2011-2020年高考物理试卷分类汇编之037电场强度和电势（含答案及解析）

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第37节 电场强度和电势
1.2020年北京卷7．真空中某点电荷的等势面示意如图，图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是
A．该点电荷一定为正电荷
B．P点的场强一定比Q点的场强大
C．P点电势一定比Q点电势低
D．正检验电荷在P点比在Q点的电势能大
答案∶B
解析∶A．正电荷和负电荷周围的等势面都为一组同心球壳，该点电荷不一定为正电荷，故A错误；
B．相邻等势面间电势差相等，P点附近的等差等势面更加密集，故P点的场强一定比Q点的场强大，故B正确；
C．正电荷和负电荷周围的等势面都为一组同心球壳，若为正点电荷，则P点电势一定比Q点电势高，故C错误；
D．从等势面的情况无法判断该点电荷为正点电荷还是负点电荷，无法判断P点电势与Q点电势的高低，就无法判断正检验电荷在P点和在Q点的电势能的大小，故D错误。
故选B。
2.2020年浙江卷8.空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则（ ）
A．e点的电势大于0
B．a点和b点的电场强度相同
C．b点的电势低于d点的电势
D．负电荷从a点移动到c点时电势能增加
答案：D
解析：A．根据电场线与等势面垂直关系，可判断P点处为负电荷，无穷远处电势为0，e点在PQ连线的中垂线上，则，A错误；
B．a、b两点电场强度大小相同，方向不同，则a、b两点电场强度不同，B错误；
C．从Q到P电势逐渐降低，则，C错误；
D．由，负电荷从a到c电场力做负功，电势能增加，D正确。
故选D。
3.2019年上海学业卷14．如图所示为等量异种电荷的电场线，P、Q为电场线上的两点，可以判断出两点的场强EP> EQ，判断的依据是_________；还可以判断出两点的电势φp>φQ，判断的依据是_______
答案： P点所在位置处的电场线较Q点处的密； 沿着电场线方向电势降低
解析：电场线的密疏反映电场强度的大小，P点所在位置处的电场线较Q点处的密，所以EP> EQ；电场线的方向是由正电荷出发指向负电荷，而沿着电场线方向电势逐点降低，所以φp>φQ。
4.2019年北京卷17.如图所示，a、b两点位于以负点电荷–Q（Q>0）为球心的球面上，c点在球面外，则
A. a点场强的大小比b点大
B. b点场强的大小比c点小
C. a点电势比b点高
D. b点电势比c点低
答案：D
解析：由点电荷场强公式确定各点的场强大小，由点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面和沿电场线方向电势逐渐降低确定各点的电势的高低。
由点电荷的场强公式可知，a、b两点到场源电荷的距离相等，所以a、b两点的电场强度大小相等，故A错误；由于c点到场源电荷的距离比b点的大，所以b点的场强大小比c点的大，故B错误；由于点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面，所以a点与b点电势相等，选项C错误；负电荷的电场线是从无穷远处指向负点电荷，根据沿电场线方向电势逐渐降低，所以b点电势比c点低，故D正确。
5.2017年新课标Ⅲ卷21．一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是
A．电场强度的大小为2.5 V/cm
B．坐标原点处的电势为1 V
C．电子在a点的电势能比在b点的低7 eV
D．电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV
答：ABD
解析：如答图所示，设ac之间的d点电势与b点相同，则，所以d点的坐标为（3.5cm，6cm），过c点作等势线bd的垂线，由几何关系可得cf的长度为3.6cm。 电场强度的大小，故A正确；
因为Oacb是矩形，所以有Uac=UOb，解得坐标原点O处的电势为1 V ，故B正确；a点电势比b点电势低7V，电子带负电，所以电子在a点的电势能比在b点的高7 eV。故C错误；b点电势比c点电势低9V，电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV，故D正确。
6.2017年江苏卷8．在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有 （ AC ）
（A）q1和q2带有异种电荷
（B）x1处的电场强度为零
（C）负电荷从x1移到x2，电势能减小
（D）负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大
解析：由图知x1处的电势为零，所以q1和q2带异种电荷，A正确；图像的斜率描述该处的电场强度，故x1处的电场强度不为零，B错误；负电荷从x1移到x2，由低电势向高电势移动，电场力做正功，电势能减小，故C正确；由图知，从x1移到x2，电场强度越来越小，故电荷受到的电场力减小，所以D错误。
7.2017年新课标I卷20．在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标（ra，φa）标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是
A．Ea：Eb=4:1
B．Ec：Ed=2:1
C．Wab:Wbc=3:1
D．Wbc:Wcd=1:3
【答案】AC
【解析】由图可知，a、b、c、d到点电荷的距离分别为1m、2m、3m、6m，根据点电荷的场强公式可知， 故A正确，B错误；电场力做功W=qU，a与b 、b与c、c与d之间的电势差分别为2V、1V、1V，所以故C正确，D错误。
8.2018年海南卷9．如图，a、b、c、d为一边长为的正方形的顶点。电荷量均为q（）的两个点电荷分别固定在a、c两点，静电力常量为k，不计重力。下列说法正确的是 （ AD ）
A．b点的电场强度大小为
B．过b、d点的直线位于同一等势面上
C．在两点电荷产生的电场中，ac中点的电势最低
D．在b点从静止释放的电子，到达d点时速度为零
解析：点电荷a在b点产生的电场强度为，方向如图示，
点电荷c在b点产生的电场强度为，方向如图示，
由电场强度的合成法则得b点的电场强度大小为，
选项A正确；
将一个正点电荷从b点沿bd直线向下运动，到达ac中点前，电场力做负功，电势能增加，电势增大，所以选项BC错误；
根据对称性，bd两点的电势相等，根据动能定理，，在b点从静止释放的电子，到达d点时速度为零，选项D正确。故选AD。
9.2018年浙江卷（4月选考）11．一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以-v0做直线运动，其v-t图像如图所示。粒子在t0时刻运动到B点，3 t0时刻运动到C点，以下判断正确的是（ C ）
A．A、B、C三点的电势关系为
B． A、B、C三点的场强大小关系为
C．粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少
D．粒子从A点经B点运动到C点，电场力先做正功后做负功
解析：带电粒子的带电性不确定，无法判断电势的高低，A错；根据图像可知带电粒子的动能先减小后增大，由能量转化关系可知，动能转化为电势能，所以电势能先增大后减小，电场力先做负功再做正功，选项C正确D错误； v-t图像的斜率表示加速度的大小，也可间接地反映电场力和电场强度的大小，图线的斜率先增大后减小，且方向没有改变，所以电场强度应该是EB最大，选项B错误。
10.2019年海南卷1.如图，静电场中的一条电场线上有M、N两点，箭头代表电场的方向，则（ ）
A. M点的电势比N点的低
B. M点的场强大小一定比N点的大
C. 电子在M点的电势能比在N点的低
D. 电子在M点受到的电场力大小一定比在N点的大
答案：C
解析：电场线的方向是电势降低的方向，故M点的电势比N点的高，A错误；一根电场线不知道电场线的疏密，无法判断M、N两点电场强度的高低，也无法判断M、N两点电场力的大小，B、D错误；电子（负电荷）在电势高的M点处的电势能低，C正确。丹阳 庞留根
11.2020年新课标Ⅱ卷20．（6分）如图，竖直面内一绝缘圆环的上、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（　　）
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
答案：ABC
解析： AB、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，如下图所示，那么此两个点电荷在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AB正确；
CD、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，如上图所示，那么此两个点电荷在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，如上图所示，那么此两个点电荷在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，D错误；
故选：ABC。
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