专题38 静电能的性质(分层练习)-【鼎力高考】2025年高三物理一轮复习多维度精讲导学与分层专练

专题38 静电能的性质 （单选基础练+多选提升练+计算综合练） 1、 基础练（单选题） 1．污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极、金属圆盘置于底部、金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布，其中实线为电场线，虚线为等势面。M点和N点在同一电场线上，M点和P点在同一等势面上。下列说法正确的有（　　） A．M点的电势比N点的高 B．N点的电场强度比P点的大 C．污泥絮体从M点移到N点，电场力对其做正功 D．污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大 【答案】C 【详解】A．根据沿着电场线方向电势降低可知N点的电势比M点的高，故A错误； B．根据电场线的疏密程度可知N点的电场强度比P点的小，故B错误； C．M点的电势比N点的低，污泥絮体带负电，根据可知污泥絮体在M点的电势能比在N点的电势能大，污泥絮体从M点移到N点，电势能减小，电场力对其做正功，故C正确； D．M点和P点在同一等势面上，则污泥絮体在M点的电势能与在P点的电势能相等，结合AC选项分析可知污泥絮体在N点的电势能比其在P点的小，故D错误。 故选C。 2．在光滑绝缘水平面上，相隔4L的A、B两点固定有两个电荷量均为Q的正点电荷，a、o、b是A、B连线上的三点，o为AB的中点，。空间另有水平向左的匀强电场。一质量为m，电荷量为q的试探电荷在电场力作用下，以初速度v0从a点出发沿AB连线向B运动，当它运动到o点时，其动能为初动能的2倍，到b点时速度刚好为零，已知静电力常量为k，o处的电势为零，则下列说法正确的是（    ） A．试探电荷带负电 B．a点的电势 C．o点的场强大小为 D．b点的场强大小为 【答案】C 【详解】A．根据等量同种电荷的电场特点可知，试探电荷从a点运动到b点过程中，两个正电荷对试探电荷做的功为0，故匀强电场对该电荷做负功，试探电荷带正电，故A错误； B．试探电荷从a点运动到o点过程中，根据动能定理，有并且解得故B错误； CD．试探电荷从a点运动到b点过程，根据动能定理有解得匀强电场的电场强度根据矢量叠加，两点电荷在o点合场强为零，o点电场强度大小方向水平向左；b点电场强度大小方向水平向左，故C正确，D错误。故选C。 3．在轴上关于坐标点对称的位置上有两个等量的正点电荷，其在平面上形成的电势分布沿轴的剖面图如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．坐标点处的电势和场强均不为零 B．在轴上与点电势相等的点有两个 C．负电荷在点的电势能比在点低 D．在轴任意位置处把正电荷沿轴正方向单向移动的过程中电场力均先做负功再做正功 【答案】B 【详解】A．等量同种电荷在O处的场强因矢量叠加抵消为零，但电势是标量叠加，故不为零，从图中也可以看出电势不为零，故A错误； B．从图中可以看出，在x轴上与O点电势相等的点有两个，故B正确； C．从图中可以看出，a点的电势能比在O点低，故负电荷在a点的电势能比在O点高，故C错误； D．从图中可以看出，沿垂直于z轴方向移动的过程中电势先升高再降低，再升高，再降低，故正电荷的电势能经历先升高再降低，再升高，再降低的过程，故电场力均先做负功再做正功再做负功再做正功，故D错误。故选B。 4．在一个均匀带负电的绝缘实心球体中沿直径开一个光滑水平细管道，将一个带正电的小球P（视为质点）从入口的A点由静止释放，小球P将穿过管道到达另一端的B点，在运动过程中球体和小球的带电量及电荷分布均无变化。已知均匀带电的球壳在球内任意位置产生的电场强度为0，下列判断正确的是（　　） A．球心O处的电场强度大小为零，电势最高 B．小球P在管道中做简谐运动 C．小球P从入口的A点运动到B点的过程中，电势能先增大后减小 D．在管道上，A点的电场强度最大，电势最低 【答案】B 【详解】B．设小球P到O点的距离为x，带电球的电荷密度为，则根据库仑定律可得即小球P在管道中做简谐运动。故B正确； AD．根据电场强度的定义可得电场强度球心O处的电场强度为零，但电势最低，A点的电场强度最大，电势最高。故AD错误； C．小球P从入口的A点运动到B点的过程中，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增大。故C错误。故选B。 5．如图所示，两个圆环大小相同，关于y轴对称放置，坐标原点O为圆环的圆心，坐标轴上a、b、c、d四个点到原点O的距离相等，两环均带+q电荷量，且均匀分布，则（　　）    A．c、d两点的电场强度一定相同 B．a点的电势一定大于b点的电势 C．质子分别从a运动到c和d的过程中，电场力做功相同 D．电子分别在a、b、c、d四个位置时，电势能均相等 【答案】C 【详解】ABD．利用微元思想，在圆环上取关于x轴对称的点，根据对称性求各点的合场强，可知a、b两点场强大小相等、方向均指向O；c、d两点场强大小相等、方向相反；由于沿电场方向电势降低，所以a、b两点电势相等，c、d两点电势相等，但其电势均低于a、b两点的电势，所以电子分别在a、b、c、d四个位置时，电势能不相等，故ABD错误； C．由于c、d两点电势相等，所以根据电场力做功与电势差的关系可得故C正确。故选C。 6．如图所示的正四棱锥中，各棱长均为，处于匀强电场的空间中。其中电场方向与平面ABCD平行，已知A、B及O点的电势分别为2V、6V及4V。则下列说法正确的是（　　）    A．电场方向A指向C B．电场强度大小为 C．该正四棱锥外接球面上的电势最低值为1V D．将电子从O点移到D点，电势能增加 【答案】D 【详解】AB．如图所示，根据匀强电场的电场线与等差等势面是平行等间距排列的，且电场线与等势面处处垂直，沿着任意方向电势均匀降低，取AB的中点，该点电势为；垂直电场线，则点电势等于O点电势，为，故平面为等势面，BA平行电场线，方向由B指向A，电场强度的大小 故A、B错误；    C．根据数学知识可知正四棱锥的外接球半径为，外接球球心即为点，所以外接球面上最低电势为，故C错误； D．D点电势等于A点电势，为，故将电子从O点移到D点，电场力做负功，由知电势能增加，故D正确。故选D。 7．两个点电荷固定于x轴上，将一带负电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近（位于坐标原点O），在移动过程中，试探电荷的电势能随位置的变化关系如图所示。则下列判断正确的是（　　）    A．M点场强为零，N点电势为零 B．M点电势为零，N点场强为零 C．带正电，带负电，且电荷量较大 D．带负电，带正电，且电荷量较小 【答案】B 【详解】AB．因图像的斜率等于电场力，可知N点场强为零；因M点电势能为零，可知M点电势为零，选项A错误，B正确； CD．因带负电的试探电荷在Q2附近的电势能为正值，可知带负电，带正电，N点场强为零，根据可知选项CD错误。故选B。 8．空间中有一电场，若取x轴正方向为正方向，其电场强度E随x变化的图像如图所示，大小相对于纵坐标轴对称，则（    ） A．点的场强最小，电势最低 B．处的电势和处的电势相等 C．电子从处到处的过程中速度先减小后增大 D．电子从处到处的过程中电势能一直增大 【答案】D 【详解】AB．从E-x图象可以看出，O点的场强最小；由于电场强度的方向全是沿x轴的正方向，沿着电场线电势降低，故在x轴正方向上，x越大，电势越低；故AB错误； CD．由于电场强度是正方向，故电子受力沿着负方向，故电子电子从处到处的过程中电场力与速度一直反向，电场力做负功，电子的电势能增大，电子速度一直减小，故C错误，D正确。 故选D。 2、 提升练（多选题） 9．电子墨水是一种无光源显示技术，它利用电场调控带电颜料微粒的分布，使之在自然光的照射下呈现出不同颜色。透明面板下有一层胶囊，其中每个胶囊都是一个像素。如图所示，胶囊中有带正电的黑色微粒和带负电的白色微粒。当胶囊下方的电极极性由正变负时，微粒在胶囊内迁移（每个微粒电量保持不变），像素由黑色变成白色。下列说法正确的有（　　） A．像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势 B．像素呈白色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势 C．像素由黑变白的过程中，白色微粒电势能减少 D．像素由白变黑的过程中，黑色微粒电势能增加 【答案】BC 【详解】A．像素呈黑色时，胶囊下方的电极带正电，像素胶囊里电场线方向向上，沿电场线方向电势降低，所以黑色微粒所在的区域的电势低于白色微粒所在区域的电势，故A错误； B．像素呈白色时，胶囊下方的电极带负电，像素胶囊里电场线方向向下，所以黑色微粒所在的区域的电势低于白色微粒所在区域的电势，故B正确； C．像素由黑变白的过程中，白色微粒受到的电场力向上，位移向上，电场力对白色微粒做正功，白色微粒电势能减少，故C正确； D．像素由白变黑的过程中，黑色微粒受到的电场力向上，位移向上，电场力对黑色微粒做正功，黑色微粒电势能减小，故D错误。 故选BC。 10．某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示，相邻等势面间的电势差均为U，，虚线是一带电量为，质量为的带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，分别是运动轨迹与等势面的交点，已知过点时粒子速度为。下列说法正确的是（　　） A．粒子带正电荷 B．点的电场强度比点的大 C．从点到点，静电力冲量为 D．粒子在点速度的大小为 【答案】AD 【详解】A. 根据粒子受电场力指向轨迹的凹向可知，粒子在M受电场力大致向左下，而沿该方向电势降低，可知粒子带正电荷，选项A正确； B. 点的等势面较N点稀疏，可知M点的电场强度比点的小，选项B错误； CD. 从点到点，由动能定理解得粒子在点速度的大小为因MN两点时粒子的速度方向不共线，可知从点到点，静电力冲量不等于选项D正确，C错误。故选AD。 11．科学家在研究电荷分布的对称性的时候，巧妙地借助了我国传统文化中的“阴阳太极图”，以获得更多的启示和灵感，如图所示的三维坐标系。太极图呈圆形位于xOz平面内，y轴过圆心O，在x轴两侧对称分布各有一个大半圆和小半圆，M、N各是小半圆的圆心，现在M、N上分别放置一个等电量的负点电荷和正点电荷，在y轴的正向有一个定点C，在圆的边缘有一个位置D，则下列说法正确的是（　　） A．若将正试探电荷q由C点沿y轴移动到O点，则q的电势能始终不变 B．若将正试探电荷q由A点沿“阴阳”边界经O移动到B点，则q的电势能增加 C．若将负试探电荷q沿虚线由C移到D，则电场力一直对电荷做正功 D．若将负试探电荷沿z轴由O向z轴正向移动，则电荷克服电场力做负功 【答案】AB 【详解】A．由题意可知，y轴在等量异种点电荷连线的中垂线上，因此试探正电荷q在由C点沿y轴移动到О点的过程中，受电场力的方向始终与运动方向垂直，则电场力对q不做功，q的电势能不变，故A正确； B．试探正电荷q由A点沿“阴阳”边界经О移动到B点，可以分成两部分看，第一部分是从A到O，这个过程M位置的负点电荷对q不做功，N位置的正电荷对q做负功，q的电势能增加；第二部分是从O到B，此过程N位置的正电荷对q不做功，M位置的负电荷对q做负功，电势能仍然在增加，故q的电势能一直在增加，故B正确； C．试探负电荷q沿虚线由C移到D，电势逐渐减小，从xOz面上看，试探负电荷q所受的电场力在做负功，故C错误； D．试探负电荷沿z轴由O向z轴正向移动，则电场力与移动路径一直垂直，电场力不做功，故D错误。 故选AB。 12．如图甲所示，在粗糙绝缘的水平地面上，一质量m = 2kg的带负电小滑块（可视为质点）在x = 1m处以初速度v0 = 2m/s沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数为0.04。整个区域存在沿水平方向的电场（图中未画出），滑块在不同位置所具有的电势能Ep如图乙所示，P点是图线最低点，虚线AB是经过x = 1m处的切线，并且AB经过（0，3）和（3，0）两点，重力加速度取g = 10m/s2，则下列说法正确的是（   ） A．x = 3m处的电势最高 B．滑块运动至x = 2m处时，速度可能最大 C．向右运动过程中，电场力先做负功后做正功 D．滑块向右一定不能经过x = 4m处的位置 【答案】AB 【详解】A．滑块在x = 3m处电势能最小，根据Ep = qφ，且滑块带负电，所以x = 3m处的电势最高，故A正确； BC．Ep—x图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小，所以滑块在x = 1m处所受电场力大小为滑块所受滑动摩擦力大小为f = μmg = 0.8N所以在1—3m区间内，滑块所受电场力与滑动摩擦力方向相反，且不断减小，则滑块所受合外力方向与速度方向先相同后相反，速度先增大后减小；在x = 3m之后，滑块所受电场力与滑动摩擦力同向，且不断增大，则滑块所受合外力方向也与速度方向相反。综上所述可知滑块向右运动过程中，电场力先做正功后做负功，速度先增大后减小，在x = 2m处速度可能最大，故C错误、B正确； D．滑块在x = 1m处的电势能与在x = 4m处的电势能相等，根据能量守恒定律，若滑块能够经过x = 4m处，则应满足根据题中数据可知实际情况满足上式，所以滑块一定能经过x = 4m处的位置，故D错误。故选AB。 13．空间中存在平行于纸面的匀强电场，在纸面内取O点为坐标原点建立x轴，如图甲所示。现有一个质量为m、电量为+q的带电微粒，在t=0时刻以一定初速度从x轴上的a点开始沿逆时针做匀速圆周运动，圆心为O、半径为R。已知图中圆为其轨迹，ab为圆轨迹的一条直径；除电场力外微粒还受到一个变力F，不计其它力的作用；测得试探电荷所处位置的电势随时间t的变化图像如图乙所示，电势为，电势为。下列说法正确的是（　　） A．电场强度的大小为，方向与x轴正方向夹角为 B．该微粒在b点的电势能最小 C．该微粒在时刻所受的变力F达到最小值 D．b点与a点的电势差 【答案】ACD 【详解】A．根据匀强电场场强与电势差的关系可知带电微粒做圆周运动的周期为时刻，带电微粒所在位置电势最高，此时带电微粒转过的角度为根据沿电场线电势降低，可知电场方向与x轴正方向成，故A正确； B．根据沿电场线电势降低，由图可知点的电势最低，故该微粒在c点的电势能最小，故B错误； C．当变力方向与电场方向相同时，变力F达到最小值，由图可知该微粒在时刻所受的变力F方达到最小值，故C正确； D．b点与a点的电势差为故D正确。故选ACD。 14．如图所示，长方体所处的三维空间中存在匀强电场，其中，点电势为0，A、和三点的电势均为2V，边长，，则下列说法正确的是（　　） A．匀强电场的场强为3V/m B．把一个正点电荷从A点沿直线移动到点，电势能一直增大 C．B、C、D三点中，B点电势最高 D．将一个电子从C点移动到点，电场力做功为2eV 【答案】AB 【详解】A．以点为坐标原点、为x轴、为y轴、为z轴建立三维坐标系，由题意可知，由矢量合成法则可知合场强故A正确； B．把一个正点电荷从A点沿直线移动到点的过程中，电场力与位移之间的夹角为钝角，所以电场力做负功，电势能增加，故B正确； C．由题意可知点和点的电势都是，C点电势为，点电势最高，故C错误； D．由题意知，点的电势为，故D错误。故选AB。 15．如图所示，是半径为的圆的一条直径，该圆处于平行该圆周平面的匀强电场中。将质子从a点以50eV的动能在该平面内朝着不同方向射出，其中，到达c点的动能最大且为200eV。已知，若不计重力和空气阻力，且规定圆心O处电势为0，则下列说法正确的是（　　）    A．电场方向为Oc方向 B．电场强度大小为100V/m C．b点电势为50V D．质子可以经过圆周上任何一个点 【答案】AB 【详解】A．质子在c点的动能最大，可知c点的电势最低，过c点作圆O的切线，切线为等势线，根据沿电场线电势降低，可知电场方向为Oc方向，故A正确； B．由几何关系可知a、d点的电势差为电场强度大小为故B正确； C．O、b点的电势差为b点电势为故C错误； D．根据对称性可知延长线与圆相交的点在圆周上电势最高，为，该点的电势能为故质子不能经过圆周上任何一个点，故D错误。故选AB。    16．空间中仅有在x轴上的关于原点O对称的M、N两点上有两个场源点电荷、，空间中产生电场。以x轴正方向为沿x轴上的电场强度的正方向，与x的关系如图所示．x轴上任意关于O点对称的两点的相同．P、Q两点关于M点对称。以下说法正确的是（　　） A．与的电荷量大小相等 B．为负电荷，为正电荷 C．两点间电势差小于两点间电势差 D．将一负检验电荷从P点移动到Q点，电场力对其所做总功为正 【答案】AC 【详解】AB．该电场是等量异种电荷在空间中产生的电场，其中，为正电荷，为负电荷，A正确，B错误； C．正电荷在和区间产生的电场强度的平均值大小相同有，负电荷在和区间产生的电场强度的平均值大小不同有，区间与方向相反，区间与方向相同，则合场强，根据，有，C正确； D．将负检验电荷从P点移动到Q点，正电荷对检验电荷做功为零，负电荷对检验电荷做功为负功，故电场力对该检验电荷所做总功为负，D错误。故选AC。 三、综合练（计算题） 17．反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波。其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴，其电势随x的分布如图所示。一质量、电荷量的带负电的粒子从点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上做往返运动。忽略粒子的重力等因素，求： (1)x轴左侧电场强度和右侧电场强度的大小之比； (2)该粒子运动的最大速度； (3)该粒子运动的周期T。 【答案】(1)2:1(2)(3) 【详解】（1）由题图可知由电场强度和电势差的关系可得左侧电场强度右侧电场强度由题图知，联立可得 （2）粒子运动到原点时速度最大，根据解得 （3）设粒子半个周期内在原点左右两侧运动的时间分别为、，由运动学公式得，，联立解得粒子运动的周期 18．光滑平面右侧固定一光滑轻质定滑轮，通过轻质绝缘细线分别连接绝缘带电小滑块A和绝缘带电长滑块C（足够长），A和C的质量均为m，电荷量均为+q，A和C可在相互平行的方向上沿平面运动。开始时系统静止在水平向左、电场强度大小为E的匀强电场中。如图所示，某时刻起，长滑块C上表面有一质量为2m、带电荷量为+2q的绝缘小滑块B以初速度v0水平向右运动。已知B、C之间的滑动摩擦力大小为qE且略小于最大静摩擦力，A与C在运动过程中没有与定滑轮发生碰撞，A、B、C之间的静电力可忽略。求： （1）初始时B和C的加速度大小； （2）B向右的最大位移以及达到最大位移过程中静电力对整个系统所做的功。 【答案】（1），；（2）， 【详解】（1）小滑块B刚在长滑块C上运动时，B、C之间发生发生相对滑动，B、C间的摩擦力为滑动摩擦力。对B受力分析，其受到水平向左摩擦力和电场力，根据牛顿第二定律及题意可得解得初始时，AC处于静止状态。B在C上运动时，AC的加速度大小相等，对AC整体进行受力分析，根据牛顿第二定律及题意可得解得 （2）由（1）分析可知B在C上做匀减速运动，AC做匀加速运动，设B在C上开始运动到ABC达到同速率所需时间为t，则根据匀变速直线运动规律有此过程B和AC运动的位移分别为，解得，，，当ABC达到共速后，ABC均做匀减速运动，假设共速后BC不发生相对滑动，则对ABC整体，根据牛顿第二定律有以B为研究对象，根据牛顿第二定律有解得，故假设成立，共速后ABC以共同的加速度做匀减速直线运动，当B的速度减为零时，B向右的位移达到最大值。根据匀变速直线运动规律可知，此过程ABC运动的位移为解得故B向右的最大位移为整个过程中A、C运动的位移大小相等、方向相反。故静电力对A和C做功的总和为零，故整个过程静电力对整个系统所做的功为。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题38 静电能的性质 （单选基础练+多选提升练+计算综合练） 1、 基础练（单选题） 1．污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极、金属圆盘置于底部、金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布，其中实线为电场线，虚线为等势面。M点和N点在同一电场线上，M点和P点在同一等势面上。下列说法正确的有（　　） A．M点的电势比N点的高 B．N点的电场强度比P点的大 C．污泥絮体从M点移到N点，电场力对其做正功 D．污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大 2．在光滑绝缘水平面上，相隔4L的A、B两点固定有两个电荷量均为Q的正点电荷，a、o、b是A、B连线上的三点，o为AB的中点，。空间另有水平向左的匀强电场。一质量为m，电荷量为q的试探电荷在电场力作用下，以初速度v0从a点出发沿AB连线向B运动，当它运动到o点时，其动能为初动能的2倍，到b点时速度刚好为零，已知静电力常量为k，o处的电势为零，则下列说法正确的是（    ） A．试探电荷带负电 B．a点的电势 C．o点的场强大小为 D．b点的场强大小为 3．在轴上关于坐标点对称的位置上有两个等量的正点电荷，其在平面上形成的电势分布沿轴的剖面图如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．坐标点处的电势和场强均不为零 B．在轴上与点电势相等的点有两个 C．负电荷在点的电势能比在点低 D．在轴任意位置处把正电荷沿轴正方向单向移动的过程中电场力均先做负功再做正功 4．在一个均匀带负电的绝缘实心球体中沿直径开一个光滑水平细管道，将一个带正电的小球P（视为质点）从入口的A点由静止释放，小球P将穿过管道到达另一端的B点，在运动过程中球体和小球的带电量及电荷分布均无变化。已知均匀带电的球壳在球内任意位置产生的电场强度为0，下列判断正确的是（　　） A．球心O处的电场强度大小为零，电势最高 B．小球P在管道中做简谐运动 C．小球P从入口的A点运动到B点的过程中，电势能先增大后减小 D．在管道上，A点的电场强度最大，电势最低 5．如图所示，两个圆环大小相同，关于y轴对称放置，坐标原点O为圆环的圆心，坐标轴上a、b、c、d四个点到原点O的距离相等，两环均带+q电荷量，且均匀分布，则（　　）    A．c、d两点的电场强度一定相同 B．a点的电势一定大于b点的电势 C．质子分别从a运动到c和d的过程中，电场力做功相同 D．电子分别在a、b、c、d四个位置时，电势能均相等 6．如图所示的正四棱锥中，各棱长均为，处于匀强电场的空间中。其中电场方向与平面ABCD平行，已知A、B及O点的电势分别为2V、6V及4V。则下列说法正确的是（　　）    A．电场方向A指向C B．电场强度大小为 C．该正四棱锥外接球面上的电势最低值为1V D．将电子从O点移到D点，电势能增加 7．两个点电荷固定于x轴上，将一带负电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近（位于坐标原点O），在移动过程中，试探电荷的电势能随位置的变化关系如图所示。则下列判断正确的是（　　）    A．M点场强为零，N点电势为零 B．M点电势为零，N点场强为零 C．带正电，带负电，且电荷量较大 D．带负电，带正电，且电荷量较小 8．空间中有一电场，若取x轴正方向为正方向，其电场强度E随x变化的图像如图所示，大小相对于纵坐标轴对称，则（    ） A．点的场强最小，电势最低 B．处的电势和处的电势相等 C．电子从处到处的过程中速度先减小后增大 D．电子从处到处的过程中电势能一直增大 2、 提升练（多选题） 9．电子墨水是一种无光源显示技术，它利用电场调控带电颜料微粒的分布，使之在自然光的照射下呈现出不同颜色。透明面板下有一层胶囊，其中每个胶囊都是一个像素。如图所示，胶囊中有带正电的黑色微粒和带负电的白色微粒。当胶囊下方的电极极性由正变负时，微粒在胶囊内迁移（每个微粒电量保持不变），像素由黑色变成白色。下列说法正确的有（　　） A．像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势 B．像素呈白色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势 C．像素由黑变白的过程中，白色微粒电势能减少 D．像素由白变黑的过程中，黑色微粒电势能增加 10．某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示，相邻等势面间的电势差均为U，，虚线是一带电量为，质量为的带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，分别是运动轨迹与等势面的交点，已知过点时粒子速度为。下列说法正确的是（　　） A．粒子带正电荷 B．点的电场强度比点的大 C．从点到点，静电力冲量为 D．粒子在点速度的大小为 11．科学家在研究电荷分布的对称性的时候，巧妙地借助了我国传统文化中的“阴阳太极图”，以获得更多的启示和灵感，如图所示的三维坐标系。太极图呈圆形位于xOz平面内，y轴过圆心O，在x轴两侧对称分布各有一个大半圆和小半圆，M、N各是小半圆的圆心，现在M、N上分别放置一个等电量的负点电荷和正点电荷，在y轴的正向有一个定点C，在圆的边缘有一个位置D，则下列说法正确的是（　　） A．若将正试探电荷q由C点沿y轴移动到O点，则q的电势能始终不变 B．若将正试探电荷q由A点沿“阴阳”边界经O移动到B点，则q的电势能增加 C．若将负试探电荷q沿虚线由C移到D，则电场力一直对电荷做正功 D．若将负试探电荷沿z轴由O向z轴正向移动，则电荷克服电场力做负功 12．如图甲所示，在粗糙绝缘的水平地面上，一质量m = 2kg的带负电小滑块（可视为质点）在x = 1m处以初速度v0 = 2m/s沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数为0.04。整个区域存在沿水平方向的电场（图中未画出），滑块在不同位置所具有的电势能Ep如图乙所示，P点是图线最低点，虚线AB是经过x = 1m处的切线，并且AB经过（0，3）和（3，0）两点，重力加速度取g = 10m/s2，则下列说法正确的是（   ） A．x = 3m处的电势最高 B．滑块运动至x = 2m处时，速度可能最大 C．向右运动过程中，电场力先做负功后做正功 D．滑块向右一定不能经过x = 4m处的位置 13．空间中存在平行于纸面的匀强电场，在纸面内取O点为坐标原点建立x轴，如图甲所示。现有一个质量为m、电量为+q的带电微粒，在t=0时刻以一定初速度从x轴上的a点开始沿逆时针做匀速圆周运动，圆心为O、半径为R。已知图中圆为其轨迹，ab为圆轨迹的一条直径；除电场力外微粒还受到一个变力F，不计其它力的作用；测得试探电荷所处位置的电势随时间t的变化图像如图乙所示，电势为，电势为。下列说法正确的是（　　） A．电场强度的大小为，方向与x轴正方向夹角为 B．该微粒在b点的电势能最小 C．该微粒在时刻所受的变力F达到最小值 D．b点与a点的电势差 14．如图所示，长方体所处的三维空间中存在匀强电场，其中，点电势为0，A、和三点的电势均为2V，边长，，则下列说法正确的是（　　） A．匀强电场的场强为3V/m B．把一个正点电荷从A点沿直线移动到点，电势能一直增大 C．B、C、D三点中，B点电势最高 D．将一个电子从C点移动到点，电场力做功为2eV 15．如图所示，是半径为的圆的一条直径，该圆处于平行该圆周平面的匀强电场中。将质子从a点以50eV的动能在该平面内朝着不同方向射出，其中，到达c点的动能最大且为200eV。已知，若不计重力和空气阻力，且规定圆心O处电势为0，则下列说法正确的是（　　）    A．电场方向为Oc方向 B．电场强度大小为100V/m C．b点电势为50V D．质子可以经过圆周上任何一个点 16．空间中仅有在x轴上的关于原点O对称的M、N两点上有两个场源点电荷、，空间中产生电场。以x轴正方向为沿x轴上的电场强度的正方向，与x的关系如图所示．x轴上任意关于O点对称的两点的相同．P、Q两点关于M点对称。以下说法正确的是（　　） A．与的电荷量大小相等 B．为负电荷，为正电荷 C．两点间电势差小于两点间电势差 D．将一负检验电荷从P点移动到Q点，电场力对其所做总功为正 三、综合练（计算题） 17．反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波。其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴，其电势随x的分布如图所示。一质量、电荷量的带负电的粒子从点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上做往返运动。忽略粒子的重力等因素，求： (1)x轴左侧电场强度和右侧电场强度的大小之比； (2)该粒子运动的最大速度； (3)该粒子运动的周期T。 18．光滑平面右侧固定一光滑轻质定滑轮，通过轻质绝缘细线分别连接绝缘带电小滑块A和绝缘带电长滑块C（足够长），A和C的质量均为m，电荷量均为+q，A和C可在相互平行的方向上沿平面运动。开始时系统静止在水平向左、电场强度大小为E的匀强电场中。如图所示，某时刻起，长滑块C上表面有一质量为2m、带电荷量为+2q的绝缘小滑块B以初速度v0水平向右运动。已知B、C之间的滑动摩擦力大小为qE且略小于最大静摩擦力，A与C在运动过程中没有与定滑轮发生碰撞，A、B、C之间的静电力可忽略。求： （1）初始时B和C的加速度大小； （2）B向右的最大位移以及达到最大位移过程中静电力对整个系统所做的功。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$