（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第6章 第2讲 电场能的性质

（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第6章 第2讲 电场能的性质内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 电场能的性质知识一电场力做功与电势能1电场力做功(1)特点：电场力做功和路径无关，只与初、末位置有关(2)计算方法W适用于 匀强电场 ，其中 d 为沿电场线方向的位移W 用于任何形式的电场2电势能(1)定义：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功(2)静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于电势能的减少量，W 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无穷远处的电势能规定为零，或把电荷在地球表面的电势能规定为零(1)电场力做功与重力做功相似，均与路径无关()(2)有电场力做功时，电荷的机械能也可能守恒 2、()(3)正电荷的电势能一定为正()知识二电势与等势面1电势(1)定义式： )矢标性：电势是标量，其大小有正负之分，其正(负)表示该点电势比电势零点高(或低)(3)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因电势零点选取的不同而不同2等势面的特点(1)等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直(2)在等势面上移动电荷时电场力不做功(3)电场线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(1)电场中电场强度为零的地方电势一定为零()(2)沿电场线方向电势降低，电场强度也越来越小()光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (3)等势面上各点的场强大小也相等()知 3、识三电势差1定义式：U 势差与电势的关系：U A 响因素电势差 电场本身的性质决定，与移动的电荷 q 及电场力做的功 关，与零势点的选取无关4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 中 d 为电场中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低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电势、电势能具有相对性，要确定电场中某点的电势或电荷在电场中某点具有的电势能必须选取电势零点，但电势差和电势能的变化具有绝对性，与电势零点的选取无关1 (多选) 如图 621 所示，a 、b 为某电场线上的两点，那么以下结论正 4、确的是 ()图 62 1A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【解析】若正电荷从 a 移到 b，由于电场力方向和位移方向同向，电场力做正功，电荷的电势能减小，A 对；若把负电荷从 a 移到 b，电场力做负功，电荷的电势能增加， 、 D 错【答案】(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 说明两点间的电势差 电场力做功 正比，与移q 成反比B把正电荷从 A 点移到 B 点电场力做 5、正功，则有 C电势差的公式 中，U 移动电荷的电荷量 q 无关场中 A、B 两点间的电势差 于把正电荷 q 从 A 点移动到 B 点时电场力所做的功【解析】电场中两点间的电势差是一个定值，不会随着电场力做的功 移动电荷的电荷量 q 的变化而变化，故 A 错，C 对；又由 知，电场力做正功，q 为正电电势差为正，即 B 正确；电场中 A、B 两点间的电势差 于把单位正电荷从 A 点光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，故 D 错误【答案】2 23如图 622 所示，一电场中有一粒子源发射出 a、b、c 三种粒子，其中实线表示电场线，虚线表示粒子运动的轨迹，下列说法正确的是( )Aa 粒子在电 6、场中的电势能在增加Bc 粒子在电场中的电势能在减小C电场力对 a 做负功D电场力对 c 做负功【解析】从运动轨迹看，a 粒子带负电，b 粒子不带电，c 粒子带正电，它们都朝电场力的方向偏转，电场力都做正功，电势能都减小B 对【答案】(多选)(2013江苏高考)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 623 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 62 3Aa 点的电场强度比 b 点的大Ba 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 7、，a 处电场线比 b 处密，所以 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 a b，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】(2013上海高考)两异种点电荷电场中的部分等势面如图 624 所示，已知 A 点电势高于 B 点电势若位于 a、b 处点电荷的电荷量大小分别为 ()图 62 4Aa 处为正电荷，q a 处为负电荷，q 析】图为异种点电荷的等势面分布，又知 A B，因此 a 处为正电荷，b 处为负电 8、荷，等势面密集处靠近 b 电荷，故 qa项 B 正确【答案】 49电势高低与电势能大小的判断一、电势高低的判断1依据电场线方向：沿电场线方向电势逐渐降低2依据电场力做功：根据 ，将 q 的正负号代入，由 正负判断、 B 的高低3依据场源电荷的正负：取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低二、电势能大小的判断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3公式法：由 Epq p，将 q、 p 的大小、正负号一起代入公式，E p 的正值越大，电势能 9、越大；E p 的负值越小，电势能越大4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，动能减小，电势能增加1 个示范例 (2013 郑州大学附中检测 )两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有 A、B 、C 三点，如图 625 甲所示一个电量为 2 C，质量为 1 小物块从C 点静止释放，其运动的 v t 图象如图乙所示，其中 B 点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)则下列说法正确的是()甲乙图 62 5AB 点为中垂线上电场强度最大的点，场强 E2 V/ C 到 A 的过程中物块的电势能先减小后变大C由 C 到 A 10、 的过程中，电势逐渐升高DA、B 两点电势差 5 V【解析】由图乙知，小物块在 B 点时加速度最大，故 B 点场强最大，加速度大小为2 m/ qE E1 V/m，选项 A 错误；由 C 到 A 的过程中小物块的动能一直增大，电势能始终在减小，故电势逐渐降低，选项 B、C 错误；根据动能定理有 解得：U 5 V，选项 D 正确12 2B 12 2A【答案】D1 个预测例 ( 多选)(2013山东高考)如图 626 所示，在 x 轴上相距为 L 的两点固定两个等量异种点电荷Q、Q，虚线是以Q 所在点为圆心、 为半径的圆，a 、b、c、d 是 ，其中 a、c 两点在 x 轴上，b、d 两点关于 x 11、轴对称下列判断正确的是()图 62 6Ab、d 两点处的电势相同B四个点中 c 点处的电势最低C b、d 两点处的电场强度相同D将一试探电荷q 沿圆周由 a 点移至 c 点，q 的电势能减小【审题指导】(1)联想等量异种点电荷的电场分布特点(2)充分利用 a、b、c 、d 各点的几何特性(3)抓住电势是标量，电场强度是矢量的特点【解析】根据等量异种点电荷电场线及等势线的分布可知 b、d 两点电势相同，电场强度大小相等、方向不同，选项 A 对，C 错c 点电势为 0，由 a 经 b 到 c，电势越来越低，正电荷由 a 经 b 到 c 电势能越来越小，选项 B、D 对【答案】50匀强电场中场强与电 12、势差的关系应用应用“一式二推论”巧解电场强度与电势差相关的问题一、一式E ，其中 d 是沿电场强度方向上的距离电推论图 62 7推论 1：如图 62 7 所示，匀强电场中任一线段 中点 C 的电势，等于两端点电势的等差中项，即 CA CBd ，则 A C ， C B所以有： C 2 8推论 2：如图 62 8 所示，若匀强电场中两线段 D 且 D ，则 A B C Dd，则 A B ， C D所以有： A B C D.1 个示范例 (2012 安徽高考) 如图 62 9 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 ()光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 2 91 个预测例 图 6210如图 62 10 所示，匀强电场中有 a、b、c 三点，在以它们为顶点的三角形中，a30，c 90，电场方向与三角形所在平面平行已知 a、b 和 c 点的电势分别为(2 )V、(2 ) V 和 2 V该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为( )3 3A200 V/m B200 V/100 V/m D100 V/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，故中点 C 的电势 C3 V(如图所示)，因此 B、C 为等势面O。