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专题02静电场中的能量
考点1电势能和电势
1.【答案】B
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】D
5.【答案】AD
6.【答案】B
7.【答案】C
8.【答案】D
9.【答案】C
10.【答案】C
》
考点2电势差
1.【答案】A
2.【答案】D
考点3电势差与电场强度的关系
1.【答案】C
1/3
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2.【答案】c
3.【答案】D
4.【答案】A
5.【答案】ABD
6.【答案】B
7.【答案】D
考点4电容器的电容
1.【答案】C
2.【答案】C
3.【答案】A
4.【答案】C
5.【答案】c
6.【答案】C
7.【答案】AC
8.【答案】AD
9.【答案】D
10.【答案】BC
213
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见
考点5电场中的图像问题
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】BD
5.【答案】BC
6.【答案】A
7.【答案】D
8.【答案】B
9.【答案】D
10.【答案】c
3/3
专题02 静电场中的能量
5大高频考点
1. 电势能和电势
2. 电势差
3. 电势差与电场强度的关系
4. 电容器的电容
5. 电场中的图像问题
考点1 电势能和电势
1.(2025-2026高二上·云南昆明东川区高中学·期中)如图,三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面,、、分别是这三个等势面上的点。已知这三个圆的半径关系为,且这三点在同一条电场线上。以下说法正确的是( )
A. 点的电场强度最小
B. 点电场强度的方向与点相同
C. 点的电势最高
D. 图中相邻两个等势面的电势差相等
2.(2025-2026高二上·云南临沧凤庆县第一中学·期中)如图所示,在离子阱量子计算机中,四个电极对称分布在真空腔的x轴和y轴上,坐标分别为、、、,其中A、C电极带电荷+Q,B、D电极带电荷-Q。现需将一个钙离子(电荷+2e)稳定囚禁在原点。已知静电力常量k,无限远处电势为零。下列说法正确的是( )
A. 原点O处的电场强度为零,电势为零
B. 原点O处的电场强度不为零,电势为
C. 原点O处的电势为,钙离子电势能为
D. 原点O处的电势为零,钙离子电势能为零
3.(2025-2026高二上·云南玉溪江川区第一中学·期中)如图所示,金属板M受到紫外线照射时会不停地发射电子,在M旁放置金属网N,在M、N之间加的电压,其中垂直M射出的电子P在电场中向右运动,恰好不能到达金属网N,忽略空气阻力和电子间的相互作用力,电子P从M向N运动的过程中,电子的电势能( )
A. 先变大后变小
B. 先变小后变大
C. 越来越小
D. 越来越大
4.(2025-2026高二上·云南昆明东川区高中学·期中)如图所示,a、b、c表示点电荷的电场中的三个等势面,它们的电势分别为、和。一质子从等势面a上某处由静止释放,仅受静电力作用而运动,它经过等势面b时的速率为v。对质子的运动有下列判断:
①质子从等势面a运动到等势面c,电势能增加0.45eV
②质子从等势面a运动到等势面c,动能增加0.45eV
③质子经过等势面c时的速率为2.25v
④质子经过等势面c时的速率为1.5v
上述判断正确的是( )
A. ①④
B. ②③
C. ①③
D. ②④
5.(2025-2026高二上·云南昆明第三中学·期中)(多选)真空中电量相等的两异种点电荷连线和一绝缘正方体框架的两侧面和中心连线重合,连线中心和立方体中心重合,空间中除两异种电荷Q产生的电场外,不计其它任何电场的影响,则下列说法中正确的是( )
A. 正方体两顶点、电场强度相同
B. 正方体两顶点A、D电势相同
C. 两等量异种电荷周围电场线和面总是垂直
D. 负检验电荷在顶点A处的电势能小于在顶点D处的电势能
6.(2025-2026高二上·云南昆明第三中学·期中)一带电粒子从电场中的a点运动到b点,其电势能减小,下列说法正确的是( )
A. 该粒子动能一定增大
B. 电场力对该粒子一定做正功
C. a点的电势一定高于b点的电势
D. a点场强的大小一定大于b点场强的大小
7.(2025-2026高二上·云南曲靖宣威市第三中学·期中)空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷,其中Q点处为负电荷,P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示,a、b、c、d、e为电场中的5个点,设无穷远处电势为0,则( )
A. c点的电势小于e点的电势
B. c点的电场强度小于d点的电场强度
C. 负电荷在a点时电势能大于在c点时电势能
D. 正电荷从b点移动到d点的过程中电场力做正功
8.(2025-2026高二上·云南昆明第十四中学·期中)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。则( )
A. N点的电势比P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,电场力对其做负功
D. 污泥絮体在N点的电势能比其在P点的小
9.(2025-2026高二上·云南玉溪第一中学·期中)如图所示,将带正电的试探电荷沿着等量异种点电荷连线的中垂线从A点移动到B点,再沿连线从B点移动到C点。在此过程中,下列说法中正确的是( )
A. 试探电荷所受的静电力逐渐变小
B. 试探电荷所经过各点处的电势先不变后变低
C. 试探电荷的电势能先不变后增大
D. 若试探电荷全过程做匀速运动,则对试探电荷所加的外力为恒力
10.(2025-2026高二上·云南昆明云南师范大学附属中学·期中)如图所示,空间有一正方体abcd-a'b'c'd',a点固定电荷量为+Q(Q>0)的点电荷,d点固定电荷量为的点电荷,O、O'分别为上下两个面的中心点,设无穷远处电势为0。则( )
A. b'点与c'点的电场强度相同
B. c点与a'点的电势相同
C. O'点电势为0
D. 带负电的试探电荷在b点的电势能大于其在O点的电势能
考点2 电势差
1.(2025-2026高二上·云南曲靖马龙区第一中学·期中)如图所示,在真空中相距为的两点分别固定着电荷量均为的正点电荷,为连线的中点,为连线中垂线上的一点,,把电荷量的试探电荷从点移到点,克服电场力做了的功。已知静电力常量为。则( )
A. P点合电场强度的大小为
B. 点合电场强度的方向与垂直
C. 两点间的电势差为
D. 若点的电势为零,点的电势为
2.(2025-2026高二上·云南石屏县第一中学·期中)某电场中有A、B两点,一个点电荷在A点的电势能为1.1×10-7 J,在B点的电势能为1.5×10-7J。已知A、B两点在同一条电场线上且相距4 m,电场线的方向如图中箭头所示,该点电荷的电荷量为2×10-9 C,不计点电荷受到的重力,下列说法正确的是( )
A. 该电场为匀强电场,且电场强度大小为5 V/m
B. 该点电荷在AB中点的电势能为1.3×10-7J
C. A、B两点的电势差UAB=20 V
D. 把该点电荷从B点由静止释放,经过A点时,动能为4×10-8J
考点3 电势差与电场强度的关系
1.(2025-2026高二上·云南玉溪江川区第一中学·期中)下列说法正确的是( )
A. 由可知,电场强度与试探电荷所受电场力成正比
B. 匀强电场中,两点间的电势差与两点间距离成正比
C. 沿着电场线方向电势降低
D. 电场强度为零的地方,电势一定为零
2.(2025-2026高二上·云南临沧凤庆县第一中学·期中)在如图所示的直角坐标系中,存在平行于纸面的匀强电场。从点以的动能沿纸面向不同方向先后射出两个电子,仅在电场力的作用下,一电子经过点时的动能为,另一电子经过点时的动能为。不考虑两电子间的相互作用,下列判断正确的是( )
A. 点的电势比点的电势高
B. 该电场强度的大小为
C. 若在纸面内只改变电子从点射出时速度的方向,电子都不可能通过点
D. 若在纸面内只改变电子从点射出时速度的方向,电子通过点时的动能为
3.(2025-2026高二上·云南楚雄第一中学·期中)如图所示,在平面直角坐标系中,A点是y轴上距离坐标原点为4m的点,B点是x轴上距离坐标原点为3m的点,C点是的中点,匀强电场方向平行于坐标平面,已知A点的电势为16V,C点的电势为8V,O、B两点的电势相等,下列说法正确的是( )
A. B点的电势为4V
B. 匀强电场的方向由A点指向B点
C. 把-1C电荷从C点移到O点,电势能减小8J
D. 正电子(不计重力)从A点由静止释放,运动到x轴上,动能为16eV
4.(2025-2026高二上·云南曲靖宣威市第三中学·期中)匀强电场平行于xOy平面。在y轴和x轴上分别有a点和b点,,,a、b两点电势分别为8V和5V,原点O的电势为2V。下列说法正确的是( )
A. 电场强度大小为125V/m
B. 场强方向平行于ab连线
C. 场强方向垂直于ab连线
D. 把负电荷从a点沿aOb移动到b点,电势能先减小后增大
5.(2025-2026高二上·云南昆明第一中学·期中)(多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6。下列说法正确的是( )
A. 平面c上的电势为零
B. 该电子可能到达不了平面f
C. 该电子经过平面d时,其电势能为4
D. 该电子经过平面b时的速率是经过d时的倍
6.(2025-2026高二上·云南玉溪玉溪师范学院附属中学·期中)如图所示,匀强电场中有一与电场方向平行的等边三角形ABC,边长为1cm,D为BC中点。已知,,,以下说法正确的是( )
A. 电场方向沿AB连线方向
B.
C. 电子在D点的电势能为-3eV
D. 场强大小为100V/m
7.(2025-2026高二上·云南玉溪江川区第一中学·期中)如图,一匀强电场的方向平行于平面直角坐标系xOy,平面内有a、b、c三点,其中O、a、c三点的电势分别为1V、10V、13V。已知电子的电荷量大小为e。下列说法正确的是( )
A. b点的电势为23V
B. 电场强度的大小为5V/cm
C. 将一个电子置于处,电子的电势能为7eV
D. 将一个电子从a点移至b点,静电力做功为12eV
考点4 电容器的电容
1.(2025-2026高二上·云南开远第一中学校·期中)如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,M极板带正电,N极板带负电,正极板固定且与静电计连接,静电计是测量电压变化的实验器材,可动极板与静电计外壳均接地,规定大地的电势为零,两极板间有一个固定点A。下列说法正确的是( )
A. N极板的电势低于静电计外壳的电势
B. 静电计指针偏角的大小反映了平行板电容器所带电荷量的多少
C. 把有机玻璃板插入极板间,静电计指针的张角会减小
D. 把N极板向左平移,A点与N板间电势差不变,A点的电势升高
2.(2025-2026高二上·云南曲靖马龙区第一中学·期中)如图,、均闭合,一质量为m、电荷量为q的液滴静止在电容器的两平行金属板AB间。现保持闭合,将断开,然后将B板向下平移一段距离。下列说法正确的是( )
A. 电容器的电容变大
B. 液滴将向上运动
C. A板的电势比电路中Q点的电势高
D. 液滴的电势能增大
3.(2025-2026高二上·云南楚雄第一中学·期中)如图为指纹锁示意图,当手指的指纹一面与锁表面接触时,指纹上凸处和凹处分别与锁基板上的小极板形成正对面积相同的电容器。现使电容器两端电压保持不变,手指挤压锁表面的过程中,指纹与小极板之间的距离变小,电容器( )
A. 电容变大
B. 处于放电状态,电荷量减小
C. 内部电场强度不变
D. 存储的电能减少
4.(2025-2026高二上·云南临沧凤庆县第一中学·期中)如图,带有等量异种电荷的平行板电容器与静电计相连,电容器上极板带正电,静电计金属外壳和电容器下极板均接地,两板间P点处固定一负电荷。下列说法正确的是( )
A. 静电计的指针张角变大,则表明电容器的带电量增大
B. 将电容器上极板向下平移至虚线位置,静电计的指针张角变大
C. 将电容器上极板向下平移至虚线位置,P处电荷的电势能不变
D. 在两极板间插入云母片的过程中,P处电荷的电势能减小
5.(2025-2026高二上·云南玉溪江川区第一中学·期中)如图,A是能在声波驱动下振动的金属膜片,B是固定不动的金属板,A、B构成一个电容器。电容器与直流电源连接,下极板B接地,静电计所带电荷量很少,可忽略。开关闭合,电路稳定时,一带负电的油滴被固定于电容器中的P点,当声波使上极板A向下运动一小段距离时,下列说法正确的是( )
A. 静电计的指针张角变小
B. A、B两板间的电场强度减小
C. 带负电的油滴在P点的电势能减少
D. 电容器两极板所带的电荷量保持不变
6.(2025-2026高二上·云南石屏县第一中学·期中)工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度,通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板,上下位置均固定,且分别接在恒压直流电源的两极上(电源电压小于材料的击穿电压)。当流水线上通过的产品厚度减小时,下列说法正确的是( )
A. A、B平行板电容器的电容增大
B. A、B两板上的电荷量变大
C. 有电流从a向b流过灵敏电流计
D. A、B两板间的电场强度变大
7.(2025-2026高二上·云南曲靖宣威市第三中学·期中)(多选)图为一种电容传声器的原理图,b是固定不动的金属板,a是能在声波驱动下沿水平方向振动的金属膜片,a、b构成一个电容器.电容的变化可以转化为电路中电信号的变化.闭合开关K,若声源S发出声波使a向右振动时( )
A. a、b板之间的电场强度变大
B. 电容器的电容减小
C. 电容器的带电量增加
D. 流过电流表G的电流方向为自右向左
8.(2025-2026高二上·云南·期中)(多选)如图所示,电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的,它与基板构成电容器,并与电阻、电池构成闭合回路。麦克风正常工作时,振动膜随声波左右振动。当振动膜随声波向左振动,与基板距离增大的过程中( )
A. 电容器的电容减小
B. 振动膜所带的电荷量增大
C. 电容器板间的电场强度不变
D. 通过电阻的电流从b点流向a点
9.(2025-2026高二上·云南昆明东川区高中学·期中)如图所示,水平放置的平行板电容器,闭合开关与稳压直流电源连接,下板固定,当上板在AB位置时,两极板间距为d,两平行金属极板间电势差为U,质量为m的一个带电油滴刚好静止在电容器的中点,现在断开开关,使上板在AB位置与A′B′位置之间上下往复移动,重力加速度大小为g,以下关于带电油滴的运动描述正确的是( )
A. 油滴带正电荷,电荷量q=
B. 极板移动时,油滴在电容器两极板间上下往复运动
C. 上板向上移动时,油滴做加速运动;上板向下移动时,油滴做减速运动
D. 上板向上或向下移动时,油滴所在位置到下极板电势差均不变
10.(2025-2026高二上·云南昆明云南师范大学附属中学·期中)(多选)对于给定的电容器,下面四幅图像中,能正确描述其电容C、电荷量Q、电压U之间相应关系的是( )
A. B.
C. D.
考点5 电场中的图像问题
1.(2025-2026高二上·云南曲靖马龙区第一中学·期中)沿空间某直线建立轴,该直线上的静电场方向沿轴,其轴正半轴上电场强度随轴上位置变化规律如图所示,原点到间的图线为直线,轴正方向为电场强度正方向,一个电荷量大小为的粒子在点由静止释放,刚好能沿轴正方向运动到处,不计粒子的重力,则下列判断错误的是( )
A. 该粒子带正电
B. 粒子在处的电势能大于处的电势能
C. 粒子在处的动能为
D. 点到之间电势差大于到之间电势差
2.(2025-2026高二上·云南曲靖马龙区第一中学·期中)某静电场在x轴上各点的电势随坐标x的分布图像如图。x轴上A、O、B三点的电势值分别为、、,电场强度沿x轴方向的分量大小分别为、、,电子在A、O、B三点的电势能分别为、、。下列判断正确的是( )
A.
B.
C.
D.
3.(2025-2026高二上·云南楚雄第一中学·期中)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动,其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 粒子从x1处运动到x2处的过程中电场力做负功
B. x1、x2处场强方向均沿x轴正方向
C. x1处的场强大于x2处的场强
D. x1处的电势比x2处的电势低
4.(2025-2026高二上·云南楚雄第一中学·期中)(多选)有一带电粒子沿图中的AB曲线穿过一匀强电场,a、b、c、d均为匀强电场中的等势面,且电势,若不计粒子所受重力,那么( )
A. 粒子可能带正电
B. 粒子的运动轨迹是抛物线
C. 从A点运动到B点粒子的电势能增加
D. 粒子的动能和电势能之和在运动过程中保持不变
5.(2025-2026高二上·云南石屏县第一中学·期中)(多选)如图所示,水平线a、b、c、d为匀强电场中的等差等势线,一个质量为m、电荷量绝对值为q的粒子在匀强电场中运动,A、B为其运动轨迹上的两个点,已知该粒子在A点的速度大小为v1,在B点的速度大小为v2,且方向与等势线平行.A、B连线长为L,连线与竖直方向的夹角为θ,不计粒子受到的重力,则( )
A. 该粒子一定带正电
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 该粒子在B点的电势能一定大于在A点的电势能
D. 等势线b的电势比等势线d的电势高
6.(2025-2026高二上·云南·期中)空间存在沿x轴方向的电场,将一带正电的粒子从原点O由静止释放,粒子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动,其电势能随x的变化图像如图,则关于该电场在x轴上各点的电场强度E、电势、带电粒子的动能、以及动能与电势能之和随x变化的图像,正确的是( )
A. B.
C. D.
7.(2025-2026高二上·云南昆明第八中学·期中)为避免闪电造成的损害,高大的建筑物上会装有避雷针,若产生闪电的积雨云层带正电,避雷针周围形成的等差等势线如图中的虚线所示,避雷针上方a、b两点的电场强度大小分别为Ea、Eb,a、b两点的电势分别为φa、φb,则( )
A. Ea>Eb
B. φa<φb
C. 避雷针的顶端带正电
D. 一带正电的雨滴从a点下落至b点,电场力做正功
8.(2025-2026高二上·云南昆明第一中学·期中)如图所示,虚线a、b、c表示O处点电荷的电场中的三个不同的等势面,相邻等势面的间距相等,一电子射入电场后(只受电场力作用)的运动轨迹如图中实线所示,其中1、2、3、4表示运动轨迹与等势面的交点,由此可以判定( )
A. O处的点电荷一定带正电
B. 三个等势面的电势高低关系是φc>φb>φa
C. 电子运动过程中,动能先增大后减小
D. 电子从位置2到位置3与从位置3到位置4过程中电场力所做的功相等
9.(2025-2026高二上·云南玉溪玉溪师范学院附属中学·期中)在做静电实验时,出现了如图所示的情景,相距较近的两个带电金属导体M、N,其中导体N内部存在空腔,空间的电场线分布如图,取无穷远处电势为零,不计空气对电场分布的影响。则其对称轴OMN上电势的变化规律可能正确的是( )
A. B.
C. D.
10.(2025-2026高二上·云南玉溪第一中学·期中)在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的两点电荷,一个带负电的试探电荷在x轴上的电势能Ep随x变化关系如图所示,A、B、C是x轴上的点,且OA=AP=PB=BC。已知试探电荷在A点时受到的静电力大小为F。下列判断正确的是( )
A. q1为负电荷,q2为正电荷
B. 满足
C. P、B之间的电场方向沿着x轴负方向
D. 试探电荷在C点时受到的静电力大小为
试卷第1页,共3页
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专题02 静电场中的能量
5大高频考点
1. 电势能和电势
2. 电势差
3. 电势差与电场强度的关系
4. 电容器的电容
5. 电场中的图像问题
考点1 电势能和电势
1.(2025-2026高二上·云南昆明东川区高中学·期中)如图,三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面,、、分别是这三个等势面上的点。已知这三个圆的半径关系为,且这三点在同一条电场线上。以下说法正确的是( )
A. 点的电场强度最小
B. 点电场强度的方向与点相同
C. 点的电势最高
D. 图中相邻两个等势面的电势差相等
【答案】B
【详解】A.根据点电荷周围的电场分布可知,A点的电场强度最大,故A错误;B.B、C在同一条电场线上,因此点电场强度的方向与点相同,故B正确;C.沿电场线的方向电势逐渐降低,因此C点电势最低,故C错误;D.在匀强电场中,等间距两点的电势差相等,但点电荷形成的电场不是匀强电场,故D错误。故选B。
2.(2025-2026高二上·云南临沧凤庆县第一中学·期中)如图所示,在离子阱量子计算机中,四个电极对称分布在真空腔的x轴和y轴上,坐标分别为、、、,其中A、C电极带电荷+Q,B、D电极带电荷-Q。现需将一个钙离子(电荷+2e)稳定囚禁在原点。已知静电力常量k,无限远处电势为零。下列说法正确的是( )
A. 原点O处的电场强度为零,电势为零
B. 原点O处的电场强度不为零,电势为
C. 原点O处的电势为,钙离子电势能为
D. 原点O处的电势为零,钙离子电势能为零
【答案】D
【详解】A. A、B电极在x轴上产生的电场强度对称分布,方向都向左,大小都为则x轴方向总电场强度方向向左,大小为C、D电极在y轴上产生的电场强度对称分布,方向都向下,大小都为则y轴方向总电场强度方向向下,大小为根据平行四边形定则,可得O点总电场强度大小为,故A错误;BCD.在x轴,根据等量异种电荷产生的电势分布规律,可知A、B电极在O点的合电势为零;在y轴,根据等量异种电荷产生的电势分布规律,可知C、D电极在O点的合电势为零;故O点的总电势为零;则钙离子电势能,故BC错误,D正确。故选D。
3.(2025-2026高二上·云南玉溪江川区第一中学·期中)如图所示,金属板M受到紫外线照射时会不停地发射电子,在M旁放置金属网N,在M、N之间加的电压,其中垂直M射出的电子P在电场中向右运动,恰好不能到达金属网N,忽略空气阻力和电子间的相互作用力,电子P从M向N运动的过程中,电子的电势能( )
A. 先变大后变小
B. 先变小后变大
C. 越来越小
D. 越来越大
【答案】D
【详解】电子P从M向N运动的过程中,电场力对电子一直做负功,根据功能关系可知,电子的电势能越来越大。故选D。
4.(2025-2026高二上·云南昆明东川区高中学·期中)如图所示,a、b、c表示点电荷的电场中的三个等势面,它们的电势分别为、和。一质子从等势面a上某处由静止释放,仅受静电力作用而运动,它经过等势面b时的速率为v。对质子的运动有下列判断:
①质子从等势面a运动到等势面c,电势能增加0.45eV
②质子从等势面a运动到等势面c,动能增加0.45eV
③质子经过等势面c时的速率为2.25v
④质子经过等势面c时的速率为1.5v
上述判断正确的是( )
A. ①④
B. ②③
C. ①③
D. ②④
【答案】D
【详解】质子从等势面a运动到等势面c,电场力做功为可知电势能减少0.45eV,动能增加0.45eV。根据动能定理可得,可得质子经过等势面c时的速率为故选D。
5.(2025-2026高二上·云南昆明第三中学·期中)(多选)真空中电量相等的两异种点电荷连线和一绝缘正方体框架的两侧面和中心连线重合,连线中心和立方体中心重合,空间中除两异种电荷Q产生的电场外,不计其它任何电场的影响,则下列说法中正确的是( )
A. 正方体两顶点、电场强度相同
B. 正方体两顶点A、D电势相同
C. 两等量异种电荷周围电场线和面总是垂直
D. 负检验电荷在顶点A处的电势能小于在顶点D处的电势能
【答案】AD
【详解】A.由等量异种电荷的电场线分布可知,、电场强度大小相等,方向相同,A正确;B.沿电场线,电势降低,A点电势高于D点电势,B错误;C.四点电势相同,但面不是等势面,电场线不与该面垂直,C错误;D.A点电势高于D点电势,将负电荷从A点移到D点,电场力做负功,电势能增大,D正确。故选AD。
6.(2025-2026高二上·云南昆明第三中学·期中)一带电粒子从电场中的a点运动到b点,其电势能减小,下列说法正确的是( )
A. 该粒子动能一定增大
B. 电场力对该粒子一定做正功
C. a点的电势一定高于b点的电势
D. a点场强的大小一定大于b点场强的大小
【答案】B
【详解】AB.粒子电势能减小,只能说明电场力做正功,因不知除电场力外是否受其它力作用,无法确定合力做正功还是负功,所以无法判断该粒子动能增大还是减小,故A错误,B正确;C.如果粒子带正电,电势能减小,说明a点的电势高于b点的电势,如果粒子带负电,则a点的电势低于b点的电势,由题意无法确定粒子带何种电荷,故无法确定两点电势高低,故C错误;D.因不知a点、b点电场力的大小,无法确定两点电场强度的大小,故D错误。故选B。
7.(2025-2026高二上·云南曲靖宣威市第三中学·期中)空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷,其中Q点处为负电荷,P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示,a、b、c、d、e为电场中的5个点,设无穷远处电势为0,则( )
A. c点的电势小于e点的电势
B. c点的电场强度小于d点的电场强度
C. 负电荷在a点时电势能大于在c点时电势能
D. 正电荷从b点移动到d点的过程中电场力做正功
【答案】C
【详解】A.根据等势线特点可知,PQ为等量异种电荷,故P为正点电荷,电场线从正电荷指向负电荷,沿电场线方向电势降低,可知c点电势大于e点电势,故A错误;B.根据等量异种电荷电场线特点,可知与d点相比,c点电场线较密,故c点的电场强度大于d点的电场强度,故B错误;C.c点靠近正电荷,a点靠近负电荷,则c点电势比a点电势高,且负电荷在电势越高的地方电势能越低,故负电荷在a点时电势能大于在c点时电势能,故C正确;D.由于b点电势低于d点电势(因为d点靠近正电荷),所以正电荷从b点移动到d点电势能增大,电场力做负功,故D错误。故选C。
8.(2025-2026高二上·云南昆明第十四中学·期中)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。则( )
A. N点的电势比P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,电场力对其做负功
D. 污泥絮体在N点的电势能比其在P点的小
【答案】D
【详解】A.根据沿着电场线方向电势降低可知N点的电势比M点的高,又M点和P点在同一等势面上,则N点的电势比P点的高,故A错误;B.根据电场线的疏密程度可知N点的电场强度比P点的小,故B错误;C.M点的电势比N点的低,污泥絮体带负电,根据可知污泥絮体在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,电场力对其做正功,故C错误;D.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AC选项分析可知污泥絮体在N点的电势能比其在P点的小,故D正确。故选D。
9.(2025-2026高二上·云南玉溪第一中学·期中)如图所示,将带正电的试探电荷沿着等量异种点电荷连线的中垂线从A点移动到B点,再沿连线从B点移动到C点。在此过程中,下列说法中正确的是( )
A. 试探电荷所受的静电力逐渐变小
B. 试探电荷所经过各点处的电势先不变后变低
C. 试探电荷的电势能先不变后增大
D. 若试探电荷全过程做匀速运动,则对试探电荷所加的外力为恒力
【答案】C
【详解】A.根据等量异种点电荷电场的电场线的分布,可知在移动试探电荷的路径上,电场线的分布逐渐变密集,即电场强度逐渐变大,则静电力逐渐变大,故A错误;B.根据等量异种点电荷电场的等势线的分布,在移动试探电荷的路径上, A、B处于同一等势面上,则从A到B电势先不变;C点电势比B点更高,则从B到C电势增大,故B错误;C.试探电荷带正电,在移动试探电荷的路径上,因电势先不变后再增大,故试探电荷的电势能先不变后增大,故C正确;D.若试探电荷全过程做匀速运动,则外力与静电力平衡,因静电力逐渐变大,所以外力逐渐变大,故D错误。故选C。
10.(2025-2026高二上·云南昆明云南师范大学附属中学·期中)如图所示,空间有一正方体abcd-a'b'c'd',a点固定电荷量为+Q(Q>0)的点电荷,d点固定电荷量为的点电荷,O、O'分别为上下两个面的中心点,设无穷远处电势为0。则( )
A. b'点与c'点的电场强度相同
B. c点与a'点的电势相同
C. O'点电势为0
D. 带负电的试探电荷在b点的电势能大于其在O点的电势能
【答案】C
【详解】A.由点电荷场强公式及叠加原理和两点位置的对称性可知,b'点与c'点的电场强度大小相等,但方向不同,故A错误;B.根据等量异种点电荷等势面的分布情况及图中c和a'的位置可判定c点与a'点两点电势绝对值相等,一正一负,故c点与a'点的电势不同,故B错误;C.等量异种电荷连线的中垂面是等势面,设无穷远处电势为0时,中垂面上的点电势都为0,故C正确;D.根据等量异种点电荷等势面的分布情况及图中b的位置可知b点的电势大于0,由因此负电荷在b点电势能为负,在O点电势能为0,故D错误。故选C。
考点2 电势差
1.(2025-2026高二上·云南曲靖马龙区第一中学·期中)如图所示,在真空中相距为的两点分别固定着电荷量均为的正点电荷,为连线的中点,为连线中垂线上的一点,,把电荷量的试探电荷从点移到点,克服电场力做了的功。已知静电力常量为。则( )
A. P点合电场强度的大小为
B. 点合电场强度的方向与垂直
C. 两点间的电势差为
D. 若点的电势为零,点的电势为
【答案】A
【详解】AB.依据点电荷电场强度的决定式可知方向如图所示,故方向沿直线由指向,A正确,B错误; CD.两点间的电势差根据电势差和电势的关系可得CD错误。故选A。
2.(2025-2026高二上·云南石屏县第一中学·期中)某电场中有A、B两点,一个点电荷在A点的电势能为1.1×10-7 J,在B点的电势能为1.5×10-7J。已知A、B两点在同一条电场线上且相距4 m,电场线的方向如图中箭头所示,该点电荷的电荷量为2×10-9 C,不计点电荷受到的重力,下列说法正确的是( )
A. 该电场为匀强电场,且电场强度大小为5 V/m
B. 该点电荷在AB中点的电势能为1.3×10-7J
C. A、B两点的电势差UAB=20 V
D. 把该点电荷从B点由静止释放,经过A点时,动能为4×10-8J
【答案】D
【分析】【详解】AB.仅给出了带电粒子在A、B两点的电势能,无法判断电场是否为匀强电场,无法计算电场强度且无法计算AB中点的电势及电势能,选项A、B错误;C.沿电场线方向电势降低,UAB一定为负值,选项C错误;D.把该点电荷从B点由静止释放到经过A点的过程中,电场力做正功,由功能关系可知选项D正确。故选D。
考点3 电势差与电场强度的关系
1.(2025-2026高二上·云南玉溪江川区第一中学·期中)下列说法正确的是( )
A. 由可知,电场强度与试探电荷所受电场力成正比
B. 匀强电场中,两点间的电势差与两点间距离成正比
C. 沿着电场线方向电势降低
D. 电场强度为零的地方,电势一定为零
【答案】C
【详解】A.电场强度E由电场本身决定,与试探电荷的电荷量q及其所受电场力F无关,故A错误;B.由U=Ed可知,匀强电场中,两点间的电势差与两点间沿电场线方向的距离成正比,故B错误;C.沿电场线方向电势降低,故C正确;D.电场强度为零的位置,电势不一定为零。例如等量同种电荷连线的中点,电场强度为零但电势不为零,故D错误。故选C。
2.(2025-2026高二上·云南临沧凤庆县第一中学·期中)在如图所示的直角坐标系中,存在平行于纸面的匀强电场。从点以的动能沿纸面向不同方向先后射出两个电子,仅在电场力的作用下,一电子经过点时的动能为,另一电子经过点时的动能为。不考虑两电子间的相互作用,下列判断正确的是( )
A. 点的电势比点的电势高
B. 该电场强度的大小为
C. 若在纸面内只改变电子从点射出时速度的方向,电子都不可能通过点
D. 若在纸面内只改变电子从点射出时速度的方向,电子通过点时的动能为
【答案】C
【详解】A.仅在电场力的作用下,电子由a到b,根据可得所以b点的电势比a点的电势低,故A错误;B.电子由a到c,根据可得根据匀强电场的特点可知,在坐标(2,6)位置的电势和c点的电势相等,电场线与等势面垂直,可以画出电场线的方向如图 则可知过b点的电场线同时也过d点, 根据几何关系可得bd与水平方向之间的夹角的余弦综合动能分析可知,b点的电势比c点低8V,则,故B错误;C.根据在匀强电场中沿同一条直线上距离相等的点之间的电势差相等,可以求出,根据可知电子达到e点的速度为零,所以电子可以恰好到达e点,但不能通过e点,故C正确;D.因为b点和d点在同一条电场线上,由几何关系可知,所以则根据可知电子从a到d电势能减小,则电子的动能增大,所以电子通过d点时的动能为,故D错误。故选C。
3.(2025-2026高二上·云南楚雄第一中学·期中)如图所示,在平面直角坐标系中,A点是y轴上距离坐标原点为4m的点,B点是x轴上距离坐标原点为3m的点,C点是的中点,匀强电场方向平行于坐标平面,已知A点的电势为16V,C点的电势为8V,O、B两点的电势相等,下列说法正确的是( )
A. B点的电势为4V
B. 匀强电场的方向由A点指向B点
C. 把-1C电荷从C点移到O点,电势能减小8J
D. 正电子(不计重力)从A点由静止释放,运动到x轴上,动能为16eV
【答案】D
【详解】A.对匀强电场,任何两点中点的电势等于这两点电势的平均值,则有结合解得选项A错误;B.O、B两点的电势相等,所以是等势面即x轴是等势面,电场线与等势面垂直,所以电场线与x轴垂直即沿y轴的负方向,选项B错误:C.把-1C电荷从C点移到O点可得即-1C电荷从C点移到O点,电势能增加8J,选项C错误;D.正电子(不计重力)从A点由静止释放,运动到x轴上,由动能定理结合可得选项D正确。故选D。
4.(2025-2026高二上·云南曲靖宣威市第三中学·期中)匀强电场平行于xOy平面。在y轴和x轴上分别有a点和b点,,,a、b两点电势分别为8V和5V,原点O的电势为2V。下列说法正确的是( )
A. 电场强度大小为125V/m
B. 场强方向平行于ab连线
C. 场强方向垂直于ab连线
D. 把负电荷从a点沿aOb移动到b点,电势能先减小后增大
【答案】A
【详解】ABC.设aO的中点为c点,则c点的电势为与b点电势相等,则bc为等势线,场强方向垂直bc,如图所示 根据几何关系可得可得则场强大小为故A正确,BC错误;D.把负电荷从a点沿aOb移动到b点,电场力先做负功后做正功,电势能先增加后减小,故D错误。故选A。
5.(2025-2026高二上·云南昆明第一中学·期中)(多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6。下列说法正确的是( )
A. 平面c上的电势为零
B. 该电子可能到达不了平面f
C. 该电子经过平面d时,其电势能为4
D. 该电子经过平面b时的速率是经过d时的倍
【答案】ABD
【详解】A.虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,一电子经过a时的动能为10eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV,动能减小了6eV,电势能增加了6eV,因此等势面间的电势差为2V,因平面b上的电势为2V,由于电子的电势能增加,等势面由a到f是降低的,因此平面c上的电势为零,故A正确;B.由上分析,可知,当电子由a向f方向运动,则电子到达平面f的动能为2eV,由于题目中没有说明电子如何运动,因此电子可能会到达平面f,也可能不会到达平面f,故B正确;C.在平面b上电势为2V,则电子的电势能为-2eV,动能为8eV,电势能与动能之和为6eV,当电子经过平面d时,动能为4eV,其电势能为2eV,故C错误;D.电子经过平面b时的动能是平面d的动能2倍,根据动能的定义可知,电子经过平面b时的速率是经过d时的倍,故D正确;故选ABD。
6.(2025-2026高二上·云南玉溪玉溪师范学院附属中学·期中)如图所示,匀强电场中有一与电场方向平行的等边三角形ABC,边长为1cm,D为BC中点。已知,,,以下说法正确的是( )
A. 电场方向沿AB连线方向
B.
C. 电子在D点的电势能为-3eV
D. 场强大小为100V/m
【答案】B
【详解】AB.根据匀强电场的特点可得则AD连线为等势线,电场方向平行BC(由C指向B),故A错误,B正确;C.电子在D的电势能为故C错误;D.场强大小为故D错误。故选B。
7.(2025-2026高二上·云南玉溪江川区第一中学·期中)如图,一匀强电场的方向平行于平面直角坐标系xOy,平面内有a、b、c三点,其中O、a、c三点的电势分别为1V、10V、13V。已知电子的电荷量大小为e。下列说法正确的是( )
A. b点的电势为23V
B. 电场强度的大小为5V/cm
C. 将一个电子置于处,电子的电势能为7eV
D. 将一个电子从a点移至b点,静电力做功为12eV
【答案】D
【详解】A.在匀强电场中,平行等距的两线段电势差相等,故解得,故A错误;B.将电场强度分解为水平和竖直,x轴方向沿y轴方向则合电场强度,故B错误;C.处的电势为7V,电子在处的电势能,故C错误;D.电子在a点电势能,电子在b点电势能,电子从a点运动到b点的过程中,静电力做功,故D正确。故选D。
考点4 电容器的电容
1.(2025-2026高二上·云南开远第一中学校·期中)如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,M极板带正电,N极板带负电,正极板固定且与静电计连接,静电计是测量电压变化的实验器材,可动极板与静电计外壳均接地,规定大地的电势为零,两极板间有一个固定点A。下列说法正确的是( )
A. N极板的电势低于静电计外壳的电势
B. 静电计指针偏角的大小反映了平行板电容器所带电荷量的多少
C. 把有机玻璃板插入极板间,静电计指针的张角会减小
D. 把N极板向左平移,A点与N板间电势差不变,A点的电势升高
【答案】C
【详解】A.N极板与静电计外壳均接地,电势一定相等且均为0,故A错误;B.因为电容器两极板间的电势差等于指针所指示的电势差,所以静电计指针偏角的变化表征了电容器两极板间电势差的变化,故B错误;C.根据,把有机玻璃板插入极板间,可知电容器的电容增大,电容器极板上的电荷量可认为保持不变,则容器两极板间的电势差减小,静电计指针的张角会减小,故C正确;D.根据把N极板向左平移,可知板间场强不变,根据由于间距变大,则A点与N板间电势差变大,A点电势升高,故D错误。故选C。
2.(2025-2026高二上·云南曲靖马龙区第一中学·期中)如图,、均闭合,一质量为m、电荷量为q的液滴静止在电容器的两平行金属板AB间。现保持闭合,将断开,然后将B板向下平移一段距离。下列说法正确的是( )
A. 电容器的电容变大
B. 液滴将向上运动
C. A板的电势比电路中Q点的电势高
D. 液滴的电势能增大
【答案】C
【详解】AC.现保持闭合,将断开,可知电容器电荷量保持不变,然后将B板向下平移一段距离,根据,可知电容器的电容变小,AB板间电压变大,由于B板接地,且A板电势高于B板,则A板电势变大,所以A板的电势比电路中Q点的电势高,故A错误,C正确;BD.根据可知板间场强不变,液滴受力保持不变,液滴处于静止状态,液滴所处位置于B板距离变大,电势差变大,所以液滴所处位置电势变大,根据受力分析可知,液滴受到的电场力与电场方向相反,液滴带负电,所以液滴的电势能减小,故BD错误。故选C。
3.(2025-2026高二上·云南楚雄第一中学·期中)如图为指纹锁示意图,当手指的指纹一面与锁表面接触时,指纹上凸处和凹处分别与锁基板上的小极板形成正对面积相同的电容器。现使电容器两端电压保持不变,手指挤压锁表面的过程中,指纹与小极板之间的距离变小,电容器( )
A. 电容变大
B. 处于放电状态,电荷量减小
C. 内部电场强度不变
D. 存储的电能减少
【答案】A
【详解】A.手指挤压锁表面的过程中,指纹与小极板之间的距离减小,根据可知电容变大,故A正确;BD.两极板电压不变,根据可知,电容器所带电荷量变大,处于充电状态,存储的电能变多,故B、D错误;C.根据,因不变,变小,可知内部电场强度变大,故C错误。故选A。
4.(2025-2026高二上·云南临沧凤庆县第一中学·期中)如图,带有等量异种电荷的平行板电容器与静电计相连,电容器上极板带正电,静电计金属外壳和电容器下极板均接地,两板间P点处固定一负电荷。下列说法正确的是( )
A. 静电计的指针张角变大,则表明电容器的带电量增大
B. 将电容器上极板向下平移至虚线位置,静电计的指针张角变大
C. 将电容器上极板向下平移至虚线位置,P处电荷的电势能不变
D. 在两极板间插入云母片的过程中,P处电荷的电势能减小
【答案】C
【详解】A.静电计的指针张角变大,说明电容器两板间电势差增大,电容器的带电量可认为是不变的,故A错误;B.将电容器上极板向下平移至虚线位置,两板间距离d变小,根据可知电容C变大,根据可知,两板间电压减小,则静电计的指针张角变小,故B错误;C.根据将电容器上极板向下平移至虚线位置,两板间的电场强度不变,根据U=Ed可知P点和下极板之间的电势差不变,下极板接地,则P点电势不变,所以P处电荷的电势能不变,故C正确;D.根据可知,在两极板间插入云母片的过程中,极板间电场强度变小,根据U=Ed可知,P处的电势降低,对负电荷来说,电势越低电势能越大,所以P处电荷的电势能增大,故D错误。故选C。
5.(2025-2026高二上·云南玉溪江川区第一中学·期中)如图,A是能在声波驱动下振动的金属膜片,B是固定不动的金属板,A、B构成一个电容器。电容器与直流电源连接,下极板B接地,静电计所带电荷量很少,可忽略。开关闭合,电路稳定时,一带负电的油滴被固定于电容器中的P点,当声波使上极板A向下运动一小段距离时,下列说法正确的是( )
A. 静电计的指针张角变小
B. A、B两板间的电场强度减小
C. 带负电的油滴在P点的电势能减少
D. 电容器两极板所带的电荷量保持不变
【答案】C
【详解】A.由题图可知,电容器始终与电源相连,则两极板间的电势差保持不变,所以静电计指针张角不变,故A错误;B.A、B两板间的电场强度为由于两极板间的电势差保持不变,而当声波使上极板A向下运动一小段距离时,两板间的距离d减小,所以A、B两板间的电场强度增大,故B错误;C.根据匀强电场电势差与场强的关系有由于电场强度E增大,所以P点与下极板B间的电势差增大,又因为故P点的电势增大,则根据可知,带负电的油滴在P点的电势能减少,故C正确;D.上极板A向下运动一小段距离时,根据可知,由于d减小,则电容器的电容变大;再根据公式可知,由于两极板间的电势差保持不变,所以电容器两极板所带的电荷量增大,故D错误。故选C。
6.(2025-2026高二上·云南石屏县第一中学·期中)工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度,通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板,上下位置均固定,且分别接在恒压直流电源的两极上(电源电压小于材料的击穿电压)。当流水线上通过的产品厚度减小时,下列说法正确的是( )
A. A、B平行板电容器的电容增大
B. A、B两板上的电荷量变大
C. 有电流从a向b流过灵敏电流计
D. A、B两板间的电场强度变大
【答案】C
【详解】A.根据可知当产品厚度减小,导致减小时,电容器的电容C减小,A错误;BC.根据可知极板带电量Q减小,有放电电流从a向b流过,B错误,C正确;D.因两板之间的电势差不变,板间距不变,所以两板间电场强度为不变,D错误。故选C。
7.(2025-2026高二上·云南曲靖宣威市第三中学·期中)(多选)图为一种电容传声器的原理图,b是固定不动的金属板,a是能在声波驱动下沿水平方向振动的金属膜片,a、b构成一个电容器.电容的变化可以转化为电路中电信号的变化.闭合开关K,若声源S发出声波使a向右振动时( )
A. a、b板之间的电场强度变大
B. 电容器的电容减小
C. 电容器的带电量增加
D. 流过电流表G的电流方向为自右向左
【答案】AC
【详解】A.电容器与电源相连,两极板间电压不变,根据可知,a向右振动时,板间距减小,电场强度增大,A正确;B.根据可知,a向右振动时,板间距减小,电容器的电容增大,B错误;C.两极板间电压不变,电容器的电容增大,根据可知,电容器的带电量增大,C正确;D.电容器的带电量增大,电容器充电,所以流过电流表G的电流方向为自左向右,D错误。故选AC。
8.(2025-2026高二上·云南·期中)(多选)如图所示,电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的,它与基板构成电容器,并与电阻、电池构成闭合回路。麦克风正常工作时,振动膜随声波左右振动。当振动膜随声波向左振动,与基板距离增大的过程中( )
A. 电容器的电容减小
B. 振动膜所带的电荷量增大
C. 电容器板间的电场强度不变
D. 通过电阻的电流从b点流向a点
【答案】AD
【详解】A.根据当振动膜随声波向左振动,与基板距离增大,则电容器的电容减小,故A正确;B.电容器与电源保持串联,电压不变,根据可知振动膜所带的电荷量减小,故B错误;C.根据可知电容器板间的电场强度减小,故C错误;D.因振动膜所带的电荷量减小,则电容器放电,因基板为正极板,所以通过电阻的电流从b点流向a点,故D正确。故选AD。
9.(2025-2026高二上·云南昆明东川区高中学·期中)如图所示,水平放置的平行板电容器,闭合开关与稳压直流电源连接,下板固定,当上板在AB位置时,两极板间距为d,两平行金属极板间电势差为U,质量为m的一个带电油滴刚好静止在电容器的中点,现在断开开关,使上板在AB位置与A′B′位置之间上下往复移动,重力加速度大小为g,以下关于带电油滴的运动描述正确的是( )
A. 油滴带正电荷,电荷量q=
B. 极板移动时,油滴在电容器两极板间上下往复运动
C. 上板向上移动时,油滴做加速运动;上板向下移动时,油滴做减速运动
D. 上板向上或向下移动时,油滴所在位置到下极板电势差均不变
【答案】D
【详解】A.上极板接电源正极,故极板间场强方向竖直向下,对油滴,由平衡条件可知油滴受到的电场力与重力等大反向,即油滴受到的电场力竖直向上,其方向与场强方向相反,可知油滴带负电荷,且解得,故A错误;BC.由于开关断开,电容器Q不变,根据,,联立整理得可知场强与极板间距d无关,故极板移动时,场强不变,故油滴仍静止不动,故BC错误;D.由于上板向上或向下移动时,场强不变,根据可知油滴所在位置到下极板电势差均不变,故D正确。故选D。
10.(2025-2026高二上·云南昆明云南师范大学附属中学·期中)(多选)对于给定的电容器,下面四幅图像中,能正确描述其电容C、电荷量Q、电压U之间相应关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【详解】AB.电容器的电容由本身的性质决定,C与Q和U均无关,所以Q变化而C而不变, U变化时C不变,,故A错误,B正确;BC.根据Q=CU,知Q与U成正比,故C正确,D错误。故选BC。
考点5 电场中的图像问题
1.(2025-2026高二上·云南曲靖马龙区第一中学·期中)沿空间某直线建立轴,该直线上的静电场方向沿轴,其轴正半轴上电场强度随轴上位置变化规律如图所示,原点到间的图线为直线,轴正方向为电场强度正方向,一个电荷量大小为的粒子在点由静止释放,刚好能沿轴正方向运动到处,不计粒子的重力,则下列判断错误的是( )
A. 该粒子带正电
B. 粒子在处的电势能大于处的电势能
C. 粒子在处的动能为
D. 点到之间电势差大于到之间电势差
【答案】D
【详解】A.粒子在点由静止释放,刚好能沿x轴正方向运动到处,故粒子先做加速运动后做减速运动;由图像可知,场强方向先沿轴正方向,后沿轴负方向,可知,受力方向与电场强度方向相同,粒子带正电,故A正确,不符合题意;B.粒子从到的过程中,电场力一直做正功,电势能减少,所以粒子在处的电势能大于处的电势能,故B正确,不符合题意;C.从点到处,图线与坐标轴所围的面积表示点到处的电势差;从点到处由动能定理得故粒子在处的动能为故C正确,不符合题意;D.设点到之间电势差为,到之间电势差为,由动能定理得解得故点到之间电势差等于到之间电势差,故D错误,符合题意。本题选错误选项,故选D。
2.(2025-2026高二上·云南曲靖马龙区第一中学·期中)某静电场在x轴上各点的电势随坐标x的分布图像如图。x轴上A、O、B三点的电势值分别为、、,电场强度沿x轴方向的分量大小分别为、、,电子在A、O、B三点的电势能分别为、、。下列判断正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】【详解】A.由图知故A错误;B.根据图像切线斜率的大小等于电场强度沿x轴方向的分量大小,则知故B错误;C.电子带负电,根据电势能公式分析得知故C错误;D.由图知,OA间电势差大于OB间电势差,即有即电子带负电,则根据电势能公式得故D正确。故选D。
3.(2025-2026高二上·云南楚雄第一中学·期中)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动,其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 粒子从x1处运动到x2处的过程中电场力做负功
B. x1、x2处场强方向均沿x轴正方向
C. x1处的场强大于x2处的场强
D. x1处的电势比x2处的电势低
【答案】D
【详解】ABD.粒子从x1处运动到x2处的过程中电势能减小,则电场力做正功,则电场力沿x轴正向,因粒子带负电,则x1、x2处场强方向均沿x轴负方向,沿电场线电势逐渐降低,可知x1处的电势比x2处的电势低,故AB错误,D正确;C.根据可知,x1处切线的斜率小于x2处切线的斜率,可知x1处的场强小于x2处的场强,故C错误。故选D。
4.(2025-2026高二上·云南楚雄第一中学·期中)(多选)有一带电粒子沿图中的AB曲线穿过一匀强电场,a、b、c、d均为匀强电场中的等势面,且电势,若不计粒子所受重力,那么( )
A. 粒子可能带正电
B. 粒子的运动轨迹是抛物线
C. 从A点运动到B点粒子的电势能增加
D. 粒子的动能和电势能之和在运动过程中保持不变
【答案】BD
【详解】A.电场力与等势面垂直,电场力应指向轨迹凹侧,即垂直等势面向上,由于,则电场方向向下,粒子带负电,故A错误;B.电场力为恒力,则粒子做匀变速曲线运动,轨迹是抛物线,故B正确;C.从A点运动到B点,电势升高,则负电荷电势能减小,故C错误;D.粒子仅受电场力作用,则电势能和动能之和保持不变,故D正确。故选BD。
5.(2025-2026高二上·云南石屏县第一中学·期中)(多选)如图所示,水平线a、b、c、d为匀强电场中的等差等势线,一个质量为m、电荷量绝对值为q的粒子在匀强电场中运动,A、B为其运动轨迹上的两个点,已知该粒子在A点的速度大小为v1,在B点的速度大小为v2,且方向与等势线平行.A、B连线长为L,连线与竖直方向的夹角为θ,不计粒子受到的重力,则( )
A. 该粒子一定带正电
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 该粒子在B点的电势能一定大于在A点的电势能
D. 等势线b的电势比等势线d的电势高
【答案】BC
【详解】BC.由做曲线运动的物体受到的合力指向曲线的内侧可知,该粒子所受电场力方向竖直向上,沿电场线方向的位移为由A到B,电场力做负功,该粒子从A到B过程中电势能增大,由动能定理得所以BC正确;AD.根据题意可确定该粒子受到的电场力方向,但无法确定电场线的方向,所以无法确定等势面的电势高低及该粒子的电性,AD错误。故选BC。
6.(2025-2026高二上·云南·期中)空间存在沿x轴方向的电场,将一带正电的粒子从原点O由静止释放,粒子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动,其电势能随x的变化图像如图,则关于该电场在x轴上各点的电场强度E、电势、带电粒子的动能、以及动能与电势能之和随x变化的图像,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.在阶段,带正电的粒子(不计重力)从O点静止释放,仅在电场力的作用下,带电粒子沿x轴正方向运动,则电场力方向沿x轴正方向,电场线方向沿x轴正方向,图像的斜率代表电场力,图像的斜率减小,则在阶段电场强度沿x轴正方向,大小逐渐减小;在阶段,正电荷电势能增加,电场力做负功,则场强沿x轴负方向,图像的斜率变大,电场力变大,则场强增大,故A正确。B.根据可知图像与图像形状相似,但在位置粒子的电势能为0,故该点的电势为0,B错误。C.电场力对粒子先做正功后做负功,故粒子的动能先增大后减小,C错误。D.只有电场力做功,粒子的动能和电势能的和保持不变,则图像应该是平行横轴的直线,D错误。故选A。
7.(2025-2026高二上·云南昆明第八中学·期中)为避免闪电造成的损害,高大的建筑物上会装有避雷针,若产生闪电的积雨云层带正电,避雷针周围形成的等差等势线如图中的虚线所示,避雷针上方a、b两点的电场强度大小分别为Ea、Eb,a、b两点的电势分别为φa、φb,则( )
A. Ea>Eb
B. φa<φb
C. 避雷针的顶端带正电
D. 一带正电的雨滴从a点下落至b点,电场力做正功
【答案】D
【详解】C.积雨云层带正电,由于静电感应,避雷针的顶端带负电,故C错误;A.由U=Ed可知等差等势线间距小则电场强度大,即Ea<Eb,故A错误;B.电场线由正电荷出发,终止于负电荷,即电场线向下,沿电场线电势降低,即φa>φb,故B错误;D.带正电的雨滴在ab间受电场力向下,从a下落至b,电场力与运动方向相同,做正功,故D正确。故选D。
8.(2025-2026高二上·云南昆明第一中学·期中)如图所示,虚线a、b、c表示O处点电荷的电场中的三个不同的等势面,相邻等势面的间距相等,一电子射入电场后(只受电场力作用)的运动轨迹如图中实线所示,其中1、2、3、4表示运动轨迹与等势面的交点,由此可以判定( )
A. O处的点电荷一定带正电
B. 三个等势面的电势高低关系是φc>φb>φa
C. 电子运动过程中,动能先增大后减小
D. 电子从位置2到位置3与从位置3到位置4过程中电场力所做的功相等
【答案】B
【详解】A.从电子的运动轨迹可以看出两个电荷相互排斥,故点O处电荷带负电,故A错误;B. 点O处电荷带负电,故结合负电荷的等势面图,可以知道a、b、c三个等势面的电势高低关系是故B正确;C.两个电荷相互排斥,故电子运动过程中电场力先做负功,后作正功,根据动能定理,动能先变小后变大,故C错误;D. 相邻等势面的间距相等,结合负电荷电场线可知2到3之间的电场强度大于3到4之间的电场强度,所以从电子从位置2到位置3电场力所做的功大于从位置3到位置4过程中电场力所做的功,故D错误.
9.(2025-2026高二上·云南玉溪玉溪师范学院附属中学·期中)在做静电实验时,出现了如图所示的情景,相距较近的两个带电金属导体M、N,其中导体N内部存在空腔,空间的电场线分布如图,取无穷远处电势为零,不计空气对电场分布的影响。则其对称轴OMN上电势的变化规律可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】取无穷远处电势为零,根据电场线的分布情况可知,正电物体的电势大于零,负电物体的电势小于零,导体内部电势相等。故选D。
10.(2025-2026高二上·云南玉溪第一中学·期中)在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的两点电荷,一个带负电的试探电荷在x轴上的电势能Ep随x变化关系如图所示,A、B、C是x轴上的点,且OA=AP=PB=BC。已知试探电荷在A点时受到的静电力大小为F。下列判断正确的是( )
A. q1为负电荷,q2为正电荷
B. 满足
C. P、B之间的电场方向沿着x轴负方向
D. 试探电荷在C点时受到的静电力大小为
【答案】C
【详解】AB.从O到P电势能一直增加,可知负试探电荷受力方向沿着x轴负方向,x轴上O、P之间的电场方向沿着x轴正方向,因此q1为正电荷,q2为负电荷,设OA=AP=PB=BC=l,B点的电场强度为零,即可知,故AB错误;C.根据电场的叠加,P、B之间的电场方向沿着x轴负方向,故C正确;D.设试探电荷的电荷量为q,试探电荷在A点时,有在C点时有可得,故D错误。故选C。
试卷第1页,共3页
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