人教高中物理专题07 电场 带电粒子在电场中的运动（精练）（解析版）.docx

2023年高考物理二轮复****讲练测
专题07 电场 带电粒子在电场中的运动（精练）
一、单项选择题
1．如图所示，有一个均匀带正电的绝缘球体，球心为，球体内有一个球形空腔，球心为，M、N为两球心连线上两点，P、Q连线过球心且与M、N连线垂直，且M、N、P、Q四点到距离相等，则下列说法正确的是（　　）
A．P、Q两点电场强度相同
B．P、Q两点电势相等
C．M点电场强度比N点小
D．M点电势比N点低
【答案】B
【详解】A．根据对称性可知 P、Q两点电场强度大小相同但P点电场强度方向朝右上方，而Q点电场强度方向朝右下方，两点场强方向不同，故A错误；
B．规定无穷远处为电势零点，由于P、Q到O1的距离相等，所以完整的均匀带正电球体O1在P、Q产生的电势相等；由于P到O2的距离等于Q到O2的距离，所以完整的均匀带负电球体O2在P产生的电势等于于在Q产生的电势，根据电势的叠加可知P、Q产生的电势相等，故B正确；
C．将球形空腔视看作填满了等量正、负电荷，且电荷量密度与球体实心部分相同，则M、N、P、Q四点的电场强度和电势均可视为完整的均匀带正电球体O1与均匀带负电球体O2产生的电场强度和电势的叠加。由于M、
N到O1的距离相同，所以完整的均匀带正电球体O1在M、N产生的电场强度（分别设为EM1和EN1）大小相同，且方向均背离圆心O1，而完整的均匀带负电球体O2在N点产生的电场强度EN2一定大于在M点产生的电场强度EM2，易知EN1和EN2方向相反， EP1和EP2方向相反，根据电场强度的叠加法则可知M点电场强度比N点的大，故C错误；
D．规定无穷远处为电势零点，由于M、N到O1的距离相等，所以完整的均匀带正电球体O1在M、N产生的电势相等；由于M到O2的距离大于N到O2的距离，所以完整的均匀带负电球体O2在M产生的电势高于在N产生的电势，根据电势的叠加可知M点电势比N点的高，故D错误。故选B。
2．如图所示，电量为Q的正电荷均匀地分布在半径为r的圆环上M为圆环平面内的点，过圆心O点的x轴垂直于环面，N为x轴上一点，ON=h，静电力常量为k。则（　　）
A．M、O两点场强都为零
B．N点场强大小为
C．M、O、N 三点中 O 点电势最高
D．过M点以O点为圆心的圆上各点电势不相等
【答案】B
【详解】A．在圆环上任取一点，则在圆环上一定存在关于O点对称的另一点，这两个对称的点在O点产生的电场强度大小相同方向相反，则O点总场强为零。下图为圆环的平面图，线段AB为过M点的直径。线段CD垂直于线段AB， A点到M点的距离小于B点到M点的距离。所以A、B两点在M点产生的电场强度指向圆心。 C、D两点到M点的距离相同，所以C、D两点在M点产生的电场强度为0。在圆弧AC上任取一点F。连接F与M并延长交于圆上K点。由几何关系得F点到M点的距离小于K点到M点的距离。所以F、K两点在M点产生的电场强度指向K点。 F点关于直径AB对称的点为G点。连接GM并延长交于圆上J点。同理， G、J
两点在M点的电场强度指向J点。整个图关于直径AB对称，综上根据对称性和矢量叠加原理得M点的电场强度指向圆心。故A错误；
B．设圆环上电荷的线密度为，则有 在圆环上任取一小段 ，这一小段小到其上的电荷可以看成点电荷，则该小段上的电荷量为则该小段上的电荷在N点产生的电场强度在x轴上的分量为
（方向沿着x轴正方向）则圆环上的所有电荷在N点产生的电场强度，沿x轴的分量为（方向沿着x轴正方向）根据对称性和矢量叠加原理可得，圆环上的所有电荷在N点产生的电场强度，沿垂直于x轴方向的分量为零。故B正确；
C．根据B选项的分析，在线段ON上除O点外任取一点，该点的电场强度沿x轴正方向，沿着电场线方向前进电势降低所以 根据A选项的分析，在线段MO上除O点外任取一点，该点的电场强度指向圆心，沿着电场线方向前进电势降低所以 故C错误；
D．根据A选项的分析，过M点以O点为圆心的圆上各点的电场强度都指向圆心，所以在该圆上移动电荷时，每时每刻电场力与位移方向垂直，即电场力不做功，所以该圆上的每个点的电势相同。故D错误。故选B。
3．如图所示，一绝缘圆环水平放置，圆心为O，其上放置四个电荷量相等的点电荷，这四个点电荷处于互相垂直的两直径的两端，一直径两端的电荷均为正电荷，另一直径两端的电荷均为负电荷。直线为圆环的中轴线，且两点关于O点对称。下列说法中正确的是（　　）
A．两点的场强不相等
B．上各点的电势不相等
C．两正电荷所在直径上以O为对称中心的两个点的场强相同
D．两负电荷所在直径上以O为对称中心的两个点的电势相等
【答案】D