1、第20讲电场能的性质[解密考纲]主要考查电势差、电势、电势能的理解和计算,以及v-t图、φ-x图象、E-x图象在电场中的应用.1.如图所示,在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R=0.1m的圆,P为圆周上的一点,O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小E=100V/m,则O、P两点间的电势差可表示为( A )A.UOP=-10sinθVB.UOP=10sinθVC.UOP=-10cosθVD.UOP=10cosθV解析 沿着电场线的方向电势降低,故UOP<0.在匀强
2、电场中,UOP=-E·Rsinθ=-10sinθV,故选项A正确.2.如图所示,一圆环上均匀分布着正电荷,x轴垂直于环面且过圆心O.下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是( B )A.O点的电场强度为零,电势最低B.O点的电场强度为零,电势最高C.从O点沿x轴正方向,电场强度减小,电势升高D.从O点沿x轴正方向,电场强度增大,电势降低解析 将整个圆环看做由两个半圆环组成,由对称性可知,这两个半圆环上的电荷在O点的场强大小相等,方向相反,故合场强为零.x轴上的合场强,由对称性可知,在圆环右侧的合场强
3、方向沿x轴向右,电势降低;左侧的合场强方向沿x轴向左,电势降低,故O点电势最高.由于在O点场强为零,距O点无限远场强为零,因此沿x轴向左、右两侧,电场强度都呈现出先增大后减小的特征.综上所述选项B正确.3.(2017·四川成都模拟)(多选)如图所示,Q是真空中固定的点电荷,a和b、c是以Q所在位置为球心,半径分别为r和2r的球面上的三个点.将电荷量为q1、q2的正检验电荷分别从a、c两点移至无穷远处,已知两检验电荷克服电场力做功相同.不计q1、q2的相互作用,下列判断正确的是( AC )A.Q带负电B.b
5、该检验电荷经过P点时速度为v,θ=60°,规定电场中P点的电势为零.则在+Q形成的电场中( B )A.N点电势高于P点电势B.N点电势为-C.P点电场强度大小是N点的2倍D.检验电荷在N点具有的电势能为-mv2解析 在+Q形成的电场中,N点电势低于P点电势,选项A错误;负检验电荷的机械能与电势能之和保持不变,负检验电荷在N点电势能等于,N点电势为-,选项B正确,D错误;由图中几何关系知,ON=2OP,由点电荷电场强度公式,P点电场强度大小是N点的4倍,选项C错误.5.如图所示的三条相互平行、距离相等的虚线
6、分别表示电场中的三个等势面,电势分别为7V、14V、21V,实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹.下列说法正确的是( A )A.粒子一定带负电荷,且粒子在a、b、c三点所受合力相同B.粒子运动径迹一定是a→b→cC.粒子在三点的动能大小为Ekb>Eka>EkcD.粒子在三点的电势能大小为Epc>Epa>Epb解析 由等势面特点可知,该电场为匀强电场,粒子所受静电力方向指向高电势,与电场方向相反,故该粒子带负电,选项A正确;由运动轨迹不能判断出该带电粒子的运动方向,故选项B错误;负电荷在b点的电