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让教与学更高效
专题17电场力的性质
10年考情·探规律入
考点分类
十年考情(2017-2026)
命题规律
2026北京卷、2026湖南卷
真实情境深度渗透:以国产静电除尘装置、粒
2025广西卷2025海南卷
2025河北卷2024海南卷、
子加速器电场调控、静电防护工程等前沿科技
2024北京卷、2024浙江卷、
场景为载体,不再使用纯理论裸模型出题,要
2024江苏卷、2024江西卷、
求学生从复杂场景中提炼电场力的性质相关模
2024河北卷、2023重庆高考
型。
真题、2023浙江卷、2023湖
综合关联属性突出:不再孤立考查电场强度公
南卷、2023河北卷、2023天
式,会联动受力分析、动力学规律、运动分解
考点1电场
津卷、2023全国高考真题、
等考点,强化“场强分析→电场力推导一→运动状
力的性质
2022湖南卷、2022山东卷、
态判断"的完整解题链条。
2022海南卷、2021江苏高考
真题、2021山东卷、2021湖
能力导向持续强化:弱化机械套公式的考法,
南卷、2021湖北卷、2020上
重点考查叠加电场的场强分析、等势面与电场
海高考真题、2020全国高考
线的关联推导能力,规避固化刷题套路,依托
真题、2019北京卷、2019浙
真实情境实现能力分层。
江卷、2019.全国卷、2018全
国高考真题、2018浙江卷、
2018海南卷、2017海南卷
10年真题·精准练
考点01电场力的性质
1.(2026黑吉辽蒙卷·高考真题)某种微型“纳米光子电子加速器”利用激光照射周期性排列的纳米柱体
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时产生的交变电场来加速电子束。电子束通过虚线框区域的极短时间内,电场可视为恒定的,电场线分布
如图所示,这段时间内()
A.a点的电场强度比b点的大
B.电子沿直线从a点运动到b点时,动能减小
C.电子沿直线从b点运动到℃点时,速度增大
D.电子束的横截面大小和形状均不变
2.(2026河北高考真题)河北雄安新区融合静电探测技术构建起“天空之网”,实现了对低空飞行器的
全天候实时监测。当飞行器靠近时,固定在地面上的静电探测器探头感应出了正电荷。在感应电荷产生的
静电场中。电场线()
A.是闭合曲线
B.从感应正电荷出发
C.在无电荷区域相交
D.终止于感应正电荷
3.(2026四川高考真题)如图所示,边长为的绝缘菱形支架EFGH竖直放置,FG边固定于水平地面,
∠EFG=60°。E、G两点各固定一带电小球,两小球带等量异种电荷。点H、F间固定一光滑绝缘直轨道,
另一带电小球9从H点沿轨道由静止下滑至F点。重力加速度大小为8、小球均可视为点电荷。则小球9
在运动过程中()
F
G
A.某时刻所受支持力可能为零
B。到达P点时前速幸为V区
C.电势能先增大后减小
D.所受电场力的冲量为零
4.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)某同学绘制了四幅静电场的电场线分布图,其中可能正确的是()
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B
D
5.(2025甘肃·高考真题)如图,两极板不平行的电容器与直流电源相连,极板间形成非匀强电场,实线
为电场线,虚线表示等势面。MN点在同一等势面上,N、P点在同一电场线上。下列说法正确的是(
A,M点的电势比P点的低
B.M点的电场强度比N点的小
C.负电荷从M点运动到P点,速度增大D,负电荷从M点运动到P点,电场力做负功
6.(2024贵州高考真题)如图,A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上,直径AB与弦BC间的夹角为
30°。AB两点分别放有电荷量大小为99
的点电荷时,C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向,则
9A
9B等于()
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30°
.C=B
3
A.3
B.3
c.5
D.2
7.(2024浙江·高考真题)如图所示空间原有大小为E、方向竖直向上的匀强电场,在此空间同一水平面
的MN点固定两个等量异种点电荷,绝缘光滑圆环ABCD垂直MN放置,其圆心O在N的中点,半径
为R、AC和BD分别为竖直和水平的直径。质量为m、电荷量为+q的小球套在圆环上,从A点沿圆环以初
速度做完整的圆周运动,已知重力加速度为8,则()
E
B
0
C
A.小球从A到C的过程中电势能减少
B.小球不可能沿圆环做匀速圆周运动
C.可求出小球运动到B点时的加速度
D.小球在D点受到圆环的作用力方向平行W
8.(2024北京·高考真题)如图所示,两个等量异种点电荷分别位于M、N两点,P、Q是MN连线上的
两点,且MP=QN。下列说法正确的是()
M
A.P点电场强度比Q点电场强度大
B.P点电势与Q点电势相等
C.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,P点电场强度大小也变为原来的2倍
D.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,P、Q两点间电势差不变
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9.(2024河北高考真题)如图,真空中有两个电荷量均为99>0)的点电荷,分别固定在正三角形ABC
的顶点B、C.M为三角形ABC的中心,沿AM的中垂线对称放置一根与三角形共面的均匀带电细杆,电
9
荷量为2.己知正三角形ABC的边长为a,M点的电场强度为0,静电力常量的k.顶点A处的电场强度大
小为()
M
B⊕
9
23kg
a2
(6+5)
B.a2
kg(65+)
C.
3+5)
A.
D a2
10.(2024江西高考真题)蜡烛火焰是一种含有电子、正离子、中性粒子的气体状物质,将其置于电压
恒定的两平行金属板间,板间电场视为匀强电场,如图所示.若两金属板间距减小,关于火焰中电子所受的
电场力,下列说法正确的是()
A.电场力增大,方向向左
B.电场力增大,方向向右
C.电场力减小,方向向左
D.电场力减小,方向向右
11.(2024江苏·高考真题)在静电场中的A、B两点放置试探电荷,其受到的静电力F与试探电荷的电荷
量q的关系,分别如图中直线a、b所示。A、B两点的电场强度之比为()
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9
A.1:1
B.2:1
c.3:1
D.4:1
12.(2023重庆·高考真题)真空中固定有两个点电荷,负电荷Q位于坐标原点处,正电荷Q位于x轴上,
Q2的电荷量大小为Q的8倍。若这两点电荷在x轴正半轴的一xo处产生的合电场强度为0,则Q1、Q2相距
()
A.V2t
B
(2√2-1)xo
C.2v2x
D
(2V2+1)x。
13.(2023·上海高考真题)如图所示,4为匀强电场,b为非匀强电场,三个电荷用轻棒连接为正三角形,
则整个系统受合力的情况是()
a
a
A.a为0,b为0B.a为0,b不为0C.a不为0,b为0D.a不为0,b不为0
14.(2023浙江·高考真题)某带电粒子转向器的横截面如图所示,转向器中有辐向电场。粒子从M点射
入,沿着由半径分别为R和R的圆弧平滑连接成的虚线(等势线)运动,并从虚线上的N点射出,虚线
处电场强度大小分别为E和E,则R1、R和E、E应满足()
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R2
0
R
.02
E_R;
ER
ER
E R
A.E2 R
B.E2 R2
C.E2 R2
D.
15.
(2023湖北高考真恩)在正点电荷Q产生的电场中有MN两点,其电势分别为”、%,电场强
EM EN
度大小分别为
。下列说法正确的是()
A.若%1>
,则M点到电荷Q的距离比N点的远
EM<EN
B.若
,则M点到电荷Q的距离比N点的近
C,若把带负电的试探电荷从M点移到N点,电场力做正功,则A,<
EM>EN
D,若把带正电的试探电荷从M点移到N点,电场力做负功,则
16.(2023湖南高考真题)如图,真空中有三个点电荷固定在同一直线上,电荷量分别为Q1、Q和Q,
P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°、和30°。若P点处的电场强度为零,q
>0,则三个点电荷的电荷量可能为()
1.60
0---
30°C
91
03
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A.Q=q,0=V2g,0=g
B0=-g.g-45
9,0=-4g
C.0=-g,0=V2g,0=-q
”.e=g.g=-4y5
39,Q=4g
17.(2022河北高考真题)如图,真空中电荷量为29和-99>0)的两个点电荷分别位于M点与N点,
形成一个以MW延长线上O点为球心,电势为零的等势面(取无穷处电势为零),P为MN连线上的一点,
S为等势面与直线MW的交点,T为等势面上的一点,下列说法正确的是()
2q
M
A.P点电势低于S点电势
B.T点电场强度方向指向O点
C.除无穷远处外,MN直线上还存在两个电场强度为零的点D。将正试探电荷9从T点移到P点,
静电力做正功
18.(2022山东高考真题)半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置,圆心位于0点,环上均匀分布着电
量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分,取走A、B处两段弧长均为△L的小圆弧上的电荷。将一点
电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点,O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变,q为
()
A.正电荷,
94u
πR
B.正电荷,
9=304L
πR
2Q△L
230AL
C.负电荷,9
πR
D.负电荷,9=
πR
19.(2021山东·高考真题)如图甲所示,边长为4的正方形,四个顶点上分别固定一个电荷量为+9的点
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0≤x<
电荷:在
2“区间,x轴上电势P的变化曲线如图乙所示。现将一电荷量为一Q的点电荷P置于正
方形的中心O点,此时每个点电荷所受库仑力的合力均为零。若将P沿x轴向右略微移动后,由静止释放,
以下判断正确的是()
图甲
图乙
A0②*1
29
,释放后P将向右运动
B0=2*1
29
,释放后P将向左运动
c.0=22+1
49,释放后P将向右运动
0=22+1
D.
49
,释放后P将向左运动
20.(2021湖南高考直题)如图,在(a0)位置放置电荷量为9的正点电荷,在0,)位置放置电荷量为
9的负点电荷,在距Pa)为0的芙点处放置正点电荷Q.使得P点的电场强度为零。则Q的位置及
电荷量分别为()
个y
2a
-9
-1
P(a,a)
i+g
a
2a x
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A.(0,2a)v2g
B.(0,2a)2V2g
c.(2a.0).V2g
D.(2a.0).22g
21.(2020上海崇明·一模)以下图示中p表示质子,e表示电子,距离D>d,其中O点的场强最大的排
布方式是()
.0
D
卫-万万
D
D
22.
(2019海南高考真题)如图,静电场中的一条电场线上有M4、N两点,箭头代表电场的方向,则(
M
N
A.M点的电势比N点的低
B.M点的场强大小一定比N点的大
C.电子在M点的电势能比在N点的低
D.电子在M点受到的电场力大小一定比在N点的大
23.(2019北京高考真题)如图所示,a4、b两点位于以负点电荷-(Q>0)为球心的球面上,c点在球
面外,则
●
-Q
b
A.a点场强的大小比b点大
B.b点场强的大小比c点小
C.a点电势比b点高
D.b点电势比c点低
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24.(2018全国I卷·高考真题)如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为b=5cm,
bc=3cn,c一4cm.小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线.设小球a、b所带电荷量的比值的
绝对值为k,则()
Co
b
16
A.ab的电荷同号,k=
9
B.ab的电荷异号,k-6
9
C,ab的电荷同号,k=64
27
D.ab的电荷异号,k=4
27
25.(2017:浙江高考真题)如图为某一电场的电场线,M、N、P为电场线上的三个点,M、N是同一电
场线上两点,下列判断正确的是()
M
A.M、N、P三点中M点的场强最大
B.M、N、P三点中N点的电势最高
C.负电荷在N点的电势能大于在M点的电势能
D.正电荷从M点自由释放,电荷将沿电场线运动到N点
26.(2025·天津·高考真题)如图所示,在一固定点电荷形成的电场中,一试探电荷仅在静电力作用下先
后经过a、b两点,图中箭头方向表示试探电荷在a、b两点处的受力方向,则()
a
b
J33°
57
A.a点电势一定高于b点电势
B.试探电荷与场源电荷电性一定相同
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C.点电场强度一定大于b点电场强度D.试探电荷的电势能一定先减小后增大
27.(2024海南高考真题)真空中有两个点电荷,电荷量均为-9(q≥0),固定于相距为2r的P1、P
两点,O是PP连线的中点,M点在PP连线的中垂线上,距离O点为r,N点在PP连线上,距离O点
为x(x<),已知静电力常量为k,则下列说法正确的是()
M不
P
P
W
2r
v3
A.PP中垂线上电场强度最大的点到O点的距离为3
43kg
B.PP中垂线上电场强度的最大值为9r2
C.在M点放入一电子,从静止释放,电子的加速度一直减小
D.在N点放入一电子,从静止释放,电子的运动可视为简谐运动
28.(2023河北高考真慰)如图,在”轴上放置四个点电荷9、9和9:外9位于4点两侧,9、9
位于B点两侧。C点在'轴上,且OA=OB=OC。取无穷远处电势为零,电荷位置与电荷量满足一定关系,
使得以O点为球心、以OC为半径的球面上各点的电势均为零。下列说法正确的是()
B
A.A、B两点电场强度的方向一定沿x轴正方向
B.若在O点放一正点电荷,则AB两点的电势一定升高
C.试探电荷9沿'轴运动过程中,若静电力始终不做功,则它受到的静电力始终为零
D.试探电荷9沿y轴运动过程中,若静电力始终不做功,则C点的电场强度一定为零
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29.(2023·天津高考真题)如图所示,在一固定正点电荷产生的电场中,另一正电荷9先后以大小相等、
方向不同的初速度从P点出发,仅在电场力作用下运动,形成了直线PM和曲线PN两条轨迹,经过MN
两点时q的速度大小相等,则下列说法正确的有()
N
M
A.M点比P点电势低
B.M、N两点的电势不同
C.q从P到M点始终做减速运动
D.q在M、N两点的加速度大小相等
30.(2023山东·高考真题)如图所示,正六棱柱上下底面的中心为O和O,A、D两点分别固定等量异
号的点电荷,下列说法正确的是()
A①
0
C
A.F'点与C'点的电场强度大小相等
B.B'点与E'点的电场强度方向相同
C.A'点与F'点的电势差小于O点与D'点的电势差
D.将试探电荷+9由F点沿直线移动到O点,其电势能先增大后减小
31.(2023海南高考真题)如图所示,正三角形三个顶点固定三个等量电荷,其中AB带正电,C带负
电,O、M、N为AB边的四等分点,下列说法正确的是()
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Oc
A.M、N两点电场强度相同
B.M、N两点电势相同
C.负电荷在M点电势能比在O点时要小D.负电荷在N点电势能比在O点时要大
32.(2021河北高考真意)如图,四个电荷量均为99>0)
的点电荷分别放置于菱形的四个顶点,其坐
标分别为
4,0)、(4,0)、(0,)和0,-),其中x轴上的两个点电荷位置固定,y轴上的两个点电荷可
沿y轴对称移动(%≠0)
),下列说法正确的是()
y个
Yo
41
X
A.除无穷远处之外,菱形外部电场强度处处不为零
B,当”取某值时,可使得菱形内部只存在两个电场强度为零的点
C.当%=8
“时,将一带负电的试探电荷由点似,5
移至点0,-3
,静电力做正功
D.当力=时,将一带负电的试探电荷放置在点亿处,其所受到的静电力方向与箱正方向成45”
倾斜向上
33.(2020全国II卷高考真题)如图,∠M是锐角三角形PN最大的内角,电荷量为9(0)的点电
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荷固定在P点。下列说法正确的是()
M
A.沿MN边,从M点到N点,电场强度的大小逐渐增大
B.沿N边,从M点到N点,电势先增大后减小
C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大
D.将正电荷从M点移动到N点,电场力所做的总功为负
34.(2020全国Ⅱ卷·高考真题)如图,竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电
荷。ab为圆环水平直径上的两个点,c、d为竖直直径上的两个点,它们与圆心的距离均相等。则
A.a、b两点的场强相等
B.a、b两点的电势相等
C.c、d两点的场强相等
D.c、d两点的电势相等
35.(2019全国Ⅲ卷高考真题)如图,电荷量分别为9和-q(0)的点电荷固定在正方体的两个顶点
上,4、b是正方体的另外两个顶点,则()
Q
-q
b
A.a点和b点的电势相等
B.a点和b点的电场强度大小相等
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C.a点和b点的电场强度方向相同
D.将负电荷从a点移到b点,电势能增加
36.(2018海南高考真题)如图,a、b、c、d为一边长为I的正方形的顶点.电荷量均为q(qP0)
的两个点电荷分别固定在α、c两点,静电力常量为k.不计重力.下列说法正确的是(
b
a
●C
d
√2kg
A.b点的电场强度大小为1P
B.过b、d点的直线位于同一等势面上
C.在两点电荷产生的电场中,c中点的电势最低
D.在b点从静止释放的电子,到达4点时速度为零
37.(2017:海南高考真题)关于静电场的电场线,下列说法正确的是()
A.电场强度较大的地方电场线一定较密
B.沿电场线方向,电场强度一定越来越小
C.沿电场线方向,电势一定越来越低
D.电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹
38.(2023·全国乙卷·高考真题)如图,等边△4BC位于竖直平面内,AB边水平,顶点C在AB边上方,3
个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下,BC边中点N
处的电场强度方向竖直向上,A点处点电荷的电荷量的绝对值为9,求
(1)B点处点电荷的电荷量的绝对值并判断3个点电荷的正负:
(2)C点处点电荷的电荷量。
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专题17 电场力的性质
考点分类
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命题规律
考点1 电场力的性质
2026北京卷、2026湖南卷
2025广西卷2025海南卷2025河北卷2024海南卷、2024北京卷、2024浙江卷、2024江苏卷、2024江西卷、2024河北卷、2023重庆高考真题、2023浙江卷、2023湖南卷、2023河北卷、2023天津卷、2023全国高考真题、2022湖南卷、2022山东卷、2022海南卷、2021江苏高考真题、2021山东卷、2021湖南卷、2021湖北卷、2020上海高考真题、2020全国高考真题、2019北京卷、2019浙江卷、2019.全国卷、2018全国高考真题、2018浙江卷、2018海南卷、2017海南卷
. 真实情境深度渗透:以国产静电除尘装置、粒子加速器电场调控、静电防护工程等前沿科技场景为载体,不再使用纯理论裸模型出题,要求学生从复杂场景中提炼电场力的性质相关模型。
. 综合关联属性突出:不再孤立考查电场强度公式,会联动受力分析、动力学规律、运动分解等考点,强化“场强分析→电场力推导→运动状态判断”的完整解题链条。
. 能力导向持续强化:弱化机械套公式的考法,重点考查叠加电场的场强分析、等势面与电场线的关联推导能力,规避固化刷题套路,依托真实情境实现能力分层。
.
考点01 电场力的性质
1.(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)某种微型“纳米光子电子加速器”利用激光照射周期性排列的纳米柱体时产生的交变电场来加速电子束。电子束通过虚线框区域的极短时间内,电场可视为恒定的,电场线分布如图所示,这段时间内( )
A.点的电场强度比点的大
B.电子沿直线从点运动到点时,动能减小
C.电子沿直线从点运动到点时,速度增大
D.电子束的横截面大小和形状均不变
【答案】C
【详解】A.电场线的疏密表示电场强度大小,电场线越密场强越大。图中点电场线比点更密,因此点场强大于点,A错误。
B.电子带负电,所受电场力方向与电场方向相反。电子从运动到,位移方向向右,电场力与位移方向相同,电场力做正功,根据动能定理,电子动能增大,B错误。
C.电子从运动到,位移向右,电场力仍向右,电场力依旧做正功,电子动能增大,速度增大,C正确。
D.中轴线外的电子,所受电场力存在垂直电场中轴线的分力,会发生偏转,因此电子束的横截面积会改变,形状发生改变,D错误。
故选C。
2.(2026·河北·高考真题)河北雄安新区融合静电探测技术构建起“天空之网”,实现了对低空飞行器的全天候实时监测。当飞行器靠近时,固定在地面上的静电探测器探头感应出了正电荷。在感应电荷产生的静电场中。电场线( )
A.是闭合曲线 B.从感应正电荷出发
C.在无电荷区域相交 D.终止于感应正电荷
【答案】B
【详解】本题考查静电场电场线的基本性质,结合性质逐一判断选项:
A.感应电荷产生的静电场的电场线为非闭合曲线,故A错误;
B.静电场电场线起始于正电荷或无穷远,探测器探头感应出正电荷,因此电场线从感应正电荷出发,故B正确;
C.电场中某点的场强方向唯一,因此无电荷区域电场线不可能相交,故C错误;
D.静电场电场线终止于负电荷或无穷远,正电荷是电场线的起点而非终点,故D错误。
故选B。
3.(2026·四川·高考真题)如图所示,边长为的绝缘菱形支架EFGH竖直放置,FG边固定于水平地面,。E、G两点各固定一带电小球,两小球带等量异种电荷。点H、F间固定一光滑绝缘直轨道,另一带电小球从H点沿轨道由静止下滑至F点。重力加速度大小为、小球均可视为点电荷。则小球在运动过程中( )
A.某时刻所受支持力可能为零
B.到达F点时的速率为
C.电势能先增大后减小
D.所受电场力的冲量为零
【答案】A
【详解】A.根据菱形几何性质和等量异种电荷的电场特点可知HF轨道电势处处相等,等量异种电荷中垂线上电场方向平行于电荷连线EG,若电场力方向与重力垂直轨道的分力方向相反、大小相等,则支持力N=0,这种情况是可能存在的,故A正确;
B. 整个过程电场力不做功,只有重力做功,由几何关系得下落高度
根据动能定理:
解得,故B错误;
C.HF是等势线,整个运动过程中小球电势不变,电势能不变,故C错误;
D.冲量是矢量,等量异种电荷中垂线上电场方向始终不变,因此电场力方向始终不变,整个过程电场力的总冲量不为零,故D错误。
故选 A。
4.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)某同学绘制了四幅静电场的电场线分布图,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】AC.电场线不相交、不闭合,故AC错误;
B.该电场可能为正点电荷形成的电场,故B正确;
D.假设存在这种电场线,做两条等势线,如图所示
则有,
即
由电场线的疏密程度可知,处电场强度大于处电场强度,由公式可得,,相互矛盾,假设不成立,即这种电场线不存在,故D错误。
故选B。
5.(2025·甘肃·高考真题)如图,两极板不平行的电容器与直流电源相连,极板间形成非匀强电场,实线为电场线,虚线表示等势面。M、N点在同一等势面上,N、P点在同一电场线上。下列说法正确的是( )
A.M点的电势比P点的低 B.M点的电场强度比N点的小
C.负电荷从M点运动到P点,速度增大 D.负电荷从M点运动到P点,电场力做负功
【答案】D
【详解】A.MN两点电势相等,电场线由上到下,NP在同一电场线上,沿电场线电势逐渐降低,可知N点电势高于P点,可知M点电势高于P点,选项A错误;
B.M点电场线分布比N点密集,可知M点电场强度比N点大,选项B错误;
CD.负电荷从M点运动到P点,电势能增加,则电场力做负功,动能减小,速度减小,选项C错误,D正确;
故选D。
6.(2024·贵州·高考真题)如图,A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上,直径与弦间的夹角为。A、B两点分别放有电荷量大小为的点电荷时,C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向,则等于( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【详解】根据题意可知两电荷为异种电荷,假设为正电荷,为负电荷,两电荷在C点的场强如下图,设圆的半径为r,根据几何知识可得
,
同时有
,
联立解得
故选B。
7.(2024·浙江·高考真题)如图所示空间原有大小为E、方向竖直向上的匀强电场,在此空间同一水平面的M、N点固定两个等量异种点电荷,绝缘光滑圆环ABCD垂直MN放置,其圆心O在MN的中点,半径为R、AC和BD分别为竖直和水平的直径。质量为m、电荷量为+q的小球套在圆环上,从A点沿圆环以初速度v0做完整的圆周运动,已知重力加速度为g,则( )
A.小球从A到C的过程中电势能减少
B.小球不可能沿圆环做匀速圆周运动
C.可求出小球运动到B点时的加速度
D.小球在D点受到圆环的作用力方向平行MN
【答案】C
【详解】A.根据等量异种点电荷的电场线特点可知,圆环所在平面为等势面,匀强电场方向竖直向上,则小球从A到C的过程电势增加,电势能增加,故A错误;
B.当场强满足
时,小球运动时受到的向心力大小不变,可沿圆环做匀速圆周运动,故B错误;
C.根据动能定理
可求出小球到B点时的速度vB,根据
可得小球的向心加速度,再根据牛顿第二定律
可得小球的切向加速度,再根据矢量合成可得B点的加速度为
故C正确;
D.小球在D点受到竖直向下的重力、竖直向上的匀强电场的电场力、平行MN方向的等量异种点电荷的电场力和圆环的作用力,圆环的作用力一个分力与等量异种点电荷的电场力平衡,其与MN平行,而另一分力提供向心力,方向指向圆心,故小球在D点受到圆环的作用力方向不平行MN,故D错误。
故选C。
8.(2024·北京·高考真题)如图所示,两个等量异种点电荷分别位于M、N两点,P、Q是MN连线上的两点,且。下列说法正确的是( )
A.P点电场强度比Q点电场强度大
B.P点电势与Q点电势相等
C.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,P点电场强度大小也变为原来的2倍
D.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,P、Q两点间电势差不变
【答案】C
【详解】A.由等量异种点电荷的电场线分布特点知,P、Q两点电场强度大小相等,A错误;
B.由沿电场线方向电势越来越低知,P点电势高于Q点电势,B错误;
CD.由电场叠加得P点电场强度
若仅两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,则P点电场强度大小也变为原来的2倍,同理Q点电场强度大小也变为原来的2倍,而PQ间距不变,根据定性分析可知P、Q两点间电势差变大,C正确,D错误。
故选C。
9.(2024·河北·高考真题)如图,真空中有两个电荷量均为的点电荷,分别固定在正三角形的顶点B、C.M为三角形的中心,沿的中垂线对称放置一根与三角形共面的均匀带电细杆,电荷量为.已知正三角形的边长为a,M点的电场强度为0,静电力常量的k.顶点A处的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】B点C点的电荷在M的场强的合场强为
因M点的合场强为零,因此带电细杆在M点的场强,由对称性可知带电细杆在A点的场强为,方向竖直向上,因此A点合场强为
故选D。
10.(2024·江西·高考真题)蜡烛火焰是一种含有电子、正离子、中性粒子的气体状物质, 将其置于电压恒定的两平行金属板间, 板间电场视为匀强电场, 如图所示. 若两金属板间距减小, 关于火焰中电子所受的电场力, 下列说法正确的是 ( )
A.电场力增大,方向向左 B.电场力增大,方向向右
C.电场力减小,方向向左 D.电场力减小,方向向右
【答案】B
【详解】由题知,两极板电压保持不变,则根据电势差和电场强度的关系有
当电极板距离减小时,电场强度E增大,根据F = Ee可知电场力也增大,再结合题图可知极板间的电场线水平向左,则可知电子受到的电场力方向向右。
故选B。
11.(2024·江苏·高考真题)在静电场中的A、B两点放置试探电荷,其受到的静电力F与试探电荷的电荷量q的关系,分别如图中直线、所示。、两点的电场强度之比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设图像的横坐标单位长度电荷量为,纵坐标单位长度的力大小为根据
可知图像斜率表示电场强度,由图可知
可得
故选D。
12.(2023·重庆·高考真题)真空中固定有两个点电荷,负电荷Q1位于坐标原点处,正电荷Q2位于x轴上,Q2的电荷量大小为Q1的8倍。若这两点电荷在x轴正半轴的x=x0处产生的合电场强度为0,则Q1、Q2相距( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】依题意,两点电荷电性相反,且Q2的电荷量较大,根据题意,正电荷Q2位于x轴负半轴,设两点电荷相距L,根据点电荷场强公式可得
又
解得
故选B。
13.(2023·上海·高考真题)如图所示,a为匀强电场,b为非匀强电场,三个电荷用轻棒连接为正三角形,则整个系统受合力的情况是( )
A.a为0,b为0 B.a为0,b不为0 C.a不为0,b为0 D.a不为0,b不为0
【答案】B
【详解】对于图a,由于是匀强电场,设电场强度为E,则两个+q的电荷受到的电场力为2Eq方向沿电场线向上,一个-2q的电荷受到的电场力为2Eq方向沿电场线向向下,则图a整个系统受合力为0;同理分析,由于两个+q的电荷所在的场强更弱,则图b整个系统受合力不为0。
故选B。
14.(2023·浙江·高考真题)某带电粒子转向器的横截面如图所示,转向器中有辐向电场。粒子从M点射入,沿着由半径分别为R1和R2的圆弧平滑连接成的虚线(等势线)运动,并从虚线上的N点射出,虚线处电场强度大小分别为E1和E2,则R1、R2和E1、E2应满足( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】带电粒子在电场中做匀速圆周运动,电场力提供向心力,则有
联立可得
故选A。
【点睛】
15.(2023·湖北·高考真题)在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点,其电势分别为、,电场强度大小分别为、。下列说法正确的是( )
A.若,则M点到电荷Q的距离比N点的远
B.若,则M点到电荷Q的距离比N点的近
C.若把带负电的试探电荷从M点移到N点,电场力做正功,则
D.若把带正电的试探电荷从M点移到N点,电场力做负功,则
【答案】C
【详解】A.沿着电场线的方向电势降低,根据正点电荷产生的电场特点可知若
则M点到电荷Q的距离比N点的近,故A错误;
B.电场线的疏密程度表示电场强度的大小,根据正点电荷产生的电场特点可知若
则M点到电荷Q的距离比N点的远,故B错误;
C.若把带负电的试探电荷从M点移到N点,电场力做正功,则是逆着电场线运动,电势增加,故有
故C正确;
D.若把带正电的试探电荷从M点移到N点,电场力做负功,则是逆着电场线运动;根据正点电荷产生的电场特点可知
故D错误。
故选C。
16.(2023·湖南·高考真题)如图,真空中有三个点电荷固定在同一直线上,电荷量分别为Q1、Q2和Q3,P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°、和30°。若P点处的电场强度为零,q > 0,则三个点电荷的电荷量可能为( )
A.Q1= q,,Q3= q B.Q1= -q,,Q3= -4q
C.Q1= -q,,Q3= -q D.Q1= q,,Q3= 4q
【答案】D
【详解】AB.选项AB的电荷均为正和均为负,则根据电场强度的叠加法则可知,P点的场强不可能为零,AB错误;
C.设P、Q1间的距离为r,则Q1、Q3在P点产生的合场强大小有
解得
而Q2产生的场强大小为
则P点的场强不可能为零,C错误;
D.设P、Q1间的距离为r,则Q1、Q3在P点产生的合场强大小有
解得
而Q2产生的场强大小为
则P点的场强可能为零,D正确。
故选D。
17.(2022·河北·高考真题)如图,真空中电荷量为和的两个点电荷分别位于点与点,形成一个以延长线上点为球心,电势为零的等势面(取无穷处电势为零),为连线上的一点,S为等势面与直线的交点,为等势面上的一点,下列说法正确的是( )
A.点电势低于点电势 B.点电场强度方向指向O点
C.除无穷远处外,MN直线上还存在两个电场强度为零的点 D.将正试探电荷从T点移到P点,静电力做正功
【答案】B
【详解】A.在直线上,左边正电荷在点右侧电场强度水平向右,右边负电荷在线段区间的电场强度水平向右,根据电场的叠加可知间的电场强度水平向右,沿着电场线电势逐渐降低,可知点电势高于电势为零的等势面,S处于电势为零的等势面上,则S电势为零;则点电势高于点电势,故A错误;
C.由于正电荷的电荷量大于负电荷电荷量,可知在直线MN上在N左侧电场强度不可能为零,在右侧,设距离为,根据
可知除无穷远处外,直线MN电场强度为零的点只有一个,故C错误;
D.由A选项分析可知:点电势为零,电势低于电势,则正试探电荷在点的电势能低于在的电势能,将正试探电荷从T点移到P点,电势能增大,静电力做负功,故D错误;
B.设电势为零的等势面的半径为,与线段MN交于A点,设距离为,距离为,如图所示
根据点电荷的电势
结合电势的叠加原理、满足
,
解得
,
由于电场强度方向垂直等势面,可知T点的场强方向必过等势面的圆心,O点电势
可知
可知T点电场方向指向O点,故B正确。
故选B。
18.(2022·山东·高考真题)半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置,圆心位于O点,环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分,取走A、B处两段弧长均为的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于延长线上距O点为的D点,O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变,q为( )
A.正电荷, B.正电荷,
C.负电荷, D.负电荷,
【答案】C
【详解】取走A、B处两段弧长均为的小圆弧上的电荷,根据对称性可知,圆环在O点产生的电场强度为与A在同一直径上的A1和与B在同一直径上的B1产生的电场强度的矢量和,如图所示,因为两段弧长非常小,故可看成点电荷,则有
由图可知,两场强的夹角为,则两者的合场强为
根据O点的合场强为0,则放在D点的点电荷带负电,大小为
根据
联立解得
故选C。
19.(2021·山东·高考真题)如图甲所示,边长为a的正方形,四个顶点上分别固定一个电荷量为的点电荷;在区间,x轴上电势的变化曲线如图乙所示。现将一电荷量为的点电荷P置于正方形的中心O点,此时每个点电荷所受库仑力的合力均为零。若将P沿x轴向右略微移动后,由静止释放,以下判断正确的是( )
A.,释放后P将向右运动
B.,释放后P将向左运动
C.,释放后P将向右运动
D.,释放后P将向左运动
【答案】C
【详解】对y轴正向的点电荷,由平衡知识可得
解得
因在区间内沿x轴正向电势升高,则场强方向沿x轴负向,则将P沿x轴正向向右略微移动后释放,P受到向右的电场力而向右运动。
故选C。
20.(2021·湖南·高考真题)如图,在位置放置电荷量为的正点电荷,在位置放置电荷量为的负点电荷,在距为的某点处放置正点电荷Q,使得点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【详解】
根据点电荷场强公式
两等量异种点电荷在P点的场强大小为
,方向如图所示
两等量异种点电荷在P点的合场强为
,方向与+q点电荷与-q点电荷的连线平行如图所示Q点电荷在p点的场强大小为
三点电荷的合场强为0,则方向如图所示,大小有
解得
由几何关系可知Q的坐标为(0,2a)
故选B。
21.(2020·上海崇明·一模)以下图示中p表示质子,e表示电子,距离D>d,其中O点的场强最大的排布方式是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】根据质子或电子电荷产生的电场强度
电场是矢量,叠加时满足平行四边形法则。图A中O点的电场强度
图B中O点的电场强度
图C中O点的电场强度
图D中O点的电场强度
显然最大,C正确,ABD错误。
故选C。
22.(2019·海南·高考真题)如图,静电场中的一条电场线上有M、N两点,箭头代表电场的方向,则( )
A.M点的电势比N点的低
B.M点的场强大小一定比N点的大
C.电子在M点的电势能比在N点的低
D.电子在M点受到的电场力大小一定比在N点的大
【答案】C
【详解】顺着电场线电势逐渐降低,可知M点的电势比N点的高,选项A错误;一条电场线不能确定疏密,则不能比较MN两点场强的大小,也不能比较电子在MN两点受电场力的大小,选项BD错误;负电荷在高电势点的电势能较低,选项C正确;
23.(2019·北京·高考真题)如图所示,a、b两点位于以负点电荷–Q(Q>0)为球心的球面上,c点在球面外,则
A.a点场强的大小比b点大
B.b点场强的大小比c点小
C.a点电势比b点高
D.b点电势比c点低
【答案】D
【详解】由点电荷场强公式确定各点的场强大小,由点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面和沿电场线方向电势逐渐降低确定各点的电势的高低.
由点电荷的场强公式可知,a、b两点到场源电荷的距离相等,所以a、b两点的电场强度大小相等,故A错误;由于c点到场源电荷的距离比b点的大,所以b点的场强大小比c点的大,故B错误;由于点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面,所以a点与b点电势相等,负电荷的电场线是从无穷远处指向负点电荷,根据沿电场线方向电势逐渐降低,所以b点电势比c点低,故D正确.
24.(2018·全国I卷·高考真题)如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm.小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线.设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则( )
A.a、b的电荷同号,
B.a、b的电荷异号,
C.a、b的电荷同号,
D.a、b的电荷异号,
【答案】D
【详解】根据同种电荷相斥,异种电荷相吸,且小球c所受库仑力的合力的方向平行于a,b的连线,可知,a、b的电荷异号,对小球c受力分析,如下图所示
因ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm,因此ac⊥bc,那么两力的合成构成矩形,依据相似三角形之比,则有
根据库仑定律有
,
综上所得
故D正确,ABC错误。
故选D。
25.(2017·浙江·高考真题)如图为某一电场的电场线,M、N、P为电场线上的三个点,M、N是同一电场线上两点,下列判断正确的是( )
A.M、N、P三点中M点的场强最大
B.M、N、P三点中N点的电势最高
C.负电荷在N点的电势能大于在M点的电势能
D.正电荷从M点自由释放,电荷将沿电场线运动到N点
【答案】C
【详解】电场线的疏密反应了场的强弱,N点处电场线最密,所以N点场强最大,故A错误;顺着电场线的方向,电势降低,所以M点的电势最高,故B错误;根据EP=qφ,φM>φP>φN可知,负电荷在N点电势能大于在M点的电势能,故C正确;在M点静止释放,正电荷在电场力的作用下运动,但是运动轨迹并不是电场线,故D错误.故选C.
【点睛】解答此题的关键是知道电场线的特点:电场线的疏密反应了场的强弱;顺着电场线的方向,电势降低.判断电势能的大小也可通过电场力做功来判断:电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加.
26.(2025·天津·高考真题)如图所示,在一固定点电荷形成的电场中,一试探电荷仅在静电力作用下先后经过a、b两点,图中箭头方向表示试探电荷在a、b两点处的受力方向,则( )
A.a点电势一定高于b点电势 B.试探电荷与场源电荷电性一定相同
C.a点电场强度一定大于b点电场强度 D.试探电荷的电势能一定先减小后增大
【答案】BC
【详解】AB.根据点电荷电场分布特点和试探电荷受力情况,试探电荷轨迹如图所示,
可知,点电荷位于O点,两电荷带同种电荷,由于电性无法判断,所以点电荷周围电场方向无法判断,a点电势和b点电势高低无法判断,故A错误,B正确;
C.由于a点离点电荷较近,由可知,a点电场强度一定大于b点电场强度,故C正确;
D.由轨迹图可知,电场力方向与运动方向的夹角先为钝角,后为锐角,所以电场力先做负功,后做正功,试探电荷的电势能一定先增大后减小,故D错误;
故选BC。
27.(2024·海南·高考真题)真空中有两个点电荷,电荷量均为−q(q ≥ 0),固定于相距为2r的P1、P2两点,O是P1P2连线的中点,M点在P1P2连线的中垂线上,距离O点为r,N点在P1P2连线上,距离O点为x(x << r),已知静电力常量为k,则下列说法正确的是( )
A.P1P2中垂线上电场强度最大的点到O点的距离为
B.P1P2中垂线上电场强度的最大值为
C.在M点放入一电子,从静止释放,电子的加速度一直减小
D.在N点放入一电子,从静止释放,电子的运动可视为简谐运动
【答案】BCD
【详解】AB.设P1处的点电荷在P1P2中垂线上某点A处产生的场强与竖直向下的夹角为θ,则根据场强的叠加原理可知,A点的合场强为
根据均值不等式可知当时E有最大值,且最大值为
再根据几何关系可知A点到O点的距离为
故A错误,B正确;
C.在M点放入一电子,从静止释放,由于
可知电子向上运动的过程中电场力一直减小,则电子的加速度一直减小,故C正确;
D.根据等量同种电荷的电场线分布可知,电子运动过程中,O点为平衡位置,可知当发生位移x时,粒子受到的电场力为
由于x << r,整理后有
在N点放入一电子,从静止释放,电子将以O点为平衡位置做简谐运动,故D正确。
故选BCD。
28.(2023·河北·高考真题)如图,在轴上放置四个点电荷和位于点两侧,位于点两侧。点在轴上,且。取无穷远处电势为零,电荷位置与电荷量满足一定关系,使得以点为球心、以为半径的球面上各点的电势均为零。下列说法正确的是( )
A.两点电场强度的方向一定沿轴正方向
B.若在点放一正点电荷,则两点的电势一定升高
C.试探电荷沿轴运动过程中,若静电力始终不做功,则它受到的静电力始终为零
D.试探电荷沿轴运动过程中,若静电力始终不做功,则点的电场强度一定为零
【答案】BD
【详解】A.以点为球心、以为半径的球面为等势面,由电场强度和等势面的关系可知,两点电场强度的方向沿半径方向与等势面垂直,与轴重合。由于无法判断各个电荷的电性,故两点电场强度的方向无法判断,故A错误;
B.取无穷远处为零电势点,由于正点电荷周围的电势为正值,若在0点放一正点电荷,则两点的电势一定升高,故B正确;
C.试探电荷沿轴运动过程中,根据电荷分布,若静电力始终不做功,则经过轴且垂直于轴的平面为等势面,但静电力不一定为零,故C错误;
D.根据以点为球心、以为半径的球面为等势面,可知点的电场强度方向应与轴重合,再根据经过轴且垂直于轴的平面为等势面,可知点的电场强度方向应与轴垂直,同一点电场强度的方向是唯一的,故点的电场强度一定为零,故D正确。
故选BD。
29.(2023·天津·高考真题)如图所示,在一固定正点电荷产生的电场中,另一正电荷q先后以大小相等、方向不同的初速度从P点出发,仅在电场力作用下运动,形成了直线PM和曲线PN两条轨迹,经过M、N两点时q的速度大小相等,则下列说法正确的有( )
A.M点比P点电势低 B.M、N两点的电势不同
C.q从P到M点始终做减速运动 D.q在M、N两点的加速度大小相等
【答案】AD
【详解】A.由图中正电荷运动轨迹可知,正电荷在受力方向向右,即电场线为指向,所以P点电势高于M点电势,即M点比P点电势低,故A正确;
B.由题意知,同一个正电荷q两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发,分别抵达M点与N点,且q在M,N点时速度大小也一样,由动能定理可知M、N两点的电势相同,故B错误;
C.q从P到M做加速运动,故C错误;
D.根据以上分析可知,M、N两点在同一等势面上,且该电场是固定正电荷产生的电场,则说明M、N到固定正电荷的距离相等,由点电荷的场强公式可知M、N两点处电场强度大小相同,根据可知,q在M、N两点的加速度大小相等,故D正确。
故选AD。
30.(2023·山东·高考真题)如图所示,正六棱柱上下底面的中心为O和,A、D两点分别固定等量异号的点电荷,下列说法正确的是( )
A.点与点的电场强度大小相等
B.点与点的电场强度方向相同
C.点与点的电势差小于点与点的电势差
D.将试探电荷由F点沿直线移动到O点,其电势能先增大后减小
【答案】ACD
【详解】D.将六棱柱的上表面的一半拿出可有
由几何条件可知,正、负点电荷分别在OF中点K的场强方向如图所示,则K点的合场强与OF的夹角为锐角,负点电荷在F点产生的场强大小是正点电荷在F点产生的场强大小的,F点的合场强与OF的夹角为钝角,因此将试探正电荷从F移到O点过程中电场力先做负功后做正功,其电势能先增大后减小,D正确;
C.设点的电势为,由等量异种电荷的电势分布可知,,,
因此
C正确;
AB.由等量异种电荷的对称性可知和电场强度大小相等,和电场强度方向不同,A正确,B错误。
故选ACD。
31.(2023·海南·高考真题)如图所示,正三角形三个顶点固定三个等量电荷,其中带正电,带负电,为边的四等分点,下列说法正确的是( )
A.、两点电场强度相同 B.、两点电势相同
C.负电荷在点电势能比在点时要小 D.负电荷在点电势能比在点时要大
【答案】BC
【详解】A.根据场强叠加以及对称性可知,MN两点的场强大小相同,但是方向不同,选项A错误;
B.因在AB处的正电荷在MN两点的合电势相等,在C点的负电荷在MN两点的电势也相等,则MN两点电势相等,选项B正确;
CD.因负电荷从M到O,因AB两电荷的合力对负电荷的库仑力从O指向M,则该力对负电荷做负功,C点的负电荷也对该负电荷做负功,可知三个电荷对该负电荷的合力对其做负功,则该负电荷的电势能增加,即负电荷在M点的电势能比在O点小;同理可知负电荷在N点的电势能比在O点小。选项C正确,D错误。
故选BC。
32.(2021·河北·高考真题)如图,四个电荷量均为的点电荷分别放置于菱形的四个顶点,其坐标分别为、、和,其中x轴上的两个点电荷位置固定,y轴上的两个点电荷可沿y轴对称移动(),下列说法正确的是( )
A.除无穷远处之外,菱形外部电场强度处处不为零
B.当取某值时,可使得菱形内部只存在两个电场强度为零的点
C.当时,将一带负电的试探电荷由点移至点,静电力做正功
D.当时,将一带负电的试探电荷放置在点处,其所受到的静电力方向与x轴正方向成倾斜向上
【答案】ACD
【详解】A.根据场强叠加原理可知,除无穷远处之外,菱形外部电场强度处处不为零,选项A正确;
B.因为在x轴上的两个点电荷在O点的合场强为零,在y轴上的两电荷,无论y0取什么值,因为关于原点对称,则在O点的合场强也为零,在横轴和纵轴上除原点外,出现合场强为零的点,根据对称性可知,一定是成对出现的,关于原点对称,所以算上原点,合场强为零的点是奇数个,不会是2个,选项B错误;
C.由几何关系可知,坐标为(4l,5l)的A点在第一象限内所在的虚像的垂直平分线的上方;坐标为(0,-3l)的B点在第三象限内所在的虚像的垂直平分线的上方,且到达虚线的距离相等,由电势叠加可知,B点的电势高于A点,则带负电的试探电荷在A点的电势能较大,从A点到B点电势能减小,可知电场力做正功,选项C正确;
D.若y0=4l,则四个点构成正方形,由对称可知在点(l,l)处的场强一定沿着过该点与原点连线的方向上;在y轴正向和x正向上的点电荷在(l,l)处的合场强
在y轴负向和x负向上的点电荷在(l,l)处的合场强
可知(l,l)点的场强沿着MN方向且与x轴从成45°角的方向向下,将一带负电的试探电荷放置在点处,其所受到的静电力方向与x轴正方向成倾斜向上,选项D正确。
故选ACD。
33.(2020·全国III卷·高考真题)如图,∠M是锐角三角形PMN最大的内角,电荷量为q(q>0)的点电荷固定在P点。下列说法正确的是( )
A.沿MN边,从M点到N点,电场强度的大小逐渐增大
B.沿MN边,从M点到N点,电势先增大后减小
C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大
D.将正电荷从M点移动到N点,电场力所做的总功为负
【答案】BC
【详解】A.点电荷的电场以点电荷为中心,向四周呈放射状,如图
是最大内角,所以,根据点电荷的场强公式(或者根据电场线的疏密程度)可知从电场强度先增大后减小,A错误;
B.电场线与等势面(图中虚线)处处垂直,沿电场线方向电势降低,所以从电势先增大后减小,B正确;
C.、两点的电势大小关系为,根据电势能的公式可知正电荷在点的电势能大于在点的电势能,C正确;
D.正电荷从,电势能减小,电场力所做的总功为正功,D错误。
故选BC。
34.(2020·全国II卷·高考真题)如图,竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环水平直径上的两个点,c、d为竖直直径上的两个点,它们与圆心的距离均相等。则( )
A.a、b两点的场强相等 B.a、b两点的电势相等
C.c、d两点的场强相等 D.c、d两点的电势相等
【答案】ABC
【详解】BD.如下图所示,为等量异种电荷周围空间的电场分布图。本题的带电圆环,可拆解成这样无数对等量异种电荷的电场,沿竖直直径平行放置。它们有共同的对称轴,所在的水平面与每一条电场线都垂直,即为等势面,延伸到无限远处,电势为零。故在上的点电势为零,即;而从M点到N点,电势一直在降低,即,故B正确,D错误;
AC.上下两侧电场线分布对称,左右两侧电场线分布也对称,由电场的叠加原理可知AC正确;
故选ABC。
35.(2019·全国III卷·高考真题)如图,电荷量分别为q和–q(q>0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上,a、b是正方体的另外两个顶点,则( )
A.a点和b点的电势相等
B.a点和b点的电场强度大小相等
C.a点和b点的电场强度方向相同
D.将负电荷从a点移到b点,电势能增加
【答案】BC
【详解】由几何关系,可知b的电势大于a的电势,故A错误;把负电荷从a移到b,电势能减少,故D错误;由对称性和电场的叠加原理,可得出a、b的合电场强度大小、方向都相同,故B、C正确。
36.(2018·海南·高考真题)如图,a、b、c、d为一边长为的正方形的顶点.电荷量均为q(q>0)的两个点电荷分别固定在a、c两点,静电力常量为k.不计重力.下列说法正确的是( )
A.b点的电场强度大小为
B.过b、d点的直线位于同一等势面上
C.在两点电荷产生的电场中,ac中点的电势最低
D.在b点从静止释放的电子,到达d点时速度为零
【答案】AD
【分析】本题考查电场强度以及等量同种电荷的电场电势图的相关知识点
【详解】由图可知b点的电场,故A正确
沿着电场线电势逐渐降低,而等量正点电荷的电场与电势图如下,由图可知过b、d点的直线不在同一等势面上,故B、C错误;由对称性可知,b、d点电势相同,故电子在b、d点电势能相同,即动能也相同,都为0,故D正确
37.(2017·海南·高考真题)关于静电场的电场线,下列说法正确的是( )
A.电场强度较大的地方电场线一定较密
B.沿电场线方向,电场强度一定越来越小
C.沿电场线方向,电势一定越来越低
D.电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹
【答案】AC
【详解】A.电场强度与电场线的密集程度有关。电场线越密,电场强度越大,反之则越小,A正确;
BC.沿电场线方向,电势一定越来越低但电场强度不一定越来越小,比如单个负点电荷的电场线沿电场线方向电场强度越来越大;沿电场线方向,电势一定越来越低,B错误、C正确;
D.电场线是为了形象描述电场而引入的图线,由电场本身决定,与带电粒子在电场中运动的轨迹无关,D错误。
故选AC。
38.(2023·全国乙卷·高考真题)如图,等边位于竖直平面内,AB边水平,顶点C在AB边上方,3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下,BC边中点N处的电场强度方向竖直向上,A点处点电荷的电荷量的绝对值为q,求
(1)B点处点电荷的电荷量的绝对值并判断3个点电荷的正负;
(2)C点处点电荷的电荷量。
【答案】(1),A、B、C均为正电荷;(2)
【详解】(1)因为M点电场强度竖直向下,则C为正电荷,根据场强的叠加原理,可知A、B两点的电荷在M点的电场强度大小相等,方向相反,则B点电荷带电量为,电性与A相同,又点电场强度竖直向上,可得处电荷在点的场强垂直BC沿AN连线向右上,如图所示
可知A处电荷为正电荷,所以A、B、C均为正电荷。
(2)如图所示
由几何关系
即
其中
解得
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