高考物理二轮热点专题训练《电场的两类基本性质》解析版.docx

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高考物理二轮热点专题训练《电场的两类基本性质》解析版

2020年高考物理二轮热点专题训练----《电场的两类基本性质》

一单项选择题

1.如图所示为某示波管的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线．两电子分别从a、b两点运动到c点，设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb，a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb，则（　　）

A．Wa＝Wb，Ea>EbB．Wa≠Wb，Ea>Eb

C．Wa＝Wb，Ea

【答案】A

【解析】因a、b两点在同一等势线上，故Uac＝Ubc，Wa＝eUac，Wb＝eUbc，故Wa＝Wb.由题图可知a点处电场线比b点处电场线密，故Ea>Eb.选项A正确．

2.如图所示是一个正方体ABCDEFGH，m点是ABCD面的中点、n点是EFGH面的中点．当在正方体的八个角上各固定一个带电量相同的正点电荷，比较m、n两点的电场强度和电势，下列判断正确的是（　　）

A．电场强度相同，电势相等

B．电场强度不相同，电势不相等

C．电场强度相同，电势不相等

D．电场强度不相同，电势相等

【答案】D

【解析】由对称性可知，m、n点电场强度大小相等，m点电场强度方向垂直ABCD面向上，n点电场强度方向垂直EFGH面向下，两点电场强度的方向相反．由叠加可知m、n点连线中点的电场强度为0.当电荷沿m、n连线从m点移动到n点的过程中电场力做功一定为0，表明m、n两点电势相等，故D正确．

3.如图所示，在正方形区域的四个顶点固定放置四个点电荷，它们的电量的绝对值相等，电性如图中所示．K、L、M、N分别为正方形四条边的中点，O为正方形的中心．下列关于各点的电场强度与电势的判断正确的是（　　）

A．K点与M点的电场强度大小相等、方向相反

B．O点的电场强度为零

C．N点电场强度的大小大于L点电场强度的大小

D．K、O、M三点的电势相等

【解析】根据点电荷的电场即电场的叠加可得：

K点与M点的电场强度大小相等、方向相同，所以A错误；O点的电场强度方向水平向右，不为零，所以B错误；由对称性知，N点的电场强度大小等于L点的电场强度大小，所以C错误；K、O、M三点的电势都等于零，所以D正确．

【答案】D

4.如图所示，在真空中的A、B两点分别放置等量异种点电荷，在AB两点间取一正五角星形路径abcdefghija，五角星的中心与AB连线的中点重合，其中af连线与AB连线垂直．现将一电子沿该路径逆时针方向移动一周，下列判断正确的是（　　）

A．e点和g点的电场强度相同

B．h点和d点的电势相等

C．电子在e点的电势能比g点电势能大

D．电子从f点到e点再到d点过程中，电场力先做正功后做负功

【答案】C

【解析】由对称性可知，e点和g点的电场强度大小相同，但方向不同，选项A错误；h点电势高于d点的电势，选项B错误；因为g点的电势高于e点，故电子在e点的电势能比g点电势能大，选项C正确；电子从f点到e点再到d点过程中，电势先降低再升高，电势能先增大后减小，电场力先做负功后做正功，选项D错误．

5．如图所示，在一个真空环境里，有一个空心导体球，半径为a，另有一个半径为b的细圆环，环心与球心连线长为L（L>a），连线与环面垂直，已知环上均匀带电，总电荷量为Q.当导体球接地时（取无穷远处电势为零，与带电量为q的点电荷相距r处电势为φ＝k

，k为静电力恒量），下列说法正确的是（　　）

A．球面上感应电荷量为q感＝－

B．球面上感应电荷量为q感＝－

C．感应电荷在O点的场强为E感＝k

D．感应电荷在O点的场强为E感＝k

【答案】A

【解析】据题意，由于静电感应，球上所带电荷与圆环电性相反，球与大地相连，球的电势为0，即球上的电荷在球中心产生的电势与环上电荷在球中心产生的电势之和为0，故有：

k

＋k

＝0，则选项A正确，而选项B错误；由于静电平衡，导体内场强处处为0，球上的电荷在O点产生场强等于环在O点产生的场强，方向相反，现将环看成无数个电荷的集合体，每个电荷在O点产生的场强为：

E1＝k

，而所有电荷在O点产生的场强是每个电荷在该点产生场强的矢量和，则为：

E感＝－E环＝－k

，故选项C、D均错误．

6.如图所示，在两个等量异种电荷形成的电场中，D、E、F是两电荷连线上间距相等的三个点，三点的电势关系是φD>φE>φF，K、M、L是过这三个点的等势线，其中等势线L与两电荷连线垂直．带电粒子从a点射入电场后运动轨迹与三条等势线的交点是a、b、c，粒子在a、b、c三点的电势能分别是Epa、Epb、Epc，以下判断正确的是（　　）

A．带电粒子带正电

B．Epa

C．Epc－Epb＝Epb－Epa

D．Epc－Epb

【答案】BD

【解析】因φD>φE>φF，则左边是正点电荷，由运动轨迹可知，带电粒子带负电荷，则电场力做负功，导致负电荷的电势能增加，故A错误，B正确；D、E、F是两电荷连线上间距相等的三个点，结合点电荷电场矢量叠加原理，ab电势差大于bc电势差，根据W＝qU，则Epc－Epb

7.如图所示，真空中同一平面内MN直线上固定电荷量分别为－9Q和＋Q的两个点电荷，两者相距为L，以＋Q电荷为圆心，半径为

画圆，a、b、c、d是圆周上四点，其中a、b在MN直线上，c、d两点连线垂直于MN，一电荷量为＋q的试探电荷在圆周上运动，则下列判断错误的是（　　）

A．电荷＋q在a处所受到的电场力最大

B．电荷＋q在a处的电势能最大

C．电荷＋q在b处的电势能最大

D．电荷＋q在c、d两处的电势能相等

【答案】B

【解析】电场强度叠加后，a点处场强最大，A正确；将正电荷从a点沿圆弧移动到c、b、d点，＋Q对正电荷不做功，－9Q对正电荷均做负功，电势能均增加，且移动到b点克服电场力做功最多，移动到c、d两点克服电场力做功相同，因此正电荷在a处电势能最小，在b处电势能最大，在c、d两处电势能相等，B错误，C、D正确．

8.在竖直平面内有水平向右、场强为E的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球，它静止时位于A点，此时细线与竖直方向成37°角，如图1所示．现对在A点的该小球施加一沿与细线垂直方向的瞬时冲量，小球能绕O点在竖直平面内做完整的圆周运动．下列对小球运动的分析，正确的是（不考虑空气阻力，细线不会缠绕在O点上）（　　）

A．小球运动到C点时动能最小

B．小球运动到C点时绳子拉力最小

C．小球运动到Q点时动能最大

D．小球运动到B点时机械能最大

【答案】D

【解析】由题意可知，电场力与重力的合力应沿着OA方向，因此小球在竖直平面内运动时，运动到A点时动能最大，C错误；运动到与A点关于圆心对称的点时动能最小，在该点时绳子拉力也恰好最小，A、B错误；而在运动过程中，运动到B点时电场力做功最多，因此机械能最大，D正确．

二不定项选择题

1.真空中存在一点电荷产生的电场，其中a、b两点的电场强度方向如图所示，a点的电场方向与ab连线成60°，b点的电场方向与ab连线成30°.另一带正电粒子以某初速度只在电场力作用下由a运动到b.以下说法正确的是（　　）

A．a、b两点的电场强度Ea＝3Eb

B．a、b两点的电势φa<φb

C．带正电粒子在a、b两点的动能Eka>Ekb

D．带正电粒子在a、b两点的电势能Epa>Epb

【答案】AD

【解析】a点到O点的距离Ra＝Labcos60°＝

Lab，b点到O点距离Rb＝Lbcos30°＝

Lab，根据点电荷的场强公式E＝

，可得：

Ea＝3Eb，故A正确；在正点电荷的周围越靠近场源电势越高，故有φa＞φb，故B错误；带正电粒子在a、b两点的电势能Epa>Epb，故D正确；由能量守恒，带正电粒子在a、b两点的动能Eka

2.如图所示，在两个等量异种电荷形成的电场中，D、E、F是两电荷连线上间距相等的三个点，三点的电势关系是φD>φE>φF，K、M、L是过这三个点的等势线，其中等势线L与两电荷连线垂直．带电粒子从a点射入电场后运动轨迹与三条等势线的交点是a、b、c，粒子在a、b、c三点的电势能分别是Epa、Epb、Epc，以下判断正确的是（　　）

A．带电粒子带正电

B．Epa

C．Epc－Epb＝Epb－Epa

D．Epc－Epb

【答案】BD

【解析】因φD>φE>φF，则左边是正点电荷，由运动轨迹可知，带电粒子带负电荷，则电场力做负功，导致负电荷的电势能增加，故A错误，B正确；D、E、F是两电荷连线上间距相等的三个点，结合点电荷电场矢量叠加原理，ab电势差大于bc电势差，根据W＝qU，则Epc－Epb

3.一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点，其速度—时间图象如图所示.分析图象后，下列说法正确的是（　　）

A.B、D两点的电场强度和电势一定都为零

B.A处的电场强度大于C处的电场强度

C.粒子在A处的电势能小于在C处的电势能

D.A、C两点的电势差大于B、D两点间的电势差

【答案】BC

【解析】速度－时间图象的斜率表示加速度，B、D两点的斜率为零，说明合力为零，因为一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点，所以B、D两点的电场力为零，电场强度为零，但是电势不一定为零，A错误；A处的斜率大小大于C处的斜率大小，因为a＝

，所以A处的电场强度大于C处的电场强度，B正确；因为只受电场力，所以运动过程中动能和电势能相互转化，从图中可得A点的速度大于C点的速度，所以从A到C一部分动能转化为电势能，故粒子在A处的电势能小于在C处的电势能，C正确；从图中可得A、C两点的速度变化量小于B、D两点的速度变化量，根据公式W＝Uq＝ΔEk可得A、C两点的电势差小于B、D两点间的电势差，D错误.

4.如图所示，在真空中固定两个等量异号点电荷＋Q和－Q，图中O点为两点电荷的连线中点，P点为连线上靠近－Q的一点，MN为过O点的一条线段，且M点与N点关于O点对称.则下列说法正确的是（　　）

A.同一个试探电荷在M、N两点所受的电场力相同

B.M、N两点的电势相同

C.将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中，电荷的电势能先增大后减小

D.只将－Q移到P点，其它点在空间的位置不变，则O点的电势减小

【答案】AD

【解析】等量异种点电荷的电场的分布具有一定的对称性，如图：

由图可得M、N两点的电场强度相同，故A正确；画出过M、N的等势面，如图所示：

电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面，故M点的电势大于N点的电势，故B错误；

将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中，电场力一直做正功，故电势能一直减小，故C错误；等量异号点电荷连线的中垂线是一条等势线，故O点的电势为零；只将－Q移到P点，其它点在空间的位置不变，此时两个电荷连线的中点在O点的左侧，故O点的电势变为负值，故O点的电势减小，故D正确.

5.空间存在着平行于x轴方向的静电场.A、M、O、N、B为x轴上的点，OA

A.粒子一定带负电

B.粒子从M向O运动过程中所受电场力均匀增大

C.粒子一定能通过N点

D.AO间的电场强度大于OB间的电场强度

【答案】ACD

【解析】由图可知，AB两点电势相等，O点的电势最高，A到O是逆电场线，粒子仅在电场力作用下，从M点由静止开始沿x轴向右运动即逆电场线方向运动，故粒子一定带负电，故A正确；A到O电势均匀升高，故A到O的电场是匀强电场，所以粒子从M向O运动过程中所受电场力不变.故B错误；由图可知，AB两点电势相等，M点的电势小于N点的电势，故M到O电场力做的功大于O到N电场力做的功，所以粒子能通过N点.故C正确；由于OA

6.如图所示，虚线为某静电场的等势面，且相邻两等势面间的电势差相等.一带负电的粒子由M点移动到N点的过程中，电场力做正功，M、N两点的电势用φM、φN表示，M、N两点的电场强度用EM、EN表示.则下列说法正确的是（　　）

A.φM＝φNB.φM<φNC.EM>END.EM

【答案】BD

【解析】带负电的粒子由M点移动到N点的过程中，电场力做正功，电势能减小，电势增加，则φM<φN；N处等势面密集，电场线也密集，电场强度大.

7.如图所示，O为半径为R的圆的圆心，ac、bd为圆的两个互相垂直的直径，在圆心O处固定一电荷量为Q的负点电荷，在a点处固定一电荷量为4Q的正点电荷，e为Oc连线上一点，f为Oc延长线上一点ec＝cf，则下列说法正确的是（　　）

A.b、c、d三点中，b、d两点场强相等，c点场强最小

B.b、c、d三点中，b、d两点电势相等，c点电势最低

C.将一负的点电荷从e点沿直线移到f点，点电荷的电势能先减小后增大

D.e、f两点的场强大小关系为Ee>Ef

【答案】BCD

【解析】b、c、d三点的场强为a、O两点固定点电荷产生的电场的叠加，根据电场叠加的结果，b、d两点的场强大小相等，但方向不同，因此场强不等，A项错误；在O处点电荷的电场中，b、c、d三点的电势相等，而在a处点电荷的电场中b、d两点电势相等，c点电势最低，因此电势叠加的结果，b、d两点电势相等，c点电势最低，B项正确；由于c点场强为Ec＝

－

＝0，可以判断Oc连线上场强方向水平向左，Oc延长线上的场强方向水平向右，因此一个负的点电荷从e点沿直线移到f点，电场力先做正功后做负功，因此电势能先减小后增大，C项正确；设ec＝ef＝L，根据E＝k

作出E－x图象，

由图象可知，Ee大小等于点电荷Q电场中距场源（R－L）和（R－

）处场强大小的差，同样Ef大小等于点电荷Q电场中距场源（R＋L）和（R＋

）处场强大小的差，由图象可知，Ee>Ef，D项正确.