高考物理一轮复习第七章静电场第2讲电场能的性质课件
2025高考物理总复习静电场中能的性质
考点一 描述电场能的性质的物理量
由于CD边中点的电势为负值，则将一电子从O点 沿直线移动到CD边中点，电势降低，根据Ep＝ qφ可知，电子的电势能逐渐增加，故C错误； 由于OE为一条等势线，所以将一电子从O点沿直 线移动到E点，静电力不做功，其电势能不变， 故D正确。
考点一 描述电场能的性质的物理量
1.匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)电势差与电场强度的关系式：U＝ Ed ，其中d为电场中两点间沿电__场__ 方向 的距离。 (2)电场强度的方向和大小：电场中，电场强度方向是指 电势降低最快 的 方向。在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿 电场方向 单位距离上降 低的 电势 。
考点二 电势差与电场强度的关系
考点一 描述电场能的性质的物理量
5.等势面 (1)定义：电场中 电势相同 的各点构成的面。 (2)四个特点： ①在同一等势面上移动电荷时静电力不做功 。 ②电场线一定与等势面垂直，并且从电势 高 的等势面指向电势 低 的等 势面。 ③等差等势面越密的地方电场强度 越大 ，电场线越 密集 ，反之 越小 。 ④任意两个等势面都不相交。
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等势面、电场线与粒子运动轨迹问题
考点三 等势面、电场线与粒子运动轨迹问题
带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法 1.判断速度方向：带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为该点处的速度 方向。 2.判断静电力(或电场强度)的方向：仅受静电力作用时，带电粒子所受静 电力方向指向轨迹曲线的凹侧且与电场线相切，再根据粒子的正负判断 电场强度的方向。
考点一 描述电场能的性质的物理量
电势能Ep＝qφ，电子带负电，所以电势越高， 电势能越低，因为P点的电势比M点的低， 所以电子在P点的电势能大于其在M点的电 势能，D正确。
2013高考一轮：第七章静电场 第2单元 电场能的性质
1．将一正电荷从无限远处移入电场中M点，电场力做功W1＝6×10－9 J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无限远处，电场力做功W2＝7×10－9 J，则M、N两点的电势φM、φN，有如下关系()A．φM<φN<0B．φN>φM>0C．φN<φM<0 D．φM>φN>0解析：对正电荷φ∞－φM＝W1q；对负电荷φN－φ∞＝W2－q。
即φ∞－φN＝W2q。
而W2>W1，φ∞＝0，且W1q和W2q均大于0，则φN<φM<0，正确答案选C。
答案：C2.如图1所示，虚线是等量异种点电荷所形成的电场中每隔一定电势差所描绘的等势线，其中B和C在两电荷连线的中垂线上，且关于两电荷连线对称。
现用外力将一个正的试探电荷沿着图中实线所示的轨迹，按照箭头所指方向从A缓慢移动到F点。
在此过程中该外力所做正功最多的区间是()图1A．A→B B．C→DC．D→E D．E→F解析：由题意和动能定理可知W外＋W电＝0，据题图可知正电荷由C→D、由E→F过程，外力做正功，而由A→B、由D→E过程外力做负功，由B→C外力不做功，所以A、C项均错；又U DC>U FE，由W＝qU可知B项正确，D项错。
答案：B3.如图2所示，虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等，有一带正电的小球在电场中运动，实线表示该小球的运动轨迹。
小球在a点的动能等于20 eV，运动到b点时的动能等于2 eV。
若取c点为零势点，则当这个带电小球的电势能等于－6 eV时(不计重力和空气阻力)，它的动能等于()图2A ．16 eVB ．14 eVC ．6 eVD ．4 eV解析：从a 到b 由动能定理可知，电场力做功W ab ＝－18 eV ，则从a 到b 电势能增加量ΔE p ab ＝18 eV ，则由等势面特点及c 点为零势点可知：a 点电势能E p a ＝－12 eV ，又由动能和电势能之和不变可判断B 正确。
第2讲电场的能的性质讲义
第2讲 电场的能的性质电势能、电势 (考纲要求 Ⅰ)1.电势能(1)电场力做功的特点：电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关． (2)电势能①定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功．②电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，即W AB ＝E p A －E p B＝－ΔE p .2．电势(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能E p 与它的电荷量q 的比值．(2)定义式：φ＝E pq.(3)矢标性：电势是标量，有正负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)． (4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同． 3．等势面(1)定义：电场中电势相等的各点组成的面． (2)四个特点①等势面一定与电场线垂直．②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功．③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面． ④等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小．电势差 (考纲要求 Ⅱ) 1.定义：电荷在电场中，由一点A 移到另一点B 时，电场力做功与移动电荷的电荷量的比值．2．定义式：U AB ＝W ABq.3．电势差与电势的关系：U AB ＝φA －φB ，U AB ＝－U BA .4．影响因素：电势差U AB 由电场本身的性质决定，与移动的电荷q 及电场力做的功W AB 无关，与零电势点的选取无关．匀强电场中电势差与电场强度的关系 (考纲要求 Ⅰ)1．电势差与电场强度的关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积．即U ＝Ed ，也可以写作E ＝Ud.2．公式U ＝Ed 的适用范围：匀强电场.静电现象的解释 (考纲要求 Ⅰ) 1.静电感应、静电平衡：把金属导体放在外电场中，导体内的自由电子受电场力作用而发生迁移，使导体的两面出现等量的异种电荷，这种现象叫静电感应；当导体内自由电子的定向移动停止时，导体处于静电平衡状态．2．静电屏蔽：金属壳或金属网罩所包围的区域，不受外部电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽．基 础 自 测1．(多选)如图6－2－1所示，a 、b 为某电场线上的两点，那么以下结论正确的是( )． A ．把正电荷从a 移到b ，电场力做正功，电荷的电势能减小 B ．把负电荷从a 移到b ，电场力做负功，电荷的电势能增加 C ．把负电荷从a 移到b ，电场力做正功，电荷的电势能增加 D ．不论正电荷还是负电荷，从a 到b 电势能都逐渐降低 答案 AB2．(多选)关于电势差的计算公式，下列说法正确的是( )．A ．电势差的公式U AB ＝W ABq说明两点间的电势差U AB 与电场力做功W AB 成正比，与移动电荷的电荷量q 成反比B ．把正电荷从A 点移到B 点电场力做正功，则有U AB >0C ．电势差的公式U AB ＝W ABq中，U AB 与移动电荷的电荷量q 无关D ．电场中A 、B 两点间的电势差U AB 等于把正电荷q 从A 点移动到B 点时电场力所做的功 答案 BC3．(单选)在静电场中，下列说法正确的是( )． A ．电场强度处处为零的区域内，电势一定也处处为零 B ．电场强度处处相同的区域内，电势一定也处处相同 C ．电场强度的方向总是跟等势面垂直 D ．电势降低的方向就是电场强度的方向 答案 C 4．(单选)将悬挂在细线上的带正电的小球A 放在不带电的金属空心球C 内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B 向C 靠近，如图6－2－2所示，下列说法正确的是( )．A ．A 往左偏离竖直方向，B 往右偏离竖直方向 B ．A 的位置不变，B 往右偏离竖直方向C ．A 往左偏离竖直方向，B 的位置不变D ．A 和B 的位置都不变 答案 B5．(单选)如图6－2－3所示是某电场中的一组等势面，若A 、B、C 、D 相邻两点间距离均为2 cm ，A 和P 点间的距离为1.5 cm ，则该电场的场强E 和P 点的电势φP 分别为( )．A ．500 V/m ，－2.5 V B.1 00033 V/m ，－2.5 VC ．500 V/m,2.5 V D.1 00033V/m,2.5 V答案 B热点一 根据粒子的运动轨迹、电场线(等势面)进行相关问题的判定1．电势高低常用的两种判断方法 (1)依据电场线的方向―→沿电场线方向电势逐渐降低(2)依据U AB ＝W ABq―→U AB >0，φA >φB ，U AB <0，φA <φB .2．电势能增、减的判断方法 (1)做功判断法―→电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加 (2)公式法―→由E p ＝qφp ，将q 、φp 的大小、正负号一起代入公式，E p 的正值越大电势能越大，E p 的负值越小，电势能越大(3)能量守恒法―→在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，电势能增加(4)电荷电势法―→正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大 【典例1】 (2013·宁夏银川第四次考试)如图6－2－4所示，虚线a 、b 、c 代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相同，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，由此可知( )．A ．三个等势面中，c 等势面电势最高B ．带电质点通过P 点时电势能较大C ．带电质点通过Q 点时动能较大D ．带电质点通过P 点时加速度较大 答案 BCD反思总结 这类问题一般综合性较强，运用“牛顿运动定律、功和能”的知识分析(1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向，指向轨迹的凹侧)从二者的夹角情况来分析电荷做曲线运动的情况．(2)“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向或等势面电势的高低、电荷运动的方向，是题目中相互制约的三个方面 .若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知(三不知)，则要用“假设法”分别讨论各种情况．有时各种情景的讨论结果是归一的．【跟踪短训】 1．(2013·重庆卷，3)如图6－2－5所示，高速运动的α粒子被位于O 点的重原子核散射，实线表示α粒子运动的轨迹，M 、N 和Q 为轨迹上的三点，N 点离核最近，Q 点比M 点离核更远，则( )．A ．α粒子在M 点的速率比在Q 点的大B ．三点中，α粒子在N 点的电势能最大C ．在重核产生的电场中，M 点的电势比Q 点的低D ．α粒子从M 点运动到Q 点，电场力对它做的总功为负功解析 利用动能定理可判断α粒子的速率大小．由电势的高低可判断电势能的大小．重原子核带正电，离核越近，电势越高，选项C 错误；同一正电荷在电势越高的地方，其电势能越大，选项B 正确；带正电的α粒子在从M 点到Q 点的过程中，电场力做的总功为正功，据动能定理知，其速率增大，选项A 、D 错误．答案 B2．如图6－2－6所示，在两等量异种点电荷连线上有D 、E 、F 三点，且DE ＝EF .K 、M 、L 分别为过D 、E 、F 三点的等势面．一不计重力的带负电粒子，从a 点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以|W ab |表示该粒子从a 点到b 点电场力做功的数值，以|W bc |表示该粒子从b 点到c 点电场力做功的数值，则( )．A ．|W ab |＝|W bc |B ．|W ab |<|W bc |C ．粒子由a 点到b 点，动能减少D ．a 点的电势较b 点的电势低 答案 C3．真空中某处，在x 轴上关于O 点对称的A 、B 两点有着等量异种点电荷＋Q 和－Q ，两点电荷形成的电场中分布着C 、D 、E 三点(如图6－2－7所示)，其中OC ＝OD ，BE ＝BD ，则下列判断正确的是( )．A ．比较电场强度的大小有E C <E DB ．比较电势高低有φC >φDC ．将同一正点电荷从O 点移到D 点电场力所做的功大于从O 点移到E 点电场力所做的功D ．将同一正点电荷从O 点移到D 点电场力所做的功小于从O 点移到E 点电场力所做的功答案 ABD热点二 电场力做功与电场中的功能关系1．求电场力做功的几种方法(1)由公式W ＝Fl cos α计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W ＝Eql cos α. (2)由W AB ＝qU AB 计算，此公式适用于任何电场． (3)由电势能的变化计算：W AB ＝E p A －E p B . (4)由动能定理计算：W 电场力＋W 其他力＝ΔEk .2．电场中的功能关系(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变．(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变． (3)除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化． (4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化．【典例2】 (2013·天津卷，6)两个带等量正电的点电荷，固定在图6－2－8中P 、Q 两点，MN 为PQ 连线的中垂线，交PQ 于O 点，A 为MN 上的一点．一带负电的试探电荷q ，从A 点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则( )．A ．q 由A 向O 的运动是匀加速直线运动B ．q 由A 向O 运动的过程电势能逐渐减小C ．q 运动到O 点时的动能最大D ．q 运动到O 点时的电势能为零解析 根据等量同种电荷形成的电场的特点、力与运动的关系、功能关系解决问题．等量同种电荷的电场线如图所示，负试探电荷q 在A 点由静止释放，在电场力的作用下从A 向O 做变加速直线运动，且电场力做正功，电势能减小，A 错误，B 正确；负试探电荷q 通过O 点后在电场力的作用下向下做变减速运动，因此q 运动到O 点时的速度最大，动能最大，选项C 正确；因无限远处的电势为零，则O 点的电势φ≠0，所以q 在O 点的电势能不为零，选项D 错误．答案 BC反思总结 处理电场中能量问题的基本方法在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒定律，有时也会用到功能关系．(1)应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功)．(2)应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化．(3)应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系． (4)有电场力做功的过程机械能不一定守恒，但机械能与电势能的总和可以守恒． 【跟踪短训】4．质量为m 的带正电小球由空中A 点无初速自由下落，在t 秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t 秒小球又回到A 点．不计空气阻力且小球从未落地，则()．A ．整个过程中小球电势能变化了32mg 2t 2B ．整个过程中小球速度增量的大小为2gtC ．从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了mg 2t 2D ．从A 点到最低点小球重力势能变化了23mg 2t 2答案 BD5．在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形abcd ，顶点a 、c 处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图6－2－9所示．若将一个带负电的粒子置于b 点，自由释放，粒子将沿着对角线bd 往复运动．粒子从b 点运动到d 点的过程中( )．图6－2－9A ．先做匀加速运动，后做匀减速运动B ．先从高电势到低电势，后从低电势到高电势C ．电势能与机械能之和先增大，后减小D ．电势能先减小，后增大解析 a 、c 两点放等量正点电荷后的电场，如图所示．电场是非匀强电场，负电荷在其中受的电场力是变力，由牛顿第二定律知加速度也是变化的．故不选A.在bd 连线上，中点O 的电势最高，所以从b 到d ，电势先增大后减小，故不选B. 由于只有电场力做功，所以只有电势能与动能的相互转化，其总和不变，故不选C.在bd 连线上的负电荷受力方向如图所示．由b 到O 时，电场力做正功，电势能减小；由O 到d 时，电场力做负功，电势能增大．故选D.答案 D思想方法 9.公式E ＝Ud的拓展及应用技巧1．匀强电场中场强与电势差的关系在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积，用公式U ＝Ed 表示，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差，电势降落最快的方向为电场强度的方向．2．应用“一式二结论”巧解电场强度与电势差相关的问题 (1)“一式”E ＝U d ＝W 电qd，其中d 是沿电场强度方向上的距离．(2)“二结论”结论1 匀强电场中的任一线段AB 的中点C 的电势φC ＝φA ＋φB2，如图6－2－10所示．图6－2－10 图6－2－11结论2 匀强电场中若两线段AB ∥CD ，且AB ＝CD ，则U AB ＝U CD (或φA －φB ＝φC －φD )，如图6－2－11所示．【典例】 (2012·安徽卷，18)如图6－2－12所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O 处的电势为0 V ，点A 处的电势为6 V ，点B 处的电势为3 V ，则电场强度的大小为( )．图6－2－12A ．200 V/mB ．200 3 V/mC ．100 V/mD ．100 3V/m解析 在匀强电场中，沿某一方向电势降落，则在这一方向上电势均匀降落，故OA 的中点C 的电势φC ＝3 V(如图所示)，因此B 、C 为等势面．O 点到BC 的距离d ＝OC sin α，而sin α＝OB OB 2＋OC2＝12，所以d ＝12OC ＝1.5×10－2m.根据E ＝U d 得，匀强电场的电场强度E ＝U d ＝31.5×10－2V/m ＝200 V/m ，故选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．答案 A即学即练 如图6－2－13所示，在直角三角形所在的平面内有匀强电场，其中A 点电势为0 V ，B 点电势为3 V ，C 点电势为6 V ．已知∠ACB ＝30°，AB 边长为 3 m ，D 为AC 的中点．现将一点电荷放在D 点，且点电荷在C 点产生的场强为2 N/C，则放入点电荷后，B 点场强为( )．图6－2－13A ．4 N/CB ．5 N/C C ．2 2 N/CD ． 5 N/C 解析 D 点电势为3 V ，BD 连线为等势线，由几何关系可知，A 点到等势线的距离为1.5 m ，所以匀强电场的场强E 1＝31.5N/C ＝2 N/C ，且与AB 的夹角为30°，点电荷在B 点的场强E 2与E 1垂直，所以合场强E ＝2 2 N/C.答案 C对应高考题组1．(2012·山东理综，19)图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷．一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a 、b 、c 三点是实线与虚线的交点．则该粒子( )．A ．带负电B ．在c 点受力最大C ．在b 点的电势能大于在c 点的电势能D ．由a 点到b 点的动能变化大于由b 点到c 点的动能变化解析 由带电粒子进入正点电荷形成的电场中的运动轨迹可以看出两者相互排斥，故带电粒子带正电，选项A 错误；根据库仑定律F ＝k q 1q 2r2可知，a 、b 、c 三点中，在a 点时受力最大，选项B 错误；带电粒子从b 点到c 点的过程中，电场力做正功，电势能减小，故在b 点的电势能大于在c 点的电势能，选项C 正确；由于虚线为等间距的同心圆，故U ab >U bc ，所以W ab >W bc ，根据动能定理，带电粒子由a 点到b 点的动能变化大于由b 点到c 点的动能变化，选项D 正确．答案 CD2．(2012·天津理综，5)两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A 点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中( )．A ．做直线运动，电势能先变小后变大B ．做直线运动，电势能先变大后变小C ．做曲线运动，电势能先变小后变大D ．做曲线运动，电势能先变大后变小解析 带负电的粒子以速度v 进入电场后，电场力的方向与v 的方向不在一条直线上，故带负电的粒子做曲线运动，选项A 、B 错误．带负电的粒子先由低电势面运动到高电势面，然后由高电势面运动到低电势面，所以电势能先减小后变大，选项C 正确，选项D 错误．答案 C 3．(2011·上海单科，14)两个等量异种点电荷位于x 轴上，相对原点对称分布，正确描述电势φ随位置x 变化规律的是图( )．解析 距正电荷越近电势越高，且φ>0；距负电荷越近电势越低，且φ<0，故选A. 答案 A4．(2012·福建卷，15)如图所示，在点电荷Q 产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q 1、q 2分别置于A 、B 两点，虚线为等势线．取无穷远处为零电势点，若将q 1、q 2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是( )．A ．A 点电势大于B 点电势 B ．A 、B 两点的电场强度相等C ．q 1的电荷量小于q 2的电荷量D ．q 1在A 点的电势能小于q 2在B 点的电势能解析 由于电场力做负功，所以Q 应带负电荷，由负点电荷产生电场的电场线的分布规律可判断出φB >φA ，故A 项错误；由E ＝k Qr 2，r 不相等，所以E A ≠E B ，B 项错误；由φA ＝W A →∞q 1、φB ＝W B →∞q 2，因为W A →∞＝W B →∞，φA <φB <0，所以1q 1>1q 2，即q 1<q 2，故C 项正确；由于克服电场力做功相等，且无穷远处电势能为零，所以q 1在A 点的电势能等于q 2在B 点的电势能，故D 项错误．答案C5．(2012·重庆卷，20)空间中P 、Q 两点处各固定一个点电荷，其中P 点处为正电荷，P 、Q 两点附近电场的等势面分布如图所示，a 、b 、c 、d 为电场中的4个点，则( )．A ．P 、Q 两点处的电荷等量同种B ．a 点和b 点的电场强度相同C ．c 点的电势低于d 点的电势D ．负电荷从a 到c ，电势能减少解析 由题中所给的等势面分布图是对称的及电场线与等势面垂直可得，P 、Q 两点应为等量的异种电荷，A 错；a 、b 两点的电场强度大小相等，但方向不同，故B 错；因P 处为正电荷，因此c 点的电势高于d 点的电势，C 错；因P 处为正电荷，故Q 处为负电荷，负电荷从靠Q 较近的a 点移到靠P 较近的c 点时，电场力做正功，电势能减小，D 对．答案DA 对点训练——练熟基础知识题组一 对电场线、场强、电势、电势能关系的理解 1．(单选)下列说法中，正确的是( )． A ．电场强度为零的地方，电势一定为零 B ．电势为零的地方电场强度不一定为零 C ．电场强度相同的地方，电势一定相等 D ．电势相等的地方电场强度一定相等解析 混淆了电场强度与电势的关系．电场强度和电势的大小没有必然的关系．电场强度为零的地方，电势不一定为零，如对于等势体而言，内部的场强为零，但内部的电势不为零．电场强度相等的地方，电势也不一定相等，如匀强电场内部，场强处处相等，但电势并不处处相等；对于电荷分布不均匀的等势体而言，表面是一个等势面，但因电荷密度不相等 ，故表面上场强的大小不相等．答案 B2．(多选)关于匀强电场电场强度和电势差的关系，下列说法正确的是( )． A ．在相同距离上的两点，电势差大的其场强也必定大 B ．场强在数值上等于每单位距离上的电势的降落C ．沿电场线的方向，任何相等距离上的电势降落必定相等D ．电势降低最快的方向必定是电场强度的方向解析 对公式U ＝Ed 中的d 没有正确理解．选项A 中，距离如果是沿电场方向的距离就正确；选项B 中的距离如果是沿场强的方向，就是正确的．所以选项C 、D 正确．答案 CD3．(单选)关于电场力做功与电势差的关系，下列说法正确的是( )． A ．M 、N 两点间的电势差等于单位电荷从M 点移到N 点电场力做的功B ．不管是否存在其他力做功，电场力对电荷做多少正功，电荷的电势能就减少多少C ．在两点移动电荷电场力做功为零，则两点一定在同一等势面上，且电荷一定在等势面上移动D ．在两点间移动电荷电场力做功的多少与零电势的选择有关解析 W ＝qU AB ＝q (φA －φB )，由此关系式可以得出，当q 取单位正电荷时，W ＝U AB ，也就是说“M 、N 两点间的电势差等于单位正电荷从M 点移到N 点电场力做的功”，所以A 错；不管是否有其他力做功，电场力做多少正功，电荷的电势能就减少多少，B 正确；在两点间移动电荷，电场力做功为零，说明了两点间的电势差为零，但移动的路径不能确定，故C 错误；两点间的电势差和零电势的选择没有关系，所以在两点间移动电荷，电场力做功的多少和零电势的选择没有关系，D 错误．答案 B题组二 电势的高低、电势能的增减的判断4．(单选)将一正电荷从无穷远处移入电场中M 点，电势能减少了8.0×10－9 J ．若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的N 点，电势能增加了9.0×10－9 J ．下列判断正确的是( )．A ．φM <φN <0B ．φN >φM >0C ．φN <φM <0D ．φM >φN >0解析 取无穷远处电势为0，则正电荷在M 点的电势能为－8.0×10－9 J ，负电荷在N 点的电势能为9.0×10－9 J ．由φ＝E q，M 、N 点的电势φM <0，φN <0，且|φN |>|φM |，即φN <φM <0，故C正确．答案 C5．(单选)图中的虚线a 、b 、c 、d 表示匀强电场中的4个等势面．两个带电粒子M 、N (重力忽略不计)以平行于等势面的初速度射入电场，运动轨迹分别如图6－2－14中MPN 和NQM 所示．已知M 是带正电的粒子．则下列说法中正确的是( )．图6－2－14A ．N 一定也带正电B ．a 点的电势高于b 点的电势，a 点的场强大于b 点的场强 C. 带电粒子N 的动能减小、电势能增大 D ．带电粒子N 的动能增大、电势能减小解析 根据偏转情况得带正电的M 粒子向右偏，N 粒子向左偏必带负电，故A 错；该电场是匀强电场，故B 错；两粒子都是电势能减小，动能增大，故C 错，D 对．答案 D 6．(2013·江苏卷，6)(多选)将一电荷量为＋Q 的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图6－2－15所示，金属球表面的电势处处相等．a 、b 为电场中的两点，则( )．图6－2－15A ．a 点的电场强度比b 点的大B ．a 点的电势比b 点的高C ．检验电荷－q 在a 点的电势能比在b 点的大D ．将检验电荷－q 从a 点移到b 点的过程中，电场力做负功解析 由题图可知，a 处电场线比b 处密，所以E a >E b ，选项A 正确；沿着电场线的方向电势不断降落，a 点电势高于不带电金属球的电势，不带电金属球的电势高于b 点电势，所以φa >φb ，选项B 正确；负电荷在高电势点的电势能小，选项C 错误；检验电荷－q 从a 点移到b 点时，电势能增大，故电场力做负功，选项D 正确．答案 ABD题组三 对电势差的理解及计算7．(2013·广东四校联考)(多选)某电场的电场线分布如图所示，将一电荷量q ＝2×10－9C 的试探电荷由电场中的a 点移到b 点，电荷克服电场力做功为4×10－8J ，下列说法正确的是( )．图6－2－16A ．a 点的场强大于b 点的场强B ．试探电荷带正电C ．a 点电势高于b 点电势D ．a ，b 两点间的电势差为20 V解析 电场线的疏密程度表示电场强度的大小，A 错误；把试探电荷从a 点移到b 点，克服电场力做功，说明试探电荷所受的电场力和电场方向相反，试探电荷带负电，B 错误；沿电场线的方向电势降低，C 正确；因为U ab ＝W ab q ＝－4×10－8J－2×10－9C＝20 V ，D 正确．答案 CD8．(单选)如图6－2－17所示，高为h 的光滑绝缘曲面处于匀强电场中，匀强电场的方向平行于竖直平面，一带电荷量为＋q ，质量为m 的小球，以初速度v 0从曲面底端的A 点开始沿曲面表面上滑，到达曲面顶端B 点的速度仍为v 0，则( )．图6－2－17A ．电场力对小球做功为mgh ＋12m v 20B ．A 、B 两点的电势差为mghqC ．小球在B 点的电势能大于在A 点的电势能D ．电场强度的最小值为mgq解析 如图所示，设A 、B 两点间电势差为U AB ，对小球由A 到B 的过程，根据动能定理得qU AB －mgh ＝0，解得U AB ＝mgh /q ，选项B 正确；电场力对小球做的功刚好克服重力做功，等于mgh ，选项A 错误；由于小球由A 到B 的过程电场力做正功，所以小球电势能减小，选项C 错误；设电场方向与AB 间位移方向的夹角为θ，U AB ＝Es AB ·cos θ＝mgh q ，解得E ＝mghqs AB cos θ，可知电场强度的最小值不等于mgq，选项D 错误．答案 B9．(多选)如图6－2－18所示为空间某一电场的电场线，a 、b 两点为其中一条竖直向下的电场线上的两点，该两点的高度差为h ，一个质量为m 、带电荷量为＋q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时速度大小为3gh ，则下列说法中正确的是( )．图6－2－18A ．质量为m 、带电荷量为＋q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点的过程中动能增加量等于电势能减少量B ．a 、b 两点的电势差U ＝mgh2qC ．质量为m 、带电荷量为＋2q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时速度大小为ghD ．质量为m 、带电荷量为－q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时速度大小为gh解析 质量为m 、带电荷量为＋q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点的过程中，机械能与电势能之和守恒，其动能增加量等于重力势能、电势能的减少量之和，选项A 错误；设a 、b 之间的电势差为U ，由题意，质量为m 、带电荷量为＋q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时速度大小为3gh ，根据动能定理，mgh ＋qU ＝12m ·3gh ，解得qU ＝12mgh ，a 、b 两点的电势差U ＝mgh2q，选项B 正确；质量为m 、带电荷量为＋2q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时，由动能定理得mgh ＋2qU ＝12m v 21，解得v 1＝2gh ，选项C 错误；质量为m 、带电荷量为－q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时，由动能定理得mgh －qU ＝12m v 22，解得v 2＝gh ，选项D 正确．答案 BD10．(多选)如图6－2－19所示为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B 点．在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J ，电场力做的功为1.5 J ．则下列说法正确的是( )．图6－2－19A ．粒子带负电B ．粒子在A 点的电势能比在B 点少1.5 JC ．粒子在A 点的动能比在B 点多0.5 JD ．粒子在A 点的机械能比在B 点少1.5 J解析 从粒子的运动轨迹可以看出，粒子所受的电场力方向与场强方向相同，粒子带正电，A 错误；粒子从A 点运动到B 点，电场力做功1.5 J ，说明电势能减少1.5 J ，B 错误；对粒子应用动能定理得：W 电＋W 重＝E k B －E k A ，代入数据解得E k B －E k A ＝1.5 J －2.0 J ＝－0.5 J ，C正确；粒子机械能的变化量等于除重力外其他力做的功，电场力做功1.5 J ，则粒子的机械能增加1.5 J ，D 正确．答案 CD图6－2－2011．(单选)如图6－2－20所示，虚线a 、b 、c 表示在O 处某一点电荷的电场中的三个等势面，设两相邻等势面间的间距相等．一电子射入电场后的运动轨迹如图中实线所示，其中1、2、3、4表示电子的运动轨迹与等势面的一些交点．由此可以判定( )．A ．电子在1、2、3、4位置处所具有的电势能与动能的总和一定相等B ．O 处的点电荷一定带正电C ．a 、b 、c 三个等势面的电势关系是φa >φb >φc。
2020届高考物理总复习：静电场 元第2讲电场的能的性质
答 案解
析
题型一 电势差与电场强度关系的应用 解析
关键能力
匀强电场中将任一线段等分,则电势差等分,把 AB 等分为三段,A、B 间电势差为 3 V, 则每等分电势差为 1 V,H 点电势为 4 V,F 点电势为 3 V,将 F、C 相连,则 FC 为等势线, 电场线垂直于 FC,从高电势指向低电势,C 项正确;把 A、C 相连,分为两份,A、C 间电势 差为 2 V,则 G 点电势为 4 V,GH 为等势线,电场线垂直于 GH,从高电势指向低电势,B 项
B.200 3 V/m D.100 3 V/m
甲 答 案解 析
题型一 电势差与电场强度关系的应用 解析
关键能力
由匀强电场的特点得 OA 的中点 C 的电势φC=3 V,φC=φB,即 B、C 在同一等势
面上,由电场线与等势面的关系和图乙中的几何关系(如图乙所示),d=1.5 cm,则 E=������=200 V/m,A 项正确。
A.静电力做正功 B.动能增加 C.粒子带正电 D.加速度增大
答 案
必备知识
3 匀强电场中电势差与电场强度的关系
(1)电势差与电场强度的关系:匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点
沿电场线方向的距离的乘积。即 U=Ed,也可以写作 E=������。
������
(2)公式 U=Ed 的适用范围:匀强电场。
则电势能变化相同,D 项正确。
题型三 电场中的图象问题
几种常见图象的特点及规律
答 案解
析
关键能力
题型二 带电粒子在电场中的运动轨迹分析 解析
做曲线运动的物体,所受合力应该指向曲线轨迹内侧,由于轨迹关于过 P 点的竖直线对
称,可以判断合力方向应该是竖直向上的;油滴在电场中运动时只受重力和电场力,合力竖直
2023届高考物理一轮复习课件：第2讲+电场能的性质
D.带电质点通过P点时的加速度比Q点小
目录
AB的中点C的电势均满足φC＝(φA＋φB)/2
推论2：匀强电场中平行且相等的线段电势差相等。
AB∥CD，且AB＝CD，则UAB＝UCD(或φA－φB＝φC－φD)
虚线：等势线
E
研透命题要点
创新设计
U
3.E＝ d 在非匀强电场中的两点妙用
(1)判断电场强度的大小：等差等势面越密，电场强度越大。
(2)判断电势差的大小：距离相等的两点间的电势差，E越大，U越大；E越小，
能分别为Epa和Epb，电荷所受电场力大小分别为Fa和Fb，则(D
)
A.Epa>Epb，Fa>Fb
B.Epa>Epb，Fa<Fb
C.Epa<Epb，Fa>Fb
D.Epa<Epb，Fa<Fb
目录
静电感应：
当把一个不带电的金属导体放在电场中时，导体的两端分别感应出等量的正、
负电荷，“近端”出现与场源电荷异种的感应电荷，“远端”出现与场源电
荷同种的感应电荷。这种现象叫静电感应。
+
+
+ C
+
+
+
+
A
+
B +
+
夯实必备知识
创新设计
2.静电平衡
(1)定义：导体放入电场中时，附加电场与原电场的场强在导体内部大小相等
定向移动
且方向相反，使得叠加场强为零时，自由电荷不再发生__________，导体处
于静电平衡状态。
(2)处于静电平衡状态的导体的特点
强度大小为Ea，方向与ab连线成30°角；b点的电场强度大小为Eb，方向与ab
2020届高考物理备考一轮复习说课课件《静电场》(共39张PPT)
（1）静电场的基本概念和基本规律 （2）带电粒子在电场中的运动问题
1、复习环节
构建知识网络 ↓
考点突破例题讲解 ↓
课上巩固练习 ↓
方法总结 ↓
课后同步练习 ↓
周测滚动练习
2、课型设计
复习指导课：点线面相结合，构建知识网络， 突出主干和重点。
习题课：通过基础题，全方位无死角训练所有 考点，渗透基本方法和物理模型。纠错、解惑、 归纳和总结，帮助学生发现知识的断点、盲点， 从而做到查漏补缺。
1、学生学科基础知识分析：
大多数的学生对基本知识掌握不够牢固。各节的知识点尚处于零碎、孤立 和片面的分立状态，毫无知识架构，缺乏将本章知识与力学，运动学，能量这 些知识串联起来综合应用的能力，不能很好地利用知识解决相应的问题。
2、学生易错点分析：
在学习电场能的性质方面，由于电荷量、电势、电势差、电势能、电场力 做功有正负之分，学生很容易在这里出错。
Ⅰ级要求，着重于对物理概念、现象的理解，较为
容易。
Ⅱ级要求，着重于对知识的应用和能力的考查，要
求较高。
高考(全国卷)命题分析 五年常考热点
三年未考重点
库仑定律及应用
2018
1卷16题
电场性质的理解
电容器 带电粒子在电场中的运动
2019 2018 2017 2016 2015
2016 2015 2016 2015
A．C点的电势φ C＝2 V B．A、F间的电势差UAF＝2 V C．C、F间的电势差UCF＝4 V D．该匀强电场的场强大小E＝200 V/m
方法总结： 熟练掌握电场的基本概念，各物理量之间的关系
定义式
公式 E＝F/q
适用条件 任何电场
高考物理一轮复习第七章静电场第讲电场能的性质课件.ppt
2019-9-14
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31
题组阶梯突破
3.(多选)(2014·课标全国Ⅱ·19)关于静电场的电场强度和电势，下列说法 正确的是 答案
√A.电场强度的方向处处与等电势面垂直
B.电场强度为零的地方，电势也为零 C.随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低
√D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向
移至b的过程中，电势能减小
2019-9-14
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5.如图所示，在匀强电场中有四个点A、B、C、D，恰好为平行四边形的
四个顶点，O点为平行四边形两条对角线的交点.已知：φA＝－4 V，φB＝
6 V，φC＝8 V，则φD、φO分别为 答案
A.－6 V,6 V
B.2 V,1 V
√C.－2 V,2 V
2019-9-14
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8
二、电场线、电势、电势能、等势面之间的关系
1.电场线与电场强度：电场线越密的地方表示电场强度越大，电场线上
某点的切线方向表示该点的电场强度方向.
2.电场线与等势面：电场线与等势面垂直，并从电势较高的等势面指向
电势较低的等势面.
3.电场强度大小与电势：无直接关系，零电势可人为选取，电场强度的
2019-9-14
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4
2.电势能 (1)定义：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到 零势能 位 置 时 静电力做的功. (2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于 电势能的减少量 ， 即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp. (3)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷离场源电荷 无穷远 处 的电势能规定为零，或把电荷在 大地 表面的电势能规定为零.
新课标2023版高考物理一轮总复习第七章静电场第2讲电场能的性质课件
4．(2020·山东等级考)(多选)真空中有两个固定的带正电的点电荷，
电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点
时，仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线，
以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d，如图所示。以下说法正
确的是
()
A．a点电势低于O点
B．b点电势低于c点
解析：甲图中a、b两点在两个等量同种点电荷的连线上、与连线中点距离相等， 根据对称性，Ea与Eb大小相等、但方向不同，φa与φb相同，A、B错误；乙图中c、 d两点在两个等量异种点电荷连线的中垂线上、与连线中点距离相等，φc与φd相同， 再根据场强的矢量合成可得Ec与Ed相同，C错误，D正确。 答案：D
势能规定为零，或把电荷在大地_表__面__上的电势能规定为零。
3．电势 定义 电荷在电场中某点具有的_电__势__能__E_p___与它的电__荷__量__q__之比 定义式 φ＝Eqp，电势是_标__量___，其正(负)表示该点电势比_零__电___势__高(低) 相对性 电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同
解析：根据 Uab＝E·ab·cos 60°，可得电场强度的大小 E＝ab·cUoasb60°＝200 V/m， A 正确；沿电场线电势逐渐降低，可知 b 点的电势比 d 点的电势高，B 错误； 将电子从 c 点移到 d 点，因电子所受的电场力与位移反向，可知电场力做负功， C 错误；因 a 点的电势低于 c 点电势，则电子在 a 点的电势能大于在 c 点的电 势能，D 正确。 答案：AD
2．如图所示，甲图中 a、b 两点在两个等量同种点电荷的连线上、与连线中点距离
相等，乙图中 c、d 两点在两个等量异种点电荷连线的中垂线上、与连线中点距
学科网2012高考物理一轮复习精品资料7.2电场的能的性质(同步课件)
)
解析：场强是矢量，同一球面上各点场强方向不同，A
错误；离点电荷越近场强越大，B错误；正电荷离负点
电荷越远具有的电势能越大，C正确；电场线方向沿半
径指向Q，电场线指向电势降低的方向，故D错误．
答案：C
1．由公式W＝Flcosθ计算，此公式只适用于匀强电场．可变
形为W＝qEd(d＝lcosθ)，式中d为电荷初、末位置在电场方向 上的位移． 2．由公式W＝qU计算时有两种方法： (1)三个量都取绝对值，先计算出功的数值，然后再根据电场 力的方向与电荷移动位移方向间的夹角确定是电场力做功， 还是克服电场力做功．
B．－4.8×10－8 J D．－8.0×10－8 J
解析：电场力做功与电荷运动的路径无关，只与电荷的起 始位置有关．从A到D，电场力对电荷做的功为W＝UADQ＝ (φA－φD)q＝(－40＋10)×1.6×10－9 J＝－4.8×10－8 J，A、 C、D错误，B正确． 答案：B
(2009· 安徽高考)在光滑的绝缘水平面上，有一个正 方形abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相 等，如图6－2－2所示．若将一个带负电的粒子置于b点， 自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动．粒子从b点运 动到d点的过程中 ( )
荷越近电势越低．
2．电势能大小的判断方法 (1)场源电荷判断法 ①离场源正电荷越近，试探正电荷的电势能越大，试探 负电荷的电势能越小． ②离场源负电荷越近，试探正电荷的电势能越小，试探 负电荷的电势能越大．
(2)电场线判断法 ①顺着电场线的方向，电势逐渐降低，检验正电荷(或 负电荷)的电势能逐渐减小(或增加)． ②逆着电场线的方向，电势逐渐升高，检验正电荷(或 负电荷)的电势能逐渐增加(或减小)．
一、电场力做功与电势能
专题7电场 第2讲电势能电势电势差(教学课件)高考物理一轮复习
温馨提示：电势和电势差都是由电场本身决定的，与检验电荷无 关，但电势是相对量，电场中各点的电势与零电势点的选取有关，而电 势差是绝对量，与零电势点的选取无关．
(1)电场力做功的特点与重力做功的特点类似． (2)零势能位置的选取是任意的，但通常选取大地或无穷远处为零势 能位置． (3)沿着电场线的方向，电势降低最快．
2 ． 如 图 所 示 ， 虚 线 表 示 某 电 场 中 的 三 个 等 势 面 ， a 、 a′ 、 b 、
b′、c、c′为分布在等势面上的点．一带电粒子从a点运动到c点的过
程 中 电 场 力 做 功 为 Wac ， 从 a′ 点 运 动 到 c′ 点 的 过 程 中 电 场 力 做 功 为
Wa′c′．下列说法正确的是
()
A．c 点的电场方向一定指向 b 点
B．a′点电势一定比 c′点电势高
C．带电粒子从 c 点运动到 c′点，电场力做功为 0
D． W ＜ W
ac
a′c′
【答案】C
【解析】带电粒子的电性和电场力做功的正负均未知，所以各等势
面的电势高低未知，电场线的方向未知，A、B 错误；因为 c 和 c′在同
三、电势差
1．定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力所做的
功WAB与移动电荷的电量qW的A比B 值． 2．定义式：UAB＝___q_____． 3．电势差与电势的关系：UAB＝__φ_A_－__φ_B_，UAB＝－UBA． 4．电势差与电场强度的关系
匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点的距离的乘积，
1．(2021届辽宁适应性测试)(多选)电荷量相 等的四个点电荷分别固定于正方形的四个顶点， O点是正方形的中心，电场线分布如图所示，取 无限远处电势为零．下列说法正确的是( )
2025高考物理总复习电场能的性质
带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时,仅在静电力的作用下恰好保
持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线,以O点为圆心的圆与连线和
垂线分别交于a、c和b、d,如图所示。以下说法正确的是( BD )
A.a点电势低于O点
B.b点电势低于c点
到P点电势降低,φM>φP,而OM线上的电场沿OM指向M,故从O到M点电势降
低,即φO>φM,所以φO>φM>φP,故B、C错误。设A处点电荷在P点产生的电场
强度大小为E,P点电场强度等于B与C处两等量异种点电荷在P点产生电场
的电场强度与A处正点电荷在P点产生电场的电场强度的矢量和,其大小为
E,而O点电场强度等于C处点电荷在O点产生电场的电场强度,其大小为E,
解析 OM线上的电场可以看作A与B处两等量同种点电荷产生方向沿OM指
向M的电场与C处负点电荷产生方向沿OM指向M的电场的矢量和,OM线
上的电场沿OM指向M,将一个正电荷从O点移到M点静电力做正功,电势能
减小,故A错误。MP线上的电场为B与C处两等量异种点电荷在MP上产生
的电场与A处正点电荷在MP上产生的电场的矢量和,故MP线上电势从M点
√
×
√
×
阅读人教版教材必修第三册第34页“思考与讨论” ,请你类比电势
的定义方法, 在重力场中建立“重力势” φG的概念, 并简要说明电
势和“重力势” 的共同特点
提示 电场中某点电势φ定义为电荷在该点的电势能Ep与其电荷量
p
q的比值,即 φ=
,由于重力做功与路径无关,可以类比静电场电势
的定义,将重力场中物体在某点的重力势能EG与其质量m的比值,
高考物理一轮复习第七章静电场2第二节电场能的性质课件
D．负电荷－q 从 d 点由静止释放，在它从 d 点运动到 b 点的过程中，加速度先减小再
增大
休息时间到啦
同学们，下课休息十分钟。现在是休息时间，你们 休息一下眼睛，
看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一动，久坐 对身体不好哦~
解析：选 C.根据电场线的分布情况和对称性可知，a、c 两点的电势相等，则点电荷在 a 点的电势能一定等于在 c 点的电势能，故 A、B 错误；沿电场线方向电势降低，在 MN 连线的中垂线上，O 点电势最高，故 C 正确；由对称性知 O 点的电场强度为零，电荷 －q 从 d 点由静止释放，在它从 d 点运动到 b 点的过程中，加速度可能先减小再增大， 也可能按增大→减小→增大→减小变化，故 D 错误．
2.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法
【典题例析】
(多选)(2020·云南模拟)如图所示，虚线 a、b、c、d、e 是电场中的一组平行等差等
势面，实线是一带负电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，M、N、P、Q 分别为运动轨
迹与等势面的交点，下列判断正确的是
()
A．粒子在电场中做匀变速运动
B．图中等势面 a 的电势最高
2．电场线、电势、电场强度的关系 (1)电场线与电场强度的关系：电场线越密的地方表示电场强度越大，电场线上某点的切 线方向表示该点的电场强度方向． (2)电场线与等势面的关系：电场线与等势面垂直，并从电势较高的等势面指向电势较低 的等势面． (3)电场强度大小与电势无直接关系：零电势可人为选取，电场强度的大小由电场本身决 定，故电场强度大的地方，电势不一定高．
提示：选 D.电场线的疏密表示电场强度的大小，所以三点中，A 点场强最大，A 错误； 沿电场线方向，电势逐渐降低，A 点电势最低，B 错误；将一带负电的检验电荷从 A 移 动到 B，电场力做正功，电势能减小，C 错误；因为 B、C 两点在同一等势面上，所以 将一带正电的检验电荷从 A 移动到 B 和从 A 移动到 C，电场力做的功相同，电势能变 化相同，D 正确．
2021《名师A计划》高考物理(全国通用)一轮总复习配套练习：第七章 静电场第二讲 Word版含答案
第2讲电场能的性质一、选择题(每小题6分,共60分)1.如图所示,菱形ABCD的对角线相交于O点,两个等量异种点电荷分别固定在AC连线上的M点与N点,且OM=ON,则(B )A.A、C两处电势、场强均相同B.B、D两处电势、场强均相同C.A、C两处电势、场强均不相同D.B、D两处电势、场强均不相同【解析】依据等量异种点电荷的电场的分布特点和叠加原理可知,A、C两点场强相同,取无穷远处电势为零,沿着电场线方向电势降低,则A点电势高于C点电势,故A、C项错误;由叠加原理可知,B、D两点场强相同,由于B、D两点处于等势面上,则B、D两点电势相同,故D项错误,B项正确。
2.(2021·陕西三模)如图所示,虚线为电场中的一簇等势面与纸面的交线,相邻两等势面电势差相等,已知A、B两等势面间的电势差为10 V,且A的电势高于B的电势。
一个电子仅在电场力作用下从M点向N点运动,电子经过M点时的动能为8 eV,则电子经过N点时的动能为(D)A.16 eVB.7.5 eVC.4.0 eVD.0.5 eV【解析】由题意知,A、B两等势面间的电势差为10 V,相邻两等势面电势差相等,则知M、N间的电势差U=7.5 V,由于A的电势高于B的电势,则知M的电势高于N的电势,电子从M点运动到N 点,电场力做负功W=-7.5 eV,依据动能定理得W=E kN-E kM,得E kN=W+E kM=-7.5 eV+8 eV=0.5 eV,D 项正确。
3.(2021·海南高考)(多选)如图所示,两电荷量分别为Q(Q>0)和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧,a点位于x轴上O点与点电荷Q之间,b点位于y轴O点上方。
取无穷远处的电势为零。
下列说法正确的是(BC) A.b点电势为零,电场强度也为零B.正的摸索电荷在a点的电势能大于零,所受电场力方向向右C.将正的摸索电荷从O点移到a点,必需克服电场力做功D.将同一正的摸索电荷先后从O、b两点移到a点,后者电势能的变化较大【解析】等量异种点电荷连线的中垂线是电势为零的等势面,该线上除无穷远外各点场强方向水平向右,O点电场强度最大,O点上下两侧电场强度渐渐减小,A项错误;等量异种点电荷连线上电势沿着电场线渐渐降低,则φa>φO=0,正的摸索电荷在a点电势能E pa=qφa,由于q>0,φa>0,所以E pa>0,a点电场强度方向向右,电荷带正电,所以电场力方向向右,B项正确;φO<φa,所以U Oa<0,W Oa=qU Oa<0,电场力做负功,所以移动正的摸索电荷必需克服电场力做功,C项正确;q>0,U Oa=U ba,W Oa=W ba,电场力做功相同,所以电势能变化相同,D项错误。
2021届新高考物理一轮复习ppt完美课件：电场的力的性质
第一节 电场的力的性质
知识梳理
知识点一 电荷 1．自然界中只存在正、负两种电荷；同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引。 2．最小电荷叫做元电荷，任何带电体所带电荷都是元电荷的整数倍，元电 荷所带电量 e＝1.6×10－19C。 3．在研究问题时，如果带电体的大小和形状可以忽略不计，则这样的带电 体叫做点电荷，点电荷是一种理想化的物理模型。 4．使物体带电也叫做起电，使物体带电的方法有三种：(1)摩擦起电，(2) 接触带电，(3)感应起电。
2021届新高考物理一轮复习课件：7.1 电场的 力的性 质
9．几种典型电场的电场线分布： (1)孤立正、负点电荷：
2021届新高考物理一轮复习课件：7.1 电场的 力的性 质
2021届新高考物理一轮复习课件：7.1 电场的 力的性 质
(2)等量异种点电荷和同种点电荷；
10．场强方向、大小处处相同的电场叫做匀强电场，匀强电场中的电场线 是一组等距的平行线。
【答案】 B
2021届新高考物理一轮复习课件：7.1 电场的 力的性 质
课堂练习
1．关于点电荷的说法，正确的是( )
2021届新高考物理一轮复习课件：7.1 电场的 力的性 质
例 2 如图所示，光滑绝缘细杆与水平面成 θ 角固定，杆上套有一带正电 小球，质量为 m，带电荷量为 q。为使小球静止在杆上，可加一匀强电场，则 所加电场的方向和电场强度大小可能为( )
A．垂直于杆斜向上，场强大小为mgcqos θ B．竖直向上，场强大小为mqg C．垂直于杆斜向上，场强大小为mgsqin θ D．水平向右，场强大小为qtmang θ
2021届新高考物理一轮复习课件：7.1 电场的 力的性 质
2021届新高考物理一轮复习课件：7.1 电场的 力的性 质
2024版高考物理一轮复习专题基础练专题八静电场考点2电场能的性质作业课件
【关键】只有电场力做功,参与转化的能量只有动能和电势能。
可知,电荷从x1运动到x4的过程中电势能先减小后增大,故动能先增大后减小,选项C正确。电荷在x2和x4两点处电
势能相等,则电荷从x1运动到x2和从x1运动到x4过程中电势能的变化量相等,由W=-ΔEp可知电场力做的功相等,故
(2)C点电荷:移动过程中,EAC减小,C点的场强减小,C点电荷受到的电场力F=qEC减小,B错。
(3)A点电荷:B、C、D处电荷在OA及其延长线上的点的合场强方向均沿OA方向,正电荷沿电场方向移动过程中,
电场力做正功,C错。
(4)O点与A点电势:A点电荷移动到无穷远处后,由于A点距B、C、D各点的距离均大于O点距B、C、D各点的距离,
力做功与路径无关,取决于电势差,图中d、g并不在同一条等势线上,因此电场力做功不为零,故选项D错误。
经典3+2
5. [2022江苏卷]如图所示,正方形ABCD的四个顶点各固定一个带正电的点电荷,电荷量相等,O点为正方形的中心。
现将A点的电荷沿OA的延长线向无穷远处移动,则
A.在移动过程中,O点电场强度变小
故A点电势小于O点电势,D对。
经典3+2
6. [多选][2020全国Ⅲ卷]如图,∠M是锐角三角形PMN最大的内角,电荷量为q(q>0)的点电荷固定在P点。下列说法
正确的是
A.沿MN边,从M点到N点,电场强度的大小逐渐增大
B.沿MN边,从M点到N点,电势先增大后减小
C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大
把这个电荷从B点移动到C点,静电力做的功为2.4×10-7 J。已知静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,下列说法正确的
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3.(场强与电势差的关系)如图所示，在某电场中画出了三条电场线，C 点是 A、B 连线的中点。已知 A 点的电势 φA＝30 V，B 点的电势 φB＝－10 V， 则 C 点的电势( )
A．φC＝10 V B．φC＞10 V C．φC＜10 V D．上述选项都不正确
解析 由于 A、C 之间的电场线比 C、B 之间的电场线密，相等距离之 间的电势差大，所以 φC＜10 V，C 项正确。
(4)相对性：电势具有____相__对__性____，同一点的电势因选取__零__电__势__点____ 的不同而不同。
2．等势面 (1)定义：电场中__电__势__相__等____的各点组成的面。 (2)四个特点 ①等势面一定与___电__场__线_____垂直。 ②在__同__一__等__势__面__上___移动电荷时电场力不做功。 ③电场线方向总是从__电__势__高______的等势面指向___电__势__低_____的等势面。 ④等差等势面越密的地方电场强度____越__大______，反之___越__小_______。
2．电势能 (1)定义：电荷在____电__场______中具有的势能，数值上等于将电荷从该点 移到____零__势__能____位置时静电力所做的功。 (2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电__势__能__的__减__少__量__，
即 WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。 微知识 2 电势和等势面
二、对点微练 1．(电势和电势差)如图所示的同心圆是电场中的一簇等势线，一个电 子只在电场力作用下沿着直线由 A→C 运动时的速度越来越小，B 为线段 AC 的中点，则下列说法正确的是( )
A．电子沿 AC 方向运动时受到的电场力越来越小 B．电子沿 AC 方向运动时它具有的电势能越来越大 C．电势差 UAB＝UBC D．电势 φA<φB<φC
答案 BBiblioteka 2.(电场力做功与电势能变化的关系)如图所示为某静电场等势面的分 布，电荷量为 1.6×10－9 C 的正电荷从 A 经 B、C 到达 D 点。从 A 到 D，电 场力对电荷做的功为( )
A．4.8×10－8 J B．－4.8×10－8 J C．8.0×10－8 J D．－8.0×10－8 J 解析 电场力做功与路径无关，WAD＝qUAD＝q(φA－φD)＝－4.8×10－8 J，B 项正确。 答案 B
答案 C
微考点·悟方法
学生用书P107
解析 C、D 两点在同一等势面上，电势相等，但场强方向不同，故电 场强度不相同，则 A 项错误；A、B 两点不在同一等势面上，电势不相同， 场强方向相反，电场强度不同，故 B 项错误；由题图可知从 A 点移至 B 点 电势降低，故将电子从 A 点移至 B 点，电场力做负功，则 C 项正确；A 点、 D 点在同一等势面上，故将电子从 A 点移至 D 点，电场力不做功，电势能 不变，故 D 项错误。
1．电势 (1) 定 义 ： 试 探 电 荷 在 电 场 中 某 点 具 有 的 ___电___势__能____ 与 它 的 ___电__荷__量_____的比值。 Ep (2)定义式：φ＝_____q_______。
(3)矢标性：电势是____标__量______，有正负之分，其正(负)表示该点电势比 ____零__电__势____高(低)。
答案 C
4．(等势面)将两金属球 P、Q 固定，让球 P 带上正电后，形成稳定的 电场如图所示，已知实线为电场线，虚线为等势面，其中 A、B、C、D 为 静电场中的四点，则( )
A．C、D 两点的电场强度相同，电势相等 B．A、B 两点的电势相同，电场强度不同 C．将电子从 A 点移至 B 点，电场力做负功 D．将电子从 A 点移至 D 点，电势能增大
2．匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)电势差与场强的关系式：U＝Ed，其中 d 为电场中 A、B 两点间 _沿__电__场__线__方__向___的距离。 (2)电场强度的方向和大小 电场中，场强方向是指电势降落最快的方向。在匀强电场中，场强在数值 上等于沿____电__场______方向每单位距离上降低的电势。
解析 该电场为负点电荷电场，电子沿 AC 方向运动时受到的电场力越 来越大，选项 A 错误；根据电子只在电场力作用下沿着直线由 A→C 运动 时的速度越来越小，它具有的电势能越来越大，选项 B 正确；由于电场为 非匀强电场，电势差 UAB<UBC，选项 C 错误；电势 φA>φB>φC，选项 D 错误。
一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。) 1．电场力做功与重力做功相似，均与路径无关。(√) 2．电场中电场强度为零的地方电势一定为零。(×) 3．电势降低的方向是电场强度的方向。(×) 4．电场线与等势面在相交处垂直。(√) 5．带电粒子只在电场力作用下一定从电势高的地方向电势低的地方运动。 (×)
第七章
静电场 第2讲 电场能的性质
微知识 1 电场力做功与电势能 1．静电力做功 (1)特点：静电力做功与____路__径______无关，只与__初__末__位__置____有关。 (2)计算方法 ①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中 d 为沿__电__场__方__向____的距离。 ②WAB＝qUAB，适用于__任__何__电__场____。
3．几种常见的典型电场的等势面比较
微知识 3 电势差 匀强电场中电势差与电场强度的关系 1．电势差 (1)定义：电荷在电场中，由一点 A 移到另一点 B 时，电__场__力__做__的__功__与移 动的电荷的___电__荷__量_____的比值。
WAB (2)定义式：UAB＝ ___q___。 (3)电势差与电势的关系：UAB＝____φ_A_－__φ_B___，UAB＝－UBA。 (4)影响因素 电势差 UAB 由电场本身的性质决定，与移动的电荷 q 及电场力做的功 WAB____无__关______，与零电势点的选取____无__关______。