专题13静电场的能量-2026年高考物理分类解析(原卷版+解析版)

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2026年高考物理分类解析
专题13 静电场的能量
1. (2026高考物理湖北卷)一带正电粒子仅受静电力作用,从静止开始沿直线运动,0 ~ 4t0时间内,其速度v随时间t的变化图像是如图所示的三条线段。t0时刻、1.5t0时刻、3.5t0时刻粒子所在位置分别为a点、b点、c点。下列说法正确的是( )
A. b点的电势比a点的高
B. b点的电场强度比a点的大
C. 粒子在a、c两点的电势能相等
D. 粒子在a、c两点受到的电场力大小相等
2.(2026高考物理湖南卷)如图,三个足够大的金属板A、B、C平行放置,B板到A、C板的距离分别为、,。a点到A、B板的距离相等,b点到B、C板的距离相等。A、C板均接地,B板带电。关于a、b两点的电场强度、和电势、,下列关系正确的是
B. C. D.
3.(2026高考物理江苏卷第4题)一带正电粒子沿直线穿越如图等势面,则下列说法正确的是
A.粒子电势能先增大后减小
B.粒子电势能先减小后增大
C.粒子所受电场力先做负功后做正功
D.粒子所受电场力不变
4.(2026高考物理广东卷第8题) 图(a)为某梳齿状可变电容器截面图,上端为固定极板,下端为可上下运动的动极板。将该电容器接入图(b)所示电路,探究其电荷量Q、极板电压U和电容C的变化。过程为:①当动极板运动到最高处,开关S接a端,电源 向电容器充电;②充电结束后S接b 端空置,动极板向下运动;③当动极板运动到最低处,S接c端,电容器通过R放电。关于该过程,下列图像可能正确的是( )
B.
C. D.
(2026年1月浙江选考物理)手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。当手指靠近触摸屏时,电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度大于B点的电场强度
B. 将一电子从A点移到B点,电子的电势能增大
C. 极板上表面C点的电势等于下表面D点的电势
D. 若电子在E点释放,仅受静电力作用将沿电场线ab运动
6.(2026高考物理山东卷第10题) 融合新型功能材料的传感器在智能感知领域得到广泛应用。如图所示,光滑、绝缘椭圆轨道竖直放置,长轴、短轴,AC与 交于 点, 为最低点, 点处内置可感知轨道压力的传感器。空间内充满平行轨道平面、斜向上的匀强电场(图中未画出)。质量为 、电荷量为的小球置于 点时恰好静止,此时传感器示数等于,g为重力加速度的大小。下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小为
B. 电场强度方向与OA的夹角为45°
C. 、 两点间的电势差
D. 若小球在 点的速度水平向右、大小为,则到达 点时速度大小仍为
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2026年高考物理分类解析
专题13 静电场的能量
1. (2026高考物理湖北卷)一带正电粒子仅受静电力作用,从静止开始沿直线运动,0 ~ 4t0时间内,其速度v随时间t的变化图像是如图所示的三条线段。t0时刻、1.5t0时刻、3.5t0时刻粒子所在位置分别为a点、b点、c点。下列说法正确的是( )
A. b点的电势比a点的高
B. b点的电场强度比a点的大
C. 粒子在a、c两点的电势能相等
D. 粒子在a、c两点受到的电场力大小相等
答案 C
解析 根据题给的带正电粒子速度v随时间t的变化图像可知, 在0 ~ 2t0时间内,做匀加速直线运动,带正电粒子仅受静电力作用,静电力恒定,静电力做正功,动能增大,电势能减小, b点的电势比a点的低, b点的电场强度与a点相同,AB错误;由带正电粒子速度v随时间t的变化图像可知,t0时刻、3.5t0时刻粒子速度相等,对应的粒子在a、c两点的动能相等。根据带电粒子仅受静电力作用过程中动能和电势能之和不变,可知粒子在a、c两点的电势能相等,C正确;根据速度图像的斜率表示加速度可知,粒子t0时刻、3.5t0时刻的加速度大小不相等,所以粒子在a、c两点受到的电场力大小相等,D错误。
2.(2026高考物理湖南卷)如图,三个足够大的金属板A、B、C平行放置,B板到A、C板的距离分别为、,。a点到A、B板的距离相等,b点到B、C板的距离相等。A、C板均接地,B板带电。关于a、b两点的电场强度、和电势、,下列关系正确的是
B. C. D.
答案 A
解析 A、C板均接地,电势为零,B板为等势体,因此BA间、BC间的电势差相等,都等于U=B。平行板内部为匀强电场,电场强度E=U/d,已知, 故,A正确B错误。
a点到A板的距离为,电势===。
b点到C板的距离为,电势===。因此=,CD错误。
3.(2026高考物理江苏卷第4题)一带正电粒子沿直线穿越如图等势面,则下列说法正确的是
A.粒子电势能先增大后减小
B.粒子电势能先减小后增大
C.粒子所受电场力先做负功后做正功
D.粒子所受电场力不变
答案 B
解析 由图可知,等势面越靠近中心电势越低。带正电粒子沿直线穿越如图等势面,电势先减小后增大,带正电粒子电势能先减小后增大,B正确A错误;根据功能关系,粒子所受电场力先做正功后做负功,C错误;根据等电势差等势面的疏密反映电场强度的大小,越靠近中心等势面越密,电场强度越大,可知粒子所受电场力是变化的,D错误。
4.(2026高考物理广东卷第8题) 图(a)为某梳齿状可变电容器截面图,上端为固定极板,下端为可上下运动的动极板。将该电容器接入图(b)所示电路,探究其电荷量Q、极板电压U和电容C的变化。过程为:①当动极板运动到最高处,开关S接a端,电源 向电容器充电;②充电结束后S接b 端空置,动极板向下运动;③当动极板运动到最低处,S接c端,电容器通过R放电。关于该过程,下列图像可能正确的是( )
B.
C. D.
答案 A
解析 由题意可知,过程①为电容器充电过程,带电量Q逐渐增大。由C=Q/U可知Q与U成正比,Q--U图像为过原点的直线;过程②,S接b 端空置,电容器带电荷量Q不变,动极板向下运动,电容器两极板正对面积S减小,电容C减小,由C=Q/U可知电压U增大;过程③,当动极板运动到最低处,电容C不变,S接c端,电容器通过R放电。由C=Q/U可知Q与U成正比,Q--U图像为过原点的直线,带电量逐渐减小,A正确B错误;根据前面分析可知,过程①电容大于过程③电容,过程②,电容器带电荷量Q不变,由C=Q/U可知U与C成反比,CD错误。
(2026年1月浙江选考物理)手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。当手指靠近触摸屏时,电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度大于B点的电场强度
B. 将一电子从A点移到B点,电子的电势能增大
C. 极板上表面C点的电势等于下表面D点的电势
D. 若电子在E点释放,仅受静电力作用将沿电场线ab运动
【答案】C
【解析】.电场线越密的地方场强越大,电场线越疏的地方场强越小,由图可知,A点的电场强度小于B点的电场强度,故A错误;顺着电场线电势逐渐降低,由图可知A点电势低于B点电势,根据可知将一电子从A点移到B点,电子的电势能减小,故B错误;C.同一金属极板上,达到静电平衡后,电势处处相等,则极板上表面C点的电势等于下表面D点的电势,故C正确;由于电场线ab是曲线,则若电子在E点释放,仅受静电力作用不可能沿电场线ab运动,故D错误。
6.(2026高考物理山东卷第10题) 融合新型功能材料的传感器在智能感知领域得到广泛应用。如图所示,光滑、绝缘椭圆轨道竖直放置,长轴、短轴,AC与 交于 点, 为最低点, 点处内置可感知轨道压力的传感器。空间内充满平行轨道平面、斜向上的匀强电场(图中未画出)。质量为 、电荷量为的小球置于 点时恰好静止,此时传感器示数等于,g为重力加速度的大小。下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小为
B. 电场强度方向与OA的夹角为45°
C. 、 两点间的电势差
D. 若小球在 点的速度水平向右、大小为,则到达 点时速度大小仍为
答案 BCD
解析 作出小球在A点时的受力分析图如图1所示。
由平衡条件可得 qE=mg,解得电场强度的大小为E=,
电场强度方向与的夹角为,A错误B正确;
分别作出AB两点在经过O点的电场线上的两等势点A’、B’,如图2所示。
由几何关系可知,AB两点之间沿电场方向的距离为d=A’O+OB’=acos45°+bcos45°=(a+b),
、 两点间的电势差=-Ed=-`(a+b)=
小球所受支持力对其始终不做功。根据题意可知,小球所受电场力与重力的合力水平向右,BD连线沿竖直方向,所以从B到D的过程中,小球所受合外力做的总功为零,由动能定理可知,小球动能变化量为零,所以若小球在 点的速度水平向右、大小为,则到达 点时速度大小仍为,D正确。
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