专题08电场线电场强度电势【母题来源一】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国3卷)【母题原题】(2020·全国高考课标3卷)如图,∠M是锐角三角形PMN最大的内角,电荷量为q(q>0)的点电荷固定在P点。下列说法正确的是( )A.沿MN边,从M点到N点,电场强度的大小逐渐增大B.沿MN边,从M点到N点,电势先增大后减小C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大D.将正电荷从M点移动到N点,电场力所做的总功为负【母题来源二】2020年全国普通高等学校招生统一考试物理(全国2卷)【母题原题】(2020·全国高考课标2卷)如图,竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环水平直径上的两个点,c、d为竖直直径上的两个点,它们与圆心的距离均相等。则( )A.a、b两点的场强相等B.a、b两点的电势相等C.c、d两点的场强相等D.c、d两点的电势相等【母题来源三】2020年全国普通高等学校招生统一考试物理(全国3卷)【母题原题】(2020·江苏省高考真题)如图所示,绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球(不计重力)。开始时,两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E,在静电力作用下,小球绕轻杆中点O
转到水平位置。取O点的电势为0。下列说法正确的有( )A.电场E中A点电势低于B点B.转动中两小球的电势能始终相等C.该过程静电力对两小球均做负功D.该过程两小球的总电势能增加【母题来源四】2020年全国普通高等学校招生统一考试物理(山东卷)【母题原题】(2020·山东省高考真题)真空中有两个固定的带正电的点电荷,电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时,仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线,以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d,如图所示。以下说法正确的是( )A.a点电势低于O点B.b点电势低于c点C.该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能D.该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能【命题意图】本题考查了电场线和电势知识,它们都是高中物理的核心知识,意在考查考生对物理主干知识的掌握情况。【考试方向】电场线是人们为了研究电场的方便,而引入的假想的实际并不存在的曲线,理解电场线的性质和作用,是研究电场问题的基础。高考对电场的考查重点有:库仑定律,对电场强度、电势的理解、应用,匀强电场中电场强度与电势差的关系、电场力做功的特点,平行板电容器的动态变化,带电粒子在匀强电场中的运动等知识。题型仍以选择题、计算题为主。学/科--网【得分要点】对电场线和电势,考生重点理解以下几点:
(1)电场线的性质:电场线是人们为了研究电场的方便,而假想的实际并不存在的曲线,是理想化的模型;电场线始于正电荷(或无穷远处),终止于负电荷(或无穷远处),不是闭合的;电场线永不相交。(2)电场线的特点或作用:电场线的疏密表示电场的强弱(等势线的疏密也表示电场的强弱);电场线上某点的切线方向表示该点处的场强方向;沿着电场线的方向,电势逐渐减小。(3)等势面的特点或作用:等势面一定与电场线垂直,即一定垂直于场强方向;电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面,两个不同的等势面永不相交;相邻两个等势面间的电势差是相等的,但在非匀强电场中,等势面间的距离并不恒定,场强大的地方,间距小,所以等势线的疏密表示电场的强弱;在同一等势面上移动电荷时,电场力不做功;处于静电平衡状态的导体是等势体,表面是等势面。1.(2020·天津高三三模)传感器是一种采集信息的重要器件,图为测定压力的电容式传感器,将电容器、灵敏电电流表、电源连接.施加力的作用使电极发生形变,引起电容的变化,导致灵敏电流计指针偏转.在对膜片开始施加恒定的压力到膜片稳定,灵敏电流表指针的偏转情况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)A.向右偏到某一刻度后不动B.向左偏到某一刻度后不动C.向右偏到某一刻度后回到零刻度D.向左偏到某一刻度后回到零刻度2.(2020·天津市滨海新区塘沽第一中学高三模拟)直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图.M、N两点各固定一负点电荷,一电量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零.静电力常量用k表示.若将该正点电荷移到G点,则H点处场强的大小和方向分别为( )A.,沿y轴正向B.,沿y轴负向
C.,沿y轴正向D.,沿y轴负向3.(2020·萍乡市麻山中学高三月考)如图所示,两电荷量分别为-Q和+2Q的点电荷固定在直线MN上,两者相距为L,以+2Q的点电荷所在位置为圆心、为半径画圆,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,下列说法正确的是A.c、d两点的电势相同B.a点的电势高于b点的电势C.c、d两点的电场强度相同D.a点的电场强度小于b点的电场强度4.(2020·江苏省如皋中学高三三模)如图所示,一带正电的粒子以一定的初速度进入某点电荷Q产生的电场中,沿图中弯曲的虚线轨迹先后经过电场中的a、b两点,其中a点的场强大小为Ea,方向与ab连线成30°角;b点的场强大小为Eb,方向与ab连线成60°角,粒子只受电场力的作用.下列说法中正确的是A.点电荷Q带正电B.a点的电势低于b点电势C.从a到b,系统的电势能减小D.粒子在a点的加速度大于在b点的加速度5.(2020·广西壮族自治区高三一模)如图所示,边长为L的正六边形ABCDEF的5条边上分别放置5根长度也为L的相同绝缘细棒。每根细棒均匀带上正电。现将电荷量为+Q的点电荷置于BC中点,此时正六边形几何中心O点的场强为零。若移走+Q及AB边上的细棒,则O点强度大小为(k为静电力常量)(
不考虑绝缘棒及+Q之间的相互影响)A.B.C.D.6.(2020·天津高三学业考试)如图所示为某电场中x轴上电势φ随x变化的图象,一个带电粒子仅受电场力作用在x=0处由静止释放沿x轴正向运动,且以一定的速度通过x=x2处,则下列说法正确的是()A.粒子从x=0到x=x2过程中,电势能先增大后减小B.粒子从x=0到x=x2过程中,加速度先减小后增大C.x1和x2处的电场强度均为零D.x1和x2之间的场强方向不变7.(2020·高三月考)如图所示,在直角三角形所在的平面内存在匀强电场,其中A点电势为0,B点电势为3V,C点电势为6V.己知∠ACB=30°,AB边长为m,D为AC的中点.,将一点电荷放在D点,且点电荷在C点产生的场强为1.5N/C,则放入点电荷后,B点场强为()
A.2.5N/CB.3.5N/CC.2N/CD.N/C8.(2020·山东省高三模拟)A、B为电场中一直线上的两个点,带正电的点电荷只受电场力的作用,从A点以某一初速度做直线运动到B点,其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示.则从A到B过程中,下列说法正确的是()A.点电荷的速度先增大后减小B.空间电场是某负点电荷形成的C.电荷所受电场力先减小后增大D.空间各点的电势先升高后降低9.(2020·广东省高三二模)如图所示,在绝缘水平面上固定着一光滑绝缘的圆形槽,在某一过直径的直线上有O、A、D、B四点,其中O为圆心,D在圆上,半径OC垂直于OB.A点固定电荷量为Q的正电荷,B点固定一个未知电荷,使得圆周上各点电势相等.有一个质量为m,电荷量为-q的带电小球在滑槽中运动,在C点受的电场力指向圆心,根据题干和图示信息可知()A.固定在B点的电荷带正电B.固定在B点的电荷电荷量为QC.小球在滑槽内做匀速圆周运动D.C、D两点的电场强度大小相等10.(2019·江苏省高考模拟)在电荷量分别为2q和-q的两个点电荷形成的电场中,电场线分布如图所示,在两点电荷连线上有a、b、c三点,且b、c两点到正点电荷距离相等,则
A.在两点电荷之间的连线上存在一处电场强度为零的点B.将一电子从a点由静止释放,它将在a、b间往复运动C.c点的电势高于b点的电势D.负试探电荷在a点具有的电势能比在b点时具有的电势能小11.(2020·宜宾市叙州区第一中学校高三模拟)如图所示,M、N是组成电容器的两块水平放置的平行金属极板,M中间有一小孔。M、N分别接到电压恒定的电源上(图中未画出)。小孔正上方的A点与极板M相距h.与极板N相距3h.某时刻一质量为m、带电量为q的微粒从A点由静止下落,到达极板N时速度刚好为零(不计空气阻力,重力加速度为g.则A.带电微粒在M、N两极板间往复运动B.两极板间电场强度大小为C.若将M向下平移h/3,微粒仍从A点由静止下落,进入电场后速度为零的位置与N的距离为5/4hD.若将N向上平移h/3微粒仍从A由静止下落,进入电场后速度为零的位置与M的距离的5/4h12.(2020·宜宾市叙州区第二中学校高三三模)反射式速调管是常用微波器之一,它利用电子团在电场中的振荡来产生微波,其振荡原理与下述过程类似.已知静电场的方向平行于轴,其电势随的分布如图所示.一质量,电荷量的带负电的粒子从(-1,0)点由静止开始,仅在电场力作用下在轴上往返运动.则()
A.轴左侧电场强度和右侧电场强度的大小之比B.粒子在区间运动过程中的电势能减小C.该粒子运动过程中电势能变化量的最大值为D.该粒子运动的周期13.(2020·定远县育才学校高三模拟)真空中质量为m的带正电小球由A点无初速自由下落t秒,在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场,再经过t秒小球又回到A点。小球电荷量不变且小球从未落地,重力加速度为g。则A.整个过程中小球电势能变化了B.整个过程中小球速度增量的大小为C.从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了D.从A点到最低点小球重力势能变化了