2024版新教材高考物理复习特训卷考点52电场中的三线电场线等势线轨迹线问题

这是一份2024版新教材高考物理复习特训卷考点52电场中的三线电场线等势线轨迹线问题，共6页。


2．[2023·安徽蚌埠一模]如图所示，实线是电场线，一带电粒子只在电场力的作用下沿虚线由A运动到B的过程中，其速率—时间图像是选项中的( )
3．如图所示，虚线为某电场中的三条电场线1、2、3，实线表示某带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，则下列说法中正确的是( )
A．粒子在a点的加速度大小大于在b点的加速度大小
B．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
C．粒子在a点的速度大小大于在b点的速度大小
D．a点的电势高于b点的电势
4．[2023·山东聊城一模]2020年2月，中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱．电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，其中的一种电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等差等势面，一电子在其中运动的轨迹如图中实线所示，a、b是轨迹上的两点，则( )
A．a点的电场强度大于b点的电场强度
B．b点电场强度的方向水平向右
C．a点的电势高于b点的电势
D．电子在a点的电势能大于在b点的电势能
5．[2023·广东东莞高三联考](多选)如图所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，仅在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹，M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点．粒子从N到M的过程中( )
A．在M点的速率最大
B．所受电场力沿电场方向向右
C．加速度不变
D．电势能始终在增加
6．(多选)电荷量相等的四个点电荷分别固定于正方形的四个顶点，O点是正方形的中心，电场线分布如图所示，取无限远处电势为零．下列说法正确的是( )
A．正方形右下角电荷q带正电
B．M、N、P三点中N点场强最小
C．M、N、P三点中M点电势最高
D．负电荷在P点的电势能比在O点的电势能小
7．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．则下列说法错误的是( )
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
8．(多选)2021年5月在天津工业大学召开了第八届全国静电纺丝技术与纳米纤维学术会议，静电纺纱工艺示意图如图所示，虚线可视为等量异号电极产生电场的电场线，a、b、c为电场中三点，a、c在中间水平虚线上的等势点到b的距离相等，b为中间水平虚线的中点，电场线关于水平虚线的垂直平分线对称，一电子在外力驱动下从a点经过b运动到c点，下列说法正确的是( )
A．a、b、c三点的电势逐渐升高
B．三点的电场强度大小Ea>Eb>Ec
C．电场力对电子做的功Wab＝Wbc
D．电子可仅受电场力沿实线轨迹从a点经过b点运动到c点
9．(多选)真空中静止点电荷Q1、Q2所产生的电场线分布如图所示，图中A、B两点关于点电荷Q2水平对称．某带电粒子(仅受电场力作用)在电场中的运动轨迹如图中虚线所示，C、D是轨迹上的两个点．以下说法正确的是( )
A.A、B两点的场强大小相等
B．A点的电势大于B点电势
C．该粒子带正电，在C点的加速度小于D点的加速度
D．该粒子带负电，在C点的加速度大于D点的加速度
10．[2023·山东、湖南等6省统一模拟]等量异种点电荷固定在光滑绝缘水平面上的A、B两点，O点为A、B连线的中点．一质量为m、电荷量为q的带电粒以大小为v0的初速度进入该水平面，仅受电场力作用，其运动轨迹与AB连线的交点为M，且与AB连线的中垂线相切于N点．已知M点的电势为φM，电场强度为EM，N点的电势为φN，电场强度为EN，粒子在N点的速度大小为v，取无穷远处电势为零，则下列说法正确的是( )
A．该粒子带负电
B．φN>φM、EN>EM
C．P点的电势为 eq \f(1,2q) m(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) －v2)
D．粒子从N点运动到无穷远处的速度大小一定等于v
考点52 电场中的三线(电场线、等势线、轨迹线)问题——提能力
1．答案：D
解析：根据曲线运动力与轨迹的关系，合力指向轨迹弯曲的内侧，A错误；带电粒子只受静电力作用，故力与电场线共线，C错误；根据运动过程中粒子的电势能逐渐减小，可知静电力做正功，则静电力与速度方向的夹角应为锐角，故B错误，D正确．
2．答案：B
解析：由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力的方向大致斜向左上方，与电场强度方向相反，故粒子带负电，电场力做负功，速度减小，另由于B点电场线比A点稀疏，故电场强度减小，则加速度减小，所以粒子做加速度减小的减速运动，B正确．
3．答案：B
解析：电场线的疏密程度表示电场强度的强弱，a点处的电场线相对b点较为稀疏，所以Ea4．答案：C
解析：由于a点等差等势面比b点稀疏，则a点的电场强度小于b点的电场强度，A错误；由于电场线垂直于等势面，则b点电场强度垂直等势面沿水平方向，又因为电子轨迹为曲线，所受电场力指向轨迹凹侧，即水平向右，又电子带负电，则b点电场强度的方向水平向左，B错误；顺着电场线方向，电势逐渐降低，电场线由高等势面指向低等势面，根据电子受力方向向右，则电场线方向向左，故a点电势高于b点，C正确；因为φa>φb，电子在电势低的地方电势能大，在电势高的地方电势能小，故电子在a点的电势能小于在b点的电势能，D错误．
5．答案：CD
解析：由图中曲线的形状可知，粒子受到的电场力指向曲线的凹侧，电场力方向与电场方向相反，是沿电场方向向左的，粒子带负电，B错误；由图可知，从N到M的过程中电场力一直做负功，则粒子的动能减小，到达轨迹的最右点M时，速率减小到最小，电势能始终在增加，A错误，D正确；在匀强电场中粒子所受电场力不变，则加速度不变，C正确．
6．答案：AC
解析：根据电场线特点，正方形左上角电荷带正电，顺时针开始，第二个电荷带负电，右下角电荷带正电，第四个电荷带负电，A正确；根据电场线的疏密，M、N、P三点中M点场强最小，B错误；依据对称性可知，O点电势为零，M点电势为正，N、P两点更接近负电荷，电势为负，所以三点中M点电势最高，C正确；将负电荷从P点移动到O点，电势升高，电场力做正功，电势能减少，所以负电荷在P点的电势能比在O点的电势能高，D错误．
7．答案：D
解析：将带电圆环看成若干个点电荷，取关于水平直径对称的两个点电荷，依据点电荷的电场强度大小与方向，结合矢量的合成法则，如图所示，那么这两个点电荷在a、b两点产生电场强度大小相等，方向相同，同理，任意两个关于水平直径对称的两个点电荷在a、b两点产生的合电场强度大小相等，方向都相同，那么带异种电荷的上、下半圆在a、b两点的场强相等，方向相同，再依据电场线与等势线垂直，可知，ab连线即为等势线，因此a、b两点的电势也相等，故A、B正确，不符合题意；将带电圆环看成若干个点电荷，取上半圆关于竖直直径对称的两个点电荷，依据点电荷的电场强度大小与方向，结合矢量的合成法则，如图所示，那么这两个点电荷在c点产生电场强度的方向竖直向下，同理，取下半圆关于竖直直径对称的两个点电荷，依据点电荷的电场强度大小与方向，结合矢量的合成法则，如图所示，那么这两个点电荷在d点产生电场强度的方向也竖直向下，由于c、d两点关于水平直径对称，那么c、d两点的场强相等，因此任意两个关于竖直直径对称的两个点电荷在c、d两点产生的合电场强度大小相等，方向都相同，那么带异种电荷的上、下半圆在c、d两点的场强相等，方向相同，再依据沿着电场线方向电势降低，可知，c点的电势高于d，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意．故选D.
8．答案：AC
解析：由图可知，电场线从右向左，沿电场线电势逐渐降低，可知a、b、c三点的电势逐渐升高，选项A正确；因a点电场线最密集，b点电场线最稀疏，则三点的电场强度大小Ea>Ec>Eb，选项B错误；因a、c在中间水平虚线上的等势点到b的距离相等，可知Uab＝Ubc，根据W＝Uq可知，电场力对电子做的功Wab＝Wbc，选项C正确；因电场线是曲线，则电子沿轨迹运动时受电场力大小和方向不断变化，假设电子仅受电场力作用时沿实线轨迹从a点经过b点运动到c点，在b点到c点过程粒子受到的力向右没有指向轨迹的凹侧，不满足曲线运动的条件，选项D错误．
9．答案：BC
解析：根据电场线的方向，点电荷Q1带正电，Q2带负电．电场线的疏密表示电场的强弱，所以A处电场较强，故A错误；在Q2的电场中，A、B两点的电势相等，在Q1的电场中，A点的电势大于B点电势，所以综合来看，A点的电势大于B点电势，故B正确；电场力指向凹面，所以该粒子带正电，C点电场线较疏，电场较弱，电场力较小，加速度较小，所以在C点的加速度小于D点的加速度，故C正确，D错误．故选BC.
10．答案：D
解析：根据粒子轨迹弯曲特点，可知它经过M点时受两电荷的作用力向下，所以粒子带正电，A错误；根据等量异种点电荷电场连线和中垂线上场强和电势特点可知，φN>φM、EN