2019届高考物理一轮复习粤教版课件：第七章 静电场 基础课2 精品

解析 小球由A到B重力和电场力做功，
由动能定理得 mgh＋WAB＝12mv2 代入数据解得 WAB＝－12mgh，A 项错误； B、C两点在以Q为圆心的同一圆周上，所以B、C两点电势相等，从B到C电场力做 功为零，由动能定理得 mgh＝12mv2C－12mv2B
解得 vC＝ 3gh，B 项正确；
线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力
作用下的运动轨迹。设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB，
电势能分别为EpA、EpB。下列说法正确的是( )
图6
A.电子一定从A向B运动
B.若aA>aB，则Q靠近M端且为正电荷 C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpA<EpB D.B点电势可能高于A点电势
图3 A.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 答案 ABD
3.(2017·河南六市一联，17)在真空中A、B两点分别放有异种点电荷－Q和＋2Q， 以A、B连线中点O为圆心作一圆形路径acbd，如图4所示，则下列说法正确的是 ()
解析 电子在电场中做曲线运动，虚线AB是电子只在 电场力作用下的运动轨迹，电场力沿电场线指向曲线的 凹侧，电场的方向与电场力的方向相反，如图所示。 由所给条件无法判断电子的运动方向，故选项A错误；若aA>aB，说明电子在A点 受到的电场力较大，A点的电场强度较大，根据点电荷的电场分布可知，靠近M 端为场源电荷的位置，应为正电荷，故选项B正确；无论Q为正电荷还是负电荷， 一定有电势φA>φB，电子电势能Ep＝－eφ，电势能是标量，所以一定有EpA<EpB， 故选项C正确，D错误。 答案 BC
解析 若虚线是电场线，由质子轨迹可知质子所受电场力方向沿电场线向左，由 a 点 运动到 b 点，电场力做负功，电势能增大，动能减小，选项 A 错误；若虚线是等势线， 则质子所受电场力垂直等势线向下，由 a 点运动到 b 点，电场力做正功，电势能减小， 动能增大，选项 B 正确；因电场线和等差等势线的疏密程度均可表示电场强度大小， 而 a 点处于密集区，所以 Ea＞Eb，由 a＝qmE知选项 C 正确；因质子在 a、b 两点的电 势能大小无法比较，由 Ep＝qφ 知，a、b 两点的电势无法比较，选项 D 错误。 答案 BC
4.下列关于带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线的关系说法中正确的是( ) A.带电粒子在电场中运动，如仅受电场力作用其加速度方向一定与电场线方向 相同 B.带电粒子在电场中的运动轨迹一定与电场线重合 C.带电粒子仅受电场力作用，由静止开始运动，其运动轨迹一定与电场线重合 D.带电粒子仅受电场力作用，由静止开始运动，且电场线为直线，其运动轨迹 一定与电场线重合 答案 D
2.(2016·海南卷)(多选)如图7，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆 心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨 迹和虚线圆的交点。不计重力。下列说法正确的是( )
图7 A.M带负电荷，N带正电荷 B.M在b点的动能小于它在a点的动能 C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能 D.N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功
3.判断电势高低 (1)根据电场线：沿电场线的方向电势降低。 (2)根据 UAB＝WqAB：判断 UAB 正负，确定 φA 和 φB 的高低。
1.(2016·全国卷Ⅲ，15)关于静电场的等势面，下列说法正确的是( ) A.两个电势不同的等势面可能相交 B.电场线与等势面处处相互垂直 C.同一等势面上各点电场强度一定相等 D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功
受力方向，即正电荷在该点的加速度 不一定相同
的方向
(2)带电粒子运动轨迹与电场线重合的条件 ①电场线是直线。 ②带电粒子受电场力作用，若受其他力，则其他力的合力方向沿电场线所在直线。 ③带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线。 以上三个条件必须同时满足。
1.(2017·天津理综，7)(多选)如图6所示，在点电荷Q产生的电场中，实
3.[粤教版选修 3－1·P33·T7 改编] (多选)如图 2 所示，光滑绝缘细杆竖直放置，与以 正电荷 Q 为圆心的圆周交于 B、C 两点，质量为 m、电荷量为＋q 的有孔小球从 杆上 A 点无初速度下滑，已知 AB＝BC＝h，小球滑到 B 点时的速度大小为 gh， 则( )
图2
A.小球由 A 点到 B 点的过程中电场力做的功为12mgh B.小球到达 C 点的速度为 3gh C.A、B 两点的电势差为－m2gqh D.A、C 两点的电势差为－m2gqh
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。 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)。
(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。
图4 A.场强大小关系有Ea＝Eb、Ec＝Ed B.电势高低关系有φa>φb、φc>φd C.将一负点电荷沿圆弧由a运动到b的过程中电场力做正功 D.将一正点电荷沿直线由c运动到d的过程中电势能始终不变
解析 对比等量异种点电荷的电场分布可知，题图中场强大小关系有Eb>Ea，Ec＝ Ed，选项A错误；因沿着电场线方向电势逐渐降低可知，φa<φb，再由对称性可知φc ＝φd，选项B错误；由于a点电势低于b点电势，将负点电荷由a沿圆弧运动到b，电 场力做正功，选项C正确；因沿直线由c到d过程中电势先升高再降低，所以将一正 点电荷沿直线由c运动到d的过程中电势能先增大再减小，选项D错误。 答案 C
又 WAB＝qUAB， 所以 UAB＝UAC＝－m2gqh，C、D 项正确。 答案 BCD
判断电场力做功、电势和电势能
1.判断电场力做功的正负 (1)根据电场力与速度夹角：夹角是锐角，电场力做正功。夹角是钝角，电场力做负 功。 (2)根据WAB＝qUAB：由q和UAB的正负，判断WAB的正负。
2.判断电势能的变化 (1)根据电场力做功：电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加。 (2)根据Ep＝φq：正电荷在电势越高处电势能越大；负电荷在电势越高电势能越小。
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__。
解析 若两个不同的等势面相交，则在交点处存在两个不同电势数值，与事实不符， 选项A错误；电场线一定与等势面垂直，选项B正确；同一等势面上的电势相同， 但电场强度不一定相同，选项C错误；将一负电荷从电势较高的等势面移至电势较 低的等势面，电场力做负功，故选项D错误。 答案 B
2.(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3所示，金属球表面的电势处处相等。a、b为电场中的两点，则( )
3.电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较 (1)电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的比较

电场线
运动轨迹
(1)电场中并不存在，是为研究电场方
便而人为引入的
(1)粒子在电场中的运动轨迹是客观存在的
(2)曲线上各点的切线方向即为该点的 (2)轨迹上每一点的切线方向即为粒子在该点
场强方向，同时也是正电荷在该点的 的速度方向，但加速度的方向与速度的方向
4.(多选)电场中的a、b、c三点在同一直线上，如图5所示，其中c为ab的中点。已知 a、b两点的电势分别为φa和φb，且φb>φa>0，则下列叙述正确的是( )
图5 A.该电场在 c 点处的电势一定为φa＋2 φb B.正电荷从 b 点运动到 a 点，电势能一定减少 C.正电荷只受电场力作用从 a 点运动到 c 点，动能可能增加 D.正电荷从 b 点运动到 c 点，电场力一定做正功
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＝
U d
。
2.公式U＝Ed的适用范围：匀强电场。
小题速练
1.思考判断 (1)电势等于零的物体一定不带电。( ) (2)电场强度为零的点，电势一定为零。( ) (3)A、B两点的电势差是恒定的，所以UAB＝UBA。( ) (4)电场中，场强方向是指电势降落最快的方向。( ) (5)电势有正负之分，因此电势是矢量。( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
解析 如图所示，M粒子的轨迹向左弯曲，则带电粒子所受的电场力方向向左，可 知带电粒子M受到了引力作用，故M带负电荷，而N粒子的轨迹向下弯曲，所受的 电场力方向向下，说明N粒子受到斥力作用，故N粒子带正电荷，故选项A正确； 由于虚线是等势面，故M粒子从a到b电场力做负功，故动能减小，故选项B正确； 对于N粒子，由于d和e在同一等势面上，故从d到e电场力不做功，故电势能不变， 故选项C正确；由于N粒子带正电，故从c点运动到d点的过程中，电场力做正功， 故选项D错误。 答案 ABC
1.常见等势面比较 电场
电场线、等势面和带电粒子轨迹问题
等势面(实线)图样
重要描述
匀强电场
垂直于电场线的一簇平面
点电荷的电场
以点电荷为球心的一簇球面
等量异种点电 荷的电场
等量同种正点 电荷的电场
两电荷连线的中垂面为等势面
在电荷连线上，中点电势最低； 在中垂线上，中点电势最高
2.分析方法 (1)根据等势面与电场线垂直，画出电场线。 (2)根据运动轨迹的弯曲方向，判断电场力方向，从而分析电场方向或电荷的正 负，确定电势能、电势的变化。
3.(多选)如图8所示，实线是一质子仅在电场力作用下由a点运动到b点的运动轨迹， 虚线可能是电场线，也可能是等差等势线，则下列说法正确的是( )
图8 A.若虚线是电场线，则质子在a点的电势能大，动能小 B.若虚线是等差等势线，则质子在a点的电势能大，动能小 C.质子在a点的加速度一定大于在b点的加速度 D.a点的电势一定高于b点的电势
解析 因不确定该电场为匀强电场，由题中所述条件无法确定c点电势的高低，故 选项A错误；根据电势能的定义可知，正电荷所在位置的电势越高，其电势能也越 大，选项B正确；因c点的电势无法判定，故正电荷只受电场力作用从a点运动到c点， 动能的增减无法判定，正电荷从b点运动到c点，电场力做功的正负也无法判定，选 项C正确，D错误。 答案 BC
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__功____与移动电荷的 _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。
匀强电场中电势差与电场强度的关系
基础课2 电场的能的性质
电势能、电势
知识排查
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 WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。
2.(多选)某电场的电场线分布如图1所示，以下说法正确的是( )
图1 A.a点电势高于b点电势 B.c点场强大于b点场强 C.若将一检验电荷＋q由a点移至b点，它的电势能增大 D.若在d点再固定一点电荷－Q，将一检验电荷＋q由a移至b的过程中，电势能减小
解析 沿着电场线的方向电势逐渐降低，由题图可知由a到b为电场线方向，故选项 A正确；电场线密集的地方电场强度大，故选项B错误；电荷＋q由a点移至b点，则 电场力做正功，其电势能将减小，故选项C错误；若在d点再固定一点电荷－Q，则 由合场强的方向可知电荷＋q由a移至b的过程中，电场力将做正功，其电势能将减 小，故选项D正确。 答案 AD