专题04 电场线与等势面（解析版）.docx

高二物理寒假作业（章节补弱+自测提高）专题04电场线与等势面1.如图所示，等量异种电荷的电场中有。、4、8、C四点，。是两电荷连线的中点，48在两电荷的连线上且相对于。对称，C在两电荷连线的中垂线上,关于这四点的场强和电势关系，以下说法中正确的是（）X.UA.这四点的场强方向相同B.这四点中。点场强最大C.。点的电势比C点的高D.这四点中A点电势最高，8点电势最低【答案】AD【详解】等量异种点电荷电场线与等势线分布图，如图所示AB.根据电场线某点切线方向表示该点场强方向，可得这四点的场强方向相同。由电场线疏密可判断出这四点中4、8点场强最大。故A正确；B错误；CD.等势线分布图中，。点和C点均处于中垂面上，所以它们的电势相等。根据“沿电场线方向，电势逐渐降低"可得，这四点中A点电势最高，8点电势最低。故C错误；D正确。故选ADo2. 一对等量异种点电荷的电场线（实线）和等势线（虚线）分布如图所示，则下列说法正确的是（）A. A点场强Ea大于B点场强EbB. 4点电势外低于8点电势%C.某一点电荷在A点时的电势能EPA一定大于在B点时的电势能fpD.将某一点电荷从4点移至8点，路径不同，电场力做功也不同【答案】AB【详解】A.由电场线的疏密表示场强大小，可知A点场强EA大于8点场强口，A正确；B.沿电场线方向电势降低方向可知，A点电势以低于8点电势必,B正确；C.若把一正点电荷从A点移到8点，电场力做负功，电势能增加，所以正点电荷在八点时的电势能EM小于在B点时的电势能EpB,若把一负点电荷从A点移到B点，电场力做正功，电势能减少，所以负点电荷在A点时的电势能EM大于在8点时的电势能&B,C错误；D.将某一点电荷从A点移至8点，路径不同，由电场力做功特点可知，电场力做功相同，D错误。故选AB。3.如图是某等量电荷的等势线分布，相邻的等势线间电势差均相等，点。、b、C连线与两电荷的连线平行，且ab=bc.一带负电的点电荷M仅在电场力的作用下经过。点时速度方向如图,经过b所在等势线到达C所在等势线,取无穷远处电势为零。下列说法正确的是（）A.两等量电荷电性相反B.。、C两点的电场强度相同C.a、C两点的电势不相等D.点电荷到达C所在等势线时速度大小与在。点时相等【答案】AC【详解】AB.依题意，根据题图提供等势线的分布情况，符合等量异种电荷等势线的分布特点，故该带电荷为两等量电荷，电性相反，根据等量异种电荷电场线的分布特点，可知。、C两点的电场强度大小相等，但方向不同，故A正确，B错误；CD.根据等量异种电荷等势线的分布特点，可知。、C两点的电势不相等，则点电荷仅在电场力的作用下从Q点到达C所在等势线时，电场力做功不为零，动能将发生改变，所以点电荷到达C所在等势线时速度大小与在。点时不相等，故C正确，D错误。故选AC。4.如图所示，在等量正点电荷的连线上有关于中点。对称的。、b两点，在连线的中垂线上有关于。点对称的c、d两点，下列说法正确的是（）<±)A.沿着连线从。到b,场强先减小后增大，电势先降低后升高B.沿着连线从。到b,场强先增大后减小，电势先升高后降低C.电子沿着中垂线从C运动到d,电场力先做负功后做正功，电势能先增加后减少D.电子沿着中垂线从C运动到d,电场力先做正功后做负功，电势能先减少后增加【答案】AD【详解】AB.根据等量同种止电荷电场线和电势分布可知，沿着连线从。到b,场强先减小后增大，电势先降低后升高，故A正确，B错误；CD.等量同种正电荷中垂线上，中垂线与两电荷交点电势最大，电子沿着中垂线从C运动到d,电势先增大后减小，电势能先减少后增加，则电场力先做正功后做负功，故C错误,D正确。故选ADo5.如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线，该电场线关于虚线对称，0点为A、B点电荷连接的中点，a、b为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是()A. A、B可能带等量异号的正、负电荷B. A、B是两个带等量同种正电荷C.b两点处无电场线，故其电场强度为零D.同一试探电荷在0、b两点处所受电场力大小相等，方向相反【答案】BD【详解】AB.由电场线从正电荷开始到负电荷终止，再由电场线的分布特点，可知A、B是两个带等量同种正电荷，A错误，B正确；C.电场线只是形象描述电场而假想的曲线，或b两点处无电场线，可其电场强度不是零,C错误：D.。、b两点是对称点，由图可知，b两点的电场线疏密程度相同，场强大小相等，方向相反，所以同一试探电荷在。、b两点处所受电场力大小相等，方向相反，D正确。故选BDo6.如图所示。真空中等量同种正点电荷P、Q固定在关于。点对称的位置。正方形的外接圆圆心恰好位于0点。已知而与尸Q连线平行。则下列说法正确的是()A.。点的电场强度与C点的电场强度相同B.。点的电势与d点的电势相同C.负电荷自。点沿直线"移动到d过程中。电荷的电势能先减小后增大D.负电荷自点沿圆弧HC移动到C过程中。电荷受到的电场力始终不变【答案】BCA.由图可知，。点的电场强度与C点的电场强度大小相同，方向不同，A错误；B.由图可知，在同一等势面上，。点的电势与d点的电势相同，B正确；C.由图可知，沿直线Od电势先升高后降低，负电荷电势能先减小后增大，C正确；D.负电荷自。点沿圆弧"c移动到C过程中，场强方向是变化的，则电场力是变化的，D错误。故选BC。7.如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。带正电的粒子仅在电场力作用下通过电场，图中虚线为粒子的运动轨迹，。、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是（）A.。点场强大于b点场强C.带电粒子从。到b动能减小B.。点电势大于b点电势D.带电粒子从。到b电势能减小【答案】AC【详解】A.Q点的电场线较密，所以。点的场强大于b点场强，故A正确；B.等势面与电场线垂直，沿电场线方向电势逐渐降低，所以。点电势低于b点电势，故B错误；CD.带电粒子受到的电场力指向轨迹的凹侧沿电场线向左，粒子从。到b的位移与电场力的夹角大于90度，电场力做负功，所以粒子的动能减小，电势能增大，故C正确，D错误。故选AC,8.静电场聚焦在电子显微镜中起着重要的作用。图示为某电子显微镜内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线，两电子分别从。、b两点运动到C点，则（）A.场强E0>Eff,Eh>EcB.电势G>%,<Pe>fPbC.沿CM路径移动质子与电子，电荷的电势能改变是一样的D.沿加方向直线射入的电子一定做直线运动【答案】AD【详解】A.电场线疏密程度反应电场强度大小，电场线越密，电场强度越大，观察图像可得EaEkEc故A符合题意;B.沿电场线方向电势降低，则可得C点电势高于b点电势，。、b处于等势线上，则电势相等，综合可得纭>以=外故B不符合题意；C.质子与电子所带电荷量大小相等，沿相同路径移动质子和电子，初末位置电势差相等，则由W=Uq可知，电场力做功大小相等，电势能改变量相等，但电场力对正电荷做正功电势能减小，对负电荷做负功电势能增大，故C错误；D.be直线为电场线，电子在加上移动时受力水平向右，则定做直线运动，故D符合题意。故选AD。9.如图所示，实线为两个点电荷2、。2产生的电场的电场线，虚直线Cd为2、&连线的垂直平分线，。为垂足，c、d两点在垂直平分线上且关于2、。2连线对称。一电子只在电场力的作用下从。点沿虚曲线途经。点运动到b点。下列说法正确的是（）a.的电荷量小于乌的电荷量B.c、d两点的电势相同，场强相同C.电子过0点时的加速度大于过0点时的加速度D.电子在。点时的电势能小于在。点时的电势能【答案】CD【详解】A.根据电场线的分布可知两电荷带异种电荷，根据电场线的疏密程度分布可知2电荷量大于0的电荷量，A错误；B.根据场强的叠加法则可知，c、d两点的电场强度大小相等，方向不同；根据对称性可知C、d两点的电势相等，B错误;C.电场线的疏密程度表示场强的弱强，所以4电子仅受电场力，根据牛顿第二定律qE=ma可知电子过。点时的加速度大于过a点时的加速度，C正确；D.电子带负电，电子所受合外力指向轨迹的凹侧，所以2带正电，Q带负电，沿电场线方向电势降低，则%以根据电势能稣=0。电子带负电，所以耳。（耳D正确。故选CD。10 .如图所示，虚线代表电场中的三个等势面，实线为一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，下列说法中正确的是（）IOVA.粒子带正电B.粒子在Q点时的加速度较P点大C.粒子在P点时的动能较Q点大D.粒子在P点时的电势能较Q点大【答案】AD【详解】A.因为电场线和等势面垂直，且由高电势指向低电势，所以在P点的电场强度方向如图所示IOV因为带电粒子受到的电场力和电场强度共线，且在曲线的内侧，所以粒子在P点受到的电场力和电场强度方向相同，则粒子带正电，故A正确；B.因为Q点所在处的等势面比P点稀疏，所以电场强度比P点弱，根据牛顿第二定律可知，粒子在Q点的加速度小于P点，故B错误；CD.根据q=48,由于P点的电势大于Q点，所以粒子在P点的电势能大于。点，根据能量守恒可知，粒子在P点的动能小于Q点，故C错误，D正确。故选AD。11 .某电场的等势面如图所示，图中。、b、c、d、e为电场中的5个点，则（）A. 一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功B. 一电子从G点运动到d点，电场力做功为4eVC. b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向左D. a、b、Cxd四个点中，b点的电场强度大小最大【答案】BCD【详解】A.根据叼8=4力5由于b、e两点在同一等势面上，电势差为0,则一正电荷从b点运动到e点，电场力不做功，所以A错误；B.根据吗=夕。金为（练一伤）则一电子从。点运动到d点，电场力做功以=-e3-%）=-e（3-7）V=4eV所以B正确；C.根据电场线总是垂直于等势面，其方向由高电势指向低电势的方向，则b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向左，所以C正确；D.根据等势面越密的位置场强越强，则Q、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大，所以D正确；故选BCDo12.如图所示，虚线。、A、8、C、D是某匀强电场中的5个平行且等距的等势面，一电子经过。时的动能为IOeV,从。到C的过程中克服电场力所做的功为6eV,已知等势面4的电势为2V,下列说法正确的是（OABCDA.等势面8上的电势为零B.该电子一定可以到达等势面DC.该电子经过等势面C时，其电势能为-2eVD.该电子经过等势面4时的速率是经过等势面C时的五倍【答案】AD【详解】A.电子的电量为r,电子由。到C,根据动能定理得-eU"=-6eVWoc=6V由上一式可知%外,电场线垂白等势面向右，因等势面间距相等，由U=E/知相邻两等势面之间电势差相等，为2V,所以。、48、C、D的电势分别为4V、2V、OV-2V、-4V,故A正确：B.因电子的速度方向未知，若不垂直于等势面，如图中实线所示，电子可能到达不了等势面D,故B错误；DOABCD4V2V0-2V-4VC. C等势面的电势为-2V,电子经过C时，电势能Epc=-相c=2eV故C错误；D.电子经过等势面O的动能为IOeV,电势能为Epo=-eo=-4eV动能和电势能之和为6eV,电子运动时只有电场力做功，所以，动能和电势能之和不变。电子经过等势面4时的电势能为EPA=-2eV所以，经过4时的动能为8eV。电子经过C时，电势能为2eV,所以动能为4eV,电子经过4C两等势面的动能之比为2：1,所以速率之比为&：1，即匕="人故D正确。故选AD。13 .如图所示，虚线b、c、d、e是电场中的一组平行等差等势面，实线是一带负电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，N、P、Q分别为运动轨迹与等势面的交点，下列判断正确的是（A.粒子在电场中做匀变速运动B.图中等势面。的电势最低C.粒子经过Q点的动能小于P点的动能D.粒子在例点的电势能比Q点的大【答案】AC【详解】A.由于等势面是一组平行线，可知该电场是匀强电场，粒子受电场力恒定，根据牛顿第二定律，加速度恒定，因此粒子在电场中做匀变速曲线运动，A正确：B.电场线与等势面垂直，负电荷受力的方向逆看电场线，而做曲线运动的粒子，受力的方向总是指向凹侧，可知电场线方向水平向右，沿电场线电势逐渐降低，因此图中等势面。的电势最高，B错误；CD.由于受电场力向左，若从M向Q运动，则电场力做负功，粒子动能减少，电势能增加，C正确，D错误。故选AC。14 .如图所示，虚线表示电场的一族等势面且相邻等势面电势差相等，一个带电的粒子以一定的初速度进入电场后，只在电场力作用下沿实线轨迹运动，粒子先后通过M点和N点。在这一过程中，电场力做负功，由此可判断出（）A.粒子在M点的速率大于在/点的速率B.粒子在N点的电势能比在例点的电势能大C.N点的电势高于M点的电势D.粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大【答案】AB【详解】AB.粒子由M到N的过程中，电场力做负功，粒子电势能增加，由动能定理可知粒子在N点的动能小于在M点的动能，所以粒子在M点的速率大于在N点的速率，粒子在N点的电势能比在M点的电势能大，故AB正确；C.由于粒子电性未知，所以无法判断/点和M点的电势高低，故C错误；D. N点附近等势线比M点附近等势线密集，所以A/点电场强度比M点电场强度大，粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力小，故D错误。故选AB。15.如图所示，虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一簇等势线，一带电粒子只在电场力作用下飞经该电场时，恰能沿图中的实线从A点飞到C点，则下列判断正确的是（）A.粒子一定带正电B.粒子在A点的电势能大于在C点的电势能C.A点的场强大于C点的场强D.粒子从A点到B点电场力所做的功大于从B点到C点电场力所做的功【答案】AC【详解】A.根据电场线和等势线垂直，且由高等势线指向低等势线，因此图中电场线方向应垂直于等势线大体指向左上方，带电粒子所受电场力沿电场线指向曲线的内侧，大致左上方，故粒子应带正电，故A正确；B.从4到C过程中，电场力做负功，电势能增加，则粒子在4点的电势能小于在C点的电势能，故B错误；C.A点处等势线比C点处密，电场线也密，所以A点的电场强度大于C点的场强，故C正确：D.电场力做功与路径无关，只与初末位置间的电势差有关，因为UAB=UBC所以粒子从4点到8点和从8到C电场力做功相等，故D错误。故选AJ