第2讲电场能的性质一、选择题(每小题6分,共60分)1.如图所示,菱形ABCD的对角线相交于O点,两个等量异种点电荷分别固定在AC连线上的M点与N点,且OM=ON,则(B)A.A、C两处电势、场强均相同B.B、D两处电势、场强均相同C.A、C两处电势、场强均不相同D.B、D两处电势、场强均不相同【解析】根据等量异种点电荷的电场的分布特点和叠加原理可知,A、C两点场强相同,取无穷远处电势为零,沿着电场线方向电势降低,则A点电势高于C点电势,故A、C项错误;由叠加原理可知,B、D两点场强相同,由于B、D两点处于等势面上,则B、D两点电势相同,故D项错误,B项正确。2.(2015·陕西三模)如图所示,虚线为电场中的一簇等势面与纸面的交线,相邻两等势面电势差相等,已知A、B两等势面间的电势差为10V,且A的电势高于B的电势。一个电子仅在电场力作用下从M点向N点运动,电子经过M点时的动能为8eV,则电子经过N点时的动能为(D)A.16eVB.7.5eVC.4.0eVD.0.5eV【解析】由题意知,A、B两等势面间的电势差为10V,相邻两等势面电势差相等,则知M、N间的电势差U=7.5V,因为A的电势高于B的电势,则知M的电势高于N的电势,电子从M点运动到N点,电场力做负功W=-7.5eV,根据动能定理得W=EkN-EkM,得EkN=W+EkM=-7.5eV+8eV=0.5eV,D项正确。3.(2015·海南高考)(多选)如图所示,两电荷量分别为Q(Q>0)和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧,a点位于x轴上O点与点电荷Q之间,b点位于y轴O点上方。取无穷远处的电势为零。下列说法正确的是(BC)A.b点电势为零,电场强度也为零B.正的试探电荷在a点的电势能大于零,所受电场力方向向右C.将正的试探电荷从O点移到a点,必须克服电场力做功D.将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点,后者电势能的变化较大【解析】等量异种点电荷连线的中垂线是电势为零的等势面,该线上除无穷远外各点场强方向水平向右,O点电场强度最大,O点上下两侧电场强度逐渐减小,A项错误;等量异种点电荷连线上电势沿着电场线逐渐降低,则φa>φO=0,正的试探电荷在a点电势能Epa=qφa,因为q>0,φa>0,所以Epa>0,a点电场强度方向向右,电荷带正电,所以电场力方向向右,B项正确;φO<φa,所以UOa<0,WOa=qUOa<0,电场力做负功,所以移动正的试探电荷必须克服电场力做功,C项正确;q>0,UOa=Uba,WOa=Wba,电场力做功相同,所以电势能变化相同,D项错误。4.有一个带正电的金属球壳(厚度不计),其截面图如图a所示,O为球心,球壳P处开有半径远小于球半径的小孔。以O点为坐标原点,过P点建立x坐标轴,A点是坐标轴上的一点,x轴上各点电势如图b所示。电子从O点以v0的初速度沿x轴方向射出,依次通过P、A两点。则下列关于电子在沿x轴正方向运动的过程中的描述正确的是(D)A.在OP间电子做匀加速直线运动B.在PA间电子做匀减速直线运动C.在OP间运动时电子的电势能均匀增加D.在PA间运动时电子的电势能增加【解析】由图b知OP间的电势不变,则电子在OP间运动电场力始终不做功,电子做匀速直线运动,A项错误;根据沿着电场线方向电势降低,可知PA间电场线方向由P到A,电子所受的电场力方向由A指向P,所以电子在PA间做减速直线运动。根据图线的斜率等于场强可知,从P到A场强逐渐减小,电子所受的电场力减小,所以电子做加速度减小的变减速运动,B项错误;由于电子在OP运动时电场力不做功,所以其电势能不变,C项错误;在PA间运动时电场力对电子做负功,则电子的电势能增加,D项正确。5.(2015·洛阳名校联考)(多选)如图所示,在平面直角坐标系中有一底角是60°的等腰梯形,坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中O(0,0)点电势为6V,A(1,)点电势为3V,B(3,)点电势为0V,则由此可判定(BD)A.C点电势为3VB.C点电势为0VC.该匀强电场的电场强度大小为100V/mD.该匀强电场的电场强度大小为100V/m【解析】由题意可知C点坐标为(4,0),在匀强电场中,任意两条平行的线段,两点间电势差与其长度成正比,所以CDV/m,C项错误,D项正确。6.(2015·大庆三检)(多选)如图所示,正四面体所有棱长都相等且长度为a,A、B、C、D是其四个顶点,现在B、D两点分别固定电量均为q的正、负点电荷,静电力常量为k,下列说法正确的是(BC)A.C点的场强大小为B.A、C两点的场强方向相同C.A、C两点电势相同D.将一正电荷从A点沿直线移动到C点,电场力先做正功...
