（江蘇專版）2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第26講 電場能的性質(zhì)講義

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1、（江蘇專版）2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第26講 電場能的性質(zhì)講義考情剖析考查內(nèi)容考綱要求及變化考查年份考查詳情能力要求勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系電勢差,13年,T6選擇，考查點(diǎn)電荷周圍電勢、電勢能的大小比較及電場力做功的判斷14年,T4選擇，考查電勢和場強(qiáng)的關(guān)系17年,T8選擇，考查根據(jù)電勢隨距離的變化關(guān)系圖分析電場強(qiáng)度、電勢能的變化15年,T8選擇考查電勢和場強(qiáng)以及他們之間的相互關(guān)系16年,T3選擇，考查點(diǎn)電荷周圍電勢高低的判斷、電場線與等勢面的關(guān)系及電場力做功的判斷,推理、理解弱項清單,1.電場力做功與電勢能變化的關(guān)系；2如何根據(jù)電場線以及電勢的定義式判斷電勢的高低；3勻強(qiáng)電場中電勢

2、差與電場強(qiáng)度的關(guān)系；4不能很好的掌握電場線、電場強(qiáng)度、電勢、電勢差的概念及它們之間的關(guān)系知識整合一、靜電力做功與電勢能1靜電力做功的特點(diǎn)靜電力做功與路徑_，只與電荷的_有關(guān)(電荷及電場一定時)2電勢能(1)定義：電荷在電場中具有的勢能，數(shù)值上等于_.通常取電荷在_處電勢能為零(2)電場力做功與電勢能變化的關(guān)系：電場力做的功等于_，即WAB_(靜電力對電荷做正功，電荷的電勢能_，靜電力對電荷做負(fù)功，電荷的電勢能_)二、電勢等勢面1電勢(1)定義：試探電荷在電場中某點(diǎn)具有的_與它的_的比值(2)定義式：_(3)相對性：電勢具有相對性，同一點(diǎn)的電勢因選取_的不同而不同，通常選取_處為零電勢點(diǎn)(4)矢

3、標(biāo)性：電勢是_，有正、負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點(diǎn)電勢比_(5)公式中的q要代入正負(fù)號2等勢面：電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫等勢面(1)等勢面一定與電場線_(2)在同一等勢面上移動電荷靜電力_(3)電場線方向總是從_的等勢面指向_的等勢面(4)等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度_，反之越小3幾種常見的典型電場的等勢面分布電場等勢面(實(shí)線)圖樣重要描述勻強(qiáng)電場_于電場線的一簇_點(diǎn)電荷的電場以點(diǎn)電荷為_的一簇_等量異種點(diǎn)電荷的電場連線的中垂面上的電勢_等量同種正點(diǎn)電荷的電場連線上，中點(diǎn)電勢_，而在連線的中垂線上，中點(diǎn)電勢_三、電勢差1電勢差定義式：_2電勢差特點(diǎn)(1)電勢差與電場中的兩點(diǎn)位置及電場本身有關(guān)

4、，而與移動的電荷_(2)電勢差也等于電勢之差UABAB，有正負(fù)，但無方向，是_量3勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系(1)公式：_，只適用于_(2)d為某兩點(diǎn)沿_方向上的距離，或兩點(diǎn)所在等勢面之間的距離(3)勻強(qiáng)電場中E_，電場強(qiáng)度的方向是_最快的方向方法技巧考點(diǎn)1電勢高低、電勢能大小的判斷方法1電勢高低的判斷判斷角度判斷方法依據(jù)電場線方向沿電場線方向電勢逐漸降低依據(jù)電場力做功根據(jù)UAB，將WAB、q的正負(fù)號代入，由UAB的正負(fù)判斷A、B的高低依據(jù)場源電荷的正負(fù)取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，正電荷周圍電勢為正值，負(fù)電荷周圍電勢為負(fù)值；靠近正電荷處電勢高，靠近負(fù)電荷處電勢低依據(jù)電勢能的高低正電荷在電勢較高處

5、電勢能大，負(fù)電荷在電勢較低處電勢能大2.電勢能大小的判斷判斷角度判斷方法做功判斷法電場力做正功，電勢能減??；電場力做負(fù)功，電勢能增加電荷電勢法正電荷在電勢高的地方電勢能大，負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大公式法由Epqp將q、p的大小、正負(fù)號一起代入公式，Ep的正值越大，電勢能越大；Ep的負(fù)值越小，電勢能越大能量守恒法在電場中，若只有電場力做功時，電荷的動能和電勢能相互轉(zhuǎn)化，動能增加，電勢能減小，反之，電勢能增加3.從電場線看電場強(qiáng)度、電場力、電勢高低以及等勢面的疏密【典型例題1】(17年鹽城模擬)如圖所示，一對等量正點(diǎn)電荷電場的電場線(實(shí)線)和等勢線(虛線)圖中A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小分別為EA、

6、EB電勢分別為A、B.下列判斷正確的是() AEAEB，AB BEAEB，AB CEAB DEAEB，AFc，EaFb，EaEb CFbFc，EbFc，EbEc考點(diǎn)3勻強(qiáng)電場中電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系1在勻強(qiáng)電場中，不與電場線垂直的同一直線上的距離相同的兩點(diǎn)間的電勢差相等，相互平行的相等線段的兩端點(diǎn)電勢差也相等2在勻強(qiáng)電場中，不與電場線垂直的同一條直線上或幾條相互平行的直線上兩點(diǎn)間的電勢差與兩點(diǎn)間的距離成正比如圖所示ACPR，則.【典型例題3】(多選)一勻強(qiáng)電場的方向平行于xOy平面，平面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如圖所示，三點(diǎn)的電勢分別為10 V、17 V、26 V下列說法正確的是() A電場強(qiáng)度的大

7、小為2.5 V/cm B坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢為1 V C電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的低7 eV D電子從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)，電場力做功為9 eV考點(diǎn)4用功能關(guān)系分析帶電粒子的運(yùn)動1電場力做功的計算方法(1)由公式WFlcos計算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場可變形為WqEd(dlcos)，式中d為電荷初、末位置在電場方向上的位移(2)由公式WqU計算時有兩種方法：三個量都取絕對值，先計算出功的數(shù)值，然后再根據(jù)電場力的方向與電荷移動位移方向間的夾角確定是電場力做功，還是克服電場力做功代入符號，將公式寫成WABqUAB，特別是在比較A、B兩點(diǎn)電勢高低時更為方便：先計算UAB，若UAB0，即AB0，則AB；若UA

8、B0，即AB0，則AB.(3)由動能定理計算：W電場力W其他力Ek.(4)由電勢能變化計算：WEp.2功能關(guān)系(1)若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變；(2)若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能三者總和保持不變；(3)除重力以外的力對物體做的功等于物體機(jī)械能的變化；(4)所有外力對物體所做的功，等于物體動能的變化【典型例題4】如圖所示，直線上有O、a、b、c四點(diǎn)，ab間的距離與bc間的距離相等在O點(diǎn)處有固定點(diǎn)電荷，已知b點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)電勢若一帶負(fù)電荷的粒子僅在電場力作用下先從c點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)，再從b點(diǎn)運(yùn)動到a點(diǎn)，則() A兩過程中電場力做的功相等 B前一過程中電場力做的功大于后

9、一過程中電場力做的功 C前一過程中，粒子電勢能不斷減小 D后一過程中，粒子動能不斷減小2.(多選)如圖所示，在豎直平面內(nèi)xOy坐標(biāo)系中分布著與水平方向成45角的勻強(qiáng)電場，將一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球，以某一初速度從O點(diǎn)豎直向上拋出，它的軌跡恰好滿足拋物線方程ykx2，且小球通過點(diǎn)p(，)已知重力加速度為g，則() A電場強(qiáng)度的大小為 B小球初速度的大小為 C小球通過點(diǎn)p時的動能為 D小球從O點(diǎn)運(yùn)動到p點(diǎn)的過程中，電勢能減少考點(diǎn)5靜電場中的圖象1主要類型(1)vt圖象；(2)x圖象；(3)Ex圖象2應(yīng)對策略(1)vt圖象：根據(jù)vt圖象的速度變化、斜率變化(即加速度的變化)，確定電荷所受電場力

10、的方向與電場力的大小變化情況，進(jìn)而確定電場的方向、電勢的高低及電勢能的變化(2)x圖象：電場強(qiáng)度的大小等于x圖線的斜率大小，電場強(qiáng)度為零處，x圖線存在極值，其切線的斜率為零在x圖象中可以直接判斷各點(diǎn)電勢的大小，并可根據(jù)電勢大小關(guān)系確定電場強(qiáng)度的方向在x圖象中分析電荷移動時電勢能的變化，可用WABqUAB，進(jìn)而分析WAB的正負(fù)，然后作出判斷(3)Ex圖象：根據(jù)Ex圖象中E的正負(fù)確定電場強(qiáng)度的方向，再在草紙上畫出對應(yīng)電場線的方向，根據(jù)E的大小變化，確定電場的強(qiáng)弱分布【典型例題5】一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，做初速度為零的直線運(yùn)動取該直線為x軸，起始點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，其電勢能Ep與位移x的關(guān)系如

11、圖所示下列圖象中合理的是()A電場強(qiáng)度與位移關(guān)系B粒子動能與位移關(guān)系C粒子速度與位移關(guān)系D粒子加速度與位移關(guān)系3.兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的O、M兩點(diǎn)，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中A、N兩點(diǎn)的電勢均為零，ND段中的C點(diǎn)電勢最高，則() AN點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為零 BA點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為零 CNC間場強(qiáng)方向指向x軸正方向 D將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場力先做正功后做負(fù)功當(dāng)堂檢測1.一金屬容器置于絕緣板上，帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛于容器中，容器內(nèi)的電場線分布如圖所示容器內(nèi)表面為等勢面，A、B為容器內(nèi)表面上的兩點(diǎn)，下列說法正確的是()第1題圖 AA點(diǎn)的電場強(qiáng)度比

12、B點(diǎn)的大 B小球表面的電勢比容器內(nèi)表面的低 CB點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向與該處內(nèi)表面垂直 D將檢驗電荷從A點(diǎn)沿不同路徑移到B點(diǎn)，電場力所做的功不同2(17年南京模擬)如圖所示實(shí)線為等量異種點(diǎn)電荷周圍的電場線，虛線為以一點(diǎn)電荷為中心的圓，M點(diǎn)是兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，若將一試探正點(diǎn)電荷從虛線上N點(diǎn)移動到M點(diǎn)，則()第2題圖 A電荷所受電場力大小不變 B電荷電勢能大小不變 C電荷電勢能逐漸減小 D電荷電勢能逐漸增大3(多選)如圖所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中，實(shí)線MN是一條方向未標(biāo)出的電場線，虛線AB是一個電子只在靜電力作用下的運(yùn)動軌跡設(shè)電子在A、B兩點(diǎn)的加速度大小分別為aA、aB，電勢能分別為EpA、EpB.

13、下列說法正確的是()第3題圖 A電子一定從A向B運(yùn)動 B若aAaB，則Q靠近M端且為正電荷 C無論Q為正電荷還是負(fù)電荷一定有EpAFaFc；沿電場線的方向電勢降低，由圖可知，右側(cè)的電勢高，左側(cè)的電勢低，所以c處的電勢最高，a處的電勢最低，電子帶負(fù)電，在電勢高的地方的電勢能小，所以FaFbFc，故D正確典型例題3ABD【解析】如圖所示，設(shè)a、c之間的d點(diǎn)電勢與b點(diǎn)相同，則，d點(diǎn)坐標(biāo)為(3.5 cm，6 cm)，過c點(diǎn)作cfbd于f，由幾何關(guān)系可得cf3.6 cm，則電場強(qiáng)度E V/cm2.5 V/cm，A正確；因為四邊形Oacb是矩形，所以有UacUob，解得坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢為1 V，B正確；

14、a點(diǎn)電勢比b點(diǎn)電勢低7 V，電子帶負(fù)電，所以電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的高7 eV，C錯誤；b點(diǎn)電勢比c點(diǎn)電勢低9 V，電子從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)，電場力做功為9 eV，D正確典型例題4C變式訓(xùn)練2BC【解析】由軌跡方程ykx2可知小球運(yùn)動軌跡為初速度向上的拋物線，合力向右，如圖所示，由受力分析可知mgEq，E，A錯誤聯(lián)立方程gt2，v0t，解得v0，B正確；據(jù)動能定理mgEkmv，得Ek，C正確；EpWEqmg，D錯誤典型例題5D【解析】粒子的電勢能隨位移變化的圖象斜率對應(yīng)粒子所受的靜電力大小，故可知電場力、電場強(qiáng)度及粒子加速度隨位移變化應(yīng)該是越來越小，故A錯，D對；粒子動能隨位移變化的圖象斜率對

15、應(yīng)粒子所受合外力的大小，而此時的合外力即為粒子所受靜電力，故B錯；粒子沿x軸的運(yùn)動是一個加速度減小的加速運(yùn)動，故速度與位移不一定是線性關(guān)系，C錯變式訓(xùn)練3 D【解析】圖象某點(diǎn)切線斜率的絕對值表示電場強(qiáng)度， A、N點(diǎn)的電勢等于零，電場強(qiáng)度大小不為零，選項A、B錯誤；從N到C電勢升高，NC間場強(qiáng)方向指向x軸負(fù)方向，選項C錯誤；從N到C電勢升高，從C到D電勢降低，將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場力做正功，從C點(diǎn)到D點(diǎn)，電場力做負(fù)功，選項D正確故選D.當(dāng)堂檢測1C【解析】電場線的疏密反映電場的強(qiáng)弱，電場線越密，電場越強(qiáng)，據(jù)圖可知，B點(diǎn)的電場強(qiáng)度比A點(diǎn)大，選項A錯誤；沿電場線電勢降低，小球表面的電勢比容

16、器內(nèi)表面的高，選項B錯誤；容器內(nèi)表面為等勢面，而電場線總與等勢面垂直，故B點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向與該處內(nèi)表面垂直，選項C正確；A、B兩點(diǎn)等電勢，將檢驗電荷從A點(diǎn)沿不同路徑移到B點(diǎn)，電場力做功均為零，選項D錯誤故選C.2C【解析】由電場線的分布情況可知，N處電場線比M處電場線疏，則N處電場強(qiáng)度比M處電場強(qiáng)度小，由電場力公式FqE可知正點(diǎn)電荷從虛線上N點(diǎn)移動到M點(diǎn)，電場力逐漸增大，故A錯誤根據(jù)順著電場線方向電勢降低，知虛線上各點(diǎn)的電勢比正電荷處的電勢低，根據(jù)UEd知：N與正電荷間的電勢差小于M與正電荷的電勢差，所以N點(diǎn)的電勢高于M點(diǎn)的電勢，從N點(diǎn)到M點(diǎn)，電勢逐漸降低，正電荷的電勢能逐漸減小，故C正確，B

17、、D錯誤3BC【解析】電子在電場中做曲線運(yùn)動，虛線AB是電子只在靜電力作用下的運(yùn)動軌跡，電場力沿電場線直線曲線的凹側(cè)，電場的方向與電場力的方向相反，如圖所示， 第3題圖由所知條件無法判斷電子的運(yùn)動方向，故A錯誤；若aAaB，說明電子在M點(diǎn)受到的電場力較大，M點(diǎn)的電場強(qiáng)度較大，根據(jù)點(diǎn)電荷的電場分布可知，靠近M端為場源電荷的位置，應(yīng)帶正電，故B正確；無論Q為正電荷還是負(fù)電荷，一定有電勢AB，電子電勢能Epe，電勢能是標(biāo)量，所以一定有EpAEb，F(xiàn)aqEaFbqEb，選項C正確；電場方向總是由高電勢點(diǎn)指向低電勢點(diǎn)，在a點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向向左，在b點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向向右，故Exa與Exb方向相反，電勢的高低與電場強(qiáng)度的大小沒有關(guān)系，故A、B錯；當(dāng)點(diǎn)電荷是負(fù)電荷時，沿x軸從a移到b的過程中，電場先做正功后做負(fù)功，電勢能先減小后增大，故D錯故選C.6BC【解析】根據(jù)電場的疊加可知B移走前F點(diǎn)的場強(qiáng)比移走后單獨(dú)A產(chǎn)生的場強(qiáng)大，所以E減小，加速度a減小，A、D錯誤；移走前F點(diǎn)電勢為零，移走后F點(diǎn)電勢大于零， B正確；電勢升高，負(fù)電荷的電勢能增大，C正確