专题(32)电场能的性质(解析版)

2021年高考物理一轮复习必热考点整合回扣练

专题（32）电场能的性质（解析版）

考点一电势高低及电势能大小的比较

电势高低的判断方法

1．（2020·江苏省高考真题）如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球（不计重力）。开始时，两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E，在静电力作用下，小球绕轻杆中点O转到水平位置。取O点的电势为0。下列说法正确的有（）

A．电场E中A点电势低于B点B．转动中两小球的电势能始终相等

C．该过程静电力对两小球均做负功D．该过程两小球的总电势能增加

【答案】AB

【解析】A．沿着电场线方向，电势降低，A正确；

B．由于O点的电势为0，根据匀强电场的对称性

A B ϕϕ=-又A B q q =-，p E q ϕ=，所以PA PB E E =B 正确；

CD ．A 、B 位置的小球受到的静电力分别水平向右、水平向左，绝缘轻杆逆时针旋转，两小球静电力对两小球均做正功，电场力做正功，电势能减少，CD 错误；故选AB 。

2、(多选)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示．c 是两负电荷连线的中点，d 点在正电荷的正上方，c 、d 到正电荷的距离相等，则( )

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 ．c 点的电场强度比d 点的大

D ．c 点的电势比d 点的低 【答案】ACD

【解析】根据电场线的分布图，a 、b 两点中，a 点的电场线较密，则a 点的电场强度较大，选项A 正确；沿电场线的方向电势降低，a 点的电势低于b 点的电势，选项B 错误；由于c 、d 关于正电荷对称，正电荷在c 、d 两点产生的电场强度大小相等、方向相反．两负电荷在c 点产生的电场强度为0，在d 点产生的电场强度方向向下，根据电场的叠加原理，c 点的电场强度比d 点的大，选项C 正确；c 、d 两点中c 点离负电荷的距离更小，c 点电势比d 点低，选项D 正确．

3、（2020·浙江省高考真题）空间P 、Q 两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q 点处为正电荷，P 、Q 两点附近电场的等势线分布如图所示，a 、b 、c 、d 、e 为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则（ ）

A ．e 点的电势大于0

B ．a 点和b 点的电场强度相同

C ．b 点的电势低于d 点的电势

D ．负电荷从a 点移动到c 点时电势能增加 【答案】D

【解析】A ．根据电场线与等势面垂直关系，可判断P 点处为负电荷，无穷远处电势为0，e 点在PQ 连线的中垂线上，则0e ϕ=，A 错误；

B ．a 、b 两点电场强度大小相同，方向不同，则a 、b 两点电场强度不同，B 错误；

C ．从Q 到P 电势逐渐降低，则b d ϕϕ>，C 错误；

D ．由a c ϕϕ>，负电荷从a 到c 电场力做负功，电势能增加，D 正确。 【提 分 笔 记】

(1)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． (2)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．

(3)电势能与电势的关系：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. 考点二 电势差与电场强度的关系

在匀强电场中由公式U ＝Ed 得出的“一式二结论”

4、（2020·河北省衡水中学高三专题练习）如图所示，平行金属板A 、B 水平正对放置，分别带等量异号电荷．一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么

A ．若微粒带正电荷，则A 板一定带正电荷

B ．微粒从M 点运动到N 点电势能一定增加

C ．微粒从M 点运动到N 点动能一定增加

D ．微粒从M 点运动到N 点机械能一定增加 【答案】C

【解析】A 、粒子在电场力和重力的合力作用下做类平抛运动，合力向下，电场力可能向上而小于重力，也可能向下，故无法判断A 板的带电情况，A 错误；

B 、电场力可能向上，也可能向下，故微粒从M 点运动到N 点电势能可能增加，也可能减小，B 错误；

C 、粒子在电场力和重力的合力作用下做类似平抛运动，电场力和重力的合力向下，故从M 到N 动能增加，

C正确；

D、电场力可能向上，也可能向下，故微粒从M点运动到N点过程，电场力可能做负功，也可能做正功，故机械能可能增加，也可能减少，D错误；

5、在静电除尘器除尘原理的示意图中，a、b是直流高压电源的两极，图示位置的P、M、N三点在同一直线上，且PM＝MN.尘埃在电场中通过某种机制带上负电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的．下列判断正确的是()

A．a是直流高压电源的正极

B．电场中P点的场强小于M点的场强

C．电场中M点的电势低于N点的电势

D．电场中P、M间的电势差U PM等于M、N间的电势差U MN

【答案】C

【解析】带负电的尘埃向集尘极迁移，说明集尘极接直流高压电源的正极，a是直流高压电源的负极，选项A错误；从放电极到集尘极的电场，P点的电场线比M点的电场线密，所以电场中P点的场强大于M点的场强，选项B错误；由于集尘极带正电，电势高，而沿着电场线方向电势逐渐降低，所以电场中M点的电势低于N点的电势，选项C正确；电场线密集的地方，电势降低较快，又因PM＝MN，P、M间的电势差U PM>U MN，选项D错误．

考点三电场线、等势面及带电粒子的运动轨迹问题

带电粒子运动轨迹类问题的解题技巧

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．判断电场力(或电场强度)的方向

仅受电场力作用时，带电粒子所受电场力方向指向轨迹曲线的凹侧，且电场力方向一定与电场线或电场线的切线共线，再根据粒子的正负判断电场强度的方向．

3．判断电场力做功的正负及电势能的增减

若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势能减少：若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电势能增加．

4．判断受力大小、加速度大小变化