高考物理一轮专题： 第29讲 电场能的性质
电场能的性质教案
1.3 电场能的性质教学目标：知识与技能：1、掌握电势差的概念。
会应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。
2、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。
明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。
3、了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。
过程与方法：通过类比法教学，使学生理解电势差的概念；应用所学知识推导静电力做功与电势差的关系式，培养逻辑思维能力。
情感态度和价值观：体验推理探究的过程，提高分析问题、解决问题的能力。
进一步培养学生学习物理的兴趣。
教学重点：应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。
理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
教学难点：对基本概念的理解及应用，掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。
教学方法：讲练结合，总结归纳法，计算机辅助教学教学过程：引入：电势、电势差是高中物理中的重要概念，电场力做功与电势能变化的关系是高中物理学习中的一个难点，复习本节时重点应放在电场力做功的计算、电势的判断以及电势能的计算上，且注意将其与重力势能、重力做功与重力势能的关系进行类比，加深理解. 知识梳理一、电势能1.定义：电荷在静电场中由于相对位置而具有的能量，其大小等于把该电荷从该位置移到零势能参考面电场力所做的功，即E A=W A→0.2.决定因素：与电荷量q、零势能参考面的选取及其相对位置有关.3.与电场力做功的关系：电势能的改变只由电场力做功决定，有ΔE AB=E B-E A=-W AB(1)场源电荷判断法——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)电场线法——正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大.(3)做功判断法——无论正负电荷，电场力做正功，电荷的电势能就一定减小；电场力做负功，电荷的电势能就一定增大.二、电势1.定义：电场中某点的电势，等于单位正电荷从该点移到零电势参考面电场力所做的功， .（这里的q 根据电性带正负号） 2.单位：伏特（V ），1 V=1 J/C.3.决定因素：与该点在电场中的位置以及零势面的选取有关，与检验电荷无关.若空间某处的电场由几个电荷共同产生，则该点电势等于各电荷单独存在时该点电势的代数和.4.关于零电势面：由电势的定义知它与零电势能参考面重合，和其他零势面一样可以根据问题最简化的原则来选取.在实际应用中我们常会取大地和无限远处为零电势面.5.电场中沿电场线的方向电势越来越低.三、电势差1.定义：电荷q 在电场中由一点A 移动到另一点B 时，电场力所做的功与电荷量的比值,叫做A 、B 两点间的电势差，用U AB 表示.其定义式为：2.决定式：U AB =Ed ,适用于匀强电场.3.电势差的单位为导出单位，在国际单位制中为伏特，简称伏；符号为V.1 V=1 J/C,即1 C 的正电荷在电场中由一点移到另一点,电场力所做的功为1 J,则这两点间的电势差就是1 V.4.电势（差）与电场强度的关系四、等势面1.定义：电场中电势相等的点构成的面.2.特点：（1）在同一等势面上移动电荷时电场力不做功，说明电场力方向与电荷移动方向相互垂直，即等势面必定与电场线相互垂直.（2）沿着电场线的方向，电势越来越低，电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面.（3）等势面的疏密表示电场的强弱，等势面密的地方，电场强；等势面疏的地方，电场弱. 五、对公式 的理解及应用 ϕ→A 0A A W E ==q q ϕϕAB AB A B W U ==-q U E =d公式 反映了电场强度与电势差之间的关系,由公式可知:电场强度的方向就是电势降低最快的方向. 公式 只适用于匀强电场,且应用时注意d 的含义是表示某两点沿电场线方向的距离，或两点所在等势面之间的距离. 高考连线1.（2009年上海物理卷）位于A 、B 处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线,则( )A.a 点和b 点的电场强度相同B.正电荷从c 点移到d 点，电场力做正功C.负电荷从a 点移到c 点，电场力做正功D.正电荷从e 点沿图中虚线移到f 点，电势能先减小后增大【解析】电场线的疏密可以表示电场的强弱，可见A 错误；正电荷从c 点移到d 点，电场力做负功,负电荷从a 点移到c 点，电场力做正功，所以B 错误，C 正确；正电荷从e 点沿图中虚线移到f 点，电场力先做正功，后做负功，但整个过程电场力做正功，D 正确.【答案】CD2.（2009年广东物理卷）如图所示,在一个粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块.由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止.在物块的运动过程中,下列表述正确的是（ ）A.两个物块的电势能逐渐减少B.物块受到的库仑力不做功C.两个物块的机械能守恒D.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力【解析】由于两电荷的电性相同，则二者之间的作用力为斥力，因此在远离过程中，电场力做正功，电势能逐渐减少，A 正确，B 错误；由于运动过程中有重力以外的力(电场力和摩擦力）做功，故机械能不守恒，C 错误；在远离过程中，开始时电场力大于摩擦力，后来电场力小于摩擦力，D 错误.【答案】A 题型方法一、与带电粒子轨道有关的问题例1 如图44-4甲所示，实线是一族未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上的两点.若带电粒子在运动过程中只受电场力作用，根据此图可以判断的是( )A.带电粒子所带电荷的符号B.带电粒子在a 、b 两点的受力方向C.带电粒子在a 、b 两点的速度何处较大D.带电粒子在a 、b 两点的电势能何处较大 【解析】带电粒子在电场中所受电场力必沿电场线，根据轨迹UE =d U E =d的弯曲方向，看出a 、b 两点的电场力方向如图44-4 乙所示（类向心力）.由于电场线有两种可能，因此粒子所带电荷量可能为正，也可能为负.当粒子从a 点进入时，速度方向与受力方向的夹角大于90°，电场力做负功，动能减小，电势能增加；粒子从b 点进入时，速度方向与受力方向的夹角小于90°，电场力做正功，动能增加，电势能减小.正确选项为B 、C 、D.【答案】BCD【点评】带电粒子的运动轨迹一旦给定，那么粒子在a 、b 两点的受力方向、速率大小、电势能大小将唯一确定，与粒子所带的电荷量无关.方法概述高考中为了考查学生的分析推理能力，经常出一些给出带电粒子运动轨迹要求学生分析求解相关问题.求解这一类题的具体步骤是：先画出入射点的轨迹切线，即画出初速度的方向；再根据轨迹的弯曲方向，确定电场力的方向；进而利用分析力学的方法来分析粒子的带电性质、电场力做功的正负、电势能的增减、电势高低的变化、电场力的大小变化等有关问题.二、求匀强电场中的电场强度的大小和方向例2 如图44-5所示，A 、B 、C 三点都在匀强电场中，已知AC ⊥BC ，∠ABC =60°，BC ＝20 cm.把一个电荷量q =1×10-5 C 的正电荷从A 移到B ，静电力做功为零；从B 移到C ，静电力做功为-1.73×10－3 J .则该匀强电场的场强大小和方向是( )A.865 V/m ，垂直AC 向左B.865 V/m ，垂直AC 向右C.1000 V/m ，垂直AB 斜向上D.1000 V/m ，垂直AB 斜向下【解析】把电荷q 从A 点移到B 点时,电场力不做功，说明A 、B 两点在同一等势面上.因该电场为匀强电场，等势面应为平面，故图中直线AB 即为等势线，电场方向应垂直于等势面，可见选项A 、B 错误. ，B 点电势比C 点低173 V ，因电场线指向电势降低的方向，所以场强方向必垂直于AB 斜向下.场强大小 【答案】D【点评】本题涉及匀强电场中电势差与场强的关系、等势面、电场线与等势面的关系、电场力做功等较多知识,题目情境比较复杂，全面考查考生理解、分析、解决电场类问题的能力. 方法概述已知电荷在某几点间移动过程中电场力做功，求电场强度的方法： (1)根据 确定各点间的电势差，注意在匀强电场中沿直线方向电势均匀变化. (2)连接电势相等的点构成等势面.(3)与等势面垂直的方向为场强方向，画出电场线. (4)根据 求场强的大小. W U =q U E =d⨯-3-5-1.7310V -173V 10BC BC W U ===q =1000V/m 60CB CB o U U E ===d BCsin三、运用功能关系解决电场中的有关问题例3如图44-7甲所示，水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的圆弧形光滑绝缘轨道BCD平滑连接，圆弧的半径R=0.50 m.轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E=1.0×104 N/C.现有一质量m=0.06 kg的带电小球（可视为质点）放在水平轨道上与B端距离s=1.0 m 的位置，由于受到电场力的作用，带电体由静止开始运动.已知带电体所带的电荷量q=8.0×10-5 C，取g=10 m/s2，试问：（1）带电小球能否到达圆弧最高点D？（2）带电小球运动到何处时对轨道的压力最大？最大值为多少？【答案】（1）能（2）当小球滑至P点，∠POB=53°时，小球对圆弧的压力最大 5 N方法概述解答这一类力、电综合性问题的关键在于对物体进行受力分析，认真分析题目的物理过程.由于电场力做功与路径无关，只与始末位置有关，因此要特别注意对始末位置的分析.这一类题目常用动能定理求解.小结：探究：1、类比电场和重力场中力的情况、能量的情况、电势和高度看是否有相似之处？2、注意电场中几种特殊的电场线和等势面，分析其场强和电势情况。
高考物理新攻略总复习课件电场能的性质
电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面。
等势面与电势差关系
等势面上各点电势相等，因此在等势面上移动电荷时电场力不做功；不同等势 面之间存在电势差，移动电荷时电场力做功与电势差有关。
02
静电场中场强与电势关系
场强定义及矢量性特点
场强定义
电场强度（简称场强）是描述电场强弱和方向的物理量，用E表示。
光纤通信应用前景
光纤通信具有传输容量大、传输距离远、抗干扰能力强 等优点，广泛应用于通信、广播、电视等领域。随着技 术的不断发展，光纤通信将在未来信息社会中发挥更加 重要的作用。
移动通信网络架构和发展趋势
移动通信网络架构
移动通信网络由基站、移动台（手机等终端设备）、 交换中心等组成。基站负责无线信号的收发和转换， 移动台通过无线信道与基站进行通信，交换中心负责 信令和话音的交换。
移动通信发展趋势
随着5G技术的商用推广和6G技术的研发启动，移动 通信将向着更高速度、更低时延、更大连接数等方向 发展。同时，物联网、人工智能等技术的融合应用将 进一步拓展移动通信的应用领域和市场空间。
06
实验探究：测量电源电动势和内阻源的路端电压和电流，计算电源的电动势 和内阻，加深对电源电动势和内阻概念的理解。
为电阻。
04
交变电流下电场能变化规律
交变电流产生原理及特点
产生原理
交变电流是由交流发电机产生的，其基本原理是电磁感应。当闭合电路的一部分导体在 磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。
特点
交变电流的大小和方向都随时间作周期性变化，其频率与发电机的转速有关。我国电网 的交流电频率为50Hz，即每秒钟电流方向改变100次。
电势叠加原理
在静电场中，多个点电荷或连续分布带电体在某点产生的电势等于各个点电荷或带电体在该点产生的电势的代数 和。
高考物理一轮课件电场的能的性质
介绍示波管在电子测量、信号显示 和科学研究等领域的应用。
05
静电感应与静电屏蔽
静电感应现象及原理
静电感应现象
当一个带电体靠近一个导体时，导体内部电荷会重新分布，导致 导体两端出现等量异种电荷的现象。
静电感应原理
当带电体靠近导体时，导体内部自由电子受到带电体电场力的作 用，向带电体相反电荷的一端移动，使得导体两端出现等量异种 电荷。
由两块平行放置的金属板构成，中间为绝缘介质， 如空气或陶瓷等。
两金属板分别连接电源的正负极，形成电势差，从 而在两板间产生电场。
电容器的电容大小与两板间的距离、正对面积以及 介质的介电常数有关。
平行板间匀强电场分布规律
在平行板电容器中，当两板间 的电势差一定时，板间的电场 强度E与两板间的距离d成反比 ，即E=U/d。
等势面与等势线
等势面定义
电场中电势相等的各个点构成的面叫 做等势面。
等势线定义
等势面与等势线的性质
等势面与等势线一定与电场线垂直； 在同一等势面上移动电荷时电场力不 做功；电场线总是从电势高的等势面 指向电势低的等势面。
电场中电势相等的各个点连成的线叫 做等势线。
03
电容器与电容
平行板电容器结构特点
VS
备考建议
在复习过程中，要注重对基础知识的理解 和掌握，加强对基本概念、基本规律和基 本方法的训练。同时，要注重知识之间的 联系和综合应用能力的训练，提高分析问 题和解决问题的能力。此外，还要关注高 考命题趋势和考试要求的变化，及时调整 复习策略和方法。
THANK YOU
感谢聆听
电场线在两板间均匀分布，且 垂直于两金属板，方向由正极 指向负极。
在匀强电场中，电荷受到的电 场力F与电荷量q和电场强度E 的乘积成正比，即F=qE。
高考物理一轮专题复习练习卷：电场的能的性质
电场的能的性质1．如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10 cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为3.0 V、4.0 V、5.0 V，正六边形所在平面与电场线平行，下列说法中正确的是()A．通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线B．匀强电场的电场强度大小为10 V/mC．匀强电场的电场强度方向由C指向AD．将一个电子由B点移到D点，电子的电势能将减少1.6×10-19 J【答案】:ACD2．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一个以坐标原点为圆心、半径为1 cm的圆与两坐标轴的交点，已知A、B、C三点的电势分别为φA=15 V、φB=3 V、φC=-3 V。
由此可得D点的电势为()A．3 V B．6 V C．12 V D．9 V【答案】:D3．如图所示，A、B、C是匀强电场中平行于电场线的某一平面上的三个点，各点的电势分别为φA＝5 V，φB ＝2 V，φC＝3 V，H、F三等分AB，G为AC的中点，在下列各示意图中，能正确表示电场强度方向的是() 【答案】BC4．如图所示，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M＝30°.M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示，已知φM＝φN，φF＝φP，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则()A．点电荷Q一定在MP的连线上B．连接PF的线段一定在同一等势面上C．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功D．φP大于φM【答案】AD5．如图所示，平行直线AA′、BB′、CC′、DD′、EE′，分别表示电势－4 V、－2 V、0 V、2 V、4 V的等势面，若AB＝BC＝CD＝DE＝2 cm，且与直线MN成30°角，则()A．该电场是匀强电场，场强垂直于AA′，且指向右下B．该电场是匀强电场，场强大小为E＝2 V/mC．该电场是匀强电场，距C点距离为2 cm的所有点中，最高电势为4 V，最低电势为－4 VD．该电场是匀强电场，距C点距离为2 cm的所有点中，最高电势为2 V，最低电势为－2 V【答案】C6．两个等量异种点电荷位于x轴上，相对于原点对称分布，下列图中能正确描述电势φ随位置x变化规律的是()【答案】A7．空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示。
2021届新高考物理第一轮复习课时强化训练：电场能的性质(解析版)
2021届新高考物理第一轮复习课时强化训练电场能的性质一、选择题3.如图所示,MN是某点电荷Q产生的电场中的一条电场线,一带负电的试探电荷仅在电场力作用下由a点运动到b点,其运动轨迹如图中虚线所示.则下列判断中正确的是( )A.试探电荷有可能从a点静止出发运动到b点B.a点电势一定高于b点电势C.从a到b的过程中,试探电荷的电势能一定越来越大D.若试探电荷运动的加速度越来越大,则Q必为正电荷且位于M端解析:选D 如果从静止开始运动,将沿电场线运动,故选项A错误;因为是负试探电荷,可以判断电场线方向是从M指向N,则表明b点电势高于a点电势,选项B错误;从a到b的过程中电场力做正功,电势能减少,选项C错误;根据孤立点电荷电场分布特点分析,在b点加速度大,意味着距离正电荷Q的位置越来越近,选项D正确.2、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( )A.N一定也带正电B.a点的电势高于b点的电势,a点的电场强度大于b点的电场强度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:选D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,选项A错误;该电场是匀强电场,选项B错误;两粒子都是电势能减小,动能增大,选项C错误,D正确.3、如图所示,两个等量异种点电荷分别位于P,Q两点,P,Q两点在同一竖直线上,水平面内有一正三角形ABC,且PQ连线的中点O为三角形ABC的中心,M,N为PQ连线上关于O点对称的两点,则下列说法中正确的是( )A.A,B,C三点的电场强度大小相等但方向不同B.A,B,C三点的电势相等C.M点电场强度小于A点电场强度D.将一正点电荷从N点移到B点,电场力做正功解析:选B等量异种电荷的中垂面上任一点的电场强度方向均与两电荷连线平行,即竖直向下,又由几何关系易知,A,B,C三点与两电荷的距离相等,所以A,B,C三点电场强度大小也相等,故A错;等量异种电荷的中垂面为等势面,故A,B,C,O四点电势相等,B对;根据等量异种双电荷电场线疏密分布情况,连线上M点电场强度大于O点电场强度,而O点电场强度大于A点电场强度,所以M点电场强度大于A点电场强度,C错;连线上O点电势高于N点电势,而O点电势等于B点电势,即B点电势高于N点电势,则正电荷从N点移到B点,电场力做负功,D 错.4、如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，电场线的方向如图中箭头所示，M、N、Q是以直电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点，OQ连线垂直于MN。
高考物理知识体系总论：电场能的性质
电场能的性质
大致框架
电势能、电势
电场能 的性质
电势差
匀强电场中电势 差与电场强度的
关系
考点
考点三ꢀ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＝Flcosα计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为 W＝Eqlcosα。 (2)由WAB＝qU 计算，此公式适用于任何电场。
AB
(3)由电势能的变化计算：WAB＝EpA－E 。 pB
匀强电场中电 势差与电场强
度的关系
考点
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：UAB＝WAB/q。 3.电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB，UAB＝-UBA。
电场能的性质
大致框架
电势能、电势
电场能 的性质
电势差
匀强电场中电 势差与电场强
答案解析1
答案解析：电场中场强为零的位置是绝对的，而电势为零的位置是人为 选取的，场强的大小表征着电势随空间的变化率，而与电势的大小无关， 故B错误； 由沿电场线方向电势降低，可知电势的升降取决于场强的方向而与场强 的大小无关，故C错误。
经典例题2
如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为ab的中点。 已知a、b两点的电势分别为φa＝3 V，φ ＝9 V，则下列叙述正确的是(ꢀ)
梳理知识体系
DREAM OF THE FUTURE
电场能的性质
大致框架
电场能的性质
电势能、电势 电势差
匀强电场中电势差 与电场强度的关系
考点
电场能的性质
大致框架
电势能、电势
电场能 的性质
电势差
匀强电场中电 势差与电场强
高三物理备考一轮总复习—电场能的性质必刷题 Word版含解析
2023届高三物理高考备考一轮总复习—电场能的性质必刷题一、单选题（共7题）1．如图，A、B、C三点在匀强电场中，AC⊥BC，⊥CAB=37°，BC=20cm，把一个电量q= 1×10-5C的正电荷从A移到B，电场力不做功；从B移到C，电场力做功为-8×10-3J，则该匀强电场的场强大小和方向是（）A．866V/m，垂直AC向上B．866V/m，垂直AC向下C．5000V/m，垂直AB斜向上D．5000V/m，垂直AB斜向下2．如图甲所示，有一固定的正点电荷N，其右侧距离为L处竖直放置一内壁光滑的绝缘圆筒，圆筒内有一带电小球。
将小球从H0高处由静止释放，至小球下落到与N同一水平面的过程中，其动能E k随高度H（设小球与点电荷N的竖直高度差为H）的变化曲线如图乙所示。
下列说法正确的是（）A．带电小球在整个运动过程中，小球的机械能先增大后减小B．带电小球在高度H0~H1之间运动过程中，电势能减小C．带电小球在高度H1~H2之间运动过程中，机械能减小D．带电小球在H1和H2两个位置受到的库仑力都等于重力3．下列关于一些物理量方向的判断正确的是（）A．等势线的方向可以与电场线平行B．带电粒子所受洛伦兹力的方向一定与磁场方向垂直C．带电体所受电场力的方向一定与电场方向垂直D．通电直导线产生的磁场方向可以与电流方向平行4．如图所示，在M、N处固定着两个等量异种点电荷，在它们的连线上有A、B两点，已知MA=AB=BN。
下列说法正确的是（）A．负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能B．A、B两点电势相等C．A、B两点场强相同D．将一正电荷从A点移到B点，电场力做负功5．如图所示，水平线上的O点放置一点电荷，图中画出了电荷周围对称分布的几条电场线，以水平线上的某点O′为圆心，画一个圆，与电场线分别相交于a、b、c、d、e，则下列说法正确的是（）A．b、e两点的电场强度相同B．b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差C．a点电势高于c点电势D．电子在d点的电势能大于在b点的电势能6．一带正电的粒子仅在电场力的作用下沿一圆弧从M点运动到N点，图中的两条直线是两条电场线，下列说法正确的是（）A．M点的电场强度一定小于N点的电场强度B．M点的电势一定小于N点的电势C．若该电场是点电荷产生的，则点电荷一定带负电D．若该电场是点电荷产生的，则点电荷一定带正电7．如图所示，在纸面内有一直角三角形ABC，P1是AB的中点，P2是AP1的中点，BC =2cm，⊥A=30°。
高考物理一轮复习电场能的性质
高考物理一轮复习电场能的性质靖宇县第一中学电场能的性质知识梳理一、电场力做功与电势能1.静电力做功的特点(1)在电场中移动电荷时电场力做功与无关，只与有关，可见静电力做功与做功相似. (2)在匀强电场中，电场力做的功W= ,其中 d 为沿的位移. 2.电势能(1)定义：电荷在电场中具有的势能，等于静电力把它从该点移到位置时所做的功. (2)静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于，即WAB= . (3)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷的电势能规定为零，或把电荷在表面的电势能规定为零. 二、电势、等势面和电势差 1.电势(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的与的比值. (2)定义式： . (3)矢标性：电势是，其大小有正负之分，其正(负)表示该点电势比高(低.) (4) 相对性：电势具有，同一点的电势因选取的不同而不同. 2.等势面(1) 定义：电场中相同的各点构成的面叫做等势面. (2)等势面的形状① 点电荷的电场：等势面是以点电荷为球心的一簇同心球面，如图甲所示. ② 等量异种点电荷的电场：等势面如图乙所示，两点电荷连线的中垂面为一个等势面. ③ 等量同种电荷的电场：等势面如图丙所示. ④ 匀强电场：等势面是垂直于电场线的一簇平面.※三、电势能、电势的知识要点1、电场力做功只能决定电势能的变化量即：电场力做正功，电势能一定减少；电场力做负功，电势能一定增加2、在+Q 的电场中，各点电势都为正值；在-Q 的电场中，各点电势都为负值3、沿着电场线的方向，电势逐渐降低4、正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小5、电场中电势相等的点构成的面叫等势面，等势面一定与电场线垂直，在同一等势面上移动电荷，电场力不做功典例题型1、如图所示，平行线为匀强电场的电场线，方向未知。
带电量为2×10 C 的负电荷从 A 运动到B,克服-6 电场力做了10 J 的功，AB=2cm,则电场的场强E=( ) ,方向( )2、一个正点电荷带电量q=1.0×10-14 C,在电场中运动的过程中，经过a 点时具有的动能为Eka=2.0×10-12 J, 经过b 点时的动能为Ekb=6.0×10-12 J,不计重力。
最新高中物理高考复习《电场的能的性质》精品PPT多媒体教学课件
课堂互动讲练
解析：选AC.沿电场线方向电势逐 渐降低，可得出选项A正确．因电场线 越密的区域场强越大，可得出选项B错 误．将正电荷由M点移到N点时电场力 做正功，电势能减小，故正电荷在M点 的电势能大于在N点的电势能，选项C 正确．将电子从M点移到N点的过程 中，受到的电场力与移动方向相反， 电场力做负功，选项D错．
基础知识梳理
2．静电平衡 (1)概念：导体中(包括表面)没有电 荷的定向移动的状态．
基础知识梳理
(2)特点 ①导体内部的 场强处处为零，即E内＝0. ②整个导体是一个 等势体，导体表面是一 个等势面． ③导体表面上任一点的场强方向与该处表 面垂直． ④带电导体净电荷只分布在导体表面上．
基础知识梳理
定义
F E＝ q
矢量， 方向 矢标 为 正 电 荷 性 的受力方 向
课堂互动讲练
电场强度 场强由电 场本身决 决定 定，与试 因素 探电荷无 关 电势 电势由电场本身 决定，与试探电 荷无关，其大小 与参考点的选取 有关，有相对性 电势差 由电场本身两点 间的差异决定， 与试探电荷无 关，与参考点选 取无关 电势能 由电荷量和该 点电势二者共 同决定，与参 考点选取有关 电场强度为 零，电势能不 一定为零；电 势能为零，电 场强度不一定 为零
高频考点例析
【答案】 C 【规律总结】 (1)解决此类问题 时，必须首先做出判断：考虑不考虑 重力． (2)包括电势能在内的能量守恒或 功能关系，往往是解决带电体在电场 中的曲线运动问题最简单的方法．
高频考点例析
变式训练
1．(2010年镇江统 考)如图9－2－5所示， 虚线a、b、c代表电场中 的三个等势面，相邻等 势面之间的电势差相 等，即Uab＝Ubc，
第二节
高考物理新课标件电场能的性质
非平行板电容器储存能量特点
非平行板电容器结构
与平行板电容器不同，非平行板电容器的极板形状和相对位置更加多样，如圆柱形、球形等。
储存能量特点
非平行板电容器储存的能量同样与电容、电压等参数有关，但由于极板形状和电场分布的差异，其储能密度和储 能效率可能有所不同。
充电和放电过程中能量转化关系
充电过程
在充电过程中，电源将电能转化为电容器内的电场能。随着充电的进行，电容器极板上的电荷量逐渐 增加，两板间电势差逐渐增大，储存的能量也逐渐增多。
电场力
带电粒子在电场中受到电场力的 作用，其大小与电荷量和电场强 度成正比，方向与电场强度方向 相同或相反。
重力
对于微观粒子如电子、质子等， 重力作用可以忽略不计。但对于 宏观带电物体，如带电小球、液 滴等，重力作用不能忽略。
带电粒子在匀强电场中运动轨迹判断
类平抛运动
当带电粒子以一定初速度垂直射入匀强 电场时，其运动轨迹为类平抛运动。此 时，粒子的运动可以分解为水平方向的 匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线 运动。
放电过程
在放电过程中，电容器将储存的电场能释放出来，转化为其他形式的能量（如热能、光能等）。放电 时，极板上的电荷量逐渐减少，两板间电势差逐渐减小，储存的能量也逐渐减少。
影响电容器储能大小因素探讨
电容大小
电容是描述电容器储存电荷ห้องสมุดไป่ตู้力的 物理量，电容越大，电容器储存的
能量越多。
电压高低
电压是描述电场强弱的物理量，电 压越高，电场越强，电容器储存的
电场能表达式
电场能是存在于电场中的能量，与电场中电荷的分布情况有关。
对于点电荷系统，电场能可表示为W = 1/2 ∑ qiΦi，其中qi为第i个 电荷的电量，Φi为第i个电荷所在位置的电势。
全国版高考物理一轮复习第8章电场29电场能的性质课件
2．如图所示，在两个等量负点电荷形成的电场中，O 点是两电荷连线的中点，a、b 是该线上的两点，c、d 是两 电荷连线中垂线上的两点，acbd 为一菱形。若将一负粒子(不 计重力且不影响原电场分布)从 c 点匀速移动到 d 点，电场 强度用 E，电势用 φ 来表示。则下列说法正确的是( )
第三十一页，共55页。
FTA＝qE＝ 3mg 所以 FTB＝FTA＝ 3mg 或在 B 处，沿细线方向合力为零，有 FTB＝qEcos60°＋mgcos30°＝ 3mg。
第三十二页，共55页。
考点 3 带电粒子的运动轨迹问题
1．几种常见的典型电场的等势面比较
电场
等势面(实线) 图样
重要描述
匀强电场
(1)A、B 两点的电势差 UAB； (2)匀强电场的场强大小； (3)小球到达 B 点时，细线对小球的拉力大小。
答案
(1)
3mgL 2q
(2)
3mg q
(3) 3mg
第三十页，共55页。
解析 (1)小球由 A 到 B 过程中，由动能定理得 mgLsin60°－qUAB＝0，所以 UAB＝ 32mqgL。 (2)E＝L－LUcAoBs60°＝ 3qmg。 (3)小球在 AB 间摆动，由对称性知，B 处细线拉力与 A 处细线拉力相等，而在 A 处，由水平方向平衡有
解析 (1)UCD＝0－(－30) V＝30 V WCD＝qUCD＝1.2×10－6×30 J＝3.6×10－5 J。 (2)UDA＝－30－10 V＝－40 V WDA＝qUDA＝1.2×106×(－40) J＝－4.8×10－5 J 电场力做负功，电荷的电势能增加 ΔEp＝－WDA＝4.8×10－5 J。
第三十五页，共55页。
高中高三物理电场的能的性质复习课件
电
3
场
电场的能的性质
1
1．电场力做功特点及其与电势能 变化的关系 （1）电场力做功只与始末位 置 有关 ，与路径 无关 .
2
（2）电场力做功与电势能变化的关系： 电场力做功等于电荷电势能的 变化量 ， 或 者 说电 场力 做功等于电 荷 电势能 增 量的 负值 .电场力做正功，电势 能 减小 ；克服电场力做功，电势 能 增大 .在只有电场力做功 的 情 况下， 电势能 动能相 电 场 力 做 功 的 过 程是 和 互转化的过程.WAB=-ΔEp=ΔEk
14
7．电场线和等势面的关系 （1）要牢记常见的电场的电场线和 等势面：孤立的正（负）点电荷的电 场、等量异种（同种）点电荷的电场、 匀强电场、点电荷与带电平板间的电 场.
15
（2）电场线、等势面的特点和电场线与 等势面间的关系：①电场线的方向为该 点的场强方向，电场线的疏密表示场强 的大小；②电场线互不相交，等势面也 互不相交；③电场线和等势面在相交处 互相垂直；④电场线的方向是电势降低 的方向，而且是降低最快的方向；⑤电 场线密的地方等差等势面密；等差等势 面密的地方电场线也密.
2
39
如图所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、 B两点处分别固定着两个等电量的正电荷， a、b是AB连线上的两点，其中 Aa=Bb=L/4，O为AB连线的中点，一 质量为m、带电量为+q的小滑块(可以看 做质点)以初动能E0从a点出发，沿直线 AB向b点运动，其中小滑块第一次经过O 点时的动能为初动能的n倍(n>1)，且到 达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O 点，求：
每点电势为负值 由连线的一端到另一端电势先升 高再降低，中点电势最高不为 零 中点电势最低，由中点至无穷远 处逐渐升高至零
【物理】电场的力和能的性质
【物理】电场的⼒和能的性质前⾔本⽂主要讲解处理⾼考物理中电场相关问题的⽅法，并给出例题⽰范。
可能讲的⽐较简单，希望能起到抛砖引⽟的作⽤。
本⽂会对静电场的概念和公式进⾏梳理，并给出在考题中的应⽤。
概念和公式电场强度和电场⼒概念电场是存在于电荷周围能传递电荷与电荷之间相互作⽤的物理场。
在电荷周围总有电场存在；同时电场对场中其他电荷发⽣⼒的作⽤。
观察者相对于电荷静⽌时所观察到的场称为静电场。
（维基百科）电场⼒是当电荷置于电场中所受到的作⽤⼒。
或是在电场中为移动⾃由电荷所施加的作⽤⼒。
其⼤⼩可由库仑定律得出。
当有多个电荷同时作⽤时，其⼤⼩及⽅向遵循⽮量运算规则。
（维基百科）从上述维基百科的解释，我们可以粗略的得出以下结论：电场是客观存在的物质；电场⼒是⼀种以电场为施⼒物体的作⽤⼒；电场⼒⼤⼩由得出库仑定律；既然是⼒，那么⾃然遵从⼒的⽮量合成法则。
公式公式 I （库仑定律）F=k q1q2 r2其中q1,q2表⽰两个点电荷的电量，r表⽰距离，k是静电⼒常数，约等于 9×109N⋅m2⋅C−2。
公式 IIE=F q这便是电场强度E的⽐值定义式，与电场⼒和试探电荷电量均⽆关。
联⽴ I,II 可以解得E=k q r2。
公式 III （电场叠加原理）E=∑i E i=E1+E2+E3+⋯电场强度和电场⼒⼀样，都是⽮量，故满⾜⽮量合成法则。
⾼考中虽然说的是只限于勾股定理的⽮量合成，但是，余弦定理也是能强⾏导出来的嘛（逃）。
电势和电势能概念假设检验电荷从⽆穷远位置，经过任意路径，克服电场⼒，缓慢地移动到某位置，则在这位置的电势，等于因迁移所做的机械功与检验电荷量的⽐值。
（维基百科）在静电学⾥，电势能是处于电场的电荷分布所具有的势能，与电荷分布在系统内部的组态有关。
（维基百科）不难发现，由于电场的存在，电荷在某⼀电势中，对外表现出电势能。
电势能与引⼒势能相同，是⼀个相对的量，⼈为设定零势能。
电势与电势能均为标量，满⾜代数运算法则。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高考物理一轮专题：第29讲电场能的性质
姓名:________ 班级:________ 成绩:________
一、单选题 (共10题；共20分)
1. （2分） (2019高二上·鸡泽月考) 在一个匀强电场中有a、b两点，相距为d，电场强度为E，把一个电量为q的正电荷由a点移到b点时，克服电场力做功为W，下列说法正确的是（）
A . 该电荷在a点电势能一定比b点大
B . a点电势一定比b点电势低
C . a、b两点电势差大小一定为U=Ed
D . a、b两点电势差Uab=
2. （2分）(2017·衡阳模拟) 如图所示，虚线a、b、c为电场中的一簇等势线，相邻两等势线之间的电势差相等，现在等势线a上A点射出甲、乙两个粒子，两粒子在电场中的运动轨迹分别交等势线c于B、C点，甲粒子从A到B的动能变化量的绝对值是E，乙粒子从A到C动能变化量绝对值为 E，不计粒子的重力，由此可以判断（）
A . 甲粒子一定带正电，乙粒子一定带负电
B . 甲的电量一定为乙电量的2倍
C . 甲粒子从A到B电场力一定做正功，乙粒子从A到C电场力一定做负功
D . 甲在B点的电势能绝对值一定是乙在C点电势能绝对值的2倍
3. （2分） (2016高二上·桂林开学考) 如图所示，在匀强电场中有M、N、P三点，它们的电势分别为φM=10V、φN=6V、φP=2V，则以下四个图中正确表示电场方向的是（）
A .
B .
C .
D .
4. （2分） (2017高二上·福州期中) 一根置于水平面上的光滑玻璃管（绝缘体），内部有两个完全相同的弹性（碰撞时没有能量损失）金属球A、B，带电量分别为7Q和﹣Q，从图示位置由静止开始释放，经一段时间后两球再次经过图示位置，下列说法正确的是（）
A . 此过程中系统电势能增加
B . 此过程中系统电势能不变
C . 前后两次在图示位置时加速度大小之比为7：9
D . 前后两次在图示位置时加速度大小之比为7：16
5. （2分） (2019高一下·潍坊期中) 如图所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b。
下列表述正确的是（）
A . b点的电场强度比a点的小
B . b点的电势比a点的高
C . 将正电荷从a点移动到b点，电势能减少
D . 将负电荷从a点移动到b点，电场力做正功
6. （2分） (2017高二上·葫芦岛期中) 在x轴上关于原点对称的 a、b两点处固定有两个电荷量相等的点电荷，如图E﹣x图象描绘了x轴上部分区域的电场强度（以x轴正方向为电场强度的正方向）．对于该电场中x轴上关于原点对称的c、d两点，下列结论正确的是（）
A . 两点场强相同，c点电势更高
B . 两点场强相同，d点电势更高
C . 两点场强不同，两点电势相等，均比O点电势高
D . 两点场强不同，两点电势相等，均比O点电势低
7. （2分） (2016高二上·嘉峪关期中) 关于静电场的以下说法中正确的是（）
A . 沿电场线方向各点电势不可能相同
B . 沿电场线方向电场强度一定是减小的
C . 等势面上各点电场强度不可能相同
D . 等势面上各点电场强度方向不一定垂直于该等势面
8. （2分）如图，a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点．电场线与矩形所在平面平行．已知a点的电势为20V ， b点的电势为24V ， d点的电势为4V ，由此可知c点的电势为（）
A . 4V
B . 8V
C . 12V
D . 24V
9. （2分） (2018高一下·盘锦期末) 图中K、L、M为静电场中的三个相距很近的等势面(K、M之间无电荷).一带电粒子射入此静电场中后,只受电场力作用,沿a→b→c→d→e轨迹运动.已知电势 UK＜UL＜UM ，下列说法中正确的是（）
A . 此粒子带负电
B . 粒子在bc段做加速运动
C . 粒子在c点时电势能最小
D . 粒子通过b点和d点时的动能相等
10. （2分） (2017高二上·天津期中) 如图所示，虚线a、b和c是在O点处的一个点电荷形成的静电场中的三个等势面，一带正电粒子射入该电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示．不计重力，由图可知（）
A . O点处的电荷一定是正电荷
B . a、b、c三个等势面的电势关系是φa＞φb＞φc
C . 粒子运动时的电势能先增大后减小
D . 粒子在每个位置具有的电势能与动能的总和一定相等
二、多选题 (共2题；共6分)
11. （3分）(2017·惠州模拟) 在真空中的x轴上的原点处和x=6a处分别固定一个点电荷M、N，在x=2a处由静止释放一个正点电荷P，假设点电荷P只受电场力作用沿x轴方向运动，得到点电荷P速度大小与其在x轴上的位置关系如图所示（其中在x=4a处速度最大），则下列说法正确的是（）
A . 点电荷M、N一定都是同种正电荷
B . 点电荷M、N一定为异种电荷
C . 点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为4：1
D . x=4a处的电场强度不一定为零
12. （3分） (2017高二上·福州期中) 真空中有一正四面体ABCD，如图MN分别是AB和CD的中点．现在A、B两点分别固定电荷量为+Q、﹣Q的点电荷，下列说法中正确的是（）
A . 将试探电荷+q从C点移到D点，电场力做正功，试探电荷+q的电势能降低
B . 将试探电荷﹣q从M点移到N点，电场力不做功，试探电荷﹣q的电势能不变
C . C，
D 两点的电场强度相等
D . N点的电场强度方向平行AB且跟CD垂直
三、解答题 (共2题；共10分)
13. （5分） (2017高二上·清水期末) 如图所示，在匀强电场中，将一电荷量为2×10﹣5C的负电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.001J，已知A、B两点间距离为4cm，两点连线与电场方向成600角，求：
①A、B两点间的电势差UAB；
②该匀强电场的电场强度E．
14. （5分） (2018高二上·集宁期中) 在电场中电荷量为的正电荷从A点移动到B点，电场力做了的正功。
再把这个正电荷从B点移动到C点，电场力做了的负功。
在A、B、C三点中，哪一点的电势最高？A和B之间、B和C之间、A和C之间的电势差、、UAC各是多大？
四、综合题 (共3题；共35分)
15. （15分） (2018高二上·和县期末) 半径为R，均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场；场强大小沿半径分布如图所示，图中E0已知，E﹣r曲线下O﹣R部分的面积等于R﹣2R部分的面积．
（1）写出E﹣r曲线下面积的单位；
（2）写出E﹣r曲线下面积的单位；
（3）己知带电球在r≥R处的场强E= ，式中k为静电力常量，该均匀带电球所带的电荷量Q为多大？
（4）己知带电球在r≥R处的场强E= ，式中k为静电力常量，该均匀带电球所带的电荷量Q为多大？
（5）求球心与球表面间的电势差△U；
（6）求球心与球表面间的电势差△U；
（7）质量为m，电荷量为q的负电荷在球面处需具有多大的速度可以刚好运动到2R处？
（8）质量为m，电荷量为q的负电荷在球面处需具有多大的速度可以刚好运动到2R处？
16. （10分） (2019高二上·金台月考) 如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面现将电荷量为的正点电荷从A点移到B点，电场力做功为，将另一电荷量为的负点电荷从A点移到C点，克服电场力做功 J.
（1）求、各为多少？
（2）求、各为多少？
（3） AB边长为cm，求电场线方向及电场强度大小．
（4） AB边长为cm，求电场线方向及电场强度大小．
17. （10分） (2018高二上·昌平期末) 某静电场的等势面如图所示，A、B、C分别为等势面上的三个点，其电势分别为10V、8V和6V。
（1）在图中画出电场线的大致分布；
（2）若将一电子（电荷量为e）从A点移到C点，求电场力做的功W及电势能的变化量ΔEP；
（3）若另一电子仅在电场力的作用下从A点经B点运动到C点，且已知经过B时的动能为10eV，求电子到达C点时的动能EKC。
（提示：在研究微观粒子时常用电子伏特(eV)做能量的单位。
1eV等于一个电子经过1V电压加速后所增加的动能）
参考答案一、单选题 (共10题；共20分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
6-1、
7-1、
8-1、
9-1、
10-1、
二、多选题 (共2题；共6分)
11-1、
12-1、
三、解答题 (共2题；共10分)
13-1、
14-1、
四、综合题 (共3题；共35分) 15-1、
15-2、
15-3、
15-4、
15-5、
15-6、
15-7、
15-8、
16-1、答案：略
16-2、答案：略
16-3、
16-4、答案：略
17-1、答案：略
17-2、答案：略
17-3、答案：略
第11 页共11 页。