考向13 静电场中的能量-备战2023年高考物理一轮复习考点微专题（全国通用）（解析版）

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考向 13 静电场中的能量

【重点知识点目录】

1. 电场强度的叠加与计算

2. 电势高低及电势能大小的比较

3. 电势差与电场强度的关系

4. 平行板电容器的动态分析

5. 带电粒子在电场中的直线运动

6. 带电粒子在匀强电场中的偏转

1．（2022•浙江）如图所示，带等量异种电荷的两正对平行金属板 M、N间存在匀强电场，

板长为 L（不考虑边界效应）。t＝0时刻，M板中点处的粒子源发射两个速度大小为 v0

的相同粒子，垂直 M板向右的粒子，到达 N板时速度大小为 v0；平行 M板向下的粒

子，刚好从 N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用，则（　　）

A．M板电势高于 N板电势

B．两个粒子的电势能都增加

C．粒子在两板间的加速度为 a＝

D．粒子从 N板下端射出的时 t＝

【答案】C。

【解析】解：A、因为不知道两粒子的电性，故无法确定 M板和 N板的电势高低，故 A

错误；

B、根据题意可知垂直 M板向右的粒子，到达 N板时速度增加，动能增加，则电场力做

正功，电势能减小；则平行 M板向下的粒子达到 N板时电场力也做正功，电势能也减

小，故 B错误；

CD。设两板间距离为 d，对于平行 M板向下的粒子刚好从 N板下端射出，在两板间做

类平抛运动，有

对于垂直 M板向右的粒子，在板间做匀加速直线运动，因两粒子相同，在电场中的加

速度也相同，有

联立解得：；，故 C正确，D错误；

（多选）2．（2022•甲卷）地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷

的小球自电场中 P点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和

电势能的零点均取在 P点。则射出后，（　　）

A．小球的动能最小时，其电势能最大

B．小球的动能等于初始动能时，其电势能最大

C．小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大

D．从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量

【答案】BD。

【解析】解：A、小球只受重力和电场力，其重力势能、电势能与动能之和不变，当小

球的动能最小时，其电势能与重力势能之和最大，故 A错误；

B、当小球沿水平方向的速度减为零时，小球的电势能最大，由于小球所受的重力和电

场力的大小相等，所以此时小球的速度方向向下，大小等于抛出时小球的速度大小，所

以此时的动能等于初始动能，故 B正确；

C、合外力先对小球做负功，再做正功，合外力做正功的过程中，小球的动能一直增大，

所以小球速度动能没有最大值，故 C错误；

D、从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，小球的动能等于初始动能，此过程中动

能变化为零，则合外力做功为零，所以重力做的功等于小球电势能的增加量，故 D正确。

3．（2021•浙江）某书中有如图所示的图，用来表示横截面是“＜”形导体右侧的电场线

和等势面，其中 a、b是同一条实线上的两点，c是另一条实线上的一点，d是导体尖角

右侧表面附近的一点。下列说法正确的是（　　）

A．实线表示电场线

B．离 d点最近的导体表面电荷密度最大

C．“＜”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同

D．电荷从 a点到 c点再到 b点电场力做功一定为零

【答案】D。

【解析】解：A、电场线起于正电荷（或无穷远），终止于负电荷（或无穷远），由图

可知，图中的实线不是起于导体，可知实线是等势线，故 A错误；

B、等势线越密的地方，电场强度强度越强，d点场强较弱，可知离 d点最近的导体表

面电荷密度最小，故 B错误；

C、电场强度方向与等势线垂直，由图可知，“＜”形导体右侧表面附近电场强度方向

不一定相同，故 C错误；

D、a、b两点在同一条等势线上，ac 两点的电势差和 bc 两点的电势差相等，电荷从 a点

到c点再到 b点电场力做功一定为零，故 D正确。

（多选）4．（2021•天津）两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示，

相邻等势面间的电势差相等。虚线 MPN 是一个电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某

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