2020版高考物理专题1.18电势和电势能（电磁部分）（含解析）

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1、专题1.18电势和电势能一．选择题1.(2019·河南省郑州市质检)如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点．不计重力，下列说法错误的是(　　)A．M带负电荷，N带正电荷B．M在b点的动能小于它在a点的动能C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功【参考答案】　D【名师解析】　由粒子运动轨迹可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M带负电荷，N带正电荷，故A正确；M从a点到b点，库仑力做负功，根据动能定理知，动能减小，则

2、M在b点的动能小于在a点的动能，故B正确；d点和e点在同一等势面上，电势相等，则N在d点的电势能等于在e点的电势能，故C正确；N从c点运动到d点，库仑斥力做正功，故D错误．2．（6分）（2019河南信阳高中考前适应试卷）如图所示，矩形的四个顶点a、b、c、d为匀强电场中的四个点，ab＝2bc＝1m，电场线与矩形所在的平面平行。已知a点电势为16V，b点电势为8V，c点电势为4V．一带电粒子从以点以速度v0＝1000m/s射入电场，v0与ab边的夹角为45°，一段时间后粒子经过ab边的中点e。不计粒子的重力，下列判断正确的是（　　）A．d点电势为14VB．电场强度大小为8V

3、/mC．粒子从a点到e点电势能增大D．粒子从a点到e点所用时间为s【参考答案】B【名师解析】根据匀强电场中平行的等间距的两点间的电势差相等，有Uad＝Ubc，即φa﹣φd＝φb﹣φc，已知φa＝16V，φb＝8V，φc＝4V，可得d点电势φd＝12V，故A错误；△ade为等腰直角三角形，a点到直线de的距离为d＝ad＝m，ae间电势差Uae＝φa﹣φe＝4V，则电场强度大小为E＝＝8V/m，故B正确；中点e的电势为φe＝＝＝14V，d点和e点的电势相同，de连线为等势线，电场方向垂直于de向下，根据粒子的运动轨迹可知粒子受到的电场力垂直于de连线向下，则粒子从a点到e点电

4、场力做正功，电势能减小，故C错误；粒子抛出后做类平抛运动，落到e点时，垂直于电场线方向的位移为x＝m，所需时间为t＝＝＝5×10﹣2s，故D错误；【方法归纳】根据U＝Ed知匀强电场中平行的等间距的两点间的电势差相等，由此求d点的电势；电势能等于电势与电荷量的乘积，电势和电荷量都带符号运算最终数值的大小表示电势能的高低；电场强度E＝；由电场线与等势面间的关系可得，质子将在电场中做类平抛运动，由类平抛规律计算粒子的运动时间。3.（2019浙江嘉兴质检）微波技术中常用的磁控管可以用磁场将电子群控制在管内。若电子群处于如图所示位置时，其形成的电场在位置1处的电场强度和电势分别为E

5、1和φ1，在位置2处的电场强度和电势分别为E2和φ2，则（）A．E1>E2φ1＞φ2B．E1>E2φ1＜φ2C．E1＜E2φ1＜φ2D．E1＜E2φ1＞φ2【参考答案】B【名师解析】把电子群看作一个小带电体（点电荷），根据点电荷电场强度公式可知，形成的电场在位置1处的电场强度大于位置2处的电场强度，即E1>E2。由于电子带负电，越靠近负电荷，电势越低，所以φ1＜φ2，选项B正确。4．（6分）（2019四川泸州三模）如图所示，真空中一轻弹簧一端固定在水平地面上，另一端与质量为m，带电量为+q的绝缘小球连接。初始时小球静止于P点，此时弹簧被压缩了x0，现在加一竖直向上大小为的

6、匀强电场，小球在向上运动过程中（弹簧形变未超过弹性限度，重力加速度为g），下列判断正确的是（　　）A．小球从P点上升x0的过程中弹簧弹力先做正功后做负功B．小球在距P点的距离为2x0处，速度最大C．小球在距P点的距离为3x0处，电势能最大D．小球达到的最高点距P点的距离为4x0【名师解析】开始时弹簧被压缩了x0，所以在小球从P点上升x0的过程中弹簧弹力一直做正功。选项A错误；设弹簧的劲度系数为k，没有电场时，小球受到重力与弹簧的弹力处于平衡状态，则：kx0＝mg，当增加电场后，由于小球受到的电场力大于重力，所以小球新的平衡位置的位置处于弹簧伸长的状态，设小球新的平衡位置对

7、弹簧的伸长量为x，则：qE＝mg+kx，又：，联立可得：x＝x0，可知平衡位置与P点之间的距离为：s＝x0+x＝2x0，所以小球在距P点的距离为2x0处，速度最大，选项B正确；加电场后小球受到重力、电场力以及弹簧的弹力，小球在竖直方向做简谐振动，由简谐振动的对称性可知，小球能上升的最大距离为2s＝4x0．在在距P点的距离为4x0处，电势能最大。故C错误，D正确。【参考答案】：BD。5.（2019广东潮州二模）在电场中，若选无穷远处作为电势零点，单个点电荷的电场中某点电势决定式为φ=kq/r（其中q为该点电荷的电量，r为该点距点