电场能的性质的描述

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1、电场能的性质的描述第一关：基础关展望高考基 础 知 识一、电势能知识讲解（1）定义：电荷在电场中具有的势能叫电势能.类似于物体在重力场中具有重力势能.用Ep表示.（2）静电力做功与电势能变化的关系电荷在电场中A点具有的电势能为A,在B点具有的电势能为B,电荷从A到B静电力做的功就等于电势能的减少量，即：WAB=A-B.即静电力做正功，电荷电势能一定减少，静电力做负功，电荷电势能一定增加.（3）电势能的大小若规定电荷在B点的电势能为零，EpB=0，则EpA=WAB即电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功.说明： 上述关系既适应于匀强电场，也适应于非匀强电场；既适应于正

2、电荷，也适应于负电荷.电荷在电场中某点的电势能的大小与零电势能点的选取有关，但电荷在某两点之间的电势能之差与零电势能的选取无关.通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零.活学活用1.如图所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知.下列叙述正确的是( )A.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做功，电势能减少B.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服电场力做功，电势能增加C.若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做功，电势能减少D.若把一负的点电荷从M点移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，则该

3、电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功，电势能不变二、电势知识讲解（1）定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势，用表示.（2）定义式：（3）特点：电势是标量.某点电势大于零，表明该点电势比零电势点高；某点电势小于零，表明该点电势比零电势点低.电场中某点电势值与电场本身和零电势点的选择有关，一般选取无穷远处或大地电势为零.电场中沿着电场线的方向电势越来越低.场强的方向是电势降落最快的方向.活学活用2.如图所示，电子在一条直线上从a点运动到b点，电势能增加，试判定a,b两点电势高低. 三、电势差、等势面知识讲解1.电势差（1） 定义：电荷q在电场中A、B两点间

4、移动时，电场力所做的功WAB跟它的电荷量q的比值，叫做A、B两点间的电势差，也叫电压.(2) 公式：UAB=WAB/q单位：V，是标量.2.等势面（1） 定义：电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面.（2） 等势面和电场线的关系：电场线总是与等势面垂直，且由高等势面指向低等势面；电场线越密的地方，等势面越密；沿等势面移动电荷，电场力不做功，沿电场线移动电荷，电场力一定做功.活学活用3.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20 V，b点的电势为24 V，d点的电势为4 V，如图所示.由此可知c点的电势为( )A.4 V B

5、.8 V C.12 V D.24 V第二关：技法关解读高考解 题 技 法一、电势高低的判定方法技法讲解1.电势顺着电场线的方向逐渐降低，“顺”的含义是初末位置连线与电场线方向间的夹角小于90,所以电场线方向是电势降低最快的方向.2.通过计算电势差UAB=WAB/q，结合UAB=A-B来判断，若UAB0，则AB；若UAB=0，则A=B，若UAB0，则AB.3.由公式A=WAO/q来判断.具体步骤是把电荷q从将要比较的A、B两点分别移到零参考点，做的功分别为WAO、WBO.再由公式A=WAO/q直接判断，这种方法很麻烦，实际操作中运用得较少.4.根据场源电荷的电场来判断.在正电荷产生的电场中，离它

6、越近电势越高;在负电荷产生的电场中，情况恰好相反.5.根据电场力做功来判断.正电荷在电场力作用下移动时，电场力做正功，电荷由高电势处移向低电势处；正电荷克服电场力做功，电荷由低电势处移向高电势处.对于负电荷，情况恰好相反.典例剖析例1将一正点电荷从无穷远处移向M点，电场力做功为6.010-9 J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处，电场力做功7.010-9 J，设无穷远处电势为零，则M、N两点的电势M、N有下列关系（ ）A.MN0 B.NM0 C.NM0 D.MN0二、比较电荷在电场中某两点电势能大小的方法技法讲解1.公式法：由公式EA=qA判断，严格按电荷量q的正负、电势A的正负代

7、入求解.则对正电荷，电势越高，电荷量越大，电势能越大；对负电荷，电势越高，电荷量越大，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，电势能逐渐增大负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小3.做功判断法：无论正、负电荷，电场力做正功，电荷从电势能较大的地方移向电势能较小的地方反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方4.场源电荷法：若场源电荷为正电荷，则离场源电荷越近，正电荷的电势能越大，负电荷电势能越小；若场源电荷为负电荷，则离场源电荷越近，正电荷电势能越小，负电荷

8、电势能越大.典例剖析例2一负电荷仅受电场力的作用，从电场中的A点运动到B点，在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动，则A、B两点电场强度EA、EB及该电荷在A、B两点的电势能A、B之间的关系为（ ）A.EA=EB B.EAEB C.A=B D.AB三、带电粒子在电场中运动的综合分析技法讲解1.根据电场线的性质分析：（1）电场线的疏密表示场强的大小，切线方向表示场强方向(2)正电荷受到的电场力方向与场强方向一致，负电荷则相反(3)顺着电场线方向电势降低(4)正电荷顺着电场线移动电场力做正功，电势能降低；负电荷顺着电场线移动电场力做负功，电势能升高，逆着电场线移动则相反2.结合电荷的运动轨迹

9、分析：物体的运动轨迹由初速度与受力决定，所以根据带电粒子的运动轨迹可判定其运动方向和受力方向，运动方向沿轨迹的切线方向，轨迹为直线时，电场力与其他力的合力与轨迹共线，轨迹为曲线时，所受合力指向轨迹曲率圆心方向，若运动方向与受力方向间夹角小于90，则此力做正功，若粒子只受电场力作用，则根据运动方向与电场力方向间夹角可判定电场力做功的正负，进而判定电势能的高低、变化等.3.结合等势面分析：同一等势面上各点电势处处相等，电荷在等势面上移动时，电场力不做功，电势能不变化；电场线垂直于等势面，由电势高的等势面指向电势低的等势面；等势面的疏密反映了场强的大小，结合等势面的这些特点，也可分析电荷在电场中运动

10、时，各量的变化典例剖析例3图中实线是一簇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，若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是（ ）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例4如图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a,b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为-8 eV,它的动能应

11、为（ ）A.8 eVB.13 eVC.20 eVD.34 eV第三关：训练关笑对高考随 堂 训 练1如图所示,在矩形ABCD的AD边和BC边的中点M和N各放一个点电荷,它们分别带等量的正负电荷.EF是AB边和CD边的中点,PQ两点在MN的连线上,MP=QN.对于EFPQ四点,其中电场强度相同电势相等的两点是( )A.E和F B.P和QC.A和B D.C和D2.一个带正电的质点，电荷量q=2.010-9 C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力外，其他力做的功为6.010-5 J，质点的动能增加了8.010-5 J，则a、b两点间的电势差Uab为( )A3.0104 V B1.0104

12、 V C4.0104 V D7.0104 V3.如图所示，矩形金属片AB放在电荷+Q的左侧，O为金属片的中点，点电荷Q和O点的连线恰与金属片垂直，此时A、O、B三点的电势分别为A、O、B；若把金属片取走，原来A、O、B三点所在处的电势分别为A、O、B.则下列说法中正确的是（）A、A=O=B B、A=BOC、A=O=B D、A=BO4.如图所示，虚线以a、b、c表示在O处某一点电荷的电场中的三个等势面，设两相邻等势面的间距相等.一电子射入电场后的运动轨迹如图中实线所示，其中1、2、3、4表示运动轨迹与等势面的一些交点.由此可以判定（ ）A.电子在1、2、3、4四个位置处所具有的电势能与动能的总和

13、一定相等B. O处的点电荷一定带正电C. a、b、c三个等势面的电势关系是abcD.电子从位置1到2和从位置3到4的过程中电场力做功的大小关系W12=2W345.如图所示，在方向水平向右的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O点，当小球静止在B点时，细线与竖直方向夹角=30，问：（1）小球带电荷量多少？（2）若将小球拉到A点使细线呈水平状态，当小球由静止释放后，从A到B的过程，电场力对小球做功多少？（3）小球过最低点C时，细线对小球拉力多大？课时作业三十二电场能的性质的描述1.如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC，电场中的A、B、C三点

14、的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为A、B、C，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有( )A. ABC B.ECEBEAC.UABUBC D.UAB=UBC2.如图所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q，在x轴上C点有点电荷-Q，且CO=OD，ADO=60.下列判断正确的是( )A.O点电场强度为零 B.D点电场强度为零C.若将点电荷+q从O移向C，电势能增大D.若将点电荷-q从O移向C，电势能增大3.匀强电场中有a、b、c三点.在以它们为顶点的三角形中，a=30，c=90.电场方向与三角形所在平面平行.已知a、b和c点的电势分别为和2V.该三

15、角形的外接圆上最低、最高电势分别为( )4.如图所示，a、b带等量异种电荷，M、 N是a、b连线的中垂线，现有一个带电粒子从M点以一定的初速度v0射出，开始一段轨迹如图中实线所示，不考虑粒子重力，则在飞越该电场的过程中( )A.该粒子带负电B.该粒子的动能先减小后增大C.该粒子的电势能先增大后减小D.该粒子运动到无穷远处，速率大小一定仍为v05.如图所示，一个平行板电容器，板间距离为d，当对其加上电压后，A、B两板的电势分别为+和-，下述结论正确的是( )A.电容器两极板间可形成匀强电场，电场强度大小为E=/dB.电容器两极板间各点的电势，有的相同，有的不同；有正的，有负的，有的为零C.若只减

16、小两极板间的距离为d，该电容器的电容C要增大，极板上带的电荷量Q也会增加D.若有一个电子穿越两极板之间的电场，则电子的电势能一定会减小6.一正电荷在电场中仅在电场力作用下，从A点运动到B点，速度大小随时间变化的图象如图所示，tA、tB分别是电荷在A、B两点对应的时刻，则下列说法中正确的有( )A.A处的场强一定小于B处的场强B.A处的电势一定高于B处的电势C.电荷在A处的电势能一定小于B处的电势能D.A至B过程中，电场力一定对电荷做正功7.在粗糙的斜面上固定一点电荷Q，在M点无初速度的释放带有恒定电荷的小物块，小物块在Q的电场中沿斜面运动到 N点静止.则从M到 N的过程中( )A.小物块所受的

17、电场力减小B.小物块的电势能可能增加C.小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功D.M点的电势一定高于 N点的电势8.如图所示，图中K、L、M为静电场中的3个相距较近的等势面.一带电粒子射入此静电场中后，沿abcde轨迹运动.已知KLM,且粒子在ab段做减速运动.下列判断中正确的是( )A.粒子带负电B.粒子在a点的加速度大于在b点的加速度C.粒子在a点与e点的速度大小相等D.粒子在a点的电势能小于在d点的电势能9.如图所示，把电量为-510-9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能（选填“增大”“减小”或“不变”）；若A点的电势UA=15V，B点的电势UB=10V，则此过程中电场

18、力做的功为J.10.如图所示，绝缘水平板面上，相距为L的A、B两个点分别固定着等量正点电荷.O为AB连线的中点，C、D是AB连线上的两点，AC=CO=OD=OB=1/4L.一质量为m、电量为+q的小滑块（可视为质点）以初动能E0从C点出发，沿直线AB向D运动，滑动第一次经过O点时的动能为nE0（n1），到达D点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求：（1）小滑块与水平板面之间的动摩擦因数;(2)OD两点间的电势差UOD；（3）小滑块运动的总路程S.11.为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B，必须对该电荷施加一个恒力F，如图所示，若AB=0.4 m，,q=-310-7 C,

19、F=1.510-4 N，A点的电势UA=100 V.（不计负电荷受到的重力）（1）在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A、B两点的等势线，并标明它们的电势.（2）求q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少？12.在光滑绝缘的水平面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电荷量为+2q，b球的带电荷量为-3q，组成一带电系统，如图所示，虚线MP为AB两球连线的垂直平分线，虚线 NQ与MP平行且相距4L.最初A和B分别静止于虚线MP的两侧，距MP的距离均为L，且A球距虚线 NQ的距离为3L.若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线MP、 NQ间加上水平向右的匀强电场E后，求：（1）B球刚进入电场时，带电系统的速度大小.（2）带电系统从开始运动到速度第一次为零所需时间以及B球电势能的变化量.