2025年高中物理新教材版专题第九章 微专题63(A)　电场能的性质.docx

微专题63(A)电场能的性质

1．电势、电势差是描述电场能的性质的物理量，取决于电场本身。2.电势能、电势都具有相对性，与零电势点的选取有关；电势差与零电势点的选取无关。3.电荷量、电势、电势差、电势能等为标量，有正负。在计算时代入正负号往往比较简单。4.掌握点电荷、等量同种点电荷、等量异种点电荷、匀强电场等电场的等势面的分布特点。

1.(2023·湖南省检测)如图所示，PQ为等量异种点电荷A、B连线的中垂线，C为中垂线上的一点，M、N分别为AC、BC的中点，若取无穷远处的电势为零，则下列判断正确的是()

A．M、N两点的电场强度相同

B．M、N两点的电势相等

C．若将一负试探电荷由N点移到C点，静电力做正功

D．若将一负试探电荷由无穷远处移到N点，电势能一定减小

答案D

解析等量异种点电荷的电场分布如图所示

由图可知，M、N两点电场强度大小相等，但方向不同，故A错误；AB连线的中垂线，即PQ线上各点的电势均为零，PQ左侧电势为负，右侧电势为正，则M点电势低于N点电势，故B错误；负电荷由N点移到C点，电势降低，电势能增大，所以静电力做负功，故C错误；无穷远处电势为零，N点电势大于零，所以负试探电荷从无穷远处移到N点，电势升高，电势能一定减小，故D正确。

2.(多选)如图所示的水平匀强电场中，将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，M、N保持静止，不计重力，则()

A．M的带电荷量比N的大

B．M带负电荷，N带正电荷

C．静止时M受到的合力比N的大

D．移动过程中匀强电场对M做负功

答案BD

解析因为M、N在释放后保持静止，说明受到的合力为0，若M带正电，不论N带正电，还是带负电，都不可能同时静止，只有M带负电，N带正电才能满足同时静止。又M与N之间的库仑力是作用力与反作用力，总是大小相等方向相反，所以二者受到的静电力也必定是大小相等方向相反，由F＝qE可知，二者所带的电荷量大小相等，故A错误，B正确；静止时，二者受到的合力都是0，故C错误；M带负电，在电场中受到的静电力的方向向左，所以移动过程中匀强电场对M做负功，故D正确。

3．(2023·湖南省三模)如图甲所示，等高的圆柱筒Q与小圆柱体P同轴放置。小圆柱体P均匀带负电荷，圆柱筒Q内壁均匀带正电荷，小圆柱体P与圆柱筒Q所带电荷量相等，在两者之间形成一径向电场，俯视图如图乙所示，O为圆心，已知径向电场的电场强度大小可表示为E＝eq\f(a,r)，a为正的常量，r是检测点到轴线的垂直距离。现有一氘核(eq\o\al(2,1)H)和一质子(eq\o\al(1,1)H)在径向电场中绕轴线做匀速圆周运动，运动轨迹半径分别为r0、2r0。不考虑两粒子间的相互作用及重力。下列说法正确的是()

A．在半径为r0的圆周上的电场强度相同

B．质子的电势能大于氘核的电势能

C．质子的动能大于氘核的动能

D．质子的速度等于氘核的速度

答案B

解析在半径为r0的圆周上的电场强度大小相等，方向均指向圆心，故A错误；由于沿电场线方向电势降低，所以越靠近圆柱体P电势越低，正电荷的电势能越小，所以质子的电势能大于氘核的电势能，故B正确；根据洛伦兹力提供向心力，有Eq＝meq\f(v2,r)，又已知E＝eq\f(a,r)，所以v＝eq\r(\f(aq,m))，Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)aq，由于质子的比荷大于氘核的比荷，所以质子的速度大于氘核的速度，但二者电荷量相等，所以二者动能相等，故C、D错误。

4．(多选)(2023·海南海口市模拟预测)如图所示是带电荷量不同的正、负点电荷的电场线，A、M、N是电场中的三点。A是两电荷连线的中点，M、N在两电荷连线的垂直平分线上。一个带负电的点电荷在M、N两点受到的静电力分别为FM、FN。无穷远处电势为零，则()

A．FMFN

B．A点电势为零

C．M点电势高于N点电势

D．将负点电荷从M点移动到N点的过程中，电势能增加

答案ACD

解析因为电场线的疏密表示电场强度，电场线越密的地方电场强度越大，由图可知，M点的电场强度大于N点的电场强度，则由F＝qE可得FMFN，故A正确；由等势线与电场线垂直可得过A点的等势线如图。因为无穷远处电势为零，且沿着电场线方向电势降低，所以A点电势大于零，故B错误；因为沿着电场线方向电势降低，由图可知，M点电势高于N点电势，故C正确；因为负电荷在电势高的地方电势能小，所以将负点电荷从M点移动到N点的过程中，电势能增加，故D正确。

5.(2023·湖北襄阳市模拟预测)如图所示，一椭圆的两焦点M、N处固定有两个等量异种电荷＋Q、－Q，O为椭圆中心，a、b是椭圆短轴上的两个端点，c是OM上的一点，d是Oa上的一点，e、f是椭圆上关于O点对