山东专用版高考物理一轮复习第七章第2节电场能的性质课件新人教

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1、第第2 2节电场能的性质节电场能的性质基础过关基础过关考点研析考点研析素养提升素养提升基础知识基础知识一、静电力做功与电势能一、静电力做功与电势能1.1.静电力做功静电力做功(1)(1)特点特点:静电力做功与重力做功相似静电力做功与重力做功相似,均与均与 无关无关,只与只与 有关有关.基础过关基础过关 紧扣教材紧扣教材自主落实自主落实路径路径初末位置初末位置(2)(2)计算方法计算方法.W=qEd,W=qEd,只适用于只适用于 ,其中其中d d为沿为沿 的距离的距离.W WABAB=qU=qUABAB,适用于适用于 .匀强电场匀强电场电场方向电场方向任何电场任何电场2.2.电势能电势能(1)(

2、1)定义定义:电荷在电场中具有的势能电荷在电场中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到数值上等于将电荷从该点移到 位位置时静电力所做的功置时静电力所做的功.零势能零势能(2)(2)静电力做功与电势能变化的关系静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于静电力做的功等于 ,即即W WABAB=E=EpApA-E-EpBpB=-E=-Ep p.(3)(3)电势能的相对性电势能的相对性:电势能是电势能是 的的,通常把电荷离场源电荷通常把电荷离场源电荷 处处的电势能规定为零的电势能规定为零,或把电荷在或把电荷在 表面的电势能规定为零表面的电势能规定为零.二、电势与等势面二、电势与等势面1.1.电势电

3、势(1)(1)定义与定义式定义与定义式:试探电荷在电场中某点具有的试探电荷在电场中某点具有的 与它的与它的 的的比值比值,即即 =.电势能的减小量电势能的减小量相对相对无穷远无穷远 大地大地电势能电势能电荷量电荷量pEq(2)(2)矢标性矢标性:电势是电势是 ,有正负之分有正负之分,其正其正(负负)表示该点电势比表示该点电势比_高高(低低).).标量标量(3)(3)相对性相对性:电势具有电势具有 ,同一点的电势因选取零电势点的不同而不同同一点的电势因选取零电势点的不同而不同.(4)(4)电场中电场强度为零的位置电势电场中电场强度为零的位置电势 为零为零,电场强度相同的区域电场强度相同的区域电势

4、电势 相同相同.2.2.等势面等势面(1)(1)定义定义:电场中电场中 的各点组成的面的各点组成的面.(2)(2)特点特点等势面一定与电场线等势面一定与电场线 .在在 移动电荷时电场力不做功移动电荷时电场力不做功.电场线总是从电场线总是从 的等势面指向的等势面指向 的等势面的等势面.等差等势面越密的地方等差等势面越密的地方 越大越大,反之越小反之越小.零电势零电势相对性相对性不一定不一定不一定不一定 电势相等电势相等垂直垂直同一等势面上同一等势面上电势高电势高电势低电势低电场强度电场强度三、电势差匀强电场中电势差与电场强度的关系三、电势差匀强电场中电势差与电场强度的关系1.1.电势差电势差(1

5、)(1)定义定义:电荷在电场中电荷在电场中,由一点由一点A A移到另一点移到另一点B B时时,与移动的与移动的电荷的电荷的 的比值的比值.电场力做的功电场力做的功电荷量电荷量(2)(2)定义式定义式:U:UABAB=.ABWq(4)(4)电势差是标量电势差是标量,但有正、负之分但有正、负之分,正负表示两点电势的高低正负表示两点电势的高低,如如U UABAB为正为正(负负),),表示表示A A点电势高于点电势高于(低于低于)B)B点电势点电势.(5)(5)影响因素影响因素:电势差电势差U UABAB由电场本身的性质决定由电场本身的性质决定,与移动的电荷与移动的电荷q q及电场力做的及电场力做的功

6、功W WABAB ,与零电势点的选取与零电势点的选取 .无关无关无关无关2.2.匀强电场中电势差与电场强度的关系匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)(1)电势差与电场强度的关系式电势差与电场强度的关系式:E=:E=,其中其中d d为电场中两点间为电场中两点间_的距离的距离.沿电场方向沿电场方向Ud(2)(2)公式只适用于公式只适用于 .匀强电场匀强电场(3)(3)电场强度的方向是电势降低最快的方向电场强度的方向是电势降低最快的方向.自自主主探探究究 如图所示如图所示,匀强电场的电场强度为匀强电场的电场强度为E,A,BE,A,B两点的距离为两点的距离为l,A,Bl,A,B两点沿电场两点沿电场方

7、向的距离为方向的距离为d,A,Bd,A,B两点的电势差为两点的电势差为U UABAB.现将电荷现将电荷q q从从A A点移动到点移动到B B点点.(1)(1)电场力做的功电场力做的功W W与与A,BA,B两点的电势差两点的电势差U UABAB有什么关系有什么关系?(2)(2)电场力做的功电场力做的功W W与电场强度与电场强度E E有什么关系有什么关系?(3)(3)比较以上两个问题中功的两个计算结果比较以上两个问题中功的两个计算结果,可以得到可以得到U UABAB与与E E有什么关系有什么关系?自自主主探探究究 答案答案:(1)(1)电场力做的功电场力做的功W W与与A,BA,B两点的电势差两点

8、的电势差U UABAB的关系为的关系为W=qUW=qUABAB.(2)(2)电荷电荷q q所受的电场力所受的电场力F=qE,F=qE,电荷电荷q q在电场力在电场力F F方向上的位移为方向上的位移为d,d,所以电所以电场力做的功为场力做的功为W=Fd=qEd.W=Fd=qEd.(3)(3)比较比较W=qUW=qUABAB及及W=qEdW=qEd可得可得U UABAB=Ed,=Ed,或写作或写作E=.E=.ABUd(1)(1)电场强度处处为零的区域内电场强度处处为零的区域内,电势一定也处处为零电势一定也处处为零.(.()(2)(2)电场强度处处相同的区域内电场强度处处相同的区域内,电势一定也处处

9、相同电势一定也处处相同.(.()(3)(3)电场强度的方向总是跟等势面垂直电场强度的方向总是跟等势面垂直.(.()(4)(4)电势降低的方向就是电场强度的方向电势降低的方向就是电场强度的方向.(.()(5)A,B(5)A,B两点间的电势差等于将正电荷从两点间的电势差等于将正电荷从A A移到移到B B时电场力所做的功时电场力所做的功.(.()过关巧练过关巧练1.1.思考判断思考判断2.2.(多选多选)某静电除尘器工作时内部电场线分布的俯视图如图某静电除尘器工作时内部电场线分布的俯视图如图,带负电的粉尘带负电的粉尘被吸附时由被吸附时由b b点运动到点运动到a a点点,以下说法正确的是以下说法正确的

10、是()ACACA.aA.a点电场强度小于点电场强度小于b b点的电场强度点的电场强度B.aB.a点电场强度大于点电场强度大于b b点的电场强度点的电场强度C.C.电场力对粉尘做正功电场力对粉尘做正功D.D.粉尘的电势能增大粉尘的电势能增大解析解析:电场线的疏密表示电场强度大小电场线的疏密表示电场强度大小,选项选项A A正确正确,B,B错误错误;带负电的粉尘受到带负电的粉尘受到的电场力方向与电场方向相反的电场力方向与电场方向相反,电场力对粉尘做正功电场力对粉尘做正功,粉尘的电势能减少粉尘的电势能减少,选选项项C C正确正确,D,D错误错误.3.3.一个带正电的质点一个带正电的质点,电荷量为电荷量

11、为q=2.0q=2.01010-9-9 C,C,在静电场中由在静电场中由a a点移到点移到b b点点,在在这个过程中这个过程中,除电场力做功外除电场力做功外,其他力做的功为其他力做的功为6.06.01010-5-5 J,J,质点的动能增加质点的动能增加了了8.08.01010-5-5 J,J,则则a,ba,b两点间的电势差两点间的电势差U Uabab为为()A.3A.310104 4 V V B.1 B.110104 4 V VC.4C.410104 4 V V D.7 D.710104 4 V VB B C C 考点一电势、电势能、等势面考点一电势、电势能、等势面1.1.电势高低的四种判断方

12、法电势高低的四种判断方法(1)(1)据电场线的方向判断据电场线的方向判断:电场线由高电势面指向低电势面电场线由高电势面指向低电势面,或者说沿电场线方或者说沿电场线方向电势逐渐降低向电势逐渐降低.考点研析考点研析 核心探究核心探究重难突破重难突破(3)(3)据电场力做功来判断据电场力做功来判断:电场力对正电荷做正功电场力对正电荷做正功,电荷由高电势处移向低电电荷由高电势处移向低电势处势处;正电荷克服电场力做功正电荷克服电场力做功,电荷由低电势处移向高电势处电荷由低电势处移向高电势处.对于负电荷对于负电荷,情况恰好相反情况恰好相反.(4)(4)根据电势能判断根据电势能判断:正电荷在电势高处电势能较

13、大正电荷在电势高处电势能较大;负电荷在电势低处电势负电荷在电势低处电势能较大能较大.2.2.电势能高低的四种判断方法电势能高低的四种判断方法(1)(1)做功判断法做功判断法:电场力做正功电场力做正功,电势能减小电势能减小;电场力做负功电场力做负功,电势能增大电势能增大.(2)(2)电荷电势法电荷电势法:正电荷在电势高的地方电势能大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负电荷在电势低的地方电势能大势能大.(4)(4)能量守恒法能量守恒法:在电场中在电场中,若只有电场力做功时若只有电场力做功时,电荷的电荷的动能和电势能相互转化动能和电势能相互转化,动能增大时动能增大时,电势能减小电势

14、能减小,反之电势能增大反之电势能增大.【典例典例1 1】(2018(2018山西太原二模山西太原二模)空间中空间中P,QP,Q两点处各固定一个点电荷两点处各固定一个点电荷,其中其中P P点处为正电荷点处为正电荷,P,Q,P,Q两点附近电场的等势面分布如图所示两点附近电场的等势面分布如图所示,a,b,c,d,a,b,c,d为电场中的为电场中的四个点四个点,则则()A.P,QA.P,Q两点处的电荷等量同种两点处的电荷等量同种B.aB.a点和点和b b点的电场强度相同点的电场强度相同C.cC.c点的电势低于点的电势低于d d点的电势点的电势D.D.负电荷从负电荷从a a到到c,c,电势能减少电势能减

15、少D D解析解析:由电场的等势面分布图可判断由电场的等势面分布图可判断P,QP,Q为等量异种点电荷为等量异种点电荷,Q,Q带负电带负电,选项选项A A错误错误;a,b;a,b两点的电场强度方向不同两点的电场强度方向不同,选项选项B B错误错误;由正电荷到负电荷电势逐渐由正电荷到负电荷电势逐渐降低知降低知c c d d,选项选项C C错误错误;负电荷从负电荷从a a到到c,c,电场力做正功电场力做正功,电势能减少电势能减少,选项选项D D正确正确.【针对训练针对训练】(2018(2018广东茂名二模广东茂名二模)如图所示如图所示,aefd,aefd和和ebcfebcf是两个等边长的正是两个等边长

16、的正方形方形,在在a a点固定一个电荷量为点固定一个电荷量为q q的正点电荷的正点电荷,在在c c点固定一个电荷量为点固定一个电荷量为q q的负点的负点电荷电荷,则下列说法正确的是则下列说法正确的是()A.e,fA.e,f两点的电场强度相同两点的电场强度相同B.b,dB.b,d两点的电势相同两点的电势相同C.C.将一个负电荷由将一个负电荷由e e点沿直线移动到点沿直线移动到f f点点,电场力先做正功后做负功电场力先做正功后做负功D.D.将一个负电荷由将一个负电荷由b b点沿直线移动到点沿直线移动到d d点点,电场力先做负功后做正功电场力先做负功后做正功A A解析解析:根据等量异种点电荷电场线分

17、布的对称性可知根据等量异种点电荷电场线分布的对称性可知e,fe,f两点电场强度相同两点电场强度相同;电场线与等势面处处垂直电场线与等势面处处垂直,沿着电场线方向电势越来越低沿着电场线方向电势越来越低,由由b b点沿直线到点沿直线到d d点点,电场力先做负功后做正功再做负功电场力先做负功后做正功再做负功,由由e e点沿直线到点沿直线到f f点点,电势一直降低电势一直降低,电场力对负电荷会一直做负功电场力对负电荷会一直做负功.考点二带电粒子的运动轨迹问题考点二带电粒子的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带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向从

18、轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲轨迹向合外力方向弯曲),),从而分析从而分析电场方向或电荷的正负电场方向或电荷的正负.(2)(2)结合轨迹、速度方向与电场力的方向结合轨迹、速度方向与电场力的方向,确定电场力做功的正负确定电场力做功的正负,从而确从而确定电势能、电势和电势差的变化等定电势能、电势和电势差的变化等.(3)(3)根据动能定理、能量守恒定律或功能关系判断动能的变化根据动能定理、能量守恒定律或功能关系判断动能的变化.【典例典例2 2】(2018(2018辽宁大连一模辽宁大连一模)()(多选多选)如图所示如图所示,虚线虚线a,b,ca,b,c表示电场中的表示电场中的三个等势

19、面三个等势面,相邻等势面间的电势差相等相邻等势面间的电势差相等,实线为一个带正电的质点仅在电场实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下力作用下,通过该区域的运动轨迹通过该区域的运动轨迹,P,Q,P,Q是轨迹上的两点是轨迹上的两点.下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.A.三个等势面中三个等势面中,等势面等势面a a的电势最高的电势最高B.B.带电质点通过带电质点通过P P点时的电势能比通过点时的电势能比通过Q Q点时的小点时的小C.C.带电质点通过带电质点通过P P点时的动能比通过点时的动能比通过Q Q点时的小点时的小D.D.带电质点通过带电质点通过P P点时的加速度比通过点时的加速度比通

20、过Q Q点时的大点时的大CDCD审题图示审题图示 解析解析:电荷所受电场力指向轨迹内侧电荷所受电场力指向轨迹内侧,由于质点带正电由于质点带正电,因此电场线指向右因此电场线指向右下方下方,沿电场线电势降低沿电场线电势降低,故故c c等势面的电势最高等势面的电势最高,a,a等势面的电势最低等势面的电势最低,选选项项A A错误错误;从从P P到到Q Q过程中电场力做正功过程中电场力做正功,电势能降低电势能降低,动能增大动能增大,故故P P点的动点的动能小于能小于Q Q点的动能点的动能,选项选项C C正确正确,B,B错误错误;等势线密的地方电场线密等势线密的地方电场线密,电场强度电场强度大大,则则P

21、P点电场强度大于点电场强度大于Q Q点电场强度点电场强度,则则P P点的加速度大点的加速度大,选项选项D D正确正确.题组训练题组训练D D 2.2.仅由运动轨迹分析受力和能量变化仅由运动轨迹分析受力和能量变化(2016(2016全国全国卷卷,20)(,20)(多选多选)如图如图,一一带负电荷的油滴在匀强电场中运动带负电荷的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直面其轨迹在竖直面(纸面纸面)内内,且相对于过轨且相对于过轨迹最低点迹最低点P P的竖直线对称的竖直线对称.忽略空气阻力忽略空气阻力.由此可知由此可知()A.QA.Q点的电势比点的电势比P P点高点高B.B.油滴在油滴在Q Q点的动能比它在点

22、的动能比它在P P点的大点的大C.C.油滴在油滴在Q Q点的电势能比它在点的电势能比它在P P点的大点的大D.D.油滴在油滴在Q Q点的加速度大小比它在点的加速度大小比它在P P点的小点的小ABAB考点三考点三U=EdU=Ed结合几何关系的拓展应用结合几何关系的拓展应用1.1.匀强电场中电势差与电场强度的关系匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)U=Ed,(1)U=Ed,其中其中d d为电场强度方向上的有效长度为电场强度方向上的有效长度;若若U UABAB=Ed,Ed,应通过电势高低提应通过电势高低提前预判电势差的正负前预判电势差的正负.(2)(2)沿电场强度的方向电势降落得最快沿电场强度的方

23、向电势降落得最快.(3)(3)在同一直线上或相互平行的两条直线上在同一直线上或相互平行的两条直线上,两线段的长度之比等于其电势差两线段的长度之比等于其电势差之比之比.(1)(1)解释等差等势面的疏密与电场强度大小的关系解释等差等势面的疏密与电场强度大小的关系,当电势差当电势差U U一定时一定时,电场强电场强度度E E越大越大,则沿电场强度方向的距离则沿电场强度方向的距离d d越小越小,即电场强度越大即电场强度越大,等差等势面越密等差等势面越密.(2)(2)定性判断非匀强电场电势差的大小关系定性判断非匀强电场电势差的大小关系,如距离相等的两点间的电势差如距离相等的两点间的电势差,E,E越大越大,

24、U,U越大越大;E;E越小越小,U,U越小越小.【典例典例3 3】(2017(2017全国全国卷卷,21)(,21)(多选多选)一匀强电场的方向平行于一匀强电场的方向平行于xOyxOy平面平面,平平面内面内a,b,ca,b,c三点的位置如图所示三点的位置如图所示,三点的电势分别为三点的电势分别为10 V,17 V,26 V.10 V,17 V,26 V.下列说下列说法正确的是法正确的是()A.A.电场强度的大小为电场强度的大小为2.5 V/cm2.5 V/cmB.B.坐标原点处的电势为坐标原点处的电势为1 V1 VC.C.电子在电子在a a点的电势能比在点的电势能比在b b点的低点的低7 eV

25、7 eVD.D.电子从电子从b b点运动到点运动到c c点点,电场力做功为电场力做功为9 eV9 eVABDABD【针对训练针对训练】(2018(2018黑龙江哈尔滨六中二模黑龙江哈尔滨六中二模)如图所示如图所示,A,B,C,D,E,F,A,B,C,D,E,F为匀强为匀强电场中一个边长为电场中一个边长为1 m1 m的正六边形的六个顶点的正六边形的六个顶点(匀强电场和六边形所在平面平匀强电场和六边形所在平面平行行),B,C,F),B,C,F三点电势分别为三点电势分别为1 V,2 V,3 V,1 V,2 V,3 V,则下列说法正确的是则下列说法正确的是()D D A.DA.D点的电势为点的电势为4

26、.5 V4.5 VB.B.电子在电子在B B点的电势能比在点的电势能比在C C点低点低1 eV1 eVC.C.电子从电子从B B点到点到E E点电场力做功为点电场力做功为-3 eV-3 eVD.D.匀强电场的电场强度大小为匀强电场的电场强度大小为 V/mV/m213考点四电场中的功能关系考点四电场中的功能关系1.1.电场中的功能关系电场中的功能关系(1)(1)若只有电场力做功若只有电场力做功,则动能和电势能相互转化则动能和电势能相互转化,动能动能(E(Ek k)和电势能和电势能(E(Ep p)的总的总和守恒和守恒.(2)(2)若只有电场力和重力做功若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能

27、之和保持不变电势能、重力势能、动能之和保持不变.(3)(3)除重力之外除重力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化.(4)(4)合力对物体所做的功合力对物体所做的功,等于物体动能的变化等于物体动能的变化.2.2.解决电场力做功问题时应注意以下两点解决电场力做功问题时应注意以下两点(1)(1)利用电场线的特点、等势面的特点来分析电场力做功情况利用电场线的特点、等势面的特点来分析电场力做功情况.(2)(2)应用公式应用公式W WABAB=qU=qUABAB计算时计算时,W,WABAB,q,U,q,UABAB都要带正、负号计算都要带正、负号计算.【典例

28、【典例4 4】(2018(2018黑龙江哈尔滨二模黑龙江哈尔滨二模)如图所示如图所示,真空中的匀强电场与水平方真空中的匀强电场与水平方向成向成1515角角,AB,AB线段垂直匀强电场线段垂直匀强电场E,E,现有一质量为现有一质量为m m、电荷量为、电荷量为+q+q的小球在的小球在A A点以初速度大小点以初速度大小v v0 0、方向水平向右抛出、方向水平向右抛出,经时间经时间t t小球下落到小球下落到C C点点(图中未画出图中未画出)时速度大小仍为时速度大小仍为v v0 0,则小球由则小球由A A点运动到点运动到C C点的过程中点的过程中,下列说法正确的是下列说法正确的是()D DA.A.电场力

29、对小球做功为零电场力对小球做功为零B.B.小球的机械能减少量为小球的机械能减少量为 mgmg2 2t t2 2C.C.小球的电势能减小小球的电势能减小D.CD.C一定位于一定位于ABAB所在直线的右侧所在直线的右侧12题组训练题组训练1.1.功能关系的定性分析功能关系的定性分析(2019(2019山东潍坊模拟山东潍坊模拟)在等势面沿竖直方向的匀强电场中在等势面沿竖直方向的匀强电场中,一带负电的微粒以一定初速度射入电场一带负电的微粒以一定初速度射入电场,并沿直线并沿直线ABAB运动运动,由此可知由此可知()A.A.电场中电场中A A点的电势低于点的电势低于B B点的电势点的电势B.B.微粒在微粒

30、在A A点时的动能大于在点时的动能大于在B B点时的动能点时的动能,在在A A点时的电势能小于在点时的电势能小于在B B点时的电点时的电势能势能C.C.微粒在微粒在A A点时的动能小于在点时的动能小于在B B点时的动能点时的动能,在在A A点时的电势能大于在点时的电势能大于在B B点时的电点时的电势能势能D.D.微粒在微粒在A A点时的动能与电势能之和等于在点时的动能与电势能之和等于在B B点时的动能与电势能之和点时的动能与电势能之和B B解析解析:一带负电的微粒以一定初速度射入电场一带负电的微粒以一定初速度射入电场,并沿直线并沿直线ABAB运动运动,分析知其分析知其受到的电场力受到的电场力F

31、 F只能垂直等势面水平向左只能垂直等势面水平向左,电场强度则水平向右电场强度则水平向右,如图所示如图所示,所以电场中所以电场中A A点的电势高于点的电势高于B B点的电势点的电势,选项选项A A错误错误;微粒从微粒从A A向向B B运动运动,则合则合外力做负功外力做负功,动能减小动能减小,电场力做负功电场力做负功,电势能增加电势能增加,选项选项C C错误错误,B,B正确正确;微微粒的动能、重力势能、电势能三种能量的总和保持不变粒的动能、重力势能、电势能三种能量的总和保持不变,选项选项D D错误错误.2.2.动能定理的应用动能定理的应用 如图所示如图所示,在绝缘水平面上在绝缘水平面上,相距为相距

32、为L L的的A,BA,B两点处分别两点处分别固定着两个等量正电荷固定着两个等量正电荷.a,b.a,b是是ABAB连线上两点连线上两点,其中其中Aa=Bb=,a,bAa=Bb=,a,b两点电势相两点电势相等等,O,O为为ABAB连线的中点连线的中点.一质量为一质量为m m、带电荷量、带电荷量+q+q的小滑块的小滑块(可视为质点可视为质点)以初以初动能动能E E0 0从从a a点出发点出发,沿沿ABAB直线向直线向b b运动运动,其中小滑块第一次经过其中小滑块第一次经过O O点时的动能为点时的动能为初动能的初动能的n n倍倍(n1),(n1),到达到达b b点时动能恰好为零点时动能恰好为零,小滑块

33、最终停在小滑块最终停在O O点点,求求:(1)(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数小滑块与水平面间的动摩擦因数;4L(2)O,b(2)O,b两点间的电势差两点间的电势差U UO bO b;(3)(3)小滑块运动的总路程小滑块运动的总路程s.s.核心素养核心素养【思维拓展】【思维拓展】静电场中的三类图像静电场中的三类图像素养提升素养提升 学科素养学科素养演练提升演练提升类型一类型一v v-t t图像图像根据根据v v-t t图像的速度变化、斜率变化图像的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化即加速度大小的变化),),确定电荷所受电确定电荷所受电场力的方向与大小变化情况场力的方向与大小变化情况,进而

34、确定电场的方向、电势的高低及电势能的进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化变化.【示例示例1 1】(2019(2019四川成都模拟四川成都模拟)()(多选多选)如图如图(甲甲)所示所示,有一绝缘圆环有一绝缘圆环,圆环圆环上均匀分布着正电荷上均匀分布着正电荷,圆环平面与竖直平面重合圆环平面与竖直平面重合.一光滑细杆沿垂直圆环平面一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环的轴线穿过圆环,细杆上套有一个质量为细杆上套有一个质量为m=10 gm=10 g的带正电的小球的带正电的小球,小球所带电小球所带电荷量荷量q=5.0q=5.01010-4-4 C.C.小球从小球从C C点由静止释放点由静止释放,

35、其沿细杆由其沿细杆由C C经经B B向向A A运动的运动的v v-t t图图像如图像如图(乙乙)所示所示.小球运动到小球运动到B B点时点时,速度图像的切线斜率最大速度图像的切线斜率最大(图中标出了该图中标出了该切线切线).).则下列说法正确的是则下列说法正确的是()ACDACDA.A.在在O O点右侧杆上点右侧杆上,B,B点电场强度最大点电场强度最大,电场强度大小为电场强度大小为E=1.2 V/mE=1.2 V/mB.B.由由C C到到A A的过程中的过程中,小球的电势能先减小后变大小球的电势能先减小后变大C.C.由由C C到到A A电势逐渐降低电势逐渐降低D.C,BD.C,B两点间的电势差

36、两点间的电势差U UCBCB=0.9 V=0.9 VA.CA.C点的电场强度大小为零点的电场强度大小为零B.AB.A点的电场强度大小为零点的电场强度大小为零C.NCC.NC间电场强度方向沿间电场强度方向沿x x轴负方向轴负方向D.D.将一负点电荷从将一负点电荷从N N点移到点移到D D点点,电场力先做正功后做负功电场力先做正功后做负功ACDACD 解析解析:C C点为电势的拐点点为电势的拐点,其斜率为零其斜率为零,则电场强度为零则电场强度为零,选项选项A A正确正确;由图知由图知A A点的电势为零点的电势为零,但其斜率不为零但其斜率不为零,则则A A点的电场强度不为零点的电场强度不为零,选项选

37、项B B错误错误;由由图可知图可知,由由O O到到M M电势降低电势降低,则则OMOM间电场强度方向沿间电场强度方向沿x x轴正方向轴正方向,由由M M到到C C电势电势升高升高,则则MCMC间电场强度方向沿间电场强度方向沿x x轴负方向轴负方向,则则NCNC间的电场强度方向沿间的电场强度方向沿x x轴负轴负方向方向,选项选项C C正确正确;因为因为MCMC间电场强度方向沿间电场强度方向沿x x轴负方向轴负方向,CD,CD间电场强度方向间电场强度方向沿沿x x轴正方向轴正方向,则将一负点电荷从则将一负点电荷从N N点移到点移到D D点点,电场力先做正功后做负功电场力先做正功后做负功,选项选项D

38、 D正确正确.类型三类型三E E-x x图像图像在给定了电场的在给定了电场的E E-x x图像后图像后,可以由图线确定电场强度的变化情况、电势的变可以由图线确定电场强度的变化情况、电势的变化情况化情况,E,E-x x图线与图线与x x轴所围成的图形的轴所围成的图形的“面积面积”表示电势差表示电势差.在与粒子运动相在与粒子运动相结合的题目中结合的题目中,可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况.【示例示例3 3】(2019(2019山东烟台模拟山东烟台模拟)空间有一沿空间有一沿x x轴对称分布的电场轴对称分布的电场,其电场强度其电场强度

39、E E随随x x变化的图像如图所示变化的图像如图所示.下列说法正确的是下列说法正确的是()A.OA.O点的电势最低点的电势最低B.xB.x2 2点的电势最高点的电势最高C.xC.x1 1和和-x-x1 1两点的电势相等两点的电势相等D.xD.x1 1和和x x3 3两点的电势相等两点的电势相等C C解析解析:从图像可以看出从图像可以看出,电场强度的大小和方向都沿电场强度的大小和方向都沿x x轴对称分布轴对称分布,沿着电沿着电场强度的方向场强度的方向,电势一定降低电势一定降低,故根据其电场强度故根据其电场强度E E随随x x变化的图像容易判变化的图像容易判断断,O,O点的电势最高点的电势最高,选

40、项选项A,BA,B错误错误;由于由于x x1 1和和-x-x1 1两点关于两点关于y y轴对称轴对称,且电场且电场强度的大小也相等强度的大小也相等,故从故从O O点到点到x x1 1和从和从O O点到点到-x-x1 1电势降落相等电势降落相等,故故x x1 1和和-x-x1 1两点的电势相等两点的电势相等,选项选项C C正确正确;由于沿着电场强度的方向由于沿着电场强度的方向,电势一定降低电势一定降低,故从故从O O点到点到x x1 1和从和从O O点到点到x x3 3电势都是一直降落电势都是一直降落,故故x x1 1和和x x3 3两点的电势不相等两点的电势不相等,选项选项D D错误错误.高考

41、模拟高考模拟1.1.(2018(2018全国全国卷卷,21)(,21)(多选多选)如图如图,同一平面内的同一平面内的a,b,c,da,b,c,d四点处于匀强电场中四点处于匀强电场中,电场电场方向与此平面平行方向与此平面平行,M,M为为a,ca,c连线的中点连线的中点,N,N为为b,db,d连线的中点连线的中点.一电荷量为一电荷量为q(q0)q(q0)的粒子的粒子从从a a点移动到点移动到b b点点,其电势能减小其电势能减小W W1 1;若该粒子从若该粒子从c c点移动到点移动到d d点点,其电势能减小其电势能减小W W2 2.下列说下列说法正确的是法正确的是()BDBD2.2.(2016(20

42、16全国全国卷卷,15),15)关于静电场的等势面关于静电场的等势面,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.两个电势不同的等势面可能相交两个电势不同的等势面可能相交B.B.电场线与等势面处处相互垂直电场线与等势面处处相互垂直C.C.同一等势面上各点电场强度一定相等同一等势面上各点电场强度一定相等D.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,电场力做电场力做正功正功B B解析解析:在静电场中在静电场中,两个电势不同的等势面不会相交两个电势不同的等势面不会相交,选项选项A A错误错误;电场线与电场线与等势面一定相互垂直等

43、势面一定相互垂直,选项选项B B正确正确;同一等势面上的电场强度可能相等同一等势面上的电场强度可能相等,也也可能不相等可能不相等,选项选项C C错误错误;电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面面,顺着电场线移动负试探电荷时顺着电场线移动负试探电荷时,电场力做负功电场力做负功,选项选项D D错误错误.3.3.(2016(2016全国全国卷卷,15),15)如图如图,P,P是固定的点电荷是固定的点电荷,虚线是以虚线是以P P为圆心的两个圆为圆心的两个圆.带电粒子带电粒子Q Q在在P P的电场中运动的电场中运动,运动轨迹与两圆在同一平面内运动轨迹与两圆

44、在同一平面内,a,b,c,a,b,c为轨迹上为轨迹上的三个点的三个点.若若Q Q仅受仅受P P的电场力作用的电场力作用,其在其在a,b,ca,b,c点的加速度大小分别为点的加速度大小分别为a aa a,a,ab b,a,ac c,速度大小分别为速度大小分别为v va a,v,vb b,v,vc c.则则()A.aA.aa aaab baac c,v,va avvc cvvb bB.aB.aa aaab baac c,v,vb bvvc cvva aC.aC.ab baac caaa a,v,vb bvvc cvva aD.aD.ab baac caaa a,v,va avvc cvvb bD D ACACA.EA.Ea aEEb b=41=41 B.E B.Ec cEEd d=21=21C.WC.WababWWbcbc=31=31 D.W D.WbcbcWWcdcd=13=13