第7章第2讲电场能的性质—2021届高中物理一轮复习讲义(机构)

第七章电场

第2讲电场能的性质

【教学目标】1、理解电势能，电势差，电势，等势面的概念；

2、理解电场中电势差和电场强度的关系及相关题型的解法；

3、会据电场线、等势面的特点对带电粒子的轨迹问题进行分析。

4、掌握电场力做功的特点，并会用W= q?U计算电场力的功；

【重、难点】1、等势面、电势概念的理解、电场中不同点的电势、电势能的比较与判断；

2、计算电场力做功及分析电场中的功能关系

【知识梳理】

（1）电场力做功与重力做功相似，均与路径无关．（）

（2）电场中电场强度为零的地方电势一定为零．（）

（3）沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低．（）

（4）A、B两点间的电势差等于将正电荷从A移到B点时静电力所做的功．（）

（5）A、B两点的电势差是恒定的，所以U AB＝U BA．（）

（6）电势是矢量，既有大小也有方向．（）

（7）等差等势线越密的地方，电场线越密，电场强度越大．（）

（8）电场中电势降低的方向，就是电场强度的方向．（）

（9）负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加．()

（10）由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关．()

典例精析

考点一电势高低与电势能大小的判断

1．电势高低的判断

中点，d点在正电荷的正上方，c、d两点到正电荷的距离相等，则（）

A．a点的电势比b点的高B．a点的电场强度比b点的大

C．c点的电势比d点的低D．c点的电场强度比d点的大

例2、（多选）a、b、c、d四个带电液滴在如图所示的匀强电场中，分别水平向左、水平向右。竖直向上。竖直向下作匀速直线运动，则（）

A ．a 、b 为同种电荷，c 、d 为异种电荷

B ．a 、b 的电势能、机械能均不变

C ．c 的电势能减少，机械能增加

D ．d 的电势能减少，机械能减少

变式1、（多选）如图所示，直线是真空中两点电荷形成的电场中的一条电场线，A 、B 是这条直线上的两点，一个带正电的粒子在只受电场力的情况下，以速度v A 经过A 点沿直线向B 点运动，经一段时间以后，该带电粒子以速度v B 经过B 点，且v B 与v A 方向相反，则下列说法中正确的是（）

A ．A 点的场强一定大于

B 点的场强

B ．A 点的电势一定低于B 点的电势

C ．该带电粒子在A 点的电势能一定小于它在B 点的电势能

D ．该带电粒子在A 点时的动能与电势能之和等于它在B 点时的动能与电势能之和

变式2、（多选）如图所示，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、L 2

为半径的圆，a 、b 、c 、d 是圆上的四个点，其中a 、c 两点在x 轴上，b 、d 两点关于x 轴对称．下列判断正确的是( )

A ．b 、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

变式3、（多选）如图所示，两电荷量分别为Q （Q ＞0）和－Q 的点电荷对称地放置在x 轴上原点O 的两侧，a 点位于x 轴上O 点与点电荷Q 之间，b 点位于y 轴O 点上方．取无穷远处的电势为零．

下

列说法正确的是( )

A ．b 点电势为零，电场强度也为零

B ．将正的试探电荷从O 点移到a 点，必须克服电场力做功

C ．正的试探电荷在a 点的电势能大于零，所受电场力方向向右

D ．将同一正的试探电荷先后从O 、b 两点移到a 点，后者电势能的变化较大

考点二电势差与电场强度的关系

1．匀强电场中电势差与电场强度的关系

（1）U AB ＝Ed ，d 为A 、B 两点沿电场方向的距离。

（2）沿电场强度方向电势降落得最快。

（3）在匀强电场中U ＝Ed ，即在沿电场线方向上，U ∝d 。推论如下：

①如图甲，C 点为线段AB 的中点，则有φC ＝φA ＋φB 2

。 ②如图乙，AB ∥CD ，且AB ＝CD ，则U AB ＝U CD 。

2．E ＝U d

在非匀强电场中的三点妙用（1）判断电势差的大小及电势的高低：距离相等的两点间的电势差，E 越大，U 越大，进而判断电

势的高低。

（2）利用φ -x 图像的斜率判断电场强度随位置变化的规律：k ＝ΔφΔx ＝U d

＝E x

，斜率的大小表示电场

强度的大小，正负表示电场强度的方向。

（3）判断电场强度大小：等差等势面越密，电场强度越大。

例3、如图所示，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 ，由此可知C 点的电势为( )

A ．4 V

B ．8 V

C ．12 V

D ．24 V 例4、如图所示，等边三角形ABC 处在匀强电场中，电场方向与三角形所在平面平行，其中φA ＝φB ＝0，φC ＝φ>0，保持该电场的电场强度大小和方向不变，让等边三角形绕A 点在三角形所在平面内顺时针转过30°，则此时B 点的电势为( )

A ．33φ

B ．φ2

C ．－33φ

D ．－φ2 考点三电场线、等势线(面)及带电粒子的运动轨迹问题

1．等势线总是和电场线垂直，已知电场线可以画出等势线，已知等势线也可以画出电场线。

2．几种典型电场的等势线（面）

3．带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法

（1）从轨迹的弯曲方向判断受力方向（轨迹向合外力方向弯曲），从而分析电场方向或电荷的正负。（2）结合轨迹、速度方向与静电力的方向，确定静电力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等。

（3）根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况。

例5、（多选）如图所示，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面（纸面）内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知()

A．Q点的电势比P点高B．油滴在Q点的动能比它在P点的大

C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小变式4、（多选）如图所示，虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等．现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示．点a、b、c为实线与虚线的交点．已知O点电势高于c点，若不计重力，则()

A．M带负电荷，N带正电荷

B．N在a点的速率与M在c点的速率相同

C．N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功

D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零

考点四静电场中三类图象

(一)v－t图象

根据v－t图象的速度变化、斜率变化（即加速度大小的变化），确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场强度的方向、电势的高低及电势能的变化．

例6．（多选）如图甲所示，直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v－t图象如图乙所示，设a、b两点的电势分别为φa、φb，场强大小分别为E a、E b，粒子在a、b两点的电势能分别为W a、W b，不计重力，则有()

A．φa>φb B．E a>E b C．E aW b

变式5、（多选）如图甲所示，Q1、Q2是两个固定的点电荷，一带正电的试探电荷仅在电场力作用下以初速度v a沿两点电荷连线的中垂线从a点向上运动，其v-t图象如图乙所示，下列说法正确的是()

A．两点电荷一定都带负电，但电荷量不一定相等

B．两点电荷一定都带负电，且电荷量一定相等

C．试探电荷一直向上运动，直至运动到无穷远处

D．t2时刻试探电荷的电势能最大，但加速度不为零

(二)φ－x图象

1．电场强度的大小等于φ－x图线的斜率大小，电场强度为零处，φ－x图线存在极值，其切线的斜率为零．

2．在φ－x图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向．3．在φ－x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用W AB＝qU AB，进而分析W AB的正负，然后作出判断．

例7．（多选）在x轴上存在与x轴平行的电场，x轴上各点的电势随x点位置变化情况如图所示。图中－x1～x1之间为曲线，且关于纵轴对称，其余均为直线，也关于纵轴对称。下列关于该电场的论述正确的是()

A．x轴上各点的场强大小相等

B．从－x1到x1场强的大小先减小后增大

C．一个带正电的粒子在x1点的电势能大于在－x1点的电势能

D．一个带正电的粒子在－x1点的电势能小于在－x2的电势能

变式6、两电荷量分别为q 1和q 2的点电荷固定在x 轴上的O 、M 两点，两电荷连线上各点电势φ随x 变化的关系如图所示，其中C 为ND 段电势最低的点，则下列说法正确的是( )

A ．q 1、q 2为等量异种电荷

B ．N 、

C 两点间场强方向沿x 轴负方向

C ．N 、

D 两点间的电场强度大小沿x 轴正方向先减小后增大

D ．将一正点电荷从N 点移到D 点，电势能先增大后减小

(三)E －x 图象

1．反映了电场强度随位移变化的规律．

2．E ＞0表示场强沿x 轴正方向；E ＜0表示场强沿x 轴负方向．

3．图线与x 轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据电场方向判定．

【思维深化】：在电势能E p 与位移x 的图象中，与x 轴的交点和图象斜率分别表示什么？

例8．在x 轴上关于原点对称的a 、b 两点处固定两个电荷量相等的点电荷，如图所示的E -x 图象描绘了x 轴上部分区域的电场强度（以x 轴正方向为电场强度的正方向）。对于该电场中x 轴上关于原点对称的c 、d 两点，下列结论正确的是( )

A ．两点场强相同，d 点电势更高

B ．两点场强不同，两点电势相等，均比O 点电势高

C ．两点场强相同， c 点电势更高

D ．两点场强不同，两点电势相等，均比O 点电势低变式7．(多选) 静电场在x 轴上的场强

E 随x 的变化关系如图所示，x

轴正向为场强正方向，带正

电的点电荷沿x 轴运动，则点电荷( )

A ．在x 2和x 4处电势能相等

B ．由x 1运动到x 3的过程中电势能增大

C ．由x 1运动到x 4的过程中电场力先增大后减小

D ．由x 1运动到x 4的过程中电场力先减小后增大

变式8．一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动．取该直线为x 轴，起始点O 为坐标原点，其电势能E p 与位移x 的关系如图所示，下列图象中合理的是( )

考点五电场力做功及电场中的功能关系

例9、如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，相邻两等势面间的电势差相等。一个正电荷在等势面L3处的动能为20J，运动到等势面L1处时动能为零；现取L2为零电势参考平面。则当此电荷的电势能为4 J时，它的动能为（不计重力及空气阻力）（）

A ．16 J

B ．10 J

C ．6 J

D ．4 J 例10、（多选）如图所示，在绝缘的斜面上方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上，斜面上的带电金属块在平行于斜面的力F 作用下沿斜面移动．已知金属块在移动的过程中，力F 做功32 J ，金属块克服电场力做功8 J ，金属块克服摩擦力做功16 J ，重力势能增加18 J ，则在此过程中金属块的( )

A ．电势能增加24 J

B ．动能减少10 J

C ．机械能减少24 J

D ．内能增加16 J 变式9、如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m 、电荷量为＋q 的物块从A 点由静

止开始下落，加速度为13

g ，下落高度H 到B 点后与一轻弹簧接触，又下落h 后到达最低点C ，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g ，则带电物块在由A 点运动到C 点过程中，下列说法正确的是( )

A ．该匀强电场的电场强度为mg 3q

B ．带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为mg (H ＋h )3

C ．带电物块电势能的增加量为mg (H ＋h )

D ．弹簧的弹性势能的增加量为mg (H ＋h )3

考点六综合应用动力学和功能观点解题

例11、如图所示，在一个水平面上建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场，场强大小E＝6.0×105N/C，方向与x轴正方向相同．在O处放一个电荷量q＝－5.0×10－8C，质量m＝1.0×10-2 kg的绝缘小物块．物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.20，沿x轴正方向给物块一个初速度v0＝2.0 m/s，（g取10 m/s2）．试求：

（1）物块向右运动的最大距离；（2）物块最终停止的位置．

例12．（多选）如图所示，一个电荷量为－Q的点电荷甲，固定在绝缘水平面上的O点。另一个电荷量为＋q、质量为m的点电荷乙，从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动，运动到B点时速度为v，且为运动过程中速度的最小值。已知点电荷乙受到的阻力大小恒为f，A、B两点间距离为L0，静电力常量为k，则下列说法正确的是()

A．点电荷乙从A点向甲运动的过程中，加速度先增大后减小

B．点电荷乙从A点向甲运动的过程中，其电势能一直减小

C ．O 、B 两点间的距离为 kQq f

D ．在点电荷甲形成的电场中，A 、B 两点间的电势差为U AB ＝fL 0＋12m v 2－12m v 02q

变式10、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 平行且相距为4L 。最初A 球和B 球分别静止于虚线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，A 球与B 球组成的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时所需的时间以及B 球电势能的变化量．

1．（多选）如图甲所示，一条电场线与Ox 轴重合，取O 点电势为零，Ox 方向上各点的电势φ随x 变化的情况如图乙所示，若在O 点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则（）

A ．电子一直沿Ox 负方向运动

B ．电场力一直做正功

C ．电子运动的加速度不变

D ．电子的电势能逐渐增大

2．如图所示，直线a 、b 和c 、d 是处于匀强电场中的两组平行线，M 、N 、P 、Q 是它们的交点，四点处的电势分别为φM 、φN 、φP 、φQ ．一电子由M 点分别运动到N 点和

P 点的过程中，电场力所做

的负功相等．则()

A．直线a位于某一等势面内，φM＞φQ B．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功

C．直线c位于某一等势面内，φM＞φN D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功

3．（多选）如图所示，＋Q和－Q是两个等量异种点电荷，以点电荷＋Q为圆心作圆，A、B为圆上两点；MN是两电荷连线的中垂线，与两电荷连线交点为O，下列说法正确的是()

A．A点的电场强度大于B点的电场强度

B．电子在A点的电势能小于在B点的电势能

C．把质子从A点移动到B点，静电力对质子做功为零

D．把质子从A点移动到MN上任何一点，质子的电势能变化量都相同

4．（多选）如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子（）

A ．所受重力与电场力平衡

B ．电势能逐渐增加

C ．动能逐渐增加

D ．做匀变速直线运动

5．如图所示，在粗糙绝缘的水平地面上放置一带正电的物体甲，现将另一个也带正电的物体乙沿着以甲为圆心的竖直平面内的圆弧由M 点移动到N 点，若此过程中甲始终保持静止，甲、乙两物体可视为质点，则下列说法正确的是( )

A ．乙的电势能先增大后减小

B ．甲对地面的压力先增大后减小

C ．甲受到地面的摩擦力不变

D ．甲受到地面的摩擦力先增大后减小

6．如图所示，光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P ，将另一个带电小物块Q 在斜面的某位置由静止释放，它将沿斜面向上运动．设斜面足够长，则在Q 向上运动过程中 ( )

A ．物块Q 的动能一直增大

B ．物块P 、Q 之间的电势能一直增大

C ．物块P 、Q 的重力势能和电势能之和一直增大

D ．物块Q 的机械能一直增大

7．（多选）如图所示，平行的实线代表电场线，方向未知，电荷量为1×10-2C 的正电荷在电场中只受电场力作用，该电荷由A 点移到B 点，动能损失了0.1 J ，若A 点电势为-10 V ，则（）

A ．

B 点电势为零 B ．电荷运动的轨迹可能是图中曲线1

C ．电场线方向向左

D ．电荷运动的轨迹可能是图中曲线2

8．一个质量为m

的带电小球，在竖直方向的匀强电场中水平抛出，不计空气阻力，测得小球的加

电势能和电势讲义

选修3-1第一章静电场第三节电势能和电势导学案一、要点知识： (一)复习导学 1．静电力、电场强度概念， 2．回顾重力做功的特点是什么? 从静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么能转化为试探电荷的动能？ (二)合作探究 1．静电力做功的特点结合课本图（右图）分析试探电荷q 在场强为E 的均强电场中沿不同路径从A 运动到B 电场力做功的情况。（1） q 沿直线从A 到B （2） q 沿折线从A 到M 、再从M 到B （3） q 沿任意曲线线A 到B 结果都一样即：W=qEL AM =qEL AB cos θ 【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。与重力做功类比，引出： 2．电势能（1）电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。(标量) （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变化量。写成式子为：PB PA E E W AB -= 注意： ①电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加 ②电场力力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。 ③在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。 ④求电荷在电场中某点具有的电势能电荷在电场中某一点A 具有的电势能E P 等于将该点电荷由A 点移到电势能零点电场力所做的功W 的。即E P =W ⑤求电荷在电场中A 、B 两点具有的电势能高低将电荷由A 点移到B 点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A 点电势能大于在B 点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在A 点的电势能小于在B 点的电势能。 ⑥电势能零点的规定若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置（任意性）。（大地或无穷远默认为零）所以：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电势能位置时电场力所有做的功。如上式若取B 为电势能零点，则A 点的电势能为： qEL W E ==

高中物理-静电场-知识点归纳

静电场第一讲电场力的性质一、电荷及电荷守恒定律 1、自然界中只存在两种电荷，一种是正电，例如用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电；另一种带负电，用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电。 2、电荷间存在着相互作用的引力或斥力（同性相吸，异性相斥）。 3、电荷在它的周围空间形成电场，电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。电荷的多少叫电量。元电荷ｅ＝1.6×10－19 C ，所有带电体的电荷量都等于ｅ的整数倍。点电荷 4、使物体带电叫做起电。使物体带电的方法有三种：(1)摩擦起电；(2)接触带电；(3)感应起电。 5、电荷既不能创造，也不能消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量不变。这叫做电荷守恒定律。【重点理解】（１）摩擦起电；（２）接触带电；（３）感应起电当两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体带正电,这就是摩擦起电. 当一个带电体靠近导体,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异号电荷,远离带电体的一端带同号电荷,这就是感应起电,也叫静电感应. 接触起电指让不带电的物体接触带电的物体，则不带电的物体也带上了与带电物体相同的电荷，如把带负电的橡胶棒与不带电的验电器金属球接触，验电器就带上了负电，且金属箔片会张开；带正电的物体接触不带电的物体，则是不带电物体上的电子在库仑力的作用下转移到带正电的物体上，使原来不带电的物体由于失去电子而带正电。实质：电子的得失或转移二、库仑定律１、内容：在真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。２、公式：2 2 1r Q Q k F ，Ｆ叫库仑力或静电力，也叫电场力，Ｆ可以是引力，也可以是斥力，Ｋ叫静电力常量，公式中各量均取国际单位制单位时，Ｋ＝9.0×109 N ·m 2 /C 2

高考必备：高中物理电场知识点总结大全

高中物理电场知识点总结大全 1. 深刻理解库仑定律和电荷守恒定律。（1）库仑定律：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。即：其中k为静电力常量，k=9.0×10 9 N m2/c2 成立条件：①真空中（空气中也近似成立），②点电荷。即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心间距代替r）。（2）电荷守恒定律：系统与外界无电荷交换时，系统的电荷代数和守恒。 2. 深刻理解电场的力的性质。电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。电场强度E是描述电场的力的性质的物理量。（1）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。这是电场强度的定义式，适用于任何电场。其中的q为试探电荷（以前称为检验电荷），是电荷量很小的点电荷（可正可负）。电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。（2）点电荷周围的场强公式是：，其中Q是产生该电场的电荷，叫场源电荷。（3）匀强电场的场强公式是：，其中d是沿电场线方向上的距离。 3. 深刻理解电场的能的性质。（1）电势φ：是描述电场能的性质的物理量。 ①电势定义为φ=，是一个没有方向意义的物理量，电势有高低之分，按规定：正电荷在电场中某点具有的电势能越大，该点电势越高。 ②电势的值与零电势的选取有关，通常取离电场无穷远处电势为零；实际应用中常取大地电势为零。

电势、电势能学生讲义

电势能和电势一、静电力做功与电势能的变化 1．静电力做功和特点：静电力对电荷做的功只与电荷的起始位置和终止位置有关，而与电荷经过的路径无关。这一点跟重力做功很相似．说明：这一结论在匀强电场中适用，在非匀强电场中也适用。 2．电势能：定义：电荷在电场中具有的能叫做电势能，用Ep 表示．单位：焦耳，是标量． 3．静电力做功与电势能变化的关系：静电力对电荷做了功，电势能就发生了变化，静电力对电荷做了多少功，就有多少电势能转化为其他形式的能，电荷克服静电力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电势能．也就是说，静电力做功是电势能转化为其他形式的能的度量，所以：静电力做功等于电势能的减少量，即pB pA AB E E W -= 静电力做正功，电势能一定减少，静电力做负功，电势能一定增加． 4．电势能的大小．电势能是标量，电势能的大小是相对于参考位置来说的，（所谓参考位置就是电势能为零的位置）参考位置的选取是任意的，通常取无限远处或大地为参考点，即电势能零点，设电荷在电场中某点A 的电势能为E p A ，移动到参考点O 时电场力做功W AO ，则W AO ＝E p A －E p O ，若规定O 点为参考点就有E p O ＝0，则：E p A ＝W AO 所以：电荷在某点的电势能等于把它从这点移动到零势能点位置时电场力做的功。 5．重力势能与电势能的比较．例1：右图中MN 为电场中某一条电场线方向向右，在线取两点a 、b 今将一电荷＋q 从a 移到b 则（）

A.电场力做正功，＋q 的电势能增加； B.电场力做负功，＋q 的电势能增加； C.电场力做正功，＋q 的电势能减少； D.电场力做负功，＋q 的电势能减少。例2：一带电油滴在匀强电场E 中的运动轨迹如图虚线所示，电场方向竖直向下．若不计空气阻力，则此带电油滴从a 运动到b 的过程中，能量变化情况为( ) A ．动能减小 B ．电势能增加 C ．动能和电势能之和减少 D ．重力势能和电势能之和增加例3：A 和B 为电场中某条电场线上的点，如图：将q=4×10-9的正电荷从A 点移到B 点需克服电场力做功5 ×10-7J ，则： ⑴电场方向由A→B 还是B→A ？ ⑵电荷在哪点时电势能大？大多少？ (3)如果取B 点为零势能点，A 点的电势能是多少？二、电势 A B

高中物理电场总结试题及答案

高中物理电场总结试题及答案一. 教学内容：电场考点例析电场是电学的基础知识，是承前启后的一章。通过这一章的学习要系统地把力学的“三大方法”复习一遍，同时又要掌握新的概念和规律。这一章为历年高考的重点之一，特别是在力电综合试题中巧妙地把电场概念与牛顿定律、功能关系、动量等力学知识有机地结合起来，从求解过程中可以考查学生对力学、电学有关知识点的理解和熟练程度。只要同学们在复习本章时牢牢抓住“力和能两条主线”，实现知识的系统化，找出它们的有机联系，做到融会贯通，在高考得到本章相应试题的分数是不困难的。二. 夯实基础知识 1. 深刻理解库仑定律和电荷守恒定律。（1）库仑定律：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。即：其中k为静电力常量， k=×10 9 N m2/c2 成立条件：①真空中（空气中也近似成立），②点电荷。即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心间距代替r）。（2）电荷守恒定律：系统与外界无电荷交换时，系统的电荷代数和守恒。 2. 深刻理解电场的力的性质。电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。电场强度E是描述电场的力的性质的物理量。

（1）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。这是电场强度的定义式，适用于任何电场。其中的q为试探电荷（以前称为检验电荷），是电荷量很小的点电荷（可正可负）。电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。（2）点电荷周围的场强公式是：，其中Q是产生该电场的电荷，叫场源电荷。（3）匀强电场的场强公式是：，其中d是沿电场线方向上的距离。 3. 深刻理解电场的能的性质。（1）电势φ：是描述电场能的性质的物理量。 ①电势定义为φ=，是一个没有方向意义的物理量，电势有高低之分，按规定：正电荷在电场中某点具有的电势能越大，该点电势越高。 ②电势的值与零电势的选取有关，通常取离电场无穷远处电势为零；实际应用中常取大地电势为零。 ③当存在几个“场源”时，某处合电场的电势为各“场源”在此处电场的电势的代数和。 ④电势差，A、B间电势差U AB =Φ A －Φ B ；B、A间电势差U BA =Φ B －Φ A ，显然U AB =－ U BA ，电势差的值与零电势的选取无关。（2）电势能：电荷在电场中由电荷和电场的相对位置所决定的能，它具有相对性，即电势能的零点选取具有任意性；系统性，即电势能是电荷与电场所共有。 ①电势能可用E=qФ计算。 ②由于电荷有正、负，电势也有正、负（分别表示高于和低于零电势），故用 E=qФ计算电势能时，需带符号运算。（3）电场线的特点： ①始于正电荷（或无穷远），终于负电荷（或无穷远）； ②不相交，不闭合；

高中物理静电场经典习题(包含答案)

1．（2012江苏卷）．一充电后的平行板电容器保持两板间的正对面积、间距和电荷量不变，在两板间插入一电介质，其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是( ) A ．C 和U 均增大 B ． C 增大，U 减小 C ．C 减小，U 增大 D ．C 和U 均减小 B 2（2012天津卷）.两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A 点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中( ) A ．做直线运动，电势能先变小后变大 B ．做直线运动，电势能先变大后变小 C ．做曲线运动，电势能先变小后变大 D ．做曲线运动，电势能先变大后变小 C 3．（2012安徽卷）.如图所示，在平面直角中，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 ( ) A.200V/m B.2003 V/m C.100 V/m D. 1003 V/m A 4．（2012重庆卷）．空中P 、Q 两点处各固定一个点电荷，其中 P 点处为正点电荷，P 、Q 两点附近电场的等势面分布如题20图所示，a 、b 、c 、d 为电场中的四个点。则( ) A ．P 、Q 两点处的电荷等量同种 B ．a 点和b 点的电场强度相同 C ．c 点的电热低于d 点的电势 D ．负电荷从a 到c ，电势能减少 D 5.（2012海南卷）关于静电场，下列说法正确的是( ) O x (cm) y (cm) A (6,0) B (0,3) ● ●

A．电势等于零的物体一定不带电 B．电场强度为零的点，电势一定为零 C．同一电场线上的各点，电势一定相等 D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加 D 6.（2012山东卷）.图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子( ) A．带负电 B．在c点受力最大 C．在b点的电势能大于在c点的电势能 D．由a点到b点的动能变化大于有b点到c点的动能变化 CD 7．[2014·北京卷] 如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．下列判断正确的是() A．1、2两点的场强相等 B．1、3两点的场强相等 C．1、2两点的电势相等 D．2、3两点的电势相等 D本题考查电场线和等势面的相关知识．根据电场线和等势面越密集，电场强度越大，有E1>E2＝E3，但E2和E3电场强度方向不同，故A、B错误．沿着电场线方向，电势逐渐降低，同一等势面电势相等，故φ1>φ2＝φ3，C错误，D正确． 8.如图所示，A、B是位于竖直平面内、半径R＝0.5 m的1 4圆弧形的光滑绝缘轨道，其下端点B与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度 E＝5×103N/C.今有一质量为m＝0.1 kg、带电荷量＋q＝8×10－5C的小滑块(可视为质点)从A点由静止释放．若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.05，取g＝10 m/s2，求： (1)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时B点的压力．(2)小滑块在水平轨道上通过的总路程．答案：(1)2.2 N(2)6 m解析：(1)设小滑块第一次到达B点时的速度为v B，对圆弧轨道最低点B的压

高三物理一轮复习教学案：电场力的性质

山东省诸城一中课时教(学)案学科物理级部高三班级 _________ 姓名_________ 使用时间________ 年_____ 月____日编号

（2）电荷初速度为零，或速度方向与电场线平行；（3）电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行. 5、场强的方向判断：（1）根据定义式判断：E 的方向就是正（负）电荷在该点所受电场力的方向（反方向）（2）点电荷的电场分布情况：正点电荷场强方向沿，负点电荷场强方向沿 ____________ （3）电势最快的方向（4）电场线的方向 6. 画出几种典型电场的电场线一个点电荷、两个等量点电荷、匀场电场学生笔学案内容课）【疑难点拨】一、三个自由点电荷的平衡问题例1、如图所示，在光滑绝缘的水平面上，若三个点电荷 q 2、q 3都为自由电荷，要使三者均处于平衡状态，须满足什么条件？即对电荷的位置、电性和电荷量有什么要求？【总结】（1）条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反. A. 4q 4q C. 9q — 4q 36q 二、电场强度的叠加与计算例2、.如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由 O f B 匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和记（备（2）规律：“三点共线” 三个点电荷分布在同一直线上; 正负电荷相互间隔； “两大夹小” 中间电荷的电荷量最小; “近小远大” 中间电荷靠近电荷量较小的电荷. 【跟踪练习】 1、下列各组共线的三个自由点电荷，可以平衡的是 B . 4q — 5q 3q D . — 4q 2q — 3q 4q

高中物理公式大全8：电场

八、电场 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e＝1.60×10-19C）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律：F＝kQ1Q2/r2（在真空中）｛F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝3.电场强度：E＝F/q（定义式、计算式) ｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理），q：检验电荷的电量 (C)｝ 4.真空点（源）电荷形成的电场E＝kQ/r2 ｛r：源电荷到该位置的距离（m），Q：源电荷的电量｝ 5.匀强电场的场强E＝U AB/d ｛U AB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝ 6.电场力：F＝qE ｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝ 7.电势与电势差：U AB＝φA-φB，U AB＝W AB/q＝-ΔE AB/q 8.电场力做功：W AB＝qU AB＝Eqd｛W AB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，U AB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)｝9.电势能：E A＝qφA ｛E A:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)｝

10.电势能的变化ΔE AB＝E B-E A ｛带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值｝ 11.电场力做功与电势能变化ΔE AB＝-W AB＝-qU AB (电势能的增量等于电场力做功的负值) 12.电容C＝Q/U(定义式,计算式) ｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝ 13.平行板电容器的电容C＝εS/4πkd（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数）常见电容器〔见第二册P111〕 14.带电粒子在电场中的加速(Vo＝0)：W＝ΔE K或qU＝mV t2/2，V t ＝(2qU/m)1/2 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度V o进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下) 类平抛运动：垂直电场方向: 匀速直线运动L＝V0t(在带等量异种电荷的平行极板中：E＝U/d) 平行电场方向: 初速度为零的匀加速直线运动d＝at2/2，a＝F/m＝qE/m 注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分； (2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线

2014届高考物理一轮复习讲义：第六章第2讲-电场能的性质(人教版)

第2讲电场能的性质一、电场力做功与电势能 1．静电力做功 (1)特点：静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关． (2)计算方法 ①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离． ②W AB＝qU AB，适用于任何电场． 2．电势能 (1)定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力所做的功． (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，即W AB＝E pA－E pB＝－ΔE p. 二、电势和等势面 1．电势 (1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能与它的电荷量的比值． (2)定义式：φ＝E p q. (3)矢标性：电势是标量，有正负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)． (4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同． 2．等势面 (1)定义：电场中电势相等的各点组成的面． (2)四个特点 ①等势面一定与电场线垂直． ②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功． ③电场线方向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． 3．几种常见的典型电场的等势面比较电场等势面 (实线)图样重要描述

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落最快的方向．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． 1．如图的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中电势和场强都相同的是() 解析：选项A中，a、b两点场强的方向不同，A项错误；选项B中a、b 两点电势和场强均相同，B项正确；选项C中a点电势高于b点电势，C项错误；选项D中a、b两点场强的方向不同，D项错误．答案：B 2．如图所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间距离等于b、c间距离．用φa、φb、φc和E a、E b、E c分别表示a、b、c 三点的电势和电场强度，可以判定() A．φa>φb>φc B．φa－φb＝φb－φc C．E a>E b>E c D．E a＝E b＝E c 解析：判断电场强度的大小，需看电场线的疏密，此题不具备作出判断的条件．根据沿着电场线的方向电势降低，可以判断A选项正确．虽然a、b间距离等于b、c间距离，但只有在匀强电场中，沿场强方向相同距离的电势差才相等，因此电势差的大小也就无法判断．答案：A 3．(2013·九江检测)一电荷量为＋2×10－8C的点电荷在外力作用下，从静电场中的a 点运动到b点，在这个过程中静电力对点电荷做功为8×10－6J，若a点电势为φa，b点电势为φb，则下列结论中正确的是() A．可以判定φa－φb＝400 V B．可以判定φa－φb＝－400 V C．φa－φb可能等于零 D．不可能判断φa－φb的值解析：应用φa－φb＝W ab q可求得．答案：A 4．(2013·大同期中)如图所示，是一个点电荷电场的电场线(箭头线)和等势面(虚线)，两等势面之间的电势差大小为2 V，有一个带电荷量为q＝－1.0×10－8C的电荷，从A点沿不规则曲线路径移到B点，静电力做功为 () A．2.0×10－8 J B．－2.0×10－8 J C．1.60×10－7 J D．－4.0×10－8 J 解析：由W AB＝qU AB得W AB＝－1.0×10－8J×2 J＝－

高中物理学案：电场能的性质

高中物理学案：电场能的性质 [学科素养与目标要求] 物理观念：1.进一步理解电势、电势差的概念、公式，知道电场力做功与电势能变化的关系是一种普遍的功能关系.2.理解E－x、φ－x图象的意义，并会分析有关问题. 科学思维：1.通过分析电势、电势能及电场力做功的综合问题，提高逻辑思维和科学思维能力.2.通过方法的迁移，找到解决E－x、φ－x图象与其他图象问题共性的东西. 一、电场综合问题分析例1(多选)在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形abcd，顶点a、c分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图1所示.若将一个带负电的粒子置于b点由静止自由释放，粒子将沿着对角线bd

往复运动.粒子从b点运动到d点的过程中( ) 图1 A.先做匀加速运动，后做匀减速运动 B.先从高电势到低电势，后从低电势到高电势 C.电势能与机械能之和保持不变 D.电势能先减小，后增大答案CD 解析a、c两点固定相同的正点电荷，则bd为等量正点电荷连线的中垂线，由电场线分布情况可知带电粒子不可能做匀加速或匀减速运动，故A错误；等量正点电荷连线的中垂线的中点电势最高，带负电的粒子从b点运动到d点的过程中，先从低电势到高电势，再从高电势到低电势，故B错误；带负电粒子从b点运动到d点的过程中所受电场力先由b指向d，后由d指向b，所以电场力先做正功后做负功，因此电势能先减小，后增大，故D正确；只有电场力做功，电势能与机械能之和保持不变，故C正确.

例2(多选)(郑州一中高二期中)如图2所示，在一个匀强电场(图中未画出)中有一个四边形ABCD，其中，M为AD的中点，N为BC的中点.一个带正电的粒子从A点移动到B点，电场力做功为W AB ＝2.0×10－9J；将该粒子从D点移动到C点，电场力做功为W DC＝4.0×10－9J.则以下分析正确的是( ) 图2 A.若将该粒子从M点移动到N点，电场力做功为W MN＝3.0×10－9J B.若将该粒子从M点移动到N点，电场力做功W MN有可能大于4.0×10－9J C.若A、B之间的距离为1cm，该粒子的电荷量为2×10－7C，则该电场的场强一定是E＝1V/m D.若该粒子的电荷量为2×10－9C，则A、B之间的电势差为1V 答案AD

选修3-1 第七章第2讲电场的能的性质—2021届高中物理大一轮复习讲义

第2讲电场的能的性质知识要点一、电势能、电势 1.电势能 (1)电场力做功的特点：电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关。 (2)电势能 ①定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功。 ②电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，即W AB＝E p A －E p B＝－ΔE p。 2.电势 (1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能E p与它的电荷量q的比值。 (2)定义式：φ＝E p q。 (3)矢标性：电势是标量，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。 (4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。 3.等势面 (1)定义：电场中电势相等的各点组成的面。 (2)四个特点 ①等势面一定与电场线垂直。 ②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。 ③电场线方向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。二、电势差 1.定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力做的功与移动电荷的电荷量的比值。

2.定义式：U AB＝W AB q。 3.电势差与电势的关系：U AB＝φA－φB，U AB＝－U BA。三、匀强电场中电势差与电场强度的关系 1.电势差与电场强度的关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积。即U＝Ed，也可以写作E＝U d。 2.公式U＝Ed的适用范围：匀强电场。四、静电平衡导体处于静电平衡状态的两大特点 (1)导体内部的场强处处为零。 (2)导体是一个等势体，导体表面是等势面。基础诊断 1.关于静电力做功和电势能的理解，下列说法正确的是() A.静电力做功与重力做功相似，均与路径无关 B.正电荷具有的电势能一定是正的，负电荷具有的电势能一定是负的 C.静电力做正功，电势能一定增加 D.静电力做功为零，电荷的电势能也为零答案 A 2.一个电荷只在静电力作用下从电场中的A点移动到B点时，静电力做了5× 10－6 J的功，那么() A.电荷在B点将具有5×10－6 J的电势能 B.电荷在B点将具有5×10－6 J的动能 C.电荷的电势能减少了5×10－6 J D.电荷的电势能增加了5×10－6 J 解析电荷只在静电力作用下从电场中的A点移动到B点时，静电力做正功，电势能减少，静电力做了多少正功，电荷的电势能就减少多少。因为不知道电荷在A点的动能和电势能，所以不能确定电荷在B点的动能和电势能，故选项C正确。答案 C 3.如图1所示为某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10－9 C的正电荷从A经B、C到达D点，整个过程中电场力对电荷做的功为()

静电场复习讲义

静电场【考点透视】一、库伦定律与电荷守恒定律 1. 库仑定律（1）真空中的两个静止的点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在他们的连线上。（2）电荷之间的相互作用力称之为静电力或库伦力。（3）当带电体的距离比他们的自身大小大得多以至于带电体的形状、大小、电荷的分布状况对它们之间的相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体可以看做带电的点，叫点电荷。类似于力学中的质点，也时一种理想化的模型。 2. 电荷守恒定律电荷既不能创生，也不能消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到物体的另一部分，在转移的过程中，电荷的总量保持不变，这个结论叫电荷守恒定律。电荷守恒定律也常常表述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的。二、电场的力的性质 1. 电场强度（1）定义：放入电场中的某一点的检验电荷受到的静电力跟它的电荷量的比值，叫该点的电场强度。该电场强度是由场源电荷产生的。（2）公式： E F q （3）方向：电场强度是矢量，规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同。负电荷在电场中受的静电力的方向跟该点的电场强度的方向相反。 2. 点电荷的电场（1）公式：E Q K r 2 （2）以点电荷为中心，r 为半径做一球面，则球面上的个点的电场强度大小相等， E 的方向沿着半径向里（负电荷）或向外（正电荷） 3. 电场强度的叠加如果场源电荷不只是一个点电荷，则电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。 4. 电场线（1）电场线是画在电场中的一条条的由方向的曲线，曲线上每点的切线方向，表示该点的电场强度的方向，电场线不是实际存在的线，而是为了描述电场而假想的线。（2）电场线的特点电场线从正电荷或从无限远处出发终止于无穷远或负电荷；电场线在电场中不相交；在同一电场里，电场线越密的地方场强越大；匀强电场的电场线是均匀的平行且等距离的线。三、电场的能的性质 1. 电势能电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。 2. 电势（1）电势是表征电场性质的重要物理量，通过研究电荷在电场中的电势能与它的电荷量的比值得出。（2）公式：E P （与试探电荷无关）q

高中物理复习——电场(1)库仑力、电场强度

电场(一) 一．电荷及电荷守恒定律 1．两种电荷：自然界只存在正、负两种电荷，基元电荷电量e= C 2．物体的带电方式有三种：（1）摩擦起电（2）接触起电（3）感应起电 3．电荷守恒定律：电荷既不能，也不能，它只能从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分。 4．点电荷：点电荷是一种理想化带电体模型，当带电体间的距离带电体的线度，以致带电体的形状和大小对作用力的影响可以时，此带电体可以看作点电荷。二．库仑定律 22 1r q kq F = 其中k 为静电力常量， k =9．0×10 9 N m 2/c 2 注意：1）使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同种电荷相斥，异种电荷相吸”的规律定性判定。 2）研究微观带电粒子（电子、质子、α粒子、各种离子）相互作用时，万有引力或重力可以忽略不计。 3）库仑分取电量的方法：两个大小、形状完全相同的带电金属球相碰后，带电量一定相等。【例1】在真空中同一条直线上的A 、B 两点固定有电荷量分别为+4Q 和-Q 的点电荷。①将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？②若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？解：①先判定第三个点电荷所在的区间：只能在B 点的右侧；再由2r kQq F =，F 、k 、q 相同时Q r ∝ ∴r A ∶r B =2∶1，即C 在AB 延长线上，且AB=BC 。 ②C 处的点电荷肯定在电场力作用下平衡了；只要A 、B 两个点电荷中的一个处于平衡，

另一个必然也平衡。由2r kQq F = ，F 、k 、Q A 相同，Q ∝r 2，∴Q C ∶Q B =4∶1，而且必须是正电荷。所以C 点处引入的点电荷Q C = +4Q 【例2】已知如图，在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m 的相同小球，彼此间的距离都是l ，A 、B 电荷量都是+q 。给C 一个外力F ，使三个小球保持相对静止共同加速运动。求：C 球的带电性和电荷量；外力F 的大小。解：先分析A 、B 两球的加速度：它们相互间的库仑力为斥力，因此C 对它们只能是引力，且两个库仑力的合力应沿垂直于AB 连线的方向。这样就把B 受的库仑力和合力的平行四边形确定了。于是可得Q C = -2q ，F =3F B =33F AB =2 2 33l kq 。三、电场的力的性质 1．电场：电场是电荷周围存在的电荷发生相互作用的媒介物质；电场的最基本性质是。 2．电场强度（1）定义：电场强度，简称场强 q F E = （2）点电荷周围的场强公式是：2r kQ E = ，其中Q 是产生该电场的电荷，叫场电荷。（3）匀强电场的场强公式是：d U E = ，其中d 是沿电场线方向上的距离。【例3】图中边长为a 的正三角形ABC 的三点顶点分别固定三个点电荷+q 、+q 、-q ，求该三角形中心O 点处的场强大小和方向。解：每个点电荷在O 点处的场强大小都是( ) 2 3 /3a kq E = 由图可得O 点处的合场强为2 6a kq E O = ，方向由O 指向C 。【例4】如图，在x 轴上的x = -1和x =1两点分别固定电荷量为- 4Q 和+9Q 的点电荷。求：x 轴上合场强为零的点的坐标。并求在x = -3点处的合场强方向。 -5 -3 -1 1 -4Q +9 Q A

2020届高考物理一轮复习讲义：第七章第2讲电场能的性质的描述(含答案)

第2讲电场能的性质的描述板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】电势能Ⅰ 1．静电力做功 (1)特点：静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关。 (2)计算方法 ①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离，计算时q不带正负号。 ②W AB＝qU AB，适用于任何电场，计算时q要带正负号。 2．电势能 (1)定义：电荷在电场中由于受到电场力的作用而具有的与其相对位置有关的能量叫做电势能，用符号E p表示。 (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，即W AB＝E p A－E p B。 (3)大小：电荷在某点的电势能，等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力做的功。[特别提醒](1)电势能由电场和电荷共同决定，属于电场和电荷系统所共有的，我们习惯说成电场中的电荷所具有的。 (2)电势能是相对的，与零势能位置的选取有关，但电势能的变化是绝对的，与零势能位置的选取无关。 (3)电势能是标量，有正负，无方向。电势能为正值表示电势能大于在参考点时的电势能，电势能为负值表示电势能小于在参考点时的电势能。 (4)零势能位置的选取是任意的，但通常选取大地或无穷远处为零势能位置。【知识点2】电势Ⅰ 1．电势 (1)定义：电荷在电场中某一点的电势能E p与它的电荷量q的比值。 (2)定义式：φ＝E p q。 (3)矢标性：电势是标量，有正负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。 (4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势与选取零电势点的位置有关。一般选取无穷远处为零电势点，在实际应用中常取大地的电势为零。 2．等势面 (1)定义：电场中电势相同的各点构成的面。 (2)四个特点 ①在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。 ②等势面一定与电场线垂直。 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。 [特别提醒]电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的，与在该点是否放有电荷和所放电荷的电性、电荷量及电势能均无关。【知识点3】电势差Ⅱ

浙江省新选考物理选修3-1复习讲义(解析版)

浙江省新选考物理复习讲义（解析版）选修3-1 这是一套适合浙江新选考的物理学生或者学校教师、教培机构教师使用的最新物理选考复习讲义，共分为必修1、必修2、选修3-1、选修3-2、选修3-4和选修3-5、专题复习、实验复习、模拟试卷共8套讲义，期许能够给您带来帮助，那就足够了。

知识内容考试要求真题统计 2016.10 2017.4 2017.11 2018.4 2018.11 2019.4 2020.1 1.电荷及其守恒定律 c 2.库仑定律c13613 3.电场强度c821、3、613 4.电势能和电势c8211610 5.电势差c 6.电势差与电场强度的关系 c 7.静电现象的应用b 8.电容器的电容c2、3 9.带电粒子在电场中的运动 d8、2381911 7

第1节电场力的性质【基础梳理】提示：1.60×10 －19 C 电荷的总量接触 k q 1q 2r 2 点电荷 F q k Q r 2 电场强度【自我诊断】判一判 (1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍．( ) (2)根据公式F ＝k q 1q 2 r 2得，当r →0时，有F →∞.( ) (3)电场强度反映了电场力的性质，所以电场中某点的场强与试探电荷在该点所受的电场力成正比．( ) (4)电场中某点的场强方向与负电荷在该点所受的电场力的方向相反．( ) (5)在真空中，点电荷的场强公式E ＝kQ r 2中的Q 是产生电场的场源电荷的电荷量，E 与试探电荷无关．( )

(6)带电粒子的运动轨迹一定与电场线重合．( ) 提示：(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× 做一做如图所示为真空中两点电荷A 、B 形成的电场中的一簇电场线，已知该电场线关于虚线对称，O 点为A 、B 电荷连线的中点，a 、b 为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是( ) A ．A 、 B 可能带等量异号的正、负电荷 B ．A 、B 可能带不等量的正电荷 C ．a 、b 两点处无电场线，故其电场强度可能为零 D ．同一试探电荷在a 、b 两点处所受电场力大小相等，方向一定相反提示：选D.根据题图中的电场线分布可知，A 、B 带等量的正电荷，选项A 、B 错误；a 、b 两点处虽然没有画电场线，但其电场强度一定不为零，选项C 错误；由图可知，a 、b 两点处电场强度大小相等，方向相反，同一试探电荷在a 、b 两点处所受电场力一定大小相等，方向相反，选项D 正确．对库仑定律的理解及应用【知识提炼】 1．对库仑定律的理解 (1)F ＝k q 1q 2 r 2，r 指两点电荷间的距离．对可视为点电荷的两个均匀带电球，r 为两球的球心间距． (2)当两个电荷间的距离r →0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无限大． 2．求解涉及库仑力的平衡问题的解题思路涉及库仑力的平衡问题与纯力学平衡问题分析方法一样，受力分析是基础，应用平衡条件是关键，都可以通过解析法、图示法或两种方法相结合解决问题，但要注意库仑力的大小随着电荷间距变化的特点．具体步骤如下：

高中物理静电场题经典例题

高中物理静电场练习题 1、如图所示，中央有正对小孔的水平放置的平行板电容器与电源连接，电源电压为U 。将一带电小球从两小孔的正上方P 点处由静止释放，小球恰好能够达到B 板的小孔b 点处，然后又按原路返回。那么，为了使小球能从B 板的小孔b 处出射，下列可行的办法是（） A.将A 板上移一段距离 B.将A 板下移一段距离 C.将B 板上移一段距离 D.将B 板下移一段距离 2、如图所示，A 、B 、C 、D 、E 、F 为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，已知A 、B 、C 三点的电势分别为1V 、6V 和9V 。则D 、E 、F 三点的电势分别为（） A 、+7V 、+2V 和+1V B 、+7V 、+2V 和1V ￥ C 、-7V 、-2V 和+1V D 、+7V 、-2V 和1V 3、质量为m 、带电量为-q 的粒子（不计重力），在匀强电场中的A 点以初速度υ0沿垂直与场强E 的方向射入到电场中，已知粒子到达B 点时的速度大小为2υ0，A 、B 间距为d ，如图所示。则（1）A 、B 两点间的电势差为（） A 、q m U AB 232υ-= B 、q m U AB 232 υ= C 、q m U AB 22υ-= D 、q m U AB 22 υ= （2）匀强电场的场强大小和方向（） A 、qd m E 2 21υ= 方向水平向左 B 、qd m E 2 21υ= 方向水平向右 C 、qd m E 2212 υ= 方向水平向左 D 、qd m E 2212 υ= 方向水平向右 4、一个点电荷从竟电场中的A 点移到电场中的B 点，其电势能变化为零，则（） A 、A 、B 两点处的场强一定相等 B 、该电荷一定能够沿着某一等势面移动 C 、A 、B 两点的电势一定相等 D 、作用于该电荷上的电场力始终与其运动方向垂直 5、在静电场中（） A.电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零 . B.电场强度处处相等的区域内，电势也一定处处相等 C.电场强度的方向总是跟等势面垂直 D.沿着电场线的方向电势是不断降低的 6、一个初动能为E K 的带电粒子，沿着与电场线垂直的方向射入两平行金属板间的匀强电场中，飞出时该粒子的动能为2E K ，如果粒子射入时的初速度变为原来的2倍，那么当它飞出电场时动能为（） A B a P · m 、q 。 >U + - ~ A E B 。

高中物理知识点电场

2019年高中物理知识点电场 1.两种电荷 (1)自然界中存在两种电荷：正电荷与负电荷。 (2)电荷守恒定律：电荷守恒定律物理表达式 2.★库仑定律 (1)内容：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 (2)公式：F=k*(q1*q2)/r^2(可结合万有引力公式F=Gm1m2/r^2来考虑) (3)适用条件：真空中的点电荷。点电荷是一种理想化的模型。如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多，以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时，这种带电体就可以看成点电荷，但点电荷自身不一定很小，所带电荷量也不一定很少。 3.电场强度、电场线 (1)电场：带电体周围存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体。电场是客观存在的，电场具有力的特性和能的特性。(2)电场强度：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值，叫做这一点的电场强度。定义式：E=F/q方向：正电荷在该点受力方向。(3)电场线：在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这些曲线

叫做电场线。电场线的性质：①电场线是起始于正电荷(或无穷远处)，终止于负电荷(或无穷远处);②电场线的疏密反映电场的强弱;③电场线不相交;④电场线不是真实存在的;⑤电场线不一定是电荷运动轨迹。 (4)匀强电场：在电场中，如果各点的场强的大小和方向都相同，这样的电场叫匀强电场。匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线。 (5)电场强度的叠加：电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和。 4.电势差U：电荷在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功W AB与电荷量q的比值W AB/q叫做AB两点间的电势差。公式：UAB=W AB/q 电势差有正负：UAB=-UBA，一般常取绝对值，写成U。 5.电势：电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差。 (1)电势是个相对的量，某点的电势与零电势点的选取有关(通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势)。因此电势有正、负，电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低。 (2)沿着电场线的方向，电势越来越低。 6.电势能：

第7章 第2讲 电场能的性质—2021届高中物理一轮复习讲义(机构)