第9章 微练46 电场能的性质的应用(教用Word)-【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习（粤教版）

该高中物理讲义聚焦电场能的性质应用这一高考核心专题，涵盖电势差、电势能、场强与电势关系等考点，按概念理解、规律应用到综合问题解决的逻辑层次组织，通过考点梳理（如W=qU、E=U/d公式应用）、方法指导（等势线疏密分析场强）、真题训练（含2024河北卷等高考题），帮助学生系统构建知识网络，突破重点难点。 讲义以科学思维培养为核心，如第2题通过等势线分布引导学生建构“等差等势线疏密反映场强大小”的模型，第4题结合圆周运动分析功能关系渗透能量观念。设置单选基础、多选提升、非选择综合的分层练习，配合详细解析即时反馈，能高效提升学生解题能力，为教师把控复习节奏提供精准指导。

微练46　电场能的性质的应用 　 一、选择题(1~7题为单项选择题，8~9题为多项选择题) 1.如图所示，两平行金属板A、B间有一匀强电场，C、D为电场中的两点(其中C点在金属板上)，且C、D间距L=4 cm，C、D连线和场强方向成60°角。已知电子从D点移到C点电场力做功为3.2×10-17 J，电子电荷量大小为1.6×10-19 C，C、D间的电势差UCD和匀强电场的场强大小分别为(B) A.200 V，50 V/cm B.200 V，100 V/cm C.-200 V，50 V/cm D.-200 V，100 V/cm 解析　根据电场力做功与电势差关系可得WDC=-eUDC，可得D、C间的电势差UDC=-=- V=-200 V，则C、D间的电势差为UCD=-UDC=200 V，匀强电场的场强大小为E== V/cm=100 V/cm，B项正确。 2.(2024·河北卷)我国古人最早发现了尖端放电现象，并将其用于生产生活，如许多古塔的顶端采用“伞状”金属饰物在雷雨天时保护古塔。雷雨中某时刻，一古塔顶端附近等势线分布如图所示，相邻等势线电势差相等，则a、b、c、d四点中电场强度最大的是(C) A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 解析　在静电场中，等差等势线的疏密程度反映电场强度的大小。图中c点的等差等势线相对最密集，故该点的电场强度最大，C项正确。 3.图中的平行直线表示一簇垂直于纸面的等势面。一个电量为-6.0×10-8 C的点电荷，沿图中曲线从A点移到B点，电场力做的功为(B) A.-6.0×10-7 J B.6.0×10-7 J C.-4.2×10-6 J D.4.2×10-6 J 解析　电场力做功与路径无关，只与始末位置有关，则可得该点电荷沿图中曲线从A点移到B点，电场力做的功为W=UABq，其中UAB=φA-φB=-20 V-(-10 V)=-10 V，代入数据解得W=6.0×10-7 J，B项正确。 4.如图所示，竖直平面内固定一光滑圆形绝缘轨道，A、B分别为轨道上的最高点和最低点，圆心O处固定一负点电荷，带正电的小球沿轨道外做完整的圆周运动，则(D) A.球在A点时受到的弹力方向指向圆心 B.球在B点时受到的弹力大于库仑力 C.球从A运动到B过程动能不变 D.球从A运动到B过程机械能守恒 解析　根据弹力的方向特点可知球在A点时受到的弹力方向背离圆心，A项错误;球在B点时，由牛顿第二定律可得F库-F弹-mg=F，知受到的弹力小于库仑力，B项错误;球从A运动到B过程，库仑力不做功，重力做正功，由动能定理可知动能增加，C项错误;球从A运动到B过程只有重力做功，机械能守恒，D项正确。 5.(2025·中山模拟)如图所示，匀强电场中有ABCD四个点组成平行四边形，其中A、B、D三点电势分别为4 V、8 V和12 V。已知AB= cm，AD=2 cm，∠BAD=45°，下列说法正确的是(B) A.C点电势为0 V B.电子从A移动到O，电势能减少6 eV C.电场方向从A指向D D.场强大小为4 V/m 解析　根据φB-φA=φC-φD可得C点电势为φC=16 V，A项错误;O点电势为φO==10 V，电子从A移动到O，电场力做功为WAO=-eUAO=6 eV，电势能减少6 eV，B项正确;由几何关系可知，△ABD为等腰直角三角形，AD连线中点P的电势为φP==8 V=φB，BP连线为等势线，且BP⊥AD，根据沿电场方向电势降低可知，电场方向从D指向A，场强大小E== V/m=400 V/m，C、D两项错误。 6.如图所示，在真空中光滑的水平绝缘桌面上，有带异种电荷的点电荷P1和P2。现固定P1，用绝缘锤将P2沿桌面击出。关于此后P2在桌面上的运动，下列说法正确的是(D) A.一定是曲线运动 B.速度可能不变 C.加速度一定变小 D.动能和电势能之和一定不变 解析　若P2初速度方向在P1P2连线上，则小球做直线运动，A项错误;P2受到电场力作用，速度一定发生变化，B项错误;当小球靠近P1时，根据库仑定律可知所受库仑力变大，结合牛顿第二定律可知P2所受加速度变大，C项错误;根据题意可知P2只有电场力做功，动能和电势能之和一定不变，D项正确。 7.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(B) 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在F点的电势能 解析　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，A项错误;画出点电荷周围的电场线如图所示，电势差|UEM|>|UNF|，由题意知|WEM|=|WFN|，结合公式W=qU可判断qa<qb，B项正确;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，C项错误;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在F点的电势能，D项错误。 8.(2025·江门模拟)静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图，一电子在电场中仅受电场力的作用，实线描绘出了其运动轨迹，虚线表示等势线，各等势线关于y轴对称，a、b、c、d分别是轨迹与等势线的交点。已知电子在经过a点时动能为60 eV，各等势线的电势高低标注在图中，则(BD) A.a、d两点的电场强度相同 B.电子从a运动到b时，电场力做正功 C.电子从c运动到d时，电势能逐渐减小 D.电子在经过等势线d点时动能为60 eV 解析　各等势面关于y轴对称，疏密相同，所以电场线疏密也相同，场强大小相等;根据等势线与电场线垂直，可知a、d两点的电场强度方向不同，故a、d两点的电场强度不同，A项错误;根据等势线与电场线垂直，故电子在y轴左侧受到一个斜向右下方的电场力，速度方向沿轨迹的切线方向，故电子从a到b运动时，电场力做正功，B项正确;根据负电荷在电势低处电势能大，可知电子从c到d运动时，电势能逐渐增大，C项错误;a、d两点的电势相等，故从a到d电场力不做功，所以电子在经过等势线d点时的动能为60 eV，D项正确。 9.(2025·湛江模拟)如图所示，在竖直平面内固定着一根光滑绝缘细杆MP，M点和P点的高度差为3r，细杆左侧O点处固定着一个带正电的点电荷，以O为圆心、r为半径的圆周与细杆交于N、P两点，圆心O在P点正上方，N点为MP的中点，现将一质量为m、电荷量为+q(q>0)的小球(可视为质点)套在杆上从M点由静止释放，小球滑到N点时的速度大小为，g为重力加速度大小，则下列说法正确的是(CD) A.M、N间的电势差UMN= B.小球从N点到P点的过程中，电场力做的功为- C.若在此装置中加一水平方向的匀强电场，小球在N点平衡且恰好对MP无压力，则所加电场的电场强度大小为 D.MP的长度为2r 解析　从M到N，由动能定理得qUMN+mg·=m()2，M、N间的电势差UMN=-，A项错误;因NP两点的电势相等，则小球从N点到P点的过程中，电场力做的功为0，B项错误;设ON与水平方向的夹角为θ，则r+rsin θ=，解得θ=30°，若在此装置中加一水平方向的匀强电场，小球在N点平衡且恰好对MP无压力，则对小球受力分析可知mg=qEtan 30°，解得所加电场的电场强度大小为E=，C项正确;设MP与竖直方向夹角为α，则MP=PN=2rcos α =，解得MP=2r，D项正确。 二、非选择题 10.(2025·广州模拟)如图，等量异种电荷固定在光滑绝缘斜面上的A、B两点，O为AB的中点，C、D为斜面上的两点。带电小球(视为试探电荷)无初速度放在O处恰能保持静止。已知斜面倾角为30°，固定电荷的电荷量为Q，A、B间距为2L，小球质量为m，重力加速度为g，静电力常量为k，求: (1)沿斜面从C到D，空间的电场强度和电势如何变化? (2)小球的电性和电荷量q; (3)已知CO=，OD=，将小球从C点以初速度v0沿斜面释放，恰能在D处速度减为零，则C、D两点的电势差UCD多大? 解析　(1)根据等量异种点电荷连线的电场分布特点可知，沿斜面从C到D，空间的电场强度先减小后增大;根据等量异种点电荷连线的电势分布特点可知，沿斜面从C到D，空间的电势一直增大。 (2)带电小球(视为试探电荷)无初速度放在O处恰能保持静止，可知小球受到的电场力沿斜面向上，与场强方向相同，则小球带正电;根据受力平衡和库仑定律可得2=mgsin 30°， 解得q=。 (3)小球从C到D过程，由动能定理得 mgsin 30°·+qUCD=0-m， 解得UCD=--。 答案　(1)场强先减小后增大，电势一直增大　 (2)正电荷　　(3)-- 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$