专题9 第1练 电场能的描述-【小题突破·大题攻略】2026年高考物理培优限时练

第一部分专题九静电场中的能量 专题九静电场中的能量 第1练 电场能的描述 [小题·精讲精练] 例2如图所示为某示波管 [例题讲坛] 内的聚焦电场，实线和虚 例1（多选）如图甲所示，A、B,C三点是在等量同 线分别表示电场线和等势 种正电荷连线的中垂线上的点.现有一个带电荷 线.两电子分别从a、b两 量为，质量为m的点电荷从C点由静止释放，只 点运动到c点，设电场力 在电场力作用下其运动的t图像如图乙所示，运 对两电子做的功分别为W。和W6,a、b点的电场 动到B点处对应的图线的切线斜率最大（图中标 强度大小分别为E。和Eb,则 ( 出了该切线)，其切线斜率为k,则 A.W。=Wb,Ea>E6 B.Wu≠Wb,Ea>Eb 作 C.Wa=W,E<E D.W.≠W6,Ea<Eh B 【解析】同一幅图中电场线的疏密可表示电场 业 C 00…+ 强度大小，a点处的电场线比b点处的密集，可 时 知E.>Eh,选项C、D错误；a、b两点处于同一等 甲 势面，电子从a、b两点运动到c点，电场力做的 可 A.A、B、C三点所在直线为等势线且和无穷远处 等电势 功相等，与路径无关，选项A正确，B错误. 沿 B.在C点无初速度释放一个电子，则它将在O 【答案】A 点两侧做往复运动 [小题·分层分练 此 C.B点为中垂线上电场强度最大的点，大小 [一层·打基础] 线 为加 知识点一 电势能和电势 1.(多选)在固定的等量同种点电荷十Q和十Q连 DA,B两点间的电势差UB=m(一项) 线的正中央虚拟一个正方体空间模型，abcd面 2q 下 和a'b'c'd'面的中心分别为O、O(c,O没有画 【解析】两个等量的同种正电荷连线中垂线上 出)，下列说法正确的是 的电势，由O点沿中垂线向外侧逐渐减小，因此 带正电粒子由C点到A点过程中电势逐渐减 40 小，故A错误，在C点无初速度释放一个电子， 会受到指向O点的力，所以它将在O点两侧做 A.点d、d'处的场强相同 往复运动，故B正确：由图可知，带电粒子在B B.a、a'、b、b、c、c',d、d8点的电势相等 点的加速度最大为k,所以它所受的电场力最大 C,将一正试探电荷从a移到c',电荷的电势能 为mk,根据电场强度定义式E=E,解得：E 增大 D.将一正试探电荷从O点由静止释放，将在O)、 m.故C正确：据t图可知A、B两点的速度分 O间做往复运动 别是A和vB,根据动能定理有：9Us=2m唱 知识点二电势差 2.(多选)在匀强电场中把电荷量为2.0×10一9C 2m听，解得：U加=m(-) 1 故D错误： 的点电荷从A点移动到B点，静电力做功为1.6 ×10一7J,再把这个电荷从B点移动到C点，克 故选：BC 服静电力做功4.0×10一7J.下列选项正确的是 【答案】BC ( 培优限时练小题突破·物理 A.A、B两点间的电势差UB=80V [三层·早拔尖] B.C、A两点间的电势差U4=120V 6.如图所示，ABCD为一正方形的四个顶点，O为 C.A、B、C三点的电势高低关系为9A>9C>B 正方形对角线的交点.三个等量点电荷分别固定 D.A,B、C三点的电势高低关系为gB>A>9C 在正方形的三个顶点ABC上，A、B处为正电 知识点三电势差与电场强度的关系 荷，C处为负电荷.MNGH为对角线上与O点的 3.在研究未知电场时，一般是先 距离相等的四个点，这四个点的电场强度大小与 通过实验探找等势点描绘出等 B(0,3cm) 电势大小关系正确的是 ( 势面，再由等势面得到电场线. x/em D 如图所示，在平面直角坐标系 01 A(6em,0) 中有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标 原点O处的电势为0V,点A处的电势为6V, 0 海 点B处的电势为3V.则该电场的电场强度() A团 田B A.方向垂直x轴 B.方向垂直AB连线 A.EM=EN,OM=N B.EM=EN,9M< C.大小为100V/m D.大小为100w2V/m C.EG>EH>H D.Ec>EH,= [二层·提考能] 7.如图所示，a、b、c表示某点电荷产生的电场中的 4.如图所示的菱形ABCD中的A点固定个电荷量 三个等势面，它们的电势分别为9a=U,%= 为Q(Q>0)的点电荷，其中∠A为锐角.关于点 电荷Q产生的电场下列说法正确的是() 名，一多一带电粒子（所受重力不计）从等势 7U U D 面a上某点由静止释放后，经过等势面b时速率 为，则它经过等势面c时的速率为 ( A.图中B、D两点处的电场强度相同 B.图中B、C、D三点电势相等 C.一个带负电的点电荷在B点的电势能比在C 点的电势能小 D.把一个带正电的点电荷从B点移到C点电场 力做负功 A.2v B./3v 5.如图所示虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、 C.2v D.4 4,相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面 [小题·真题真练] 3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作 (多选)(2024·湖北卷)关于电荷和静电场，下列 用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和 说法正确的是 () 5eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能 A.一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代 变为一8eV,它的动能应为 ) 数和保持不变 B.电场线与等势面垂直，且由电势低的等势面指 向电势高的等势面 C.点电荷仅在电场力作用下从静止释放，该点 八234 电荷的电势能将减小 A.8 eV B.13 eV D.点电荷仅在电场力作用下从静止释放，将从 C.20 eV D.34 eV 高电势的地方向低电势的地方运动 48培优限时练小题突破·物理 同理有 BP BO sin POBsin BPO 正确。 Q: B_P{} 联立有 Q:Q-2n:1 故选C. 【答案】C 故选:AD. 【答案】 第2练 电场、静电平衡 AD 7.【解析】. 设球体的电荷量为Q,则以a为球体边缘的内部电 小题·分层分练 ##_ Qr{ 荷量二- 1.【解析】公式E-E只是电场强度的定义式,不能由此得 #4R K,电荷分布均匀的球壳在球 出电场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正 比、与电荷量成反比,因为电场中某点的电场强度只与电场 壳内形成的电场强度为零,则a点电场强度E。一k r{ 本身的性质有关,与检脸电荷的电荷量及受力无关,故A错 误,B正确:电场中某点的电场强度方向为正电荷在该点的 r' 受力方向,故C错误;公式E-E对于任何静电场都是适用 解得 的,E一Q只适用于真空中的点电荷的电场,故D错误,故 【答案】 AC 8.【解析】根据电场的叠加及对称性可知带电圆盘在小球处 选:B 【答案】 产生的电场方向沿中心轴线,又因为小球的受力情况,可知 & 电场力方向水平向右,小球带正电,正电荷受力方向与场强 2.【解析】根据题意可知,电场为点电荷电场,点电荷一定在 方向一致,故带电圆盘在小球处产生的电场方向沿中心轴线 a点电场强度方向的直线上,虚线是电场中的直线,这条直 向右,故A正确;圆盘不是点电荷,无法直接用库仑力表达 线上电场强度最大地方距离点电荷距离最小,如图 式直接计算静电力,故B错误:小球受力情况如图所示 设O的距离为r,O点点电荷带电荷量为Q,根据几何关系 可得O- 由平衡条件可知小球受到的静电力为F一mgtanθ,故此处 根据点电荷场强公式,可知E.-Q-E 的电场强度为E-E二mgtanθ,故C正确;电场是否消失 0 与场源电荷有关,与试探电荷无关,故若带电小球的电量突 () 然消失,带电圆盘在小球处产生的电场不会消失,故D错 误。故选:AC. 故ABC错误,D正确,故选:D 【答案】AC 【答案】D 小题·真题真练 3.【解析】 根据电场线的性质,电场线越密的地方电场强度超 【解析】 由于M点与A点关于带电细杆对称,故细杆在A 大,通过观察可知,a点场强较大,则E一E.故选B 处产生的电场强度大小E。-E。-g,方向竖直向上,故A 【答案】B 4.【解析】处于静电平衡状态的导体内部合场强为家,所以A 点的电场强度大小E-E’。+E。-(\3十3),D正确.由于 选项正确,当开关闭合,导体和大地是一个整体,导体处于近端, 把负电荷从地球上吸引过来,所以D选项正确。 M点与A点关于常电细杆对称,故细杆在A处产生的电场 【答案】AD 强度大小E。-E。-3kg.方向竖直向上,故A点的电场强度 5.【解析】点电荷q对点电荷g。的作用力也是F,根据电场 a{ 强度的定义式E。-F 大小E-E。+E-(V3+3),D正确。 根据点电荷电场强度的决定式E一,故选D. 【答案】D 【答案】D 专题九 静电场中的能量 6.【解析】 类比等量异种电荷、等量同种电荷电场线(如图)可 知,A、B应带同种电荷,且B的带的电荷量较大,故A正确 第1练 电场能的描述 B错误;等量同种电荷时,连线中点电场强度为零,不等量电 荷时,不为零,故C错误;设甲、乙带电荷量为q,9。.原来两 小题·分层分练 1.【解析】根据等量同种电荷的电场线特点,点d、d处的场 电荷间的静电力为F一k,接触后放回原处,电荷量总和 强大小相等,方向不同,故A错误;根据等量同种电荷等势 (2) 面的特点,a、a’、b、6、c、c'、d、d'8点的电势相等,故B正确; 平分,两电荷间的静电力变为F一k ,,由千 根据等量同种电荷电势分布特点,a、c'电势相等,将一正试 探电荷从a移到c,电势能不变,故C错误:将一正试探电荷 116 参考答案 从O点由静止释放,向O点运动过程中,根据等量同种电荷 7.【解析】 带电粒子在运动过程中,只有电场力对粒子做功, 电场线的特点,电场力先做正功后做负功,根据对称性,这两 根据动能定理得:a→过程,有:qU-; 点的电势相等,电场力的总功等于零,电荷在O点的速度也 等于零,所以电荷将在O、O间做往复运动,故D正确,故选: BD. 立得#①} 【答案】BD WM1.6×10- 2.【解析】A、B两点间的电势差U= 72.0x10V- a→c过程,有:q-m; W二 80V,故A正确;B、C两点间的电势差U= 9 -4.0×10-7 联立#② U -80V-200V=-120V,U=120V,故B正确;A点 电势比B点电势高80V,A点电势比C点电势低120V.E 由①②可得:u一2v,故选C. 点电势比C点电势低200V,因此C点电势最高,B点电势 【答案】C 最低,即,故CD错误。故选:AB. 小题·真题真练 【答案】AB 【解析】电荷只能从一个物体转移给另一个物体,不能被创 坐标原点O处的电势为0 3.【解析】 .yem 造,也不能被消灭,所以一个与外界没有电荷交换的系统,电 V,点A处的电势为6V,则OA中点 荷的代数和保持不变,A正确;电场线与等势面垂直,沿电场 C的电势为-0+-06V=3 B(0,3cm) 线方向电势逐渐降低,所以电场线由电势高的等势面指向 电势低的等势面,B错误;点电荷仅在电场力作用下从静止 V一,则BC连线为等势面,场强方 x/em CA(6cm.0) 释放,将沿其所受电场力方向运动,即电场力将做正功,则该 向与等势面垂直:可知场强方向垂直 E 点电荷的电势能将减小,C正确;结合C项分析和△= E,可知,当q<o时,△→0,当q→0时,△{<o,即负点电 3Xcos43x10V/m-10oV2V/m,故 ABC错误,D正确. 3 荷将从低电势的地方向高电势的地方运动,正点电荷将从 故选:C. 高电势的地方向低电势的地方运动,D错误。 【答案】D 9.AC 由左手定则可知,带正电粒子在磁场中受到向上的洛 BD两点处的电场强度大小相同,方向不同,故A 4.【解析】 伦兹力,带负电粒子在磁场中受到向下的洛伦兹力,则等离 错误;C点到A点的距离大于BD两点到A点的距离,所以 子体从左侧喷入磁场时,带正电粒子向上偏转,带负电粒子 电势不同,故B错误;A点固定电荷量为Q(Q→0)的点电 向下偏转,所以极板MN带正电,为发电机的正极,A正确; 荷,B点的电势大于C点的电势,根据E.一0可知,负电荷 极板间的电压稳定后,对在极板间运动的某个带电粒子,有 在B点的电势能比在C点的电势能小,故C正确;A点固定 E-quB,又U-Ed,可得U-vBd,所以仅增大两极板间的 电荷量为Q(Q0)的点电荷,带正电的点电荷从B点移到C 距离d,极板间的电压增大,B错误;结合B项分析可知,仅 点电势能减小,电场力做正功,故D错误,故选C. 【答案】C 增大等离子体的喷入速率v,极板间的电压增大,C正确;结 合B项分析可知,仅增大等离子体的正、负带电粒子数密 5.【解析】 等势面3的电势为零,则该电荷在此位置的电势能 度,极板间的电压不变,D错误。 也为零,由于两相邻等势面的电势差相等,又知E E,则 【答案】AC a点的电势能可表示为一2qU(U为相邻两等势面的电势 差),b点的电势能可表示为qU.由于总的能量守恒,则有: 第2练 电容器、带电粒子在电场中的运动 E+(-2qU)-E +qU即26eV-2qU-5eV+qU,解得 $U-7eV则总能量为7eV+5eV-12eV当电势能为-8 小题·分层分练 eV时,动能E.-12eV-(-8)eV-20eV. 1.【解析】电容表示电容器储存电荷的本领大小的物理,电容 【答案】C 大反映的是储存电荷的本领强,但并不意味之一定带了更多 6.【解析】 由几何关系可知MGNH 的电荷,内部的电场强度也不一定就大,故AB错误;根据电 也为正方形,在A、C电荷的合电场 中,M、N两位置的场强大小相等方 向相同,都是M指向N:B到M、N 同电荷量时电压较小,所以单位电压容纳的电荷量较大,故 的距离相同,产生的场强大小相同, C正确,D错误.故选:C. 方向不同,B在M处的场强方向与 .:B 【答案】C A A、C电荷在M处的合场强方向成钝 2.【解析】 设粒子的质量和电荷量分别为刃和9,由动能定 角,B在N处的场强方向与A、C电荷在N处的合场强方向 理得: 成锐角,则合成以后,根据平行四边形定则可知EE。 M.N两点中,M点离正电荷更近,电势越高,故有u一 AB错误;在A、C电荷的合电场中,G、H两位置的场强大小 相等方向相同,都是平行于MN,且电势也相等;B在G处的 场强大于在H产生的场强大小,故合成以后,有E。E 由此可知,速度与粒子的比荷平方根成正比。 G、H两点中,G点离正电荷更近,电势越高,故有q一,D 由于氛核的比荷最小,所以氛核的速度最小 错误,C正确,故选C. 故A正确,BCD错误,故选:A 【答案】C 【答案】A 117