第十章专题02 静电场中的能量 同步练-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册
2026-09-03
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摘要:
**基本信息**
练习聚焦静电场能量重难点,通过基础概念辨析、情境综合应用、图像问题探究三层设计,覆盖电势判断、U-E关系等四知识点,实现从单一到综合的进阶,适配新授课知识巩固与科学思维培养。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础层|电势/电势能判断、静电力做功特点|以选择题为主(如1、4、7),直接考查概念辨析与公式应用,强化物理观念|
|提升层|U=Ed计算、电场线与轨迹分析|选择与计算题结合(如5、9、15),需情境建模(如除尘器模型),培养科学推理|
|综合层|φ-x/E-x图像、多知识点整合|复杂情境题(如21、23、26),涉及图像斜率分析与能量转化,提升模型建构能力|
内容正文:
静电场中的能量——重难点
知识点一:电势高低和电势能大小的判断
电势高低和电势能大小的判断
1.电势高低常用的两种判断方法
(1)沿电场线方向电势逐渐降低。
(2)若UAB>0,则φA>φB;若UAB<0,则φA<φB。
2.电势能大小的判断方法
判断角度
判断方法
做功判断法
电场力做正功,电势能减小;
电场力做负功,电势能增大
电荷电势法
正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大
公式法
由Ep=qφp,将q、φp的大小、正负号一起代入公式,Ep的正值越大,电势能越大;Ep的负值的绝对值越小,电势能越大
能量守恒法
在电场中,若只有电场力做功时,电荷的动能和电势能相互转化,动能增大,电势能减小;反之,电势能增大
3.电势高低的判断
判断角度
判断方法
依据电场线方向
沿电场线方向电势逐渐降低
依据电场力做功
根据,将WAB、q的正负号代入,由UAB的正负判断φA、φB的高低
依据场源电荷的正负
取无穷远处电势为零,正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低
依据电势能的高低
正电荷在电势较高处电势能大,负电荷在电势较低处电势能大
1.关于静电力做功的特点,下列说法正确的是( )
A.静电力做功与路径有关,与初末位置无关
B.静电力做功与路径无关,仅与初末位置有关
C.正电荷在电场中运动,静电力一定做正功
D.负电荷在电场中运动,静电力一定做负功
2.如图所示,实线是电场中一簇方向未知的电场线,虚线是一个电子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是运动轨迹上的两点,若带电粒子只受电场力作用,根据此图可知( )
A.无法判断电场的方向
B.a点电势低于b点电势
C.电子在a点的电势能较大
D.电子在a点的动能较大
3.带电小球在空中由A点运动到B点过程中重力做正功3J,电场力做正功1J,克服空气阻力做功0.5J。则:
(1)小球的电势能如何变化?
(2)小球的动能如何变化?
(3)小球的机械能如何变化?
4.对于静电力做功,下列说法正确的是( )
A.静电力做功与电荷移动的路径有关系
B.静电力做功与电荷运动的起始位置和终止位置有关
C.把电荷从电场中的A点移动到B点,电荷所带的电荷量越大,静电力做功就一定越多
D.若把一个正电荷由电场中的A点移动到B点,静电力做了正功,则把负电荷从A点移动到B点时,静电力一定做负功
5.某除尘器模型的集尘板是很长的条形金属板,如图所示,直线ab为该集尘板的截面图,带箭头的线条为电场线。工作时,带电粉尘在静电力作用下从P点由静止开始向带正电的集尘板运动,最后落在集尘板上。Q为轨迹上的另一点。忽略重力和空气阻力,下列说法正确的是( )
A.粉尘带正电
B.P点电场强度大于Q点电场强度
C.P点的电势低于Q点的电势
D.带电粉尘在P点的电势能小于Q点的电势能
6.在如图所示的匀强电场中,电场强度E=1.5×104N/C,沿电场线方向有A、B两点,A、B两点间的距离x=0.5m,试探电荷电量。求:
(1)电荷所受的静电力F的大小;
(2)该试探电荷从A点运动到B点,静电力做的功WAB。
知识点2 电势差与电场强度的关系
匀强电场中电势差跟电场强度的关系
(1)大小关系UAB=Ed或
如图所示的匀强电场中,把一点电荷q从A移到B,则电场力做功为:W=qUAB。另外,由于是匀强电场,电场力为恒力,做功
,两式相比较, ,这就是电场强度与电势差之间的关系。
(2)方向关系
① 电场线与等势面垂直;
② 场强方向就是电势降低最快的方向:只有沿场强方向,在单位长度上的电势差最大,也就是说电势降低最快的方向为电场强度的方向,但是,电势降低的方向不一定是场强方向。
7.对于电场中A、B两点,下列说法正确的是( )
A.电势差的定义式,说明两点间的电势差与电场力做功成正比,与移动电荷的电量q成反比
B.将1C电荷从A点移到B点,电场力做1J的功,这两点间的电势差为1V
C.A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功
D.电荷由A点移到B点的过程中,除受电场力外,还受其它力的作用,电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功
8.如图所示的正六边形,边长为a。空间存在平行于正六边形所在平面的匀强电场。把质子(电量为e)从F移到E,电场力做功为W;把电子从E移到C,需克服电场力做功为3W。已知A点的电势为零,则)( )
A.C点电势为 B.B点电势为
C.电场强度为 D.电场强度为
9.如图所示,在电场强度大小、方向水平向右的匀强电场中,将一电荷量的正点电荷从电场中的A点移动到B点,静电力做的功已知B点的电势为=20 V。求:
(1)该点电荷在电场中A点所受静电力F的大小;
(2)A、B两点间的电势差及A点电势;
10.如图所示,在电场强度为60N/C的匀强电场中有、、三个点,为12cm,为5cm,其中与电场方向平行,与电场方向垂直。
(1)求两点间的电势差;
(2)若点的电势为零,求点的电势;
(3)求电荷量为的试探电荷从点移到点的过程中,电场力所做的功。
11. 一电量的点电荷,放在A点时所受电场力大小是。将它从电场中A点移到零电势O点处,电场力做功。选取无穷远处为零电势点,求:
(1)A点处的电场强度的大小;
(2)电势差;
(3)A点电势为多少?
(4)q电荷在A点的电势能为多少?
12.如图所示,空间中存在一匀强电场,电场强度的大小和方向均未知,为处于电场空间内的一个边长为的正立方体,已知,则下列说法正确的是( )
A.正立方体中心O(图中未画出)点的电势为
B.面中心(图中未画出)点的电势为
C.该匀强电场电场强度的大小为
D.将一个电荷量大小为e的电子从点沿棱移动到C点,电场力做功为
13.如图所示,在匀强电场中,将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点,克服静电力做功为,再从B点移到C点,静电力做功为。已知电场的方向与所在的平面平行。
(1)两点间的电势差和两点间的电势差分别为多少?
(2)如果规定B点的电势为0,则A点和C点的电势分别为多少?
(3)请在图中画出过B点的电场线方向,并说明理由。
14.如图所示,水平向右的匀强电场中有 、、 三点, 与场强方向平行, 与场强方向成 , , 。现将一个电量为 的正电荷从 移动到 ,电场力做功 。求:
(1)该电场的场强大小;
(2) 间的电势差 ;
(3)若 点的电势为 ,则该正电荷在 点电势能 。
知识点3 电场线与等势面问题
1.常见电场中的等势面
匀强电场
点电荷
等量异种
等量同种
等势面是平行线。
等势面是球面。
中垂线是等势面且电势为零,关于中垂线左右对称的点电势绝对值相等,关于连线对称的点电势相等。
中点电势在中垂线上最大,连线中间最小;关于中垂线、连线对称的点电势相等。
2.电势φ与电场强度E的“六个不一定”
问题
电场强度大的地方电势是否一定高?反之又如何呢?
电场强度为零的点电势一定为零吗?反之又如何呢?
电场强度相等的点电势一定相等吗?反之又如何呢?
正解
E大处φ不一定高;φ高处E不一定大
E为零处φ不一定为零,φ为零处E不一定为零
E相等处φ不一定相等,φ相等处E不一定相等
反例
C处场强大于D处场强,但C处电势小于D处电势。
等量同种正电荷中点处,场强为零,但电势大于零;等量异种电荷中点处,电势为零,但场强大于零。
匀强电场中两点EA=EB,但φA>φB;等量异种电荷中垂线上,电势相等,但中点处场强最大。
15.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60eV,各等势线的电势高低标注在图中,则( )
A.a、d两点的电场强度相同
B.电子从a到b运动时,电场力做负功
C.电子从c到d运动时,电势能逐渐减小
D.电子在经过等势线c点时的动能为80eV
16.某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示,虚线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,分别是运动轨迹与等势面的交点,则下列说法正确的是( )
A.粒子带正电
B.点的电场强度比点的大
C.粒子在图示运动阶段的动能最小值为0
D.粒子在点的电势能大于在点的电势能
17.如图所示,a、b、c、d为匀强电场中四个等势面,相邻等势面距离为4cm,已知UAD=120V。
(1)求电场强度E;
(2)设B点电势为零,求A、C的电势φA、φC;
(3)将q=−1×10−10C的点电荷由A移到C,求电场力所做的功WAC;
18.如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即,实线为一带负电的微粒仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,R点在等势面b上,据此可知( )
A.三个等势面中,c的电势最高
B.带电微粒在P点的电势能比在Q点的小
C.带电微粒在P点和在R点的速度大小可能相等
D.带电微粒在P点的加速度比在Q点的加速度小
19.在粒子散射实验中,粒子由a到e从金原子核旁飞过,运动轨迹如图所示。金原子核可视为静止,以金原子核为圆心,三个同心圆间距相等,α粒子的运动轨迹在c处与圆相切。下列说法正确的是( )
A.α粒子在c处的动能最大
B.α粒子在处的电势能相等
C.α粒子由c到d过程与由d到e过程电场力做功相等
D.处的电场强度相同
20.如图所示,在一个非匀强电场中,某一条电场线上有A、B、C三点,且AB=BC。
(1)你能比较A、B间的电势差UAB和B、C间的电势差UBC的大小吗?
(2)如果φA=10V,φC=4V,则B点的电势φB等于7V吗?
(3)大致画出过A点和B点的等势面;如果要求相邻等势面之间的电势差相等,且A、B两点间没有另一个等势面,那么在B点右侧的另一个等势面应该画在哪里?
知识点4电场中的图像问题
电场中的图像问题
v-t图像
φ-x图像
E-x图像
EP-x图像
Ek-x图像
斜率∶加速度
斜率∶电场强度
面积:电势差
斜率∶电场力
斜率∶合外力
21.真空中两点电荷分别放在x轴上的O点和M点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势均为零,ND段中的C点电势最高。
(1)图中两电荷的电性分别是什么?
(2)判断两电荷电荷量的大小关系,并说明理由。
(3)图中哪一点的电场强度最小?是多少?
(4)比较N点和D点的电场强度大小。
(5)电子从N点运动到D点的过程中,电势能如何变化?
(6)电子从N点运动到D点的过程中,动能如何变化?
(7)若将一个带正电的试探电荷从A点由静止释放,它的运动情况是怎样的?
22.两个点电荷固定在轴上的、点,轴上各点的电场强度与各点位置坐标之间的关系如图所示。取轴正方向为电场强度的正方向,无穷远处电势为零,下列说法正确的是( )
A.从到电势先减小后增大
B.点的电势等于零
C.固定在处的电荷带正电
D.固定在点的点电荷电量比固定在点的点电荷电量大
23.一带正电的粒子只在电场力作用下沿x轴运动,其电势能随位移x变化的关系如图所示,如果电场是由固定原点O和在x轴负半轴上点电荷(电荷量和电性均未知)共同产生的,图线最高点对应横坐标为x2,下列说法正确的是( )
A.和一定带有同种电荷
B. x1处的电场强度为零
C.从x1到x2的过程中带电粒子的加速度一直增大
D.从x1到x2的过程中带电粒子的速度一直减小
24.沿静电场方向建立轴,轴上各点电势随位置变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.与之间电场方向沿轴负方向
B.处与处电势相等
C.电子在处的电势能大于在处的电势能
D.点处电场强度大于处电场强度
25.如图甲所示,在真空中固定的两个相同点电荷、关于轴对称,它们在轴上的电场强度图像如图乙所示(规定轴正方向为电场强度的正方向)。若在坐标原点由静止释放一个正点电荷,它将沿轴正方向运动,不计重力。则( )
A.点电荷在处动能最大
B.处电势最高
C.、带等量正电荷
D.点电荷沿轴正方向运动的最远距离为
26.空间存在一沿x轴方向的静电场,质子由坐标原点O点开始仅在电场力的作用下沿x轴的正方向运动,该过程中质子的电势能关于位移x的变化规律如图所示。其中段图线为顶点横坐标在处的开口向上的抛物线,以后的图线为倾斜的直线。下列说法正确的是( )
A.0位置和位置的电场强度方向相同
B.图中处的电势最高,处的电势最低
C.在段质子做匀变速直线运动
D.在段该电场沿x轴的正方向
试卷第1页(共3页)
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《专题02 静电场中的能量——重难点》参考答案:
1.B
【详解】A.静电力是保守力,做功与路径无关,只与初末位置有关,故A错误;
B.静电力做功与路径无关,仅由初末位置的电势差决定,故B正确;
C.正电荷沿电场线方向运动时静电力做正功,若逆电场线方向运动则做负功,故C错误;
D.负电荷沿电场线方向运动时静电力做负功,若逆电场线方向运动则做正功,故D错误。
故选B。
2.D
【详解】A.不管粒子运动是从a到b,还是从b到a,电场力均指向轨迹内侧,于是电场力沿着电场线向左,电子带负电,电子的受力方向与电场线方向相反,所以可判断电场线方向是向右的,故A错误;
B.沿电场线方向电势逐渐降低,所以a点电势高于b点电势,故B错误;
CD.若电子从a点向b点运动,是从高电势向低电势运动,电子的电势能增大,电场力做负功,动能减小,所以电子在a点的动能大于在b点的动能,在a点的电势能小于在b点的电势能,故C错误,D正确。
故选D。
3.(1)电势能减少1J
(2)动能增加了3.5J
(3)机械能增大了0.5J
【详解】(1)电场力做功等于电势能的变化量,电场力做功,电势能减小,所以A点电势能比B点大,即电势能减少1J;
(2)根据动能定理,有
可得小球动能的增加量为
(3)除重力外的各个力做的总功等于机械能的变化量,除重力外,电场力做功为1J,克服空气阻力做功0.5J,故机械能增加0.5J。
4.BD
【详解】AB.静电力做功与电荷移动的路径无关,与电荷的起始位置和终止位置有关,A错误,B正确;
C.把电荷从电场中的A点移动到B点,若静电力始终和速度方向垂直,则静电力做功为零,C错误;
D.正电荷与负电荷在同一电场中所受静电力的方向相反,若把一个正电荷由电场中的A点移动到B点,静电力做了正功,则把负电荷从A点移动到B点,静电力就一定做负功,D正确。
故选BD。
5.C
【详解】A.由图像知轨迹的弯曲方向,即受电场力的方向与电场线方向相反,所以该粉尘颗粒带负电,故A错误;
BC.由电场线的疏密程度可知,P点电场强度小于Q点电场强度,沿电场线方向电势不断降低,P点的电势低于Q点的电势,故B错误,C正确;
D.带电粉尘从P点到Q点的过程中,电场力做正功,电势能减小,所以在P点的电势能大于Q点的电势能,故D错误。
故选C。
6.(1)3×10-4N;(2)1.5×10-4J
【详解】(1)根据公式
F=Eq
可得电荷所受电场力为
F=3×10-4N
(2)根据电场力做功公式
WAB=Fx
代入数据可得
WAB =1.5×10-4J
7.B
【详解】A.表达式
是电势差的比值定义,A、B两点间的电势差由电场自身决定,与电场力做功、试探电荷的电荷量没有决定关系,因此不能认为A、B两点间的电势差与电场力做的功成正比,与试探电荷的电荷量成反比,A错误;
BC.根据
将的正电荷从点移到点,电场力做的功,则这两点间的电势差为,可知,A、B两点间的电势差等于将单位正电荷从点移到点电场力做的功,B正确,C错误;
D.根据
,
解得
可知,若在电荷由点移到点的过程中,除受电场力外,还受其他力的作用,则电荷电势能的变化量的数值仍然等于电场力所做的功,D错误。
故选B。
8.D
【详解】A.题意知,对质子,电场力做功
对电子有
可知对质子,F到C过程有
将AE连线与FC连线交与G点,如图
几何关系可知
故将质子从F点移动到G点,静电力做功
可知为等电势点,故电场线沿F指向C方向,可知电势相等且均为0,故
解得
故A错误;
B.几何关系可知与平行FC且等于FC的一半,则有
解得
故B错误;
CD.根据
联立解得
故C错误,D正确。
故选D。
9.(1)
(2)200V;220V
【详解】(1)该点电荷在电场中A点所受静电力大小
(2)A、B两点间的电势差
因,
可得
10.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)两点间的电势差为
(2)若点的电势为零,则
可得点的电势为
(3)由于与电场方向垂直,则点电势等于点电势,则有
11.(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)根据电场强度的定义式可得
(2)根据电势差的定义式可得
(3)根据
可得
(4)利用电势能公式可得
12.AC
【详解】AB.在匀强电场内,中点电势等于两端点电势平均值,易得
同理可得,故A正确,B错误;
C.设的中点为E,可知
匀强电场中,沿同一方向走同样的距离,电势差相同,与平行且相等,则有
得
因此面ACE是该匀强电场的一个等势面,电势为6V,利用数学知识可知D点到ACE的距离为,由此可知电场强度的大小为,故C正确;
D.电场力做功为,故D错误。
故选AC。
13.(1),
(2),
(3)设的中点为D,易知D点电势也为,与C电势相等,连接,则为匀强电场中的一条等势线,过B作的垂线,即为过B的电场线,沿电场方向电势降低,故过B的电场线如图
【详解】(1)根据电场力做功和电势差的关系
可得两点间的电势差和两点间的电势差分别为
(2)由题可知
若规定,则解得
(3)略。
14.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据
代入数据整理得
(2)沿电场方向的距离
电势差
(3)到沿电场方向距离,故
电势能
联立解得
15.D
【详解】A.电场线与等势面垂直且指向电势降低的方向,根据对称性可知,a、d两点的电场强度大小相等,但方向不同,故a、d两点的电场强度不同,故A错误;
BC.电子带负电,且从a到b电势升高,根据可知,电子从a到b运动时电势能减小,电场力做正功,同理,从c到d电势降低,故电子从c到d运动时,电势能逐渐增大,故BC错误;
D.电子在经过a点时动能为60eV,电势能为,动能和电势能总和为,因只有电场力对电子做功,故电子动能和电势能的总和保持不变,电子在经过等势线c点时的电势能为,故动能为,故D正确。
故选D。
16.D
【详解】A.根据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,且做曲线运动的物体所受合外力指向轨迹的凹侧,可知粒子所受电场力与场强方向相反,即粒子带负电,故A错误;
B.因M点等势面比N点稀疏,故M点电场强度比N点小,故B错误;
C.因粒子做曲线运动,故在图示运动阶段的动能最小值不为零,故C错误;
D.因粒子带负电且,由可知,粒子在点的电势能大于在点的电势能,故D正确。
故选D。
17.(1)1000V/m,方向水平向右
(2)40V,−40V
(3)−8×10−9J
【详解】(1)A、B间的电势差为
电场强度,方向水平向右
(2)设B点电势为零,A、C的电势分别为
,
(3)电场力所做的功,
解得
18.A
【详解】A.带电微粒做曲线运动,仅受电场力,则电场力方向必定沿电场线指向运动轨迹的内侧,又由于电场线方向和等势面垂直,则电场力方向应垂直于等势面指向轨迹内侧,微粒带负电,则电场线大致由c等势面指向a等势面,沿着电场线的方向电势越来越低,则c的电势最高,故A正确;
B.结合上述,电场力方向应垂直于等势面指向轨迹内侧,若带电微粒从P点运动到Q点,电场力做正功,电势能减小,即带电微粒在P点的电势能比在Q点的大,故B错误;
C.结合上述,若带电微粒从P点运动到R点,电场力做正功,带电微粒的速度增大,故C错误;
D.等差等势面分布的密集程度间接表示电场的强弱,根据图示可知,P点的电场强度大于Q点的电场强度,则带电微粒在P点受到的电场力大于在Q点受到的电场力,根据牛顿第二定律可知带电微粒在P点的加速度比在Q点的加速度大,故D错误。
故选A。
19.B
【详解】A.α粒子由a到c过程受到的电场力与运动方向的夹角为钝角,电场力做负功,动能减小;由c到e过程受到的电场力与运动方向的夹角为锐角,电场力做正功,动能增大,α粒子在c处的动能最小,A错误;
B.在同一个等势面上,
电荷的电势能
所以α粒子在处的电势能相等,B正确;
C.匀强电场中两等势面间的电势差
由于此电场为非匀强电场,所在等势面间的场强大于所在等势面间的场强,因此
电场力做的功
可知由c到d过程电场力做功较多,C错误;
D.根据点电荷的场强特点可知,处的电场强度大小相同,方向不同,D错误。
故选B。
20.(1);(2)不等;(3)见解析
【详解】(1)根据电场线的疏密程度可知,同时有AB=BC,结合公式可得
(2)因为该电场为非匀强电场,根据前面分析可知沿电场线方向上相等距离间的电势差不等,故B点的电势φB不等于7V;
(3)根据电场线和等势面垂直可得过A点和B点的等势面如图所示;因为有,根据可知若要求相邻等势面之间的电势差相等,可知在B点右侧的另一个等势面在C点右侧,如图所示。
21.(1)在O点放的是正电荷,在M点放的是负电荷;
(2),根据C点电场强度为零,所以,解得;
(3)C点的电场强度最小,为零;
(4);
(5)电势能先减少后增加;
(6)动能先增大后减小;
(7)在AN间做往复运动。
【详解】(1)由题图中电势的变化可知,在O点放的是正电荷,在M点放的是负电荷。
(2)图线的斜率表示电场强度,可知C点电场强度为零,根据
可得。
(3)由(2)可知C点的电场强度最小,其电场强度大小为零。
(4)图线的斜率表示电场强度,可知。
(5)NC间电场强度方向沿x轴负方向,CD间电场强度方向沿x轴正方向,则电子从N点移到D点,电场力先做正功,后做负功,电势能先减少后增加。
(6)NC间电场强度方向沿x轴负方向,CD间电场强度方向沿x轴正方向,则电子从N点移到D点,电场力先做正功,后做负功,动能先增大后减小。
(7)AM间电场强度方向沿x轴正方向,且电场强度越来越大,MN间电场强度方向沿x轴负方向,且电场强度越来越小,带正电的试探电荷从A点由静止释放,在AM间先向右做加速度逐渐增大的加速运动,在M点速度达到最大,之后在MN间向右做加速度逐渐减小的减速运动,在N点速度减为零,接下来在NM间向左做加速运动,过M点时速度达到最大,回到A点时速度减为零,之后一直在AN间做往复运动。
22.D
【详解】D.、连线中点处场强大于,且两点间场强最小位置处距离点较近,可知,固定在点的点电荷电量比固定在点的点电荷电量大,故D正确。
B.若有一正点电荷由点向右侧无穷远处运动,电场力做正功,电势能不断减小,一直到零,所以点的电势大于零,故B错误。
AC.MN之间的电场线由M到N,则由到电势一直减小,处电荷为负电荷,故A、C错误。
故选D。
23.D
【详解】A.根据电势能的定义式
结合图像可知x1处的电势等于零,所以和带有异种电荷,故A错误;
B.根据电势能与电势的关系
场强与电势的关系
可得
由数学知识可知图像切线的斜率等于
图像中直线或曲线某处切线的斜率表示电场力的大小,则x1处的电场力不为0,由
可知,x1处的电场强度不为0,故B错误;
C.图像中直线或曲线某处切线的斜率表示电场力的大小,可知从x1到x2粒子受到的电场力逐渐减小,其加速度也逐渐减小,故C错误;
D.只在电场力作用下粒子的动能与电势能之和不变,可知从x1到x2粒子的动能一直减小,其速度一直减小,故D正确。
故选D。
24.C
【详解】A.根据沿电场线方向电势逐渐降低,由图可知,之间电场方向沿轴负方向,之间电场方向沿轴正方向,故A错误;
B.由图可知,处与处电势不相等,故B错误;
C.由图可知,处的电势大于处的电势,则电子在处的电势能大于在处的电势能,故C正确;
D.根据图像的斜率表示电场强度,由图可知,点处和处电场强度均为0,故D错误。
故选C。
25.AD
【详解】AB.在真空中固定两个相同点电荷、关于轴对称,可知P点场强为0,对应坐标为,从点到P点,电场力做正功,电势能减小,从P点沿x轴正方向运动,电场力做负功,电势能增加,因此正点电荷在处电势能不是最大,正点电荷在处动能最大,故A正确,B错误;
C.由图像可知,在P点的左侧电场强度为正值,沿x轴正方向,右侧电场强度为负值,沿x轴负方向,可知A、B带等量负电荷,故C错误;
D.由对称性可知,点电荷沿轴正方向最远能到达点关于P点的对称点处,故点电荷沿轴正向运动的最远距离为,故D正确。
故选AD。
26.C
【详解】A.根据可知,图像的切线斜率的绝对值等于,由题图可知处切线斜率为零,故处电场强度最小且为零,O位置和位置关于位置对称,则O位置和位置的电场强度大小相等,方向相反,故A错误;
B.根据可知,由于质子带正电,可知质子所在位置电势能越大,电势越高,则图中处的电势最低,处的电势最高,故B错误;
C.段图像的斜率不变,则质子所受的电场力不变,质子的加速度不变,则该过程质子做匀变速直线运动,故C正确;
D.根据沿电场方向电势降低,可知左侧的电场沿x轴的正方向,右侧的电场沿x轴的负方向,故D错误。
故选C。
答案第1页(共2页)
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