摘要:
**基本信息**
分层递进式电场能性质专项训练,以概念理解为根基,通过“基础-能力-真题”三级架构系统构建电势、电势能与场强的关联应用体系。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础巩固|3题型(概念理解/轨迹分析/场强计算)|聚焦单一模型,辨析电势、等势面等核心概念,强化公式直接应用|从点电荷电场到匀强电场,构建“概念-公式-基础模型”认知链,落实能量观念|
|能力提升|8题(含多选)|多电荷电场、多过程运动等综合情景,考查审题拆解与模型迁移|通过变式训练深化运动与相互作用观念,提升科学推理与情景建模能力|
|真题演练|8题(高考真题)|对接高考命题角度,涵盖电场线、等势面、场强计算等高频考点|以真题为载体,强化知识应用的实战性,培养科学思维中的质疑创新能力|
内容正文:
第4讲——电场能的性质(分层练习)
目 录
【A—基础巩固】(难度:基础) 1
【题型一】电势、电势差、等势面与电场力做功等概念理解 1
【题型二】电场中的“点、线、面、迹”类问题 8
【题型三】匀强电场中场强的计算 14
【B—能力提升】(难度:中等) 19
【C—真题演练】(难度:真题) 28
【A—基础巩固】(难度:基础)
【模块说明】立足教材核心考点,聚焦基本概念、定义、公式、基础规律与单一基础模型,选用低难度经典题型。重在落实课本必备基础知识,辨析高频易错概念,熟练公式基本套用与常规解题步骤,排查知识盲区,筑牢得分根基。
【题型一】电势、电势差、等势面与电场力做功等概念理解
1.
(多选)(25-26高二上·福建福州·阶段检测)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点的近
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】AC
【难度】0.72
【知识点】点电荷与均匀球体(球壳)周围的场强、电场力做功和电势能变化的关系、电势和电场线的关系、静电力做功与电势差的关系
【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正确;
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AC。
2. (25-26高二上·福建漳州·期末)简易静电除尘装置如图所示。去除底部的矿泉水瓶侧壁贴有铝片,铜丝穿过瓶盖伸入瓶内。高压电源的正极接铝片,负极接铜丝。将点燃的艾柱置于瓶底,闭合开关S,可观察到烟尘颗粒被吸附到铝片上。则( )
A.矿泉水瓶内部的电场可视为匀强电场
B.矿泉水瓶内,越靠近铜丝的位置电势越高
C.矿泉水瓶内的空气被电离,使烟尘颗粒带负电
D.在烟尘颗粒向铝片运动的过程中,其电势能逐渐增大
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】电场力做功和电势能变化的关系、静电吸附
【详解】A.在矿泉水瓶内部,高压电源的负极连接铜丝,正极连接铝片,形成辐向型电场,越靠近铜丝,电场强度越大,不是匀强电场,故A错误;
B.瓶内的电场强度方向由铝片指向铜丝,根据沿电场线方向电势降低,越靠近铜丝,电势越低,故B错误;
C.在强电场的作用下,空气分子被电离为电子和正离子,使烟尘颗粒因吸附作用带上负电,运动到正极,故C正确;
D.在烟尘颗粒向铝片运动的过程中,静电力对烟尘颗粒做正功,电势能越小,故D错误。
故选C。
3.
(2025·浙江湖州·一模)水平面有一边长为L的等边三角形ABC,N、P、M分别为各边的中点,O点为中心。如图所示,在顶点A、B、C分别固定电荷量为、、()的点电荷,已知静电力常量为k。则( )
A.顶点A、B、C中,B点电势最高
B.中点N、P、M中,M点电势最高
C.P点电场强度大小为
D.N、P、M和O四点中,O点电场强度最大,大小为
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】电场强度的叠加法则、点电荷周围电势及叠加计算
【详解】A.电场线由正电荷指向负电荷,沿着电场线电势降低,由对称性可知,故A错误;
B.对称性可知,沿着电场线电势降低,可知,综合可得,故B正确;
C.根据,BC对P点的叠加合场强大小为(水平向左),A对P点的场强大小(方向竖直向下),故P点电场强度大小为,故C错误;
D.由场强叠加可知O点电场强度大小为,由场强叠加可知M点电场强度大小为,对称性可知N点场强与P点场强等大,即,可知O点电场强度不是最大的,故D错误。故选B。
4.
(多选)(25-26高二上·福建漳州·期中)如图所示,在真空中有两个带等量负电的点电荷,分别置于P、Q两点,O点是它们连线的中点,A、B、C为P、Q连线的中垂线上的三点,且,下列说法正确的是( )
A.A点的电场强度一定大于B点的电场强度
B.C点的电势低于B点的电势
C.同一点电荷在A、C两点受电场力大小相同
D.同一负电荷在B点的电势能大于其在C点的电势能
【答案】BC
【难度】0.62
【知识点】根据电场线的疏密比较电场强弱、同种等量点电荷电场线分布、比较电势能的大小、等量同种电荷周围电势的分布
【详解】A.因从O点沿垂直平分线向上下两侧电场线先密后疏,则由于A、B两处电场线的疏密情况不能确定,所以不能判断A、B两点的场强大小,故A错误。
B.根据对称性可知:A、C两点的电势相等。BO间电场方向从B到O,根据顺着电场线电势降低,可知A点的电势低于B点的电势,则知C点的电势低于B点的电势,故B正确。
C.根据对称性可知:A、C两点场强大小相等,由F=qE知同一点电荷在A、C两点受电场力大小相同,故C正确。
D.C点的电势低于B点的电势,而负电荷在电势高处电势能小,则知同一负电荷在B点的电势能小于其在C点的电势能,故D错误。故选BC。
5.
(25-26高二下·浙江舟山·期末)真空中存在一对点电荷和,其电场线和等势线分布如图所示。其中、两点关于点电荷连线对称,、两点关于点电荷水平对称,下列说法正确的是( )
A.、两处电场强度相同
B.的电荷量大于的电荷量
C.若电子仅在电场力的作用下从点静止释放,将沿电场线运动
D.将电子从点分别移到、两点,电场力所做的功相同
【答案】B
【难度】0.62
【知识点】根据电场线的疏密比较电场强弱、不等量点电荷周围的电势分布
【详解】A.电场强度是矢量,M、N关于连线对称,电场强度大小相等,但电场线切线方向不同,场强是矢量,方向不同,因此电场强度不相同,故A错误;
B.电场线疏密代表场强大小,周围电场线、等势线更密集;点电荷电场线数量与电荷量成正比,电场线越多,电荷量越大,故电荷量大于,故B正确;
C.只有电场线为直线时,静止释放的电荷才会沿电场线运动。M点所在电场线为曲线,电场力沿电场线切线方向,粒子运动过程中速度方向会偏离电场线,不会沿电场线运动,故C错误;
D.电场力做功,P、Q到的距离不同,总电势,因此M到P、M到Q的电势差不同,电场力做功不同,故D错误。故选 B。
6.
(25-26高二上·内蒙古赤峰·期中)平时我们所处的地球表面,实际上存在电场强度大小为的电场,可将其视为匀强电场,在地面立一金属杆后空间中的等势面如图所示。空间中存在三点,其中点位于金属杆正上方,等高。则下列说法正确的是( )
A.、两点间的电势差
B.点电场强度大小大于
C.1C正电荷从移到电场力做的功为
D.点的电势低于点
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】静电力做功与电势差的关系、计算电势差的大小、等势面和电场线的关系、匀强电场中电势差与电场强度的关系
【详解】A.、两点间的电势差,故A错误;
B.由图可知a点与相邻等势面的距离小于1m,电势差大小等于100V,根据可得点电场强度大小大于,故B正确;
C.a、b两点间的电势差,故1C正电荷从移到电场力做的功为,故C错误;
D.由于,,故点的电势等于点电势,故D错误。故选B。
7.
(25-26高二上·福建厦门·阶段检测)“场离子显微镜”的金属钨针尖处于球形真空玻璃泡的球心,玻璃泡内壁有一层均匀导电膜:在钨针和导电膜间加上高电压后,玻璃泡上半部分的电场线如图所示。、、、、为同一平面上的个点,是一段以为圆心半径为的圆弧,为的中点。、、、、五点场强分别为、、、、,电势分别为、、、、,则下面说法正确的是( )
A.、、三点场强相同 B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】根据电场线的疏密比较电场强弱、电势和电场线的关系、判断非匀强电场中等距的两点电势差大小
【详解】A.电场线的疏密表示场强的大小,则、、三点场强大小相同,方向不同,故A错误;
B.玻璃泡上半部分的电场可视为位于点处点电荷形成的电场,则根据点电荷形成的电场的电势分布结合沿着电场线方向电势逐渐降低,可知,故B错误;
C.越靠近场强越强,则部分的场强均大于部分的场强,则根据,结合微元法可定性判别出,则,故C正确;
D.由于电场为非匀强电场,所以,故D错误。
8.
(23-24高二上·福建泉州·阶段检测)如图所示,匀强电场的场强 ,、两点相距,两点连线与电场的夹角是,有一电荷量为的带负电的粒子,从点运动到点,不计粒子的重力,求:
(1)电荷从点运动到点电场力做功,以及其电势能的变化量;
(2)、两点间的电势差;
(3)设点的电势为,求点的电势,以及点的电势能。
【答案】(1)-6J,电势能增加6J(2)(3),2J
【难度】0.82
【知识点】电场力做功和电势能变化的关系、计算电势差的大小
【详解】(1)从A到B,电场力做功
电场力做负功,则电势能增加6J。
(2)A、B间的电势差
(3)因为A点的电势为,则B点的电势为
B点的电势能
【题型二】电场中的“点、线、面、迹”类问题
9. (25-26高二上·福建厦门·期末)如图所示,当平行板电容器的中央存在一个细胞时,板间电场关于y轴呈对称分布。图中实线为电场线,虚线为带电的外源DNA分子在电场中运动的轨迹,M、N为轨迹上的两点,P点与N点关于y轴对称,不计重力,下列说法正确的是( )
A.DNA分子带正电
B.P、N两点的电势相等
C.DNA分子在M点的电势能小于在N点的电势能
D.DNA分子做的是匀变速曲线运动
【答案】B
【难度】0.79
【知识点】比较电势能的大小、电场线、等势面和运动轨迹的定性分析
【详解】A.电场线方向向上,DNA分子轨迹凹侧向下,说明电场力方向向下,与电场线方向相反,故DNA分子带负电,故A错误;
B.电场关于y轴对称,P与N关于y轴对称,两点电势相等,故B正确;
C.根据沿着电场线的方向电势降低可知,N点的电势高于M点电势。又因为DNA分子带负电,根据可知,DNA分子在M点的电势能大于在N点的电势能,故C错误;
D.电场线分布不均匀,电场强度变化,DNA分子所受电场力变化,加速度变化,不是匀变速曲线运动,故D错误。故选B。
10.
(25-26高三上·福建福州·开学考试)如图,虚线、、为某电场中的三个等差等势面,实线为带电粒子在电场中的运动轨迹,、为轨迹与等势面、的交点,粒子只受电场力的作用,下列说法正确的是( )
A.粒子一定带正电 B.点电势一定大于点电势
C.粒子在点动能小于在点动能 D.粒子在点的加速度小于点加速度
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】电场线、等势面和运动轨迹的定性分析
【详解】A.由于不知道电场线的方向,仅根据粒子运动轨迹无法确定粒子的电性,故A错误;
B.由于不知道电场线方向,也就无法判断电势高低关系,故B错误;
C.假设粒子从P运动到Q,根据轨迹弯曲方向可判断出电场力的大致方向,从而可以判断出粒子从P运动到Q的过程中,电场力与速度的夹角为钝角,故粒子做减速运动,其速度减小,动能减小,所以粒子在P点动能大于在Q点动能,故C错误;
D.等差等势面越密集的地方电场强度越大,所以从图像中可以看出P点电场强度小于Q点的电场强度,对带电粒子列牛顿第二定律方程有,可得粒子的加速度为,同一粒子q、m不变,P点电场强度小于Q点的电场强度,则粒子在P点的加速度小于Q点加速度,故D正确。故选D。
11.
(多选)(23-24高二上·福建泉州·阶段检测)一个带正电的粒子在固定不动的正点电荷形成的电场中,运动轨迹如图。虚线是以为球心的两个球面,那么不计重力时,下面说法正确的是( )
A.带电粒子从到是克服电场力做功,电势能将会增加
B.带电粒子从到是克服电场力做功,动能将增加
C.带电粒子在点和点的动能相等
D.带电粒子在点和点的电势能不相等
【答案】AC
【难度】0.7
【知识点】电场力做功和电势能变化的关系、计算带电粒子穿越不同等势面时电场力做功和能量变化、电场线、等势面和运动轨迹的定性分析
【详解】A. 带正电的粒子与正点电荷间为库仑斥力,从到过程,带电粒子克服库仑斥力做功,电势能增加,故A正确;
B. 从到过程,库仑斥力对带电粒子做正功,动能将增加,不是克服电场力做功,故B错误;
C.由于、在同一等势面上,则、两点的电势差为,带电粒子从到过程,电场力做功为,带电粒子在点和点的动能相等,故C正确;
D. 由于、在同一等势面上,带电粒子在点和点的电势能相等,故D错误。故选AC。
12.
(多选)(25-26高二上·福建宁德·阶段检测)如图所示为两个点电荷的电场,虚线为一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,为轨迹上两点,下列说法中正确的是( )
A.两个点电荷为左正右负,且左边电荷所带电荷量多
B.带电粒子在点的加速度大于在点的加速度
C.带电粒子带正电
D.带电粒子在点的速度小于在点的速度
【答案】AD
【难度】0.65
【知识点】根据电场线的疏密比较电场强弱、不等量点电荷或多个点电荷周围的电场分布规律、电场线、等势面和运动轨迹的定性分析
【详解】A.电场线从正电荷出发,终止于负电荷。由图可知电场线从左侧电荷发出,终止于右侧电荷,且有部分电场线从左侧电荷发散到无穷远,说明左侧为正电荷、右侧为负电荷,且左侧电场线更密集且总数更多,左侧电荷的电荷量大于右侧电荷,故A正确;
B.电场线的疏密表示电场强度大小,b点比a点电场线更密集,因此。根据加速度公式,可知带电粒子在a点的加速度小于b点,故B错误;
C.带电粒子的受力方向指向轨迹的凹侧,本题中虚线是粒子轨迹,轨迹凹侧向左;两电荷间电场方向沿电场线向右,因此电场力方向与电场方向相反,粒子带负电,故C错误;
D.无论粒子运动方向是a→b或b→a:若a→b:电场力与位移夹角小于90° → 做正功 → 动能增加 → ,若b→a:电场力与位移夹角大于90° → 做负功 → 动能减少 → 仍得 ,故D正确。故选AD。
13.
(多选)(24-25高二上·福建福州·期中)如图所示,实线表示某电场中的四个等势面,它们的电势分别为、、和,相邻等势面间的电势差相等,一带负电的粒子(重力不计)在该电场中运动的轨迹如虚线所示,、、、是其运动轨迹与等势面的四个交点,下列说法正确的是( )
A.等势面上各点电场强度方向处处相同
B.四个等势面的电势关系是
C.粒子在四点的动能大小关系是
D.粒子从运动到的过程中静电力先做正功后做负功
【答案】AC
【难度】0.65
【知识点】计算带电粒子穿越不同等势面时电场力做功和能量变化、电场线、等势面和运动轨迹的定性分析
【详解】A.匀强电场的等势面是一些平行的等间距的直线,由图中等势面的形状可知该电场不是匀强电场,所以等势面上各点场强大小并不相同,但是电场线和等势面垂直,可知等势面上各点电场强度方向处处相同,故A正确;
B.做曲线运动时,合力指向轨迹内侧,又知道粒子只受电场力,故由运动轨迹可知电场力由左向右,由于带负电,所以电场强度的方向由右向左,沿电场强度方向电势逐渐降低,所以,故B错误;
CD.粒子从运动到的过程中静电力的夹角与速度方向先为钝角后为锐角,故先做负功后做正功,c、d在同一等势面上,所以粒子从c到d电场力做功为零,故粒子在、、、四点的动能大小关系是,故C正确,D错误。故选AC。
14.
(2026·浙江绍兴·三模)如图所示,图中实线b、c、d、e为某静电场中的等差等势线,相邻两等势线的电势差绝对值为,虚线为该静电场中电子沿的运动轨迹。已知电子在B点的动能为,在C点的电势能为,电子的电量为,则下列判断正确的是( )
A.电子在A点的加速度比在B点小
B.从,电场力对电子做功
C.电子在A点的电势能为
D.电子的动能不可能为
【答案】D
【难度】0.62
【知识点】电场力做功和电势能变化的关系、计算带电粒子穿越不同等势面时电场力做功和能量变化、电场线、等势面和运动轨迹的定性分析
【详解】A.等势线的疏密反映电场强度大小,等势线越密,电场强度越大;由图可知,A点等势线更密集,故
根据牛顿第二定律,电子在A点受力更大,加速度更大,故A错误;
B.通过电子的运动轨迹可知,过程,电子受到的电场力指向轨迹凹侧;因电场方向和电子的受力方向相反,可知电场线方向由外环e指向内环d。电势沿电场方向降低,得越靠内电势越低,相邻等势线电势差为,可知,A、B两点分别在c、d两等势线上,故有,电子的电量为,由,可知,从,电子电势能减少了,故电场力对电子做功,故B错误;
C.已知电子在C点的电势能为,相邻两等势线的电势差绝对值为,A、C中间跨越两个等势线间距,同理可知,解得,因此,电子在A点的电势能为,故C错误;
D.已知电子在B点的动能为,电子在运动过程中电势能和动能的总和不变,粒子经过B点时,电势能满足,可知,过B点时,电势能和动能的总和为,当电子的动能为时,可知其电势能为,又因从内环到外环,电势逐渐升高,电子的电势能逐渐降低,电子在相邻等势面间的电势能差满足,可知,仅在电子到达等势线b情况下,其电势能,由图可知,电子运动的轨迹线与等势线b不存在交点,故电子运动轨迹中不存在电子的电势能为的点,则电子的动能不可能为,故D正确。
故选D。
【题型三】匀强电场中场强的计算
15.
(26-27高二上·湖南长沙·开学考试)如图所示,匀强电场中有一个梯形ABCD,梯形平面与匀强电场的方向平行,AD,BC相互平行且均垂直于AB,,,,已知A点电势为7V,B点电势为4V,D点电势为8V,则下列说法正确的是( )
A.C点电势为5V
B.匀强电场的电场强度大小为
C.一电子由D点到C点再到B点的过程中,电势能减少了4eV
D.一正电荷由D点无初速度释放,将沿着DC所在直线运动
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】匀强电场中电势差与电场强度的关系
【详解】A.设AD的中点为F,则F点的电势为,由于F为AD中点,AF长度为0.5a,与BC平行且长度相等,匀强电场中平行且等长的线段电势差相等,即,所以,解得,故A错误;
B.根据匀强电场电场强度与电势差的关系可得,,所以匀强电场的电场强度大小为,故B正确;
C.一电子由D点到C点再到B点的过程中,电势能变化量为,即电势能增加了4eV,故C错误;
D.由于,解得,即电场方向沿与AB边夹角为30°指向右上方,与DC方向不重合,所以正电荷受电场力沿电场方向运动,不会沿DC所在直线运动,故D错误。故选B。
16.
(25-26高二上·福建厦门·阶段检测)如图所示,、、、、、为匀强电场中一个边长为的正六边形的六个顶点,、、三点电势分别为、、,则下列说法正确的是( )
A.一定处在同一等势面上
B.匀强电场的电场强度大小为
C.正点电荷从点移到点,则电场力做负功
D.电子从点移到点,电荷的电势能增加
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】电场力做功和电势能变化的关系、静电力做功与电势差的关系、等势面和电场线的关系、匀强电场中电势差与电场强度的关系
【详解】A.正六边形中,连线与BE交点的电势
由匀强电场中电势沿电场方向均匀降低且等势线垂直于电场方向,作出电场方向及等势线示意图:
图中电场方向竖直向下,点B、E位于同一条等势线上,因此,故A正确;
B.由匀强电场中电势差与场强的关系得,正六边形对角线为,且,代入上式得,故B错误;
C.由电场力做功与电势差的关系得,正电荷从点的移到点的,电场力做正功,故C错误;
D.由电势能与电势的关系得,电子电荷为,由前述电势分布得,由上式得,电势能减少,故D错误。故选A。
17. (25-26高二上·江西九江·期末)如图1所示,四川火锅“九宫格”菜盘为九个正方形隔断,方便放置不同的菜品。某同学依据该模型画出了如图2所示的图样,假设该“九宫格”图样处于平行该平面的匀强电场中,将一个电子放置在C点时比放在O、A两点时电势能均小4eV,设O点电势为零,九宫格小正方形边长为10cm,则下列说法正确的是( )
A.电场线方向为O指向A
B.B点的电势为6V
C.匀强电场的电场强度大小为40V/m
D.将质子从B点移动到C点,克服电场力做功10eV
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】电场力做功和电势能变化的关系、电势和电场线的关系、匀强电场中电势差与电场强度的关系
【详解】A.由于电子在C点时比放在O、A两点时电势能均小4eV,则O、A两点电势相等,O、A两点连线为等势线,电场线方向应与OA垂直,且由高电势指向低电势,即与OA垂直指向右上方,故A错误;
C.由于O点电势为零,则C点电势为4V,所以,故C错误;
B.B点的电势为,故B错误;
D.将质子从B点移动到C点,克服电场力做功为,故D正确。故选D。
18.
(25-26高二上·全国·课后作业)如图所示,匀强电场中A、B、C三点构成一边长为的等边三角形,电场强度方向平行于纸面。现有一电子,在电场力作用下由至动能减少了,而质子在电场力作用下由至动能增加了,则对该匀强电场场强的大小和方向的判定,正确的是( )
A.,方向垂直并由指向
B.,方向垂直并由指向
C.,方向垂直并由指向
D.,方向垂直并由指向
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】匀强电场中电势差与电场强度的关系
【详解】电子在电场力作用下由到,克服电场力做功为,则质子从到电场力做功为,而质子从到电场力做功也为,因此、两点是等势点,、的连线为匀强电场的等势线,电场线垂直于,方向从指向。由,可解得,故选A。
19.
(多选)(25-26高三上·福建·阶段检测)如图所示,、、、为一矩形的四个顶点,一匀强电场的电场强度方向与该矩形平行。已知、、三点的电势分别为、、。的长为,的长为,下列说法正确的是( )
A.该匀强电场的电场强度大小为
B.矩形电势最高的点的电势为
C.把一带电荷量为0.1C的正点电荷从点移动到矩形中心处的过程中,电场力做的功为
D.电荷量为的负点电荷从点移到点,电荷的电势能增加
【答案】AC
【难度】0.65
【知识点】电场力做功和电势能变化的关系、匀强电场中电势差与电场强度的关系
【详解】A.由匀强电场的性质可知,可得,bd连线为等势线,线上各点的电势均为0.4V,根据,其中,解得,故A正确;
B.根据电场线垂直于等势线,且由电势高处指向电势低处,可知矩形上电势最高的点的电势为0.7V,最低的点的电势为0.1V,故B错误;
C.把一带电荷量为0.1C的正点电荷从d点移动到矩形中心处的过程中,电势不变,电场力做的功为0,故C正确;
D.电荷量为的负点电荷从点移到点,电场力做功,电场力做正功,电势能减少,故电荷的电势能减少0.03J,故D错误。故选AC。
【B—能力提升】(难度:中等)
【模块说明】立足核心考点延伸拓展,聚焦多条件分析、多过程联动、模型变式,选取中等难度高频考法题型。重在锻炼学生审题拆解能力、情景建模能力、逻辑推导能力与公式灵活迁移能力,突破单一基础思维局限。
20. (多选)(26-27高二上·浙江·开学考试)如图所示,两个带电量均为Q的正点电荷固定在M、N两点,MN连线的中点为O,E、F是MN连线中垂线上对称的两点。一带负电的试探电荷在E点静止释放后,仅在静电力作用下运动。若只将两个正点电荷的电荷量均变为2Q,则下列说法正确的是( )
A.E点的电场强度变为原来的倍
B.E点和O点的电势差变为原来的2倍
C.试探电荷运动到O点的速度变为原来的2倍
D.试探电荷运动到F点的时间变为原来的倍
【答案】BD
【难度】0.55
【知识点】动能定理的初步应用、电场强度的叠加法则、计算电势差的大小
【详解】A.根据电场公式,若两个点电荷的电荷量均变为原来的两倍,根据等量正点电荷连线中垂线上电场强度分布可知,每点电场强度都将变为原来两倍,故E点的电场强度变为原来的2倍,A错误;
B.电势为标量,E、O两点的电势均为两点电荷在该点电势的标量和,电荷量变为原来2倍后,两点电势均变为原来的2倍,故电势差变为原来的2倍,B正确;
C.根据动能定理,可得,可知试探电荷运动到O点的速度变为原来的倍,C错误;
D.试探电荷在各点的速度变为原来的倍,故运动时间变为原来的,D正确。故选BD。
21. (多选)(25-26高二上·安徽宿州·期末)电子在电场中仅在电场力的作用下运动时,由a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示。图中一组平行等距实线可能是电场线,也可能是等势线,下列说法正确的是( )
A.若图中实线是电场线,则a点的电势一定比b点的电势低
B.若图中实线是等势线,则电子在a点的速率一定大于在b点的速率
C.电子的运动为匀变速运动
D.不论图中实线是电场线还是等势线,电子在a点的电势能都比在b点的电势能小
【答案】ABC
【难度】0.51
【知识点】电场线、等势面和运动轨迹的定性分析
【详解】A.若图中实线是电场线,由电子轨迹的弯曲方向可知其所受电场力水平向右,即电场方向水平向左,根据沿电场线方向,电势降低易知a点的电势一定比b点的电势低,故A正确;
B.若图中实线是等势线,由电子轨迹的弯曲方向可知其所受电场力竖直向下,即电场方向竖直向上,易知电子的受力与速度方向夹角为钝角,电场力做负功,电子的动能减小,则电子在a点的速率一定大于在b点的速率。故B正确;
C.图中实线不管是电场线,还是等势线,因为是平行等距直线,故为匀强电场,电子受到的是恒定的电场力,加速度恒定,其运动为匀变速运动,故C正确;
D.根据,若图中实线是电场线由A选项可知,电子在a点的电势能都比在b点的电势能大。若图中实线是等势线,根据仅在电场力作用下,电子的动能和电势能之和保持不变,由B选项可知,电子在a点的电势能比在b点的电势能小。故D错误。故选ABC。
22. (多选)(25-26高二上·福建福州·期中)如图所示,静电场中竖直虚线a、b、c、d、e是等势线且相邻之间电势差相等,一带正电的小液滴从A点以竖直向上的初速度开始运动,经最高点B后回到与点A在同一水平线上的E点,A、B、C、D、E为液滴轨迹与等势线的交点。则下列说法正确的是( )
A.A点的电势低于B点的电势
B.B→E过程静电力所做的功是A→B过程的3倍
C.B→E过程的时间等于A→B过程的时间
D.B→E过程时间是A→B过程的3倍
【答案】BC
【难度】0.42
【知识点】电场线、等势面和运动轨迹的定性分析
【详解】A.等差等势线平行且等间距,即静电场为匀强电场,且电场强度方向与等势线垂直,又因为电场力应指向轨迹内侧,且小液滴带正电,故电场强度方向垂直等势线由a指向b,即电场线方向由a指向b,沿电场线方向电势降低,故A点的电势高于B点的电势,故A错误;
B.A→B过程静电力做的功为,B→E过程静电力所做的功为,故B正确;
C.在垂直等势线方向,小液滴只受电场力,且电场力为恒力,初速度为零,即小液滴在垂直等势线方向做初速度为零的匀加速直线运动,由初速度为零的匀变速直线运动推论可知,连续通过相等位移的时间之比为,故A→B过程的时间与B→E过程的时间之比为,故C正确,D错误。故选BC。
23.
(多选)(26-27高三上·河北邢台·开学考试)如图所示,边长为L的菱形ABCD处在匀强电场中,匀强电场方向与菱形平面平行,F是AD的中点,。将一个电荷量为q的正点电荷分别从A、B、F三点移到零电势点处,电场力做功分别为W、3W、,则下列说法正确的是( )
A.匀强电场方向沿BA方向
B.匀强电场的电场强度大小为
C.C点的电势为
D.将电荷量为的点电荷从D点移到零电势点处,电场力做功为
【答案】BD
【难度】0.55
【知识点】电场力做功和电势能变化的关系、静电力做功与电势差的关系、等势面和电场线的关系、匀强电场中电势差与电场强度的关系、计算匀强电场中两点的电势差
【详解】A.将一个电荷量为的正点电荷分别从点移到零电势点处,电场力做功为,由电场力做功公式得,解得,同理可得,,故,是的中点,在匀强电场中,可知,故,即连线为等势面,根据电场线与等势面的关系,结合沿着电场线方向电势逐渐减小,可知匀强电场方向沿方向,故A错误;
B.在边长为L的菱形中,,则,根据匀强电场中电势差与电场强度的关系可知,故B正确;
C.在边长为L的菱形中,,,解得,故C错误;
D.将电荷量为的点电荷从D点移到零电势点处,电场力做功为,故D正确;故选BD。
24. (25-26高二上·安徽阜阳·期末)在坐标系xOy中,以O点为圆心、半径R=10 cm的圆周分别交坐标轴于A、B、C、D,如图所示。空间存在平行于xOy平面的匀强电场,规定A点电势为0。大量的电子均以10eV的初动能从A点沿不同方向射出,运动到B点和运动到C点的动能相同,且都为50eV。不计电子的重力及电子间的相互作用,下列说法正确的是( )
A.B点和C点的电势相等,且电势为-40 V
B.匀强电场的电场强度大小为,方向由A指向B
C.到达B点的电子在A点的初速度方向一定由A指向B
D.没有电子到达D点
【答案】D
【难度】0.48
【知识点】动能定理的初步应用、匀强电场中电势差与电场强度的关系
【详解】AB.电子从A点运动到B点和运动到 C点的动能相同,且都为50eV,故动能变化量相同,即,根据动能定理有,可知,由题知,规定A点电势为0,根据,
解得,故B、C的电势相等,且电势高于A点电势,电场方向如图所示
则匀强电场的电场强度大小为,其中,
联立解得,方向由B指向A,故AB错误;
C.到达B点的电子的初速度方向可以由A指向B,也可以由B指向A,故C错误;
D.假设有电子到达 D 点,设电子的初速度方向与 AD的夹角为θ,电子的加速度为,其中;电子从A 到D的过程,在沿电场线方向做类竖直上抛运动,则运动的时间为,在垂直电场线方向上做匀速直线运动,则有,联立解得,可知当电子的初速度方向与 AD成45°角时,即电子沿着x 轴负方向运动时,电子射出的初速度最小,则最小的初动能为,而电子的初动能只有 10 eV,故没有电子到达D点,故D正确。故选D。
25.
(多选)(26-27高三上·湖北·开学考试)如图所示,匀强电场中四个点、、、位于边长为的正方形的顶点,电场线与正方形平面平行,从点向各个方向射出初速度大小相同的电子,到达、、点的电子的动能分别为、和,则下列说法正确的是( )
A.正方形上点电势最高
B.正方形上点电势最高
C.电子从点射出时的动能为
D.匀强电场的电场强度大小为
【答案】AD
【难度】0.52
【知识点】等势面和电场线的关系、匀强电场中电势差与电场强度的关系
【详解】C.在匀强电场中,根据平行且等距的两点间的电势差相等可知,电子从和从电场力做功相等,由动能定理可得,两个过程中,电子动能变化量相等,则有,解得电子从点射出时的动能为,故C错误;
AB.在边上取4等分点,则电子从电场力做功为,则电子从和从电场力做功相等,可知点和点的电势相等,连接,则为匀强电场的一条等势线,做的垂线为电场线,电子从电场力做正功,则点电势比点电势低,如图所示
由图可知,正方形上点电势最高,点电势最低,故A正确,B错误;
D.根据题意,由几何关系可得,则点到等势线的距离为,由动能定理有,解得,故D正确。故选AD。
26.
(多选)(23-24高一下·湖南长沙·阶段检测)有一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c、d四点的位置如图所示,cd、cb分别垂直于x轴、y轴,其中a、b、c三点电势分别为4V、8V、10V,将一电荷量为的点电荷由a点开始沿abcd路线运动,则下列判断正确的是( )
A.坐标原点O的电势为8V
B.电场强度的大小为
C.该点电荷在d点的电势能为
D.该点电荷从a点移到d点过程中,电场力做功为
【答案】BCD
【难度】0.4
【知识点】电势能的概念及计算、静电力做功与电势差的关系、匀强电场中电势差与电场强度的关系
【详解】A.由于是匀强电场,所以沿同一方向前进相同距离电势的降低相等,故,代入数据解得,故A错误;
B.由于是匀强电场,所以沿同一方向前进相同距离电势降低相等可知,ab中点e的电势为,连接Oe则为等势面,如图所示
由几何关系可知,ab垂直Oe,则ab为一条电场线,且方向由b指向a,电场强度为,故B正确;
C.结合以上分析可知,联立解得,该点电荷在d点的电势能为,故C正确;
D.该点电荷从a点移动到d点电场力做功为,故D正确。故选BCD。
27.
(多选)(25-26高一下·湖南长沙·期末)如图所示,O-xyz空间坐标系中有一匀强电场,A、B、C三点分别位于x、y、z坐标轴上,,D、E、F分别为AB、BC、AC的中点,已知各点电势分别为、、。下列说法正确的是( )
A.E点电势为6V
B.电场强度沿OD方向
C.电场强度大小为
D.将一电子从F点移到D点,电势能减少2eV
【答案】AD
【难度】0.4
【知识点】电场力做功和电势能变化的关系、等势面和电场线的关系、匀强电场中电势差与电场强度的关系
【详解】A.在匀强电场中,由于为的中点,根据匀强电场沿任意直线电势均匀分布的规律,有,代入数据解得,故A正确;
BC.将匀强电场沿、、轴方向进行正交分解,设各分量的大小分别为、、。
在轴上,从原点到电势升高,说明电场在轴的分量沿轴负方向,大小为,在轴上,从原点到电势升高,电场在轴的分量沿轴负方向,大小为,在轴上,从原点到电势升高,电场在轴的分量沿轴负方向,大小为,因此,匀强电场的总场强大小为,点为的中点,其坐标为,则方向的空间向量为,与、轴正方向成锐角。而电场强度的三个分量均沿坐标轴负方向,即总电场强度指向空间中的左下方,显然电场强度的方向不沿方向,故B、C错误;
D.为的中点,同理可得点电势为,点为的中点,其电势为,将一电子(电荷量为)从点移到点,电场力做功为,根据功能关系,电势能的变化量,即电子的电势能减少了,故D正确。故选AD。
【C—真题演练】(难度:真题)
【模块说明】选取本考点高考、地市质检真题,熟悉真实命题角度,体会高考设问方式,对接考试实战,训练应试思维。
28. (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
【难度】0.85
【知识点】电场强度的定义和单位、匀强电场中电势差与电场强度的关系
【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。
29. (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
【难度】0.85
【知识点】电场线定义及其性质、匀强电场中电势差与电场强度的关系
【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。
30.
(2026·江苏·高考真题)某电场的等势面如图所示,、两点位于同一等势面上,一个带正电的点电荷沿直线从移动到的过程中( )
A.所受的电场力保持不变
B.所受的电场力一直做负功
C.电势能先减小后增大
D.经过的各点电势先增大后减小
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】等势面和电场线的关系、计算带电粒子穿越不同等势面时电场力做功和能量变化
【详解】A.等差等势面的疏密反映电场强度大小,越靠近中心等势面越密,电场强度越大,可知粒子所受电场力是变化的,A错误。
CD.由图可知,等势面越靠近中心电势越低,粒子沿直线从右侧外部向左侧运动,过程中电势先减小,后增大,粒子带正电,因此电势能先减小后增大,故C正确,B错误;
B.电势能先减小后增大,说明电场力先做正功后做负功,故B错误;故选C 。
31. (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
【难度】0.68
【知识点】根据电场线的疏密比较电场强弱、电场线、等势面和运动轨迹的定性分析
【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。
32.
(2026·广西·高考真题)人因为衣服摩擦带正电,人和金属门把手之间有、两点,两点在同一条电场线上,点离门把手更近,则下列说法正确的是( )
A.
B.电场强度
C.有一正试探电荷,先后放在、两点,则电势能
D.手与门把手触碰时电子从门把手流向人手
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】摩擦起电、根据电场线的疏密比较电场强弱、比较电势能的大小、电势和电场线的关系
【详解】A.由于人手带正电,在门把手表面感应出负电荷,电场线由正电荷指向负电荷,故电场线由Q指向P,如图所示
沿电场线方向电势逐渐降低,有,故A错误;
B.门把手表面为等势面,电场线垂直等势面,由于电场线密的地方电场强度大,有,故B错误;
C.正试探电荷的电势能,结合可知,故C错误;
D.人手与门把手触碰时,电子从门把手流向人手,与正电荷进行中和,故D正确。故选D。
33.
(2026·甘肃·高考真题)如图,圆所在的空间存在平行于圆面的匀强电场,圆心为、半径为,,。将正电荷从点移到点,静电力做功;从点移到点,静电力做功。下列说法正确的是( )
A.、两点间的电势差为
B.电场强度的大小为
C.电场强度的方向与的夹角为
D.将从点移到点,静电力做功
【答案】B
【难度】0.6
【知识点】静电力做功与电势差的关系、等势面和电场线的关系、匀强电场中电势差与电场强度的关系
【详解】A.将正电荷从点移到点,静电力做功,由于点为的中点,所以将正电荷从点移到点,静电力做功;将正电荷从点移到点,静电力做功,则将正电荷从点移到点,静电力做功,可知、两点电势相等,则、两点间的电势差为0,故A错误;
BC.、连线为等势线,所以电场强度的方向与垂直指向点,根据几何关系可知电场强度的方向与的夹角为;设电场强度的大小为,则有
解得,故B正确,C错误;
D.将从点移到点,静电力做功,由于、两点电势相等,所以将从点移到点,静电力做功,故D错误。故选B。
34.
(多选)(2025·湖南·高考真题)一匀强电场的方向平行于平面,平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为和的三个试探电荷先后分别置于O点、A点和B点时,电势能均为。下列说法正确的是( )
A.中点的电势为零 B.电场的方向与x轴正方向成角
C.电场强度的大小为 D.电场强度的大小为
【答案】AD
【难度】0.65
【知识点】比较电势能的大小、匀强电场中电势差与电场强度的关系
【详解】A.根据题意可知O点、A点和B点的电势分别为,,,故中点的电势为,故A正确;
B.如图,设N点为AB的三等分点,同理易知N点电势为0,连接MN为一条等势线,过A点做MN的垂线,可知电场线沿该垂线方向,指向右下方,由可知,故电场的方向与x轴正方向成角,故B错误;
CD.电场强度的大小为,故C错误,D正确。故选AD。
35. (2023·福建·高考真题)“场离子显微镜”的金属钨针尖处于球形真空玻璃泡的球心O,玻璃泡内壁有一层均匀导电膜:在钨针和导电膜间加上高电压后,玻璃泡上半部分的电场可视为位于O点处点电荷形成的电场,如图所示。a、b、c、d、O为同一平面上的5个点,abc是一段以O为圆心的圆弧,d为ob的中点。a、d两点场强大小分别为Ea、Ed,o、a、c、d四点电势分别为φo、φa、φc、φd,则φa_________φd;φa_________φc,(φo-φa)_________2(φo-φd)。(填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】 小于 等于 小于
【难度】0.65
【知识点】带电体周围的电势分布、匀强电场中电势差与电场强度的关系
【详解】[1]由于沿着电场线方向电势逐渐降低,可知φa < φd
[2][3]由题知,在钨针和导电膜间加上高电压后,玻璃泡上半部分的电场可视为位于O点处点电荷形成的电场,则根据点电荷形成的电场的电势分布可知φa = φc,且越靠近O场强越强,则od部分的场强均大于db部分的场强,则根据U = Ed,结合微元法可定性判别出φo-φb < 2(φo-φd),而φa = φb,则φo-φa < 2(φo-φd)
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第4讲——电场能的性质(分层练习)
目 录
【A—基础巩固】(难度:基础) 1
【题型一】电势、电势差、等势面与电场力做功等概念理解 1
【题型二】电场中的“点、线、面、迹”类问题 5
【题型三】匀强电场中场强的计算 8
【B—能力提升】(难度:中等) 10
【C—真题演练】(难度:真题) 14
【A—基础巩固】(难度:基础)
【模块说明】立足教材核心考点,聚焦基本概念、定义、公式、基础规律与单一基础模型,选用低难度经典题型。重在落实课本必备基础知识,辨析高频易错概念,熟练公式基本套用与常规解题步骤,排查知识盲区,筑牢得分根基。
【题型一】电势、电势差、等势面与电场力做功等概念理解
1.
(多选)(25-26高二上·福建福州·阶段检测)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点的近
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
2. (25-26高二上·福建漳州·期末)简易静电除尘装置如图所示。去除底部的矿泉水瓶侧壁贴有铝片,铜丝穿过瓶盖伸入瓶内。高压电源的正极接铝片,负极接铜丝。将点燃的艾柱置于瓶底,闭合开关S,可观察到烟尘颗粒被吸附到铝片上。则( )
A.矿泉水瓶内部的电场可视为匀强电场
B.矿泉水瓶内,越靠近铜丝的位置电势越高
C.矿泉水瓶内的空气被电离,使烟尘颗粒带负电
D.在烟尘颗粒向铝片运动的过程中,其电势能逐渐增大
3.
(2025·浙江湖州·一模)水平面有一边长为L的等边三角形ABC,N、P、M分别为各边的中点,O点为中心。如图所示,在顶点A、B、C分别固定电荷量为、、()的点电荷,已知静电力常量为k。则( )
A.顶点A、B、C中,B点电势最高
B.中点N、P、M中,M点电势最高
C.P点电场强度大小为
D.N、P、M和O四点中,O点电场强度最大,大小为
4.
(多选)(25-26高二上·福建漳州·期中)如图所示,在真空中有两个带等量负电的点电荷,分别置于P、Q两点,O点是它们连线的中点,A、B、C为P、Q连线的中垂线上的三点,且,下列说法正确的是( )
A.A点的电场强度一定大于B点的电场强度
B.C点的电势低于B点的电势
C.同一点电荷在A、C两点受电场力大小相同
D.同一负电荷在B点的电势能大于其在C点的电势能
5.
(25-26高二下·浙江舟山·期末)真空中存在一对点电荷和,其电场线和等势线分布如图所示。其中、两点关于点电荷连线对称,、两点关于点电荷水平对称,下列说法正确的是( )
A.、两处电场强度相同
B.的电荷量大于的电荷量
C.若电子仅在电场力的作用下从点静止释放,将沿电场线运动
D.将电子从点分别移到、两点,电场力所做的功相同
6.
(25-26高二上·内蒙古赤峰·期中)平时我们所处的地球表面,实际上存在电场强度大小为的电场,可将其视为匀强电场,在地面立一金属杆后空间中的等势面如图所示。空间中存在三点,其中点位于金属杆正上方,等高。则下列说法正确的是( )
A.、两点间的电势差
B.点电场强度大小大于
C.1C正电荷从移到电场力做的功为
D.点的电势低于点
7.
(25-26高二上·福建厦门·阶段检测)“场离子显微镜”的金属钨针尖处于球形真空玻璃泡的球心,玻璃泡内壁有一层均匀导电膜:在钨针和导电膜间加上高电压后,玻璃泡上半部分的电场线如图所示。、、、、为同一平面上的个点,是一段以为圆心半径为的圆弧,为的中点。、、、、五点场强分别为、、、、,电势分别为、、、、,则下面说法正确的是( )
A.、、三点场强相同 B.
C. D.
8.
(23-24高二上·福建泉州·阶段检测)如图所示,匀强电场的场强 ,、两点相距,两点连线与电场的夹角是,有一电荷量为的带负电的粒子,从点运动到点,不计粒子的重力,求:
(1)电荷从点运动到点电场力做功,以及其电势能的变化量;
(2)、两点间的电势差;
(3)设点的电势为,求点的电势,以及点的电势能。
【题型二】电场中的“点、线、面、迹”类问题
9. (25-26高二上·福建厦门·期末)如图所示,当平行板电容器的中央存在一个细胞时,板间电场关于y轴呈对称分布。图中实线为电场线,虚线为带电的外源DNA分子在电场中运动的轨迹,M、N为轨迹上的两点,P点与N点关于y轴对称,不计重力,下列说法正确的是( )
A.DNA分子带正电
B.P、N两点的电势相等
C.DNA分子在M点的电势能小于在N点的电势能
D.DNA分子做的是匀变速曲线运动
10.
(25-26高三上·福建福州·开学考试)如图,虚线、、为某电场中的三个等差等势面,实线为带电粒子在电场中的运动轨迹,、为轨迹与等势面、的交点,粒子只受电场力的作用,下列说法正确的是( )
A.粒子一定带正电 B.点电势一定大于点电势
C.粒子在点动能小于在点动能 D.粒子在点的加速度小于点加速度
11.
(多选)(23-24高二上·福建泉州·阶段检测)一个带正电的粒子在固定不动的正点电荷形成的电场中,运动轨迹如图。虚线是以为球心的两个球面,那么不计重力时,下面说法正确的是( )
A.带电粒子从到是克服电场力做功,电势能将会增加
B.带电粒子从到是克服电场力做功,动能将增加
C.带电粒子在点和点的动能相等
D.带电粒子在点和点的电势能不相等
12.
(多选)(25-26高二上·福建宁德·阶段检测)如图所示为两个点电荷的电场,虚线为一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,为轨迹上两点,下列说法中正确的是( )
A.两个点电荷为左正右负,且左边电荷所带电荷量多
B.带电粒子在点的加速度大于在点的加速度
C.带电粒子带正电
D.带电粒子在点的速度小于在点的速度
13.
(多选)(24-25高二上·福建福州·期中)如图所示,实线表示某电场中的四个等势面,它们的电势分别为、、和,相邻等势面间的电势差相等,一带负电的粒子(重力不计)在该电场中运动的轨迹如虚线所示,、、、是其运动轨迹与等势面的四个交点,下列说法正确的是( )
A.等势面上各点电场强度方向处处相同
B.四个等势面的电势关系是
C.粒子在四点的动能大小关系是
D.粒子从运动到的过程中静电力先做正功后做负功
14.
(2026·浙江绍兴·三模)如图所示,图中实线b、c、d、e为某静电场中的等差等势线,相邻两等势线的电势差绝对值为,虚线为该静电场中电子沿的运动轨迹。已知电子在B点的动能为,在C点的电势能为,电子的电量为,则下列判断正确的是( )
A.电子在A点的加速度比在B点小
B.从,电场力对电子做功
C.电子在A点的电势能为
D.电子的动能不可能为
【题型三】匀强电场中场强的计算
15.
(26-27高二上·湖南长沙·开学考试)如图所示,匀强电场中有一个梯形ABCD,梯形平面与匀强电场的方向平行,AD,BC相互平行且均垂直于AB,,,,已知A点电势为7V,B点电势为4V,D点电势为8V,则下列说法正确的是( )
A.C点电势为5V
B.匀强电场的电场强度大小为
C.一电子由D点到C点再到B点的过程中,电势能减少了4eV
D.一正电荷由D点无初速度释放,将沿着DC所在直线运动
16.
(25-26高二上·福建厦门·阶段检测)如图所示,、、、、、为匀强电场中一个边长为的正六边形的六个顶点,、、三点电势分别为、、,则下列说法正确的是( )
A.一定处在同一等势面上
B.匀强电场的电场强度大小为
C.正点电荷从点移到点,则电场力做负功
D.电子从点移到点,电荷的电势能增加
17. (25-26高二上·江西九江·期末)如图1所示,四川火锅“九宫格”菜盘为九个正方形隔断,方便放置不同的菜品。某同学依据该模型画出了如图2所示的图样,假设该“九宫格”图样处于平行该平面的匀强电场中,将一个电子放置在C点时比放在O、A两点时电势能均小4eV,设O点电势为零,九宫格小正方形边长为10cm,则下列说法正确的是( )
A.电场线方向为O指向A
B.B点的电势为6V
C.匀强电场的电场强度大小为40V/m
D.将质子从B点移动到C点,克服电场力做功10eV
18.
(25-26高二上·全国·课后作业)如图所示,匀强电场中A、B、C三点构成一边长为的等边三角形,电场强度方向平行于纸面。现有一电子,在电场力作用下由至动能减少了,而质子在电场力作用下由至动能增加了,则对该匀强电场场强的大小和方向的判定,正确的是( )
A.,方向垂直并由指向
B.,方向垂直并由指向
C.,方向垂直并由指向
D.,方向垂直并由指向
19.
(多选)(25-26高三上·福建·阶段检测)如图所示,、、、为一矩形的四个顶点,一匀强电场的电场强度方向与该矩形平行。已知、、三点的电势分别为、、。的长为,的长为,下列说法正确的是( )
A.该匀强电场的电场强度大小为
B.矩形电势最高的点的电势为
C.把一带电荷量为0.1C的正点电荷从点移动到矩形中心处的过程中,电场力做的功为
D.电荷量为的负点电荷从点移到点,电荷的电势能增加
【B—能力提升】(难度:中等)
【模块说明】立足核心考点延伸拓展,聚焦多条件分析、多过程联动、模型变式,选取中等难度高频考法题型。重在锻炼学生审题拆解能力、情景建模能力、逻辑推导能力与公式灵活迁移能力,突破单一基础思维局限。
20. (多选)(26-27高二上·浙江·开学考试)如图所示,两个带电量均为Q的正点电荷固定在M、N两点,MN连线的中点为O,E、F是MN连线中垂线上对称的两点。一带负电的试探电荷在E点静止释放后,仅在静电力作用下运动。若只将两个正点电荷的电荷量均变为2Q,则下列说法正确的是( )
A.E点的电场强度变为原来的倍
B.E点和O点的电势差变为原来的2倍
C.试探电荷运动到O点的速度变为原来的2倍
D.试探电荷运动到F点的时间变为原来的倍
21. (多选)(25-26高二上·安徽宿州·期末)电子在电场中仅在电场力的作用下运动时,由a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示。图中一组平行等距实线可能是电场线,也可能是等势线,下列说法正确的是( )
A.若图中实线是电场线,则a点的电势一定比b点的电势低
B.若图中实线是等势线,则电子在a点的速率一定大于在b点的速率
C.电子的运动为匀变速运动
D.不论图中实线是电场线还是等势线,电子在a点的电势能都比在b点的电势能小
22. (多选)(25-26高二上·福建福州·期中)如图所示,静电场中竖直虚线a、b、c、d、e是等势线且相邻之间电势差相等,一带正电的小液滴从A点以竖直向上的初速度开始运动,经最高点B后回到与点A在同一水平线上的E点,A、B、C、D、E为液滴轨迹与等势线的交点。则下列说法正确的是( )
A.A点的电势低于B点的电势
B.B→E过程静电力所做的功是A→B过程的3倍
C.B→E过程的时间等于A→B过程的时间
D.B→E过程时间是A→B过程的3倍
23.
(多选)(26-27高三上·河北邢台·开学考试)如图所示,边长为L的菱形ABCD处在匀强电场中,匀强电场方向与菱形平面平行,F是AD的中点,。将一个电荷量为q的正点电荷分别从A、B、F三点移到零电势点处,电场力做功分别为W、3W、,则下列说法正确的是( )
A.匀强电场方向沿BA方向
B.匀强电场的电场强度大小为
C.C点的电势为
D.将电荷量为的点电荷从D点移到零电势点处,电场力做功为
24. (25-26高二上·安徽阜阳·期末)在坐标系xOy中,以O点为圆心、半径R=10 cm的圆周分别交坐标轴于A、B、C、D,如图所示。空间存在平行于xOy平面的匀强电场,规定A点电势为0。大量的电子均以10eV的初动能从A点沿不同方向射出,运动到B点和运动到C点的动能相同,且都为50eV。不计电子的重力及电子间的相互作用,下列说法正确的是( )
A.B点和C点的电势相等,且电势为-40 V
B.匀强电场的电场强度大小为,方向由A指向B
C.到达B点的电子在A点的初速度方向一定由A指向B
D.没有电子到达D点
25.
(多选)(26-27高三上·湖北·开学考试)如图所示,匀强电场中四个点、、、位于边长为的正方形的顶点,电场线与正方形平面平行,从点向各个方向射出初速度大小相同的电子,到达、、点的电子的动能分别为、和,则下列说法正确的是( )
A.正方形上点电势最高
B.正方形上点电势最高
C.电子从点射出时的动能为
D.匀强电场的电场强度大小为
26.
(多选)(23-24高一下·湖南长沙·阶段检测)有一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c、d四点的位置如图所示,cd、cb分别垂直于x轴、y轴,其中a、b、c三点电势分别为4V、8V、10V,将一电荷量为的点电荷由a点开始沿abcd路线运动,则下列判断正确的是( )
A.坐标原点O的电势为8V
B.电场强度的大小为
C.该点电荷在d点的电势能为
D.该点电荷从a点移到d点过程中,电场力做功为
27.
(多选)(25-26高一下·湖南长沙·期末)如图所示,O-xyz空间坐标系中有一匀强电场,A、B、C三点分别位于x、y、z坐标轴上,,D、E、F分别为AB、BC、AC的中点,已知各点电势分别为、、。下列说法正确的是( )
A.E点电势为6V
B.电场强度沿OD方向
C.电场强度大小为
D.将一电子从F点移到D点,电势能减少2eV
【C—真题演练】(难度:真题)
【模块说明】选取本考点高考、地市质检真题,熟悉真实命题角度,体会高考设问方式,对接考试实战,训练应试思维。
28. (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
29. (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.
30.
(2026·江苏·高考真题)某电场的等势面如图所示,、两点位于同一等势面上,一个带正电的点电荷沿直线从移动到的过程中( )
A.所受的电场力保持不变
B.所受的电场力一直做负功
C.电势能先减小后增大
D.经过的各点电势先增大后减小
31. (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
32.
(2026·广西·高考真题)人因为衣服摩擦带正电,人和金属门把手之间有、两点,两点在同一条电场线上,点离门把手更近,则下列说法正确的是( )
A.
B.电场强度
C.有一正试探电荷,先后放在、两点,则电势能
D.手与门把手触碰时电子从门把手流向人手
33.
(2026·甘肃·高考真题)如图,圆所在的空间存在平行于圆面的匀强电场,圆心为、半径为,,。将正电荷从点移到点,静电力做功;从点移到点,静电力做功。下列说法正确的是( )
A.、两点间的电势差为
B.电场强度的大小为
C.电场强度的方向与的夹角为
D.将从点移到点,静电力做功
34.
(多选)(2025·湖南·高考真题)一匀强电场的方向平行于平面,平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为和的三个试探电荷先后分别置于O点、A点和B点时,电势能均为。下列说法正确的是( )
A.中点的电势为零 B.电场的方向与x轴正方向成角
C.电场强度的大小为 D.电场强度的大小为
35. (2023·福建·高考真题)“场离子显微镜”的金属钨针尖处于球形真空玻璃泡的球心O,玻璃泡内壁有一层均匀导电膜:在钨针和导电膜间加上高电压后,玻璃泡上半部分的电场可视为位于O点处点电荷形成的电场,如图所示。a、b、c、d、O为同一平面上的5个点,abc是一段以O为圆心的圆弧,d为ob的中点。a、d两点场强大小分别为Ea、Ed,o、a、c、d四点电势分别为φo、φa、φc、φd,则φa_________φd;φa_________φc,(φo-φa)_________2(φo-φd)。(填“大于”“等于”或“小于”)
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