两板正对面积S减小，根据电容的决定式C＝得知，电容减小，故A错误；电容器的电荷量Q＝CU，由于电容器电容C减小，因两板间电压U不变，那么极板的电量Q会减小，故B错误；将平行板电容器的两极非常缓慢地水平错开一些，由于电容器两板间电压不变，根据E＝，得知板间场强不变，油滴所受的电场力不变，则油滴将静止不动；再由Q＝CU知，电容器带电量减小，电容器处于放电状态，电路中产生逆时针方向的电流，则电流计中有N→M的电流，故C正确，D错误． 10．如图所示，竖直放置的平行板电容器与电源相连，在两极板A、B之间用轻质绝缘细线悬挂一带电小球，闭合开关S，小球静止时，细线与竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是(　　) A．小球带正电 B．保持开关S闭合，仅将两极板间的距离适当增大，θ角将减小 C．断开开关S，仅将两极板间的距离适当增大，θ角将减小 D．断开开关S，仅将两极板间的正对面积适当减小，θ角将减小 【答案】B　 【解析】由图可知，A板带正电，B板带负电，形成水平向右的电场，小球向左偏，说明小球带负电，A错误；保持开关S闭合，仅将两极板间的距离适当增大，由公式E＝可知，电场强度减小，小球所受电场力减小，则θ角将减小，B正确；断开开关S，电容器的电荷量保持不变，由公式C＝、C＝和E＝，可得E＝，则仅将两极板间的距离适当增大，电场强度不变，小球所受电场力不变，θ角将不变；仅将两极板间的正对面积适当减小，电场强度变大，小球所受电场力变大，θ角将变大，C、D错误． 10．（22-23高二上·上海松江·期中）电子从A、B两平行极板正中央水平射入如图所示的偏转电场，电子的初动能为，A、B两极板间电压始终为U，间距为d，且可以看成电容器，电容大小为C。若A、B极板长为L，不考虑电子所受重力，元电荷为e。 （1）求A极板带的电荷量Q； （2）写出电子射出A、B极板时的偏转距离y的表达式； （3）若使d稍微减小，（1）（2）题中求出的两个量将如何变化，并说明理由。 【答案】（1）；（2）；（3）均增大，理由见详解。 【详解】（1）根据电容的计算公式 解得 （2）电子在电场中做平抛运动，设电子进入电场的水平初速度为v。由于电子飞出电场区域。则根据平抛运动的规律，在水平方向有 竖直方向有 联立以上可得 （3）根据电容的决定公式及电荷量的计算公式 结合题意及上式分析可知，U不变，d减小，电容器的电容C将增大，故电容器所带电荷量Q将增大。根据（2）式 结合题意及上式分析可知，d减小，偏转距离y将变大。 11．如图所示的电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间隔均为d，各等势面已在图中标出，现有一质量为m的带电小球以速度v0，方向与水平方向成45°角斜向上射入电场，要使小球做直线运动．问： (1)小球应带何种电荷？电荷量是多少？ (2)在入射方向上小球最大位移量是多少？(电场足够大) 【答案】(1)正电荷　　(2) 【解析】(1)如图甲所示，电场线水平向左，由题意知，只有小球受到向左的电场力，电场力和重力的合力才有可能与初速度的方向在一条直线上，所以小球带正电． 由图乙可知，Eq＝mg， 又E＝，所以q＝. (2)由图乙可知，F合＝＝mg， 由动能定理得－F合·xm＝0－mv， 所以xm＝. 12．如图所示，AB是位于竖直平面内、半径R＝0.5 m的圆弧形的光滑绝缘轨道，其下端点B与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度E＝5×103 N/C.今有一质量为m＝0.1 kg，带电量q＝＋8×10-5 C的小滑块(可视为质点)从A点由静止释放．若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.05，g取10 m/s2，求： (1)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时对B点的压力大小和方向； (2)小滑块在水平轨道上向右滑过的最大距离． 【答案】(1)2.2 N，方向竖直向下　(2) m 【解析】(1)设小滑块第一次到达B点时的速度为vB，圆弧轨道对滑块的支持力为FN，则由动能定理得mgR－qER＝mv，由牛顿第二定律得FN－mg＝m， 解得FN＝2.2 N. 由牛顿第三定律知，小滑块滑到B点时对轨道的压力为2.2 N，方向竖直向下． (2)设小滑块在水平轨道上向右滑行的最大距离为x，根据能量守恒定律 mgR－qE(R＋x)－μmgx＝0，解得x＝ m. 小滑块在水平轨道上向右滑过的最大距离 m． 13．（23-24高二上·北京顺义·期中）如图所示，平行板电容器与电源相连（电源内阻忽略），两极板A和B竖直放置，相距为d。在两极板的中央位置，用长为L的绝缘细线悬挂一个质量为m，电荷量为q的小球。小球静止在A点，此时细线与竖直方向成θ角。已知电容器的电容为C，重力加速度大小为g。求： （1）平行板电容器两极板间的电场强度大小； （2）电容器极板上所带电荷量Q； （3）用手使小球静止置于悬点正下方O点时，剪断细线，放手后小球恰好从右极板下边缘射出，已知O点距右极板的距离为x，距极板下边缘的高度差为h，则小球射出极板时动能是多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）对小球受力分析可知 解得 （2）根据 U=Ed Q=CU 可得电容器极板上所带电荷量 （3）根据动能定理 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 $$