训练42 电场能的性质-【红对勾讲与练·练习手册】2026年高考物理大一轮复习全新方案基础版

训练42 化基础巩固凵 1.(5分)（多选）(2024·湖北卷)关于电荷和静电场， 下列说法正确的有 () A.一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数 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.点电荷仅在静电力作用下从静止释放，该点电 荷的电势能将减小、 D.点电荷仅在静电力作用下从静止释放，将从高 电势的地方向低电势的地方运动 2.(5分)(2025·广东中山检测) 如图所示，雷雨天带有负电的人eQ9Q9 乌云飘过一栋建筑物上空时，d ◆C A 在避雷针周围形成电场，电场 的等差等势面a、b、c、d分布情b 况如图所示，在等势面中有A、a B、C三点。下列说法中正确的是 A.避雷针附近的电场是匀强电场 B.A点的电场强度比B点的小 C.a、b、c、d等势面中a的电势最低 D.有一带负电的雨点从乌云中下落，静电力做 正功 3.(5分)（多选）(2023·海南卷) ec 如图所示，正三角形三个顶点 固定三个带等量电荷的点电 荷，其中A、B带正电，C带负A6.M9.N©B 电，O、M、N为AB边的四等分点。下列说法正确 的有 A.M、N两点的电场强度相同 B.M、N两点的电势相同 C.负电荷在M点的电势能比在O点时要小 D.负电荷在N点的电势能比在O点时要大 4.(5分)（多选）(2024·广东汕头 模拟)如图所示，MN是负点电M -N 荷产生的电场中的一条电场 ‘6 线。一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越 (横线下方不可作答)3 班级： 姓名： 场能的性质 (总分：60分) 这条电场线，轨迹如图中虚线所示。下列结论正 确的有 () A.负点电荷一定位于N点右侧 B.a点的电势高于b点的电势 C.粒子在a点的电势能小于在b点的电势能 D.粒子在α点的加速度大小小于在b点的加速度 大小 5.(5分)（多选）如图所示，在两等 M 量异种点电荷的电场中，MN为4b.S 两电荷连线的中垂线，a、b、c三 ⊕ 点所在直线平行于两电荷的连 线，且a和c关于MN对称，b 点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。以下 判断正确的有 () A.b点与d点场强方向相同 B.a点与c点电势相同 C.a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差 D.带正电的试探电荷在a点的电势能大于在c点 的电势能 6.(5分)如图所示，以点电 球面2 荷十Q为球心的两个球面 b 1和2，a点位于球面1 ●+0 上，b点、c点位于球面2 上，下列说法正确的是 ( A.b、c两点场强相同 B.b点电势比c点电势高 C.将正电荷从a点移到b点，电势能增加 D.同一电荷在a点受到的静电力比在b点受到的 静电力大 7.(5分)（多选）(2024·广东卷)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 ( 5 第九章静电场 污水 金属棒 M Y-P 金属圆盘 A.M点的电势比N点的低 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，静电力对其做正功 D.污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大 8.(5分)(2024·全国甲卷)在电荷量为Q的点电荷 产生的电场中，将无限远处的电势规定为零时，距 离该点电荷，处的电势为。，其中为静电力常 量，多个点电荷产生的电场中某点的电势，等于每 个点电荷单独存在时该点的电势的代数和。电 荷量分别为Q1和Q2的两个点电荷产生的电场的 等势线如图中曲线所示（图中数字的单位是伏 特)，则 -1-0.10 Q Q Q A.Q1<0, =一2 B.Q1>0, =-2 Q Q2 Q C.Q<0 Q =一3 D.Q1>0Q2 =一3 9.(5分)(2024·广西南宁三模)如图所示，某平面内 有一个矩形，已知AC=10cm,∠CAB=53°， ∠CAD=37°，在该平面内存在一匀强电场，A、B、 D三点电势分别为9A=100V,B=64V,D= 36V,下列说法正确的是 B A.该电场的电场强度大小为10V/m B.A点电势比C点电势低100V C.电子自D点移动到B点电势能增加75eV D.电子自C点移动到B点电势能减少64eV 红对勾·讲与练 3 L素养提升」 10.(5分)（多选）如图所示，正四面 体ABCD中面BCD在水平面 上，电荷量为十q的点电荷固B< 定于B点。先将电荷量也为 十q的点电荷Q1从无穷远处移到C点并固定， 此过程中点电荷Q1克服静电力做功为W,再将 电荷量为十q的点电荷Q2从无穷远处移到D点 (无穷远处电势为零)，下列说法正确的有() W A.移入Q1之前，A点的电势为 9 B.移入Q2之前，A点和D点的电场强度相同 C.移入Q2过程中，Q2克服静电力做功为2W D.若再将点电荷Q2沿DA从D点移到A点，此 过程中，点电荷Q2的电势能将先增大后减小 1.5分)(2024·广西卷）M0 如图所示，将不计重力、 电荷量为q的带负电的 小圆环套在半径为R的 P> P 光滑绝缘半圆弧上，半圆弧直径两端的M点和 N点分别固定电荷量为27Q和64Q的负点电 荷。将小圆环从靠近N点处由静止释放，小圆 环先后经过图上P1点和P2点，已知sin)=3 5 则小圆环从P1点运动到P2点的过程中() A.静电力做正功 B.静电力做负功 C.静电力先做正功再做负功 D.静电力先做负功再做正功 12.(5分)(2025·河北邢台月考)如图所A 示，在纸面内有一直角三角形ABC, P1为AB的中点，P2为AP1的中 。P 点，BC=2cm,∠A=30°。纸面内有 一匀强电场，电子在A点的电势能C心B 为一5eV,在C点的电势能为19eV,在P,点的电 势能为3eV。下列说法正确的是 () A.A点的电势为-5V B.B点的电势为-19V C.该电场的电场强度方向由B点指向A点 D.该电场的电场强度大小为800V/m 6 高三物理基础版 ■6.C在A、B接触前，由于B、C间的吸 引力大于A、C间的排斥力，所以a1的 方向水平向左，根据库仑定律和牛顿 第二定律可得k Qq (2L)9 72a1, 在A、B接触后，点电荷A、B的电荷 量先中和再平分，二者所带电荷量均 为十0.5Q,由于A、B都带正电，所以 C受到的都是排斥力，则a,的方向水 平向右，根据库仑定律和牛顿第二定 律可得 0.5Qq 0.5Qq L' 十k (2L) ma2,联 立两式可得，a1与a2大小之比为 1= a? C 7.D根据电场线的对称性可知，P,点电 场强度大小等于Q点电场强度大小， 但是两点电场强度的方向不同，则电 场强度不相同，故A错误；电场线的疏 密表示电场强度的大小，M点的电场 线较V点的密集，可知M点的电场强 度大于V点的电场强度，故B错误；根 据电场线的方向可知，右边的点电荷 带负电，但是带电荷量小于左边点电 荷的带电荷量，故右边的点电荷带电 荷量为一q,故C错误；依据点电荷的 电场强度公式E=k日及叠加原则，可 知两，点电荷连线的中点处的电场强度 大小为E海=k9+号=3k,是，故 D正确。 8.B当方向水平向右、大小为F的力作 用在B上，A、B间的距离为L时，对 A、B两个小球整体有F=3ma1,对小 1q 球A有L 2=ma1,若改用方向水平 向左的力作用在A上，两小球间的距 离保持为2L并相对静止时，对A、B两 个小球整体有F2=3ma2,对小球B有 kq192 (2L)2 =2ma,联立可得F,=合F,故 B正确，A、C、D错误。 9.D三个带电小球两两之间存在库仑 力，且库仑力的方向一定沿两小球的 连线方向，假设C球带负电，对C球进 行受力分析，可知匀强电场对C球的 静电力方向水平向左，要使C球受力 平衡，则A球带正电，B球带负电，故 A、B错误；A球带正电，则匀强电场对 A球的静电力方向水平向右，要使A 球受力平衡，则B、C两球须均带负电 且两者电荷量相等，对B球进行受力 1c0s60°-k9c9 分析，可得9型 ，可 得qA=2qc,因此有gA:qB:qc= 2:1:1,故C错误，D正确。 10.C小球受力情况如图所示，由几何 关系可知9=30°，则两带电体间的相 互作用力Fc=mg,丝线的拉力T= 2 ng cos9=√5mg,A、B错误；根据库 534 红对构·讲与练·高三物理·基 仑定律有Fc=(2Lc0sp,解得 Q=3mgL: ,C正确；由于漏电，电荷 kg 量Q减小时，Fc减小，小球将下移， 故图中h变大，设此时丝线的拉力为 T',根据相似三角形有 工-ms,故丝 h 线的拉力T'减小，D错误。 0L⊕ Lh. 9 A 11.C在取走A、B处两段小圆孤上的 电荷之前，整个圆环上的电荷在O点 产生的场强为零，而取走的A、B处 的电荷的电符量qA=qn=2△L 9A、9B在O点产生的合场强为 EA=EA=- Q△LkQL R2一= 2mR,方向 为从O指向C,故取走A、B处的电 荷之后，剩余部分在O点产生的场强 大小为Q4虹 的2xR,方向由C指向0，而点 电荷q放在D点后，O点场强为零， 故q在O点产生的场强与qA9B在 O点产生的合场强相同，所以q为负 电荷，即有k 品=器每得 9 2Q△L,C正确。 9 πR 12.BD球c受重力及球 a和球b对它的库仑力F, 而平衡，球b对它的库 仑力必须是斥力，而球 a对它的库仑力必须是 引力，球a和球b一定 mg 带异种电荷，故A错 Ob 误，正确；画出球C受力图，如图所 示，三力平衡，设球C的带电荷量为 k919 (ac)2 q,在相似三角形中，有 ac kq2q (be) bc ，整理有=8 9:=27,故C错误，D 正确。 训练42电场能的性质 1.AC根据电荷守恒定律可知一个与外 界没有电荷交换的系统，这个系统的 电荷总量是不变的，故A正确；根据电 场线和等势面的关系可知电场线与等 势面垂直，且由电势高的等势面指向 电势低的等势面，故B错误：，点电荷仅 在静电力作用下从静止释放，电场力 做正功，电势能减小，根据=E,可 础版 知正电荷将从电势高的地方向电势低 的地方运动，负电荷将从电势低的地 方向电势高的地方运动，故C正确，D 错误。 2.D匀强电场的等势线应是一簇平行 线，由题图可知避雷针附近的电场不 是匀强电场，A错误：等差等势面越密 集电场强度越大，所以A点的电场强 度比B,点的大，B错误；乌云带负电，则 电场线终止于乌云，根据沿电场线方 向电势降低可知a、b、c、d等势面中a 的电势最高，C错误；有一带负电的雨 ,点从乌云中下落，雨点所受静电力方 向与速度方向夹角小于90°，静电力做 正功，D正确。 3.BC经分析可知M、V两，点电场强度 的大小相等，方向不同，A错误；M、V 两，点在A、B的电场中电势相等，比O ,点电势要高，同时M、V两，点在C的电 场中位于同一等势面上，也比O,点电 势要高，所以M、V两点电势相同，B 正确；由于M(V),点电势高于O,点电 势，根据E。=q9可知，负电荷在O点 的电势能高于在M(V),点的电势能，C 正确，D错误。 4.BD根据曲线运动合力指向轨迹曲线 凹侧可以判断粒子经过MV时所受静 电力向左，根据正电荷受力方向与电 场线方向相同可判断电场线方向向 左，而电场线是从高电势指向低电势， 所以a点的电势高于b,点的电势，故B 正确；负电荷产生的电场的电场线是 从无穷远指向负电荷，所以负电荷一 定在M点的左侧，故A错误；粒子所 受静电力方向向左，从a到b静电力做 正功，电势能减少，所以粒子在a点的 电势能大于在b点的电势能，故C错 误；离场源电荷越近，电场线越密集， 电场强度越大，静电力越大，所以粒子 在b,点受到的静电力较大，加速度较 大，故D正确。 5.ACDb点与d点场强方向相同，都是 水平向右，故A正确：等量异种点电荷 连线的中垂线MN是等势线，其电势 为零，在MN左边电势大于零，在MN 右边电势小于零，则a点的电势大于c ,点的电势，故B错误；由对称性可知， a、b两点间的电势差等于b、c两点间 的电势差，故C正确；由于a点的电势 大于c点的电势，根据E。=q9可知， 带正电的试探电荷在a,点的电势能大 于在c点的电势能，故D正确。 6.D根据，点电荷电场线的分布规律可 知，十Q产生的电场线是辐射状的，在 离十Q距离相同的不同地方，电场强 度的大小是相等的，但是方向不同，故 b、c两点场强大小相等，方向不同，则 b、C两点场强不相同，A错误；沿电场 线方向电势降低，根据正，点电荷电场 线的分布规律可知，b,点电势等于c点 电势，B错误：沿电场线方向电势降低， 根据正，点电荷电场线的分布规律可知 9。>96,则有Wb=qU=q(9。 P6)>0,可知将正电荷从a点移到b 点，静电力做正功，则电势能减少，C错 误；根据，点电荷电场线的分布规律，可 知a点电场强度大于b点电场强度，则 同一电荷在a点受到的静电力比在b 点受到的静电力大，D正确。 7.AC根据沿着电场线方向电势降低可 知，M点的电势比V点的低，污泥絮 体带负电，根据E。=q9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，静电力对其做正功，故A、C正 确；根据电场线的巯密程度可知V点 的电场强度比P点的小，故B错误；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A、C选项分析可知污泥 絮体在P点的电势能比其在V点的 大，故D错误。 8.B根据两点电荷周围的电势分布可 知Q1带正电，Q,带负电；由题图中电 势为0的等势线可知k 2一0 ,Q十k r2 由题图中距离关系可知，？一了，联立 =-2,故选B。 解得 Q, UAD 9.D根据Eo=ACcos37=8V/cm, UAB Ea=ACc0s53=6V/cm.合场强 E=√EAn十Eaa=10V/cm= 1000V/m,故A错误；根据匀强电场 的特点，有9A一PD=PB一pc,可得 Pc=0,则A点电势比C点电势高 100V,故B错误；电子自D点移动到 B点静电力对其做的功为WB= 一eUpw=一e(pp一P）=28eV,静电 力对电子做正功，所以电子的电势能 减少28eV,故C错误；电子自C点移 动到B点静电力对其做的功为 Wcu=-eUm=-e（9c-9B）= 64eV,静电力对电子做正功，所以电 子的电势能减少64eV,故D正确。 10.ACD将电荷量为十qg的点电荷Q1 从无穷远处移到C点，则Uc=0一 、 十g ,则c=”,巷入 0 Q1之前，A、C两点的电势相等，则均 为罗，A正确！移入Q。之前，由对称 性可知，A点和D,点的电场强度大小 相同，但是方向不同，B错误；移入Q, 过程中，原来放在B点的点电荷和在 C点的Q1都对Q,做负功，且所做功 均为一W,则移入Q2过程中，Q2克 服静电力做功为2W,C正确；从D点 到A点，电势先升高后降低，则若再 将带正电的，点电荷Q2沿DA从D,点 移到A,点，此过程中，点电荷Q2的电 势能将先增大后减小，D正确。 11.A设小圆环在P1、P2间的任意一 ,点P,PM与MN的夹角为a,根据几 何关系可得37°≤a≤53°，带负电的小 圆环在两个负点电荷电场中的电势 64kQ4+27kQ4。根据数 能E,=2 Rsin a T2R cos a 学知识可知在37°α53°范围内，随 着α的增大，小圆环的电势能一直减 小，所以静电力做正功，故选A。 12.D由公式9= E可 A q 知，9A E=-5ey P -e 5V,同理9=一3V, P pc=-19V,A错误；CB A与P。间的电势差为 U=9A-9P2=5V-(-3V)=8V, PB=9A-4U=5V-4X8V=-27V, B错误；A点到B点电势均匀降落， 设PB的中点为P,该点电势为 9p3=9a -3U=5 V-3X8 V= 一19V=9c,P点与C点为等势点， 连接这两点的直线为等势线，如图虚 线P?C所示，由几何关系知，P3C与 AB垂直，所以电场线与AB平行，又 因为电场线方向由电势高处指向电 势低处，所以该电场的电场强度方向是 由A点指向B点，C错误；该电场的电 扬强度大小为E=AP。= U .8 v/cm= 800V/m,D正确。 训练43电容器实验十： 观察电容器的充、放电现象 1.C电容器的电容与电容器所带的电 荷量无关，因此电容器放电过程中电 容不支，A错民：由C=吕可知，要使 该电容器带电荷量为1C,两极板之间 Q 1 需加电压U= =25x10V=4× 101V,B错误；由铭牌信息可知，电容 器的额定电压为450V,则电容器所能 容纳的电荷量最多为Q=UC=2.5× 10-5×450C=1.125×102C,C正 确：该电容器的额定电压为450V, 则电容器能够承受的最大电压大于 450V,D错误。 2.C电容器可以储存电荷，电容是描述 电容器容纳电荷本领的物理量，其大 小与电压和电荷量无关，故A错误；电 容器的额定电压为2.7V,是它能够正 常工作时允许加在它两端的最大电 压，加在这个电容器两端的电压低于 2.7V时也能工作，故B错误；这个电 容器充电时，极板间的电压增大，两极 板间距离不变，根据E= 可知两极 板间的电场强度增大，故C正确；若这 个电容器两端的电压变化1V,根据 C-合品解得△Q=300C.到它所带 的电荷量变化3000C,故D错误。 3B负极板带电荷量为-号，故A错 误：电容器带电极板不能看成，点电荷， 故不能根据库仑定律求解（所受的电 场力，故C错误；电容器两极板间电势 Q 2 Q 差U=C=2记，两极板间电场强度 E=二=2C,则g所受静电力的大小 E 为F=9E是，故D错误：9所在处 的电势是=E·号-是故B正瑰。 4.C监测人员发现电流表指针右偏，说 明电流从电流表右侧进入，又由于Q 板与电源正极连接，说明电容器在充 电，P、Q极板的电荷量在增加，故B错 误；由于两极板与电源相连，所以极板 间电压U不变，极板间距d也没有变 U 化，由E=7,可得E不变，故D错误： 由于两极板与电源相连，所以电压U 不变，由C=号，可得平行板电容器的 电容在增大，故C正确；由C, 可得P、Q极板的正对面积增大，说明 水位在上升，故A错误。 5.B由平行板电容器的电容C=4k S 可知，风力越大，两极板间的距离越 小，电容器的电容越大，故A错误；由 以上分析可知，风力越大，电容器的电 Q 容越大，又因为C=,整理有U= 是，由于电荷量不变，所以电容器两端 的电压越小，即静电计指针张角越小， 故B正确，C错误；由于C=:S 4元6d- 号又因为E号装双有E=0。 U ES 由上述分析可知，电场强度与两极板 间的距离无关，所以极板间电场强度 不变，故D错误。 e.5 6.D根据C一4，可知将上极板向上 移动少许，d增大，电容C减小，故A 错误；电容器与电源相连，电容器两极 U 板间的电势差不支，根据E=司，可知 将上极板向上移动少许，d增大，极板 间电场强度大小E减小，故B、C错误： 根据UAp=9A一Pp=一Pp,且U= UA一Upu=E也动券一EdPB,可得Pp= Edpm一E也动梦，可知在P点的电势减 小，根据Ep=9p(一q),可知P点的负 电荷的电势能增大，故D正确。 7.(1)B(2)a→b5.2 解析：(1)电容器充电过程中，当电路 刚接通时，电流表示数从0增大至某一 最大值，后随着电容器的不断充电，电 路中的充电电流在减小，当充电结束 参考答案535