第9章 微练45 电场能的性质(Word练习)-【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习（粤教版）

微练45　电场能的性质 　 一、选择题(1~7题为单项选择题，8~9题为多项选择题) 1.如图为模拟点电荷电场线的实验照片，关于图中A、B两个位置的电场强度E及电势φ的大小关系一定正确的是(　　) A.EA<EB B.EA>EB C.φA<φB D.φA>φB 2.(2025·潮州模拟)如图所示为电子束焊接机，K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高电压U，两极之间形成了辐向分布的电场，图中带箭头的虚线代表电场线，B、C是电场中两点。有一电子在K极由静止被加速，不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是(　　) A.A、K之间的电场强度均为 B.B点电势小于C点电势 C.B点电场强度大于C点电场强度 D.电子由K到A的电势能增加了eU 3.一个内部含有空腔的矩形金属导体W放在静电场中，电场线如图所示，下列说法不正确的是(　　) A.金属导体发生静电感应，左端A处的感应电荷为负电荷 B.金属导体表面是等势面，金属导体是等势体 C.金属导体内部被静电屏蔽，空腔C处的电场强度为0 D.金属导体处于静电平衡，金属导体内部的电子不受电场力作用，处于静止状态 4.如图所示，a、b、c、d、e、f是以O为球心的球面上的点，平面aecf与平面bedf垂直，分别在a、c两点处固定等量正点电荷。下列说法正确的是(　　) A.O点的电场强度大于b点的电场强度 B.电子在O 点的电势能大于在e 点的电势能 C.b、d、e、f四点的电场强度相同 D.b、d、e、f 四点的电势相等 5.电荷量相等的两个电荷在空间形成的电场有对称性。如图所示，真空中固定两个等量异种点电荷A和B，A、B连线中点为O，在A、B所形成的电场中，有以O点为几何中心的矩形abcd，矩形eghf为abcd的中垂面，O是ef边的中点，下列说法正确的是(　　) A.e、f两点的电势相等 B.将一电荷由e点沿eghf移到f点，电场力先做正功后做负功 C.将一电荷由a点分别移到g点和O点，电势能变化量不相等 D.a、b两点的电场强度相同 6.如图所示，直线AB长度为L，O是AB的中点，C、D两点关于O点对称，到O点的距离均为。在A点固定一个电荷量为Q的正点电荷，在B点固定另一个点电荷，设无穷远处电势为零，在直线AB上D点的电势最低，下面说法正确的是(　　) A.D点处的电势可能为零 B.C点处的场强可能为零 C.固定在B处的点电荷可能带负电 D.固定在B处的点电荷电荷量的绝对值为 7.(2025·广州模拟)如图所示，正三棱柱ABC-A'B'C'的A点固定一个电荷量为+Q的点电荷，C点固定一个电荷量为-Q的点电荷，D、D'点分别为AC、A'C'边的中点，选无穷远处电势为零。下列说法正确的是(　　) A.B、B'、D、D'四点的电场强度相同 B.将一负试探电荷从A'点移到C'点，其电势能增加 C.将一正试探电荷沿直线从B点移到D'点，电场力做正功 D.将一正试探电荷沿直线从B点移到D'点，电场力做负功 8.(2025·肇庆模拟)如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点，不计重力。下列说法正确的是(　　) A.M带负电荷，N带正电荷 B.M在b点的动能小于它在a点的动能 C.N在d点的电势能大于N在c点的电势能 D.N在从e点运动到c点的过程中克服电场力做功 9.(2025·深圳模拟)国家电网公司为超高压输电线路的工作人员配备了内置高韧性金属网的特高压静电防护服。如图，把防护服的脚部接地，O点为工作人员体内的一点，现有一个带正电的小球A(看成点电荷)，电荷量为Q，到O点的距离为r，P点为AO连线上的一点，静电力常量为k，已知无穷远处和接地电势为0，下列说法正确的是(　　) A.感应电荷在O处产生的电场强度大小等于k，方向向左 B.防护服内金属网靠近小球A的一侧外表面带负电 C.P点的电势为负 D.带电小球在O点产生的电场强度为零 二、非选择题 10.如图所示，电荷量均为q、质量分别为m、3m 的带正电小球A、B，中间用绝缘轻绳连接，忽略两电荷间的库仑力，两球在竖直向上的匀强电场中以速度v0匀速上升，重力加速度为g，某时刻轻绳断开。求: (1)电场强度的大小; (2)轻绳断开后A、B两球的加速度大小; (3)自轻绳断开至B球速度为零的过程中，B球的电势能如何变化，变化多少? 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 答案 微练45　电场能的性质 1.B　解析　A点距离点电荷较近，电场线较密集，则场强较大，即EA>EB;根据图示不能判断点电荷的正负，则不能比较两点电势高低，B项正确。 2.B　解析　A、K之间的电场不是匀强电场，可知电场强度不等于，A项错误;沿电场线电势降低，可知B点电势小于C点电势，B项正确;因C点电场线较B点密集，可知B点电场强度小于C点电场强度，C项错误;电子由K到A电场力做正功，则电势能减小了eU，D项错误。 3.D　解析　金属导体W放在静电场中会发生静电感应，根据电场线的方向，可知左端A处的感应电荷为负电荷，A项正确;金属导体处于静电平衡状态，表面是等势面，金属导体是等势体，内部被静电屏蔽，电场强度为0，金属导体内部的电子不受电场力作用，但会有热运动，B、C两项正确，D项错误。综上所述，应选D。 4.D　解析　O点是等量正点电荷连线的中点，电场强度为0，O点的电场强度小于b点的电场强度，A项错误;在等量正点电荷连线的中垂线上，O点电势最高，电子带负电，故电子在O点的电势能小于在e点的电势能，B项错误;由电场叠加可知，b、d、e、f四点的电场强度大小相等，方向不同，C项错误;由电势叠加可知，b、d、e、f四点的电势相等，D项正确。 5.A　解析　由于等量异种点电荷电场与电势分布具有对称性，假设A为正电荷，B为负电荷，根据等量异种点电荷与场强的分布图可知，abcd所在平面中电场分布图如图所示，根据题目描述，efgh所在平面为通过O点的中垂面，电势相等，e、f两点的电势相等，A项正确;将一电荷由e点沿eghf移到f点，由于efgh所在平面为一等势面，所以在移动电荷过程中电场力始终不做功，B项错误; 因为g点和O点的电势相等，将一电荷由a点分别移到g点和O点过程中电势变化相同，电场力做功相同，电势能变化相同，C项错误;因为场强是既有大小又有方向的矢量，根据示意图可知，a、b两点的电场强度大小相等，但方向不同，D项错误。 6.D　解析　若固定在B点的是负电荷，沿AB直线从A到B电势一直降低;若在B点固定正电荷，沿AB直线从A到B电势先降低后升高，可能出现在D点的电势最低，且电场强度一定为零，C项错误;因为正电荷形成的电场中电势都是正值，D点处的电势一定大于零，A项错误;设固定在B处的点电荷电荷量为Q'，因为D点场强为零，则-=0，解得Q'=Q，D项正确;A点处的点电荷的电荷量大于B点处点电荷的电荷量，根据场强的计算式和叠加原理知，C点处的场强一定不为零，B项错误。 7.B　解析　分别画出两点电荷在B、B'、D、D'四点的场强，然后进行场强的合成可以得到两个点电荷在这四点的电场强度方向均平行于AC，方向由A指向C，但各点到两电荷距离不同，则电场强度大小不同，A项错误;沿电场线电势降低，A'电势高于C'电势，试探电荷为负电荷，故电势能增加，B项正确;几何体为正三棱柱，D、D'点分别为AC、A'C'边的中点，所以BDB'D'为AC的中垂面，也就是等势面，各处电势相等，电势能相等，电场力不做功，C、D两项错误。 8.ABD　解析　粒子做曲线运动，所受合力指向轨迹的内侧，由带电粒子在正点电荷的电场中运动的轨迹可知，M受到的是库仑引力，N受到的是库仑斥力，M带负电，N带正电，A项正确;在正点电荷的电场中，离正点电荷越近电势越高，则a点电势高于b点电势，M带负电，带负电粒子从高电势到低电势，电场力做负功，动能减小，所以M在b点的动能小于它在a点的动能，B项正确;粒子N从c到d的过程中电场力做正功，所以电势能减小，N在d点的电势能小于N在c点的电势能，C项错误;N从e点运动到c点的过程中，是从低电势到高电势，因N带正电，带正电粒子从低电势到高电势，电场力做负功，所以该过程N克服电场力做功，D项正确。 9.AB　解析　带电小球和防护服上感应电荷在防护服内产生的合场强为零，小球A在O点产生的电场强度与感应电荷在该处产生的电场强度大小相等方向相反，感应电荷在O点产生的场强大小为E=，方向向左，A项正确，D项错误;防护服接地，由静电感应原理可以知道，防护服内金属网靠近小球A的一侧外表面带负电，B项正确;从小球A到防护服，电场线方向向右，防护服接地，电势为零，沿电场线方向电势逐渐降低，P处的电势大于零，C项错误。 10.答案　(1)　(2)g　g　(3)减少　3m 解析　(1)设电场强度为E，把小球A、B看作一个整体，由于绳未断前做匀速运动有2qE=4mg， 解得E=。 (2)细绳断开后，根据牛顿第二定律，对A球有 qE-mg=maA， 解得aA=g， 对B球有qE-3mg=3maB， 解得aB=-g，负号表示方向竖直向下，即B球加速度大小为g。 (3)设自绳断开到B球速度为零的时间为t，则 0=v0+aBt， 解得t=， B球的位移为xB=t=， 电场力对B球做正功 WB=qExB=3m， 在这一过程中，B球的电势能减小了3m。 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 $$