2019高三物理人教版一轮教师用书：第7章 第2节 电场能的性质 Word版含解析
2019届高三物理人教版一轮作业：第七章 第2讲 电场能的性质
[课时作业] 单独成册 方便使用[基础题组]一、单项选择题1．(2018·江西九江十三校联考)对于静电场中的A 、B 两点，下列说法正确的是( )A ．点电荷在电场中某点受力的方向一定是该点电场强度的方向B ．电势差的公式U AB ＝，说明A 、B 两点间的电势差U AB 与静电力做功WAB q W AB 成正比，与移动电荷的电荷量q 成反比C ．根据E ＝知，电场强度与电场中两点间的距离d 成反比U d D ．若将一正电荷从A 点移到B 点电场力做正功，则A 点的电势高于B 点的电势解析：正点电荷所受的电场力与电场强度方向相同，负点电荷所受的电场力与电场强度方向相反，故A 错误．电势差的公式U AB ＝，运用比值法定义，WAB q 电势差U AB 与静电力做功、移动电荷的电荷量无关，故B 错误．E ＝中d 是两U d 点沿电场方向的距离，只适用于匀强电场，而匀强电场的电场强度处处相同，场强与d 无关，故C 错误．根据公式W AB ＝qU AB 知，W AB >0，q >0，则U AB >0，则A 点的电势高于B 点的电势，故D 正确．答案：D2．一个带正电的质点，电荷量q ＝2.0×10－9 C ，在静电场中由a 点移动到b 点．在这过程中除静电力外，其他力做的功为6.0×10－5 J ，质点的动能增加了8.0×10－5 J ，则a 、b 两点间的电势差U ab 为( )A ．1×104 V B ．－1×104 VC ．4×104 VD ．－7×104 V 解析：根据动能定理得W ab ＋6.0×10－5 J ＝8.0×10－5J ，则W ab ＝8.0×10－5 J －6.0×10－5 J ＝2.0×10－5 J ．由U AB ＝得U ab ＝ V ＝1×104 WAB q 2.0×10－52.0×10－9V ，选项A 正确．答案：A3.如图所示，匀强电场方向平行于xOy平面，在xOy平面内有一个半径为R＝5 m的圆，圆上有一个电荷量为q＝＋1×10－8C的试探电荷P，半径OP与x轴正方向的夹角为θ，P沿圆周移动时，其电势能E p＝2.5×10－5sin θ(J)，则( )A．x轴位于零势面上B．电场强度大小为500 V/m，方向沿y轴正方向C．y轴位于零势面上D．电场强度大小为500 V/m，方向沿x轴正方向解析：由E p＝2.5×10－5sin θ(J)知，x轴上的势能为零，是零势面，电场线沿y轴方向，A正确，C错误；当θ＝90°时，E p＝2.5×10－5J＝EqR，解得E＝500 V/m，此时电势能大于零，故电场强度的方向沿y轴负方向，B、D错误．答案：A4．两电荷量分别为q1和q2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．q1、q2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解析：根据q1左侧和q2右侧电势随距离增大而降低可判断两者均为正电荷，A 错误；N、C间的电场方向沿x轴正方向，C点场强为0，B错误；根据N→D 间图线的斜率大小先减小后增大可知，场强先减小到零后反向增大，C正确；正电荷从N移到D，由E p＝qφ知，电势能先减小后增大，D错误．答案：C5.(2018·陕西西安质检)如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，电场线的方向如图中箭头所示，M、N、Q是以直电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点，OQ连线垂直于MN.以下说法正确的是( )A．O点电势与Q点电势相等B．O、M间的电势差小于N、Q间的电势差C．将一负电荷由M点移到Q点，电荷的电势能增加D．在Q点释放一个正电荷，正电荷所受电场力将沿与OQ垂直的方向竖直向上解析：由电场线的方向可知φM＞φO＞φN，再作出此电场中过O的等势线，可知φO＞φQ，A错误；MO间的平均电场强度大于ON间的平均电场强度，故U MO＞U ON，B错误；因U MQ＞0，负电荷从M到Q电场力做负功，电势能增加，C正确；正电荷在Q点的电场力方向沿电场线的切线方向而不是圆的切线方向，D错误．答案：C二、多项选择题6．(2016·高考全国卷Ⅰ)如图，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点的小解析：带电油滴在电场中受重力、电场力作用，据其轨迹的对称性可知，电场力方向竖直向上，且电场力大于重力，电场力先做负功后做正功，则电场强度方向向下，Q点的电势比P点高，选项A正确；油滴在P点的速度最小，选项B正确；油滴在P点的电势能最大，选项C错误；油滴运动的加速度大小不变，选项D错误．答案：AB7.(2018·贵州贵阳高三检测)如图所示，虚线ac和bd分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别固定在椭圆的两个焦点P、Q上，c、e两点关于Q点对称，下列说法正确的是( )A．a、c两点场强相同，电势也相同B．b、d两点场强相同，电势也相同C．同一带正电的试探电荷在e点具有的电势能小于在c点具有的电势能D．将一带负电的试探电荷沿椭圆从a点经b点移到c点的过程中电场力始终做负功解析：a、c两点场强相同，电势不等，故A错误．b、d两点场强大小方向都相同，电势也相同，故B正确．e点电势高于c点，同一正电荷在e点具有的电势能大于在c点具有的电势能，故C错误．负电荷沿椭圆从a点移到c点，因电势一直降低，故电场力一直做负功，故D正确．答案：BD8.如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在M点，a从N点由静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零，则小球a( )A．从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B．从N到P的过程中，速率先增大后减小C．从N到Q的过程中，电势能一直增加D．从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量解析：小球a从N点释放一直到达Q点的过程中，a、b两球的距离一直减小，库仑力变大，a受重力不变，重力和库仑力的夹角从90°一直减小，故合力变大，选项A错误；小球a从N到P的过程中，速度方向与重力和库仑力的合力方向的夹角由小于90°到大于90°，故库仑力与重力的合力先做正功后做负功，a球速率先增大后减小，选项B正确；小球a由N到Q的过程中库仑力一直做负功，电势能一直增加，选项C正确；小球a从P到Q的过程中，减少的动能转化为重力势能和电势能之和，故动能的减少量大于电势能的增加量，则选项D错误．答案：BC[能力题组]一、选择题9.如图甲所示，直线AB是某电场中的一条电场线，一电子仅在电场力作用下由电场线上A点沿直线运动到B点，其速度平方v2与位移x的关系如图乙所示．E A、E B表示A、B两点的电场强度，φA、φB表示A、B两点的电势．以下判断正确的是( )A．E A＜E B B．E A＞E BC．φA＞φB D．φA＜φB20解析：由速度平方v2与位移x的关系与v2－v＝2ax对比可得，电子做匀加速直线运动，由牛顿第二定律，合力(电场力)恒定，此电场为匀强电场，选项A、B错误；电子从A到B，电场力做正功，电势能减小，电势增大，选项D 正确，C错误．答案：D10.如图所示为沿水平方向的匀强电场的三条电场线，竖直平面内有一个圆周，A点为圆周上和圆心同一高度的一点，B点为圆周上的最高点．在A点的粒子源以相同大小的初速度v0在竖直面内沿各个方向发射带正电的同种粒子(不计粒子重力)，竖直向上发射的粒子恰好经过B点，则从圆周上离开的粒子的最大速度大小为( )A．3v0B．2v02C.v0D．v0解析：设粒子所带电荷量为＋q，质量为m，电场强度为E，圆周的半径为R，因竖直向上发射的粒子做类平抛运动经过B点，故电场方向水平向右，且有a ＝，R ＝v 0t ，R ＝at 2，解得qE ＝.粒子从圆周上右侧与圆心等高处离开qE m 122m v 20R 时的速度最大，则有qE ×2R ＝m v 2－m v ，可得v ＝3v 0，选项A 正确．121220答案：A11.在中间位置有固定转动轴的长为2l 的轻质杆两端固定两完全相同的质量为m 、电荷量为＋q 的小球1和2，装置放在如图所示的关于竖直线对称的电场中，开始时杆在水平位置静止．现给小球1一个竖直向上的速度，让小球1、2绕转动轴各自转动到B 、A 位置，A 、B 间电势差是U ，小球1、2构成的系统动能减少量是( )A ．一定大于Uq12B ．一定等于2(Uq ＋mgl )C ．一定小于UqD ．一定大于Uq ＋mgl解析：杆水平时，1、2两球所在处电势相等，令电势为零，φ0＝0，设A 、B 两处的电势分别为φA 和φB ，显然φA ＞0，φB ＜0，且φA －φC ＞φC －φB (C 为过1、2的等势线与竖直杆的交点)，系统电势能的增加量为ΔE p 增＝qφA ＋qφB ＝q (φA ＋φB )据题意知，φA －φB ＝φA ＋|φB |＝U故φA ＋φB ＜U ，再据能量守恒定律知ΔE k 减＝ΔE p 增故有ΔE k 减＜qU ，可见C 选项正确．答案：C12.(多选)如图所示，一质量为m 、电荷量为q 的小球在电场强度为E 、区域足够大的匀强电场中，以初速度v 0沿ON 在竖直面内做匀变速直线运动．ON 与水平面的夹角为30°，重力加速度为g ，且mg ＝qE ，则( )A．电场方向竖直向上B ．小球运动的加速度大小为gC ．小球上升的最大高度为v 202gD ．若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为m v 204解析：如图所示，由于带电小球在竖直面内做匀变速直线运动，其合力沿ON 方向，而mg ＝qE ，由三角形定则，可知电场方向与ON 方向成120°角，A 项错误；由图中几何关系可知，小球所受合力为mg ，由牛顿第二定律可知a ＝g ，方向与初速度方向相反，B 项正确；设带电小球上升的最大高度为h ，由动能定理可得－mg ·2h ＝0－m v ，解得h ＝，C 项错误；小球上升过程中，当带电1220v 204g 小球速度为零时，其电势能最大，则E p ＝－W ON ＝－qE ·2h cos 120°＝，D 项m v 204正确．答案：BD二、非选择题13.如图所示，在距足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h 高度的P 点，固定电荷量为＋Q 的点电荷，一质量为m 、带电荷量为＋q 的物块(可视为质点)，从轨道上的A 点以初速度v 0沿轨道向右运动，当运动到P 点正下方B 点时速度为v .已知点电荷产生的电场在A 点的电势为φ(取无穷远处的电势为零)，PA 连线与水平轨道的夹角为60°，试求：(1)物块在A 点时受到轨道的支持力大小；(2)点电荷＋Q 产生的电场在B 点的电势．解析：(1)物块在A 点受到点电荷的库仑力F ＝kQqr 2由几何关系可知P 、A 间距离r ＝h sin 60°设物块在A 点时受到轨道的支持力大小为N ，在竖直方向由平衡条件有N －mg －F sin 60°＝解得N ＝mg ＋.33kQq8h 2(2)设点电荷产生的电场在B 点的电势为φB ，由动能定理有q (φ－φB )＝m v 2－m v 121220解得φB ＝φ＋.m (v 20－v 2)2q答案：(1)mg ＋ (2)φ＋33kQq8h 2m (v 20－v 2)2q14．(2015·高考全国卷Ⅱ)如图，一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子在匀强电场中运动，A 、B 为其运动轨迹上的两点．已知该粒子在A 点的速度大小为v 0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B 点时速度方向与电场方向的夹角为30°.不计重力．求A 、B两点间的电势差．解析：设带电粒子在B 点的速度大小为v B .粒子在垂直于电场方向上的速度分量不变，即v B sin 30°＝v 0sin 60°①由此得v B ＝v 0②3设A 、B 两点间的电势差为U AB ，由动能定理有qU AB ＝m (v －v )③122B20联立②③式得U AB ＝④m v 20q 答案：m v 20q。
2019高考物理一轮复习课件7.2电场能的性质
课 前 预 习 · 知 识 回 顾
静电场
4． (源于人教版选修 3－ 1P22 第 3 题 )如图 7－ 2－1 所示，回答以下问题。
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图 7－ 2－ 1 (1)A、B 哪点的电势比较高？负电荷在哪点的电势 能比较大？
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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 点的过程中，下列说 法正确的是 导学号： 82210643
向轨迹弯曲内侧，所以油滴所受合外力沿竖直向上的方 向，因此电场力竖直向上，且 qE＞ mg，则电场方向竖 直向下，所以Q点的电势比P点的高，A选项正确；当油 滴从P点运动到Q点时，电场力做正功，电势能减小，C
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选项错误；当油滴从 P 点运动到 Q点的过程中，合外力
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 导学号： 82210641
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菜
单
高考总复习·物理
第七章
课 前 预 习 · 知 识 回 顾
静电场
图 7－ 2－3
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电场 方向的距离的乘积。即 U＝Ed，也可以写作 点沿______
U E＝ 。 d 2．公式 U＝Ed 的适用范围：匀强电场。
菜
2019高中物理大一轮复习学案：第七章 电场的力的性质
基础课1 电场的力的性质知识点一、电荷及电荷守恒定律 1．元电荷、点电荷(1)元电荷：e ＝1.6×10－19 C ，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。
(2)点电荷：物理学上把本身的大小比相互之间的距离小得多的带电体叫做点电荷。
2．静电场(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
(2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。
3．电荷守恒定律(1)内容：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分或者从一个物体转移到另一个物体。
在任何转移的过程中，电荷的总量不变。
(2)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电。
(3)带电实质：物体带电的实质是得失电子。
知识点二、库仑定律1．内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力F 的大小，跟它们的电荷量Q 1、Q 2的乘积成正比，跟它们的距离r 的二次方成反比；作用力的方向沿着它们的连线。
同种电荷相斥，异种电荷相吸。
2．表达式：F ＝k Q 1Q 2r2，式中k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，叫静电力常量。
3．适用条件：真空中的点电荷。
知识点三、电场强度、点电荷的场强1．定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值叫做电场强度。
2．定义式：E ＝Fq 。
单位：N/C 或V/m3．点电荷的电场强度：真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度：E ＝k Qr 2。
4．方向：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。
5．电场强度的叠加：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，遵从平行四边形定则。
知识点四、电场线1．定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向，在电场中绘出一些曲线，曲线上任一点的电场强度方向就在该点的切线方向上，这样的曲线叫做电场线。
电场线的疏密大致表示电场强度的大小。
高三物理一轮复习第七章第2讲电场能的性质课件
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4．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 ．
能(Ep)的总和不变，即 ΔEk＝－ΔEp.
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[典例] 如图所示，在 O 点处固定一个正电荷，在过 O 点的竖直平面内的 A 点，自由释 放一个带正电的小球，小球的质量为 m、电荷量为 q.小球下落的轨迹如图中虚线所示， 它与以 O 为圆心、R 为半径的圆相交于 B、C 两点，O、C 在同一水平线上，∠BOC＝ 30°，A 距离 OC 的竖直高度为 h.若小球通过 B 点时的速度为 v，试求：
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②几种常见电场线、等势面分布 沿电场线的方向电势越来越低，电势和场强大小没有联系． a．如图甲所示，等量同种电荷连线中点场强为零，中垂线上，从中点到两侧无穷远 处，场强先增大后减小（因为无穷远处场强也为零）；；
b．如图乙所示，等量异种电荷连线中垂线是电势为零的等势面，在中垂线上，中点 处的场强最大，而在等量异种电荷的连线上，中点处的场强最小.从正电荷向负电荷 方1向2/9/电2021势降低（沿电场线方向电势降低）.
A则C每的等中分点电，势则差能为正确1 V表，示H该点电电场势强为度方4 V向，的F是点( B电C势)为 3 V，将 F、C 相连，则 FC 为等
势线，电场线垂直于 FC，从高电势指向低电势，C 正确；把 AC 等分为两份，A、C 间 电势差为 2 V，则 G 点电势为 4 V，GH 为等势线，电场线垂直于 GH，从高电势指向 低电势，B 正确．
人教版2019届高考物理一轮复习第七章静电场第二节电场能的性质课后达标
第二节 电场能的性质(建议用时：60分钟)一、单项选择题 1.如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线．两电子分别从a 、b 两点运动到c 点，设电场力对两电子做的功分别为W a 和W b ，a 、b 点的电场强度大小分别为E a 和E b ，则( )A ．W a ＝W b ，E a >E bB ．W a ≠W b ，E a >E bC ．W a ＝W b ，E a <E bD ．W a ≠W b ，E a <E b解析：选A.因a 、b 两点在同一等势线上，故U ac ＝U bc ，W a ＝eU ac ，W b ＝eU bc ，故W a ＝W b .由题图可知a 点处电场线比b 点处电场线密，故E a >E b .选项A 正确．2．已知电荷均匀分布的绝缘球，球壳对壳内点电荷的作用力为零，对球壳外点电荷的作用力等于将所有电荷量全部集中在球心的点电荷对球外点电荷的作用力．若真空中有一半径为R 的均匀带正电的绝缘球，通过其球心作一条直线，用r 表示该直线上某点到球心的距离，则该直线上各点的电场强度E 随r 变化的图象正确的是( )解析：选A.该球的电荷密度ρ＝q43πR3，球内某点的电场强度等于以距球心的距离r为半径的球体所产生的电场强度，大小E ＝k ρ4π3r3r2＝kqr R3，球外某点的电场强度E ＝k qr2，只有选项A 正确．3．如图所示，匀强电场中有a 、b 、c 三点，在以它们为顶点的三角形中，∠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(2－3) V 、(2＋3) V 和2 V ．该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为( )A ．(2－3) V 、(2＋3) VB ．0、4 V C.⎝ ⎛⎭⎪⎫2－433 V 、⎝⎛⎭⎪⎫2＋433 V D ．0、23 V 解析：选B.如图，圆心O 是ab 的中点，所以圆心O 点的电势为2 V ，所以Oc 是等势线，则电场线如图中MN 所示，方向由M 指向N .沿电场线方向电势均匀降低，过圆心的电势为2 V ，作aP ⊥MN ，则aP 为等势线，则U OP ＝φO －φa ＝3 V ，U ON ∶U OP ＝ON ∶OP ＝1∶cos 30°，解得U ON ＝2 V ，则圆周上电势最低为0，最高为4 V ，选B.4．如图所示，a 、b 、c 、d 是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，ab ＝cd ＝L ，ad ＝bc ＝2L ，电场线与矩形所在的平面平行．已知a 点电势为20 V ，b 点电势为24 V ，d 点电势为12 V ．一个质子从b 点以速度v 0射入此电场，入射方向与bc 成45°角，一段时间后经过c 点．不计质子的重力．下列判断正确的是( )A ．c 点电势高于a 点电势B ．场强的方向由b 指向dC ．质子从b 运动到c ，电场力做功为8 eVD ．质子从b 运动到c ，电场力做功为4 eV解析：选C.由于是匀强电场，故a 、d 的中点(设为E )电势应为a 、d 两点的一半，即16 V ，那么E 、b 的中点F 电势是20 V ，和a 点一样．连接a 、F 得到等势线，则电场线与它垂直，正好是由b 指向E .那么cE 平行于aF ，故c 点电势与E 相同，也为16 V ，小于a 点电势，A 错误；场强的方向由b 指向E ，B 错误；从b 到c 电势降落了8 V ，质子电荷量为e ，质子从b 运动到c ，电场力做功8 eV ，电势能减小8 eV ，C 正确，D 错误．5．(2018·河北张家口模拟)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x 轴正向运动，其电势能E p 随位移x 变化的关系如图所示，其中O ～x 2段是关于直线x ＝x 1对称的曲线，x 2～x 3段是直线，则下列说法正确的是( )A ．x 1处电场强度不为零B ．粒子在O ～x 2段做匀变速运动，x 2～x 3段做匀速直线运动 C. x 2～x 3段的电场强度大小方向均不变，为一定值D ．在O 、x 1、x 2、x 3处电势φO 、φ1、 φ2、φ3的关系为φ3>φ2＝φO >φ1解析：选C.根据电势能与电势的关系：E p ＝q φ，场强与电势的关系：E ＝ΔφΔx，得：E ＝1q ·ΔEp Δx .E p －x 图象切线的斜率等于ΔEp Δx ，根据数学知识可知，x 1处切线斜率为零，则x 1处电场强度为零，故A 错误．x 2～x 3段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，选项C 正确．由题图看出在O ～x 1段图象切线的斜率不断减小，由上式知场强减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动．x 1～x 2段图象切线的斜率不断增大，场强增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动，故B 错误．根据电势能与电势的关系：E p ＝q φ，粒子带负电，q <0，则知：电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有φ3<φ2＝φO <φ1，故D 错误．6．(2018·四川名校检测)如图所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、R 、Q 是这条轨迹上的三点，由此可知( )A ．带电粒子在R 点时的速度大于在Q 点时的速度B ．带电粒子在P 点时的电势能比在Q 点时的电势能大C ．带电粒子在R 点时的动能与电势能之和比在Q 点时的小，比在P 点时的大D ．带电粒子在R 点时的加速度小于在Q 点时的加速度解析：选A.根据牛顿第二定律可得ma ＝qE ，又根据电场线的疏密程度可以得出Q 、R 两点处的电场强度的大小关系为E R ＞E Q ，则带电粒子在R 、Q 两点处的加速度的大小关系为a R ＞a Q ，故D 错误；由于带电粒子在运动过程中只受电场力作用，只有动能与电势能之间的相互转化，则带电粒子的动能与电势能之和不变，故C 错误；根据物体做曲线运动的轨迹与速度、合外力的关系可知，带电粒子在R 处所受电场力的方向为沿电场线向右，又由于该粒子带负电，则R 处电场的方向应该向左，根据等势面与电场线的关系可得R 、Q 两点处电势的关系为φR ＞φQ ，根据电势能与电势的关系E p ＝q φ及带电粒子的电性可得R 、Q 两点处电势能的关系为E p R ＜E p Q ，则R 、Q 两点处动能的关系为E k R ＞E k Q ，根据动能的定义式E k ＝12mv 2可得R 、Q 两点处速度大小的关系为v R ＞v Q ，故A 正确；P 、Q 两点处电势的关系为φP ＞φQ ，根据电势能与电势的关系E p ＝q φ及带电粒子的电性可得P 、Q 两点处电势能的关系为E p P ＜E p Q ，故B 错误．二、多项选择题 7.如图所示，A 、B 、C 、D 、E 、F 为匀强电场中一个边长为10 cm 的正六边形的六个顶点，A 、B 、C 三点电势分别为1 V 、2 V 、3 V ，正六边形所在平面与电场线平行．下列说法正确的是( )A ．通过CD 和AF 的直线应为电场中的两条等势线B ．匀强电场的电场强度大小为10 V/mC ．匀强电场的电场强度方向为由C 指向AD ．将一个电子由E 点移到D 点，电子的电势能将减少1.6×10－19J解析：选ACD.由AC 的中点电势为2 V ，所以BE 为等势线，CD 、AF 同为等势线，故A 正确；CA 为电场线方向，电场强度大小E ＝U d ＝22×10×cos 30°×10－2 V/m ＝2033V/m ，故B 错误，C 正确；电子在移动过程中，电场力对其做正功，电势能减小，由U ED ＝U BC ＝－1 V ，W ED ＝－eU ED ＝1.6×10－19 J ，D 正确．8.(高考全国卷Ⅰ)如图，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M＝30°.M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示，已知φM＝φN，φP＝φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则( )A．点电荷Q一定在MP的连线上B．连接PF的线段一定在同一等势面上C．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功D．φP大于φM解析：选AD.电场是由正点电荷产生的，所以电场线由正点电荷指向无穷远处，并且跟点电荷距离相等的点，电势相等，场强大小相等．由于φM＝φN，φP＝φF，所以点电荷Q到M和N的距离相等，到P和F的距离相等，即过F作MN的中垂线，然后作FP的中垂线，两中垂线的交点为点电荷Q所在的位置，由几何知识得Q在MP上，如图所示，选项A正确；点电荷形成的电场中等势面是球面，故选项B错误；正试探电荷与Q同号，所以受斥力作用，故将其从P点搬运到N点时，电场力做正功，故选项C错误；由几何关系知点电荷Q距M的距离大，距P的距离小，所以φM<φP，故选项D正确．9．(高考上海卷)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x2和x4处电势能相等B．由x1运动到x3的过程中电势能增大C．由x1运动到x4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解析：选BC.由题图可知， x 1到x 4场强先变大，再变小，则点电荷受到的电场力先增大后减小，C 正确，D 错误．由x 1到x 3及由x 2到x 4过程中，电场力做负功，电势能增大，知A 错误，B 正确．10.(2018·天津模拟)如图所示为空间某一电场的电场线，a 、b 两点为其中一条竖直向下的电场线上的两点，该两点的高度差为h ，一个质量为m 、带电荷量为＋q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时速度大小为3gh ，则下列说法中正确的是( )A ．质量为m 、带电荷量为＋q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点的过程中动能增加量等于电势能减少量B ．a 、b 两点的电势差U ＝mgh 2qC ．质量为m 、带电荷量为＋2q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时速度大小为ghD ．质量为m 、带电荷量为－q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时速度大小为gh解析：选BD.质量为m 、带电荷量为＋q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点的过程中，机械能与电势能之和守恒，其动能增加量等于重力势能、电势能的减少量之和，选项A 错误；设a 、b 之间的电势差为U ，由题意，质量为m 、带电荷量为＋q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时速度大小为3gh ，根据动能定理，mgh ＋qU ＝12m ·3gh ，解得qU ＝12mgh ，a 、b 两点的电势差U ＝mgh2q，选项B 正确；质量为m 、带电荷量为＋2q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时，由动能定理得mgh ＋2qU ＝12mv 21，解得v 1＝2gh ，选项C 错误；质量为m 、带电荷量为－q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时，由动能定理得mgh －qU ＝12mv 2，解得v 2＝gh ，选项D 正确．三、非选择题 11.(2018·浙江金华模拟)如图所示，一竖直固定且光滑绝缘的直圆筒底部放置一可视为点电荷的场源电荷A ，其电荷量Q ＝＋4×10－3C ，场源电荷A 形成的电场中各点的电势表达式为φ＝kQr，其中k 为静电力常量，r 为空间某点到场源电荷A 的距离．现有一个质量为m ＝0.1 kg 的带正电的小球B ，它与A 球间的距离为a ＝0.4 m ，此时小球B 处于平衡状态，且小球B 在场源电荷A 形成的电场中具有的电势能的表达式为E p ＝k Qq r，其中r 为A 与B 之间的距离．另一质量也为m 的不带电绝缘小球C 从距离B 的上方H ＝0.8 m处自由下落，落在小球B 上立刻与小球B 黏在一起以2 m/s 的速度向下运动，它们到达最低点后又向上运动，向上运动到达的最高点为P .(g 取10 m/s 2，k ＝9×109N ·m 2/C 2)求：(1)小球C 与小球B 碰撞前的速度v 0的大小？小球B 的电荷量q 为多少？ (2)小球C 与小球B 一起向下运动的过程中，最大速度为多少？解析：(1)小球C 自由下落H 时获得速度v 0，由机械能守恒得：mgH ＝12mv 20 解得v 0＝2gH ＝4 m/s小球B 在碰撞前处于平衡状态，对B 球由平衡条件得：mg ＝kqQ a2代入数据得：q ＝49×10－8C.(2)设当B 和C 向下运动的速度最大为v m 时，与A 相距x ，对B 和C 整体，由平衡条件得2mg ＝k Qq x2代入数据得：x ≈0.28 m 由能量守恒得：1 2×2mv2＋kQqa＋2mga＝12×2mv2m＋2mgx＋kQqx代入数据得v m＝2.16 m/s.答案：(1)4 m/s 49×10－8 C (2)2.16 m/s12．(2018·潍坊模拟)如图所示，带电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C相距为L，B为AC中点．现将一带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度恰好为零．已知带电小球在A点处的加速度大小为g4，静电力常量为k，求：(1)小球运动到B点时的加速度大小；(2)B和A两点间的电势差(用Q和L表示)．解析：(1)带电小球在A点时：mg sin 30°－kQqL2＝ma A带电小球在B点时：kQq⎝⎛⎭⎪⎫L22－mg sin 30°＝ma B且a A＝g4由以上各式联立解得：a B＝g2.(2)由A点到B点应用动能定理得：mg sin 30°·L2－U BA·q＝0由mg sin 30°－kQqL2＝ma A＝mg4可得：14mg＝kQqL2可求得：U BA ＝kQ L. 答案：(1)g 2 (2)kQ L。
2019版高考物理一轮复习 第七章 静电场 第2讲 电场能的性质学案
第2讲 电场能的性质微知识1 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 p A －E p B ＝－ΔE p 。
微知识2 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微知识3 电势差 匀强电场中电势差与电场强度的关系1．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的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 。
(4)影响因素电势差U AB 由电场本身的性质决定，与移动的电荷q 及电场力做的功W AB 无关，与零电势点的选取无关。
2．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 ＝Ed ，其中d 为电场中A 、B 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。
人教版高考物理一轮复习 第7章 电场 2电场能的性质
命题点一
电势和电势能大小的判断
【要点·融会贯通】
1.电势高低的判断:
判断角度
依据电场线方向
依据场源
电荷的正负
依据电场
力做功
依据电势
能的高低
判断方法
沿电场线方向电势逐渐降低
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
根据UAB=
2
2
2
2
WMN=qUMN=q(φM-φN)= W1 W2 ,选项B正确。无法确定电场强度是否沿cd方向,
2
所以无法确定电场强度的大小是否为 W2 ,选项C错误。若W1=W2,即Uab=Ucd,
qL
故φa-φb=φc-φd,所以φa-φc=φb-φd,又因为UaM= a c ,UbN= b d ,
证明:设AB=CD=d,
则φA-φB=Edcosθ,φC-φD=Edcosθ
所以有:φA-φB=φC-φD。
【典例·通法悟道】
【典例2】(多选)(2018·全国卷Ⅱ)如图,同一平面内的a、b、c、d四点处于匀
强电场中,电场方向与此平面平行,M为a、c连线的中点,N为b、d连线的中点。
一电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点,其电势能减小W1;若该粒子从c点移
公式法
由Ep=qφp,将q、φp的大小、正负号一起代入公式,针对Ep数值
可作如下判断:若Ep为正值,其绝对值越大表示电势能越高;若
Ep为负值,其绝对值越小,表示电势能越大
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,两种能量之和不变,所以电荷动能增加,则其电势能减小;
高考物理一轮复习 第7章 静电场 第2节 电场能的性质教案-人教版高三全册物理教案
第2节 电场能的性质一、电势能和电势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。
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X 围：匀强电场。
1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)电场中电场强度为零的地方电势一定为零。
(×) (2)沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低。
(×)(3)A 、B 两点间的电势差等于将正电荷从A 点移到B 点时静电力所做的功。
(×)(4)A 、B 两点的电势差是恒定的，所以U AB ＝U BA 。
(×)(5)等差等势线越密的地方，电场线越密，电场强度越大。
2019届高考物理一轮复习第七章静电场第二节电场能的性质课后达标新人教版
第二节 电场能的性质(建议用时：60分钟)一、单项选择题 1.如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线．两电子分别从a 、b 两点运动到c 点，设电场力对两电子做的功分别为W a 和W b ，a 、b 点的电场强度大小分别为E a 和E b ，则( )A ．W a ＝W b ，E a >E bB ．W a ≠W b ，E a >E bC ．W a ＝W b ，E a <E bD ．W a ≠W b ，E a <E b解析：选A.因a 、b 两点在同一等势线上，故U ac ＝U bc ，W a ＝eU ac ，W b ＝eU bc ，故W a ＝W b .由题图可知a 点处电场线比b 点处电场线密，故E a >E b .选项A 正确．2．已知电荷均匀分布的绝缘球，球壳对壳内点电荷的作用力为零，对球壳外点电荷的作用力等于将所有电荷量全部集中在球心的点电荷对球外点电荷的作用力．若真空中有一半径为R 的均匀带正电的绝缘球，通过其球心作一条直线，用r 表示该直线上某点到球心的距离，则该直线上各点的电场强度E 随r 变化的图象正确的是( )解析：选A.该球的电荷密度ρ＝q 43πR 3，球内某点的电场强度等于以距球心的距离r 为半径的球体所产生的电场强度，大小E ＝k ρ4π3r 3r 2＝kqr R 3，球外某点的电场强度E ＝k q r 2，只有选项A 正确．3．如图所示，匀强电场中有a 、b 、c 三点，在以它们为顶点的三角形中，∠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(2－3) V 、(2＋3) V 和2 V ．该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为( )A ．(2－3) V 、(2＋3) VB ．0、4 VC.⎝ ⎛⎭⎪⎫2－433 V 、⎝⎛⎭⎪⎫2＋433 V D ．0、2 3 V解析：选B.如图，圆心O 是ab 的中点，所以圆心O 点的电势为2 V ，所以Oc 是等势线，则电场线如图中MN 所示，方向由M 指向N .沿电场线方向电势均匀降低，过圆心的电势为2 V ，作aP ⊥MN ，则aP 为等势线，则U OP ＝φO －φa ＝3V ，U ON ∶U OP ＝ON ∶OP ＝1∶cos 30°，解得U ON ＝2 V ，则圆周上电势最低为0，最高为4 V ，选B.4．如图所示，a 、b 、c 、d 是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，ab ＝cd ＝L ，ad ＝bc ＝2L ，电场线与矩形所在的平面平行．已知a 点电势为20 V ，b 点电势为24 V ，d 点电势为12 V ．一个质子从b 点以速度v 0射入此电场，入射方向与bc 成45°角，一段时间后经过c 点．不计质子的重力．下列判断正确的是( )A ．c 点电势高于a 点电势B ．场强的方向由b 指向dC ．质子从b 运动到c ，电场力做功为8 eVD ．质子从b 运动到c ，电场力做功为4 eV解析：选C.由于是匀强电场，故a 、d 的中点(设为E )电势应为a 、d 两点的一半，即16 V ，那么E 、b 的中点F 电势是20 V ，和a 点一样．连接a 、F 得到等势线，则电场线与它垂直，正好是由b 指向E .那么cE 平行于aF ，故c 点电势与E 相同，也为16 V ，小于a 点电势，A 错误；场强的方向由b 指向E ，B 错误；从b 到c 电势降落了8 V ，质子电荷量为e ，质子从b 运动到c ，电场力做功8 eV ，电势能减小8 eV ，C 正确，D 错误．5．(2018·河北张家口模拟)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x 轴正向运动，其电势能E p 随位移x 变化的关系如图所示，其中O ～x 2段是关于直线x ＝x 1对称的曲线，x 2～x 3段是直线，则下列说法正确的是( )A ．x 1处电场强度不为零B ．粒子在O ～x 2段做匀变速运动，x 2～x 3段做匀速直线运动C. x 2～x 3段的电场强度大小方向均不变，为一定值D ．在O 、x 1、x 2、x 3处电势φO 、φ1、 φ2、φ3的关系为φ3>φ2＝φO >φ1解析：选C.根据电势能与电势的关系：E p ＝q φ，场强与电势的关系：E ＝ΔφΔx，得：E ＝1q ·ΔE p Δx .E p －x 图象切线的斜率等于ΔE p Δx，根据数学知识可知，x 1处切线斜率为零，则x 1处电场强度为零，故A 错误．x 2～x 3段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，选项C 正确．由题图看出在O ～x 1段图象切线的斜率不断减小，由上式知场强减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动．x 1～x 2段图象切线的斜率不断增大，场强增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动，故B 错误．根据电势能与电势的关系：E p ＝q φ，粒子带负电，q <0，则知：电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有φ3<φ2＝φO <φ1，故D 错误．6．(2018·四川名校检测)如图所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、R 、Q 是这条轨迹上的三点，由此可知( )A ．带电粒子在R 点时的速度大于在Q 点时的速度B ．带电粒子在P 点时的电势能比在Q 点时的电势能大C ．带电粒子在R 点时的动能与电势能之和比在Q 点时的小，比在P 点时的大D ．带电粒子在R 点时的加速度小于在Q 点时的加速度解析：选A.根据牛顿第二定律可得ma ＝qE ，又根据电场线的疏密程度可以得出Q 、R 两点处的电场强度的大小关系为E R ＞E Q ，则带电粒子在R 、Q 两点处的加速度的大小关系为a R ＞a Q ，故D 错误；由于带电粒子在运动过程中只受电场力作用，只有动能与电势能之间的相互转化，则带电粒子的动能与电势能之和不变，故C 错误；根据物体做曲线运动的轨迹与速度、合外力的关系可知，带电粒子在R 处所受电场力的方向为沿电场线向右，又由于该粒子带负电，则R 处电场的方向应该向左，根据等势面与电场线的关系可得R 、Q 两点处电势的关系为φR ＞φQ ，根据电势能与电势的关系E p ＝q φ及带电粒子的电性可得R 、Q 两点处电势能的关系为E p R ＜E p Q ，则R 、Q 两点处动能的关系为E k R ＞E k Q ，根据动能的定义式E k ＝12mv 2可得R 、Q 两点处速度大小的关系为v R ＞v Q ，故A 正确；P 、Q 两点处电势的关系为φP ＞φQ ，根据电势能与电势的关系E p ＝q φ及带电粒子的电性可得P 、Q 两点处电势能的关系为E p P ＜E p Q ，故B 错误．二、多项选择题 7.如图所示，A 、B 、C 、D 、E 、F 为匀强电场中一个边长为10 cm 的正六边形的六个顶点，A 、B 、C 三点电势分别为1 V 、2 V 、3 V ，正六边形所在平面与电场线平行．下列说法正确的是( )A ．通过CD 和AF 的直线应为电场中的两条等势线B ．匀强电场的电场强度大小为10 V/mC ．匀强电场的电场强度方向为由C 指向AD ．将一个电子由E 点移到D 点，电子的电势能将减少1.6×10－19J解析：选ACD.由AC 的中点电势为2 V ，所以BE 为等势线，CD 、AF 同为等势线，故A 正确；CA 为电场线方向，电场强度大小E ＝U d ＝22×10×cos 30°×10－2V/m ＝2033 V/m ，故B 错误，C 正确；电子在移动过程中，电场力对其做正功，电势能减小，由U ED ＝U BC ＝－1 V ，W ED ＝－eU ED ＝1.6×10－19J ，D 正确．8.(高考全国卷Ⅰ)如图，在正点电荷Q 的电场中有M 、N 、P 、F 四点，M 、N 、P 为直角三角形的三个顶点，F 为MN 的中点，∠M ＝30°.M 、N 、P 、F 四点处的电势分别用φM 、φN 、φP 、φF 表示，已知φM ＝φN ，φP ＝φF ，点电荷Q 在M 、N 、P 三点所在平面内，则 ( )A ．点电荷Q 一定在MP 的连线上B ．连接PF 的线段一定在同一等势面上C ．将正试探电荷从P 点搬运到N 点，电场力做负功D ．φP 大于φM解析：选AD.电场是由正点电荷产生的，所以电场线由正点电荷指向无穷远处，并且跟点电荷距离相等的点，电势相等，场强大小相等．由于φM ＝φN ，φP ＝φF ，所以点电荷Q 到M 和N 的距离相等，到P 和F 的距离相等，即过F 作MN 的中垂线，然后作FP 的中垂线，两中垂线的交点为点电荷Q 所在的位置，由几何知识得Q 在MP 上，如图所示，选项A 正确；点电荷形成的电场中等势面是球面，故选项B 错误；正试探电荷与Q 同号，所以受斥力作用，故将其从P 点搬运到N 点时，电场力做正功，故选项C 错误；由几何关系知点电荷Q 距M 的距离大，距P 的距离小，所以φM <φP ，故选项D 正确．9．(高考上海卷)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解析：选BC.由题图可知，x 1到x 4场强先变大，再变小，则点电荷受到的电场力先增大后减小，C 正确，D 错误．由x 1到x 3及由x 2到x 4过程中，电场力做负功，电势能增大，知A 错误，B 正确． 10.(2018·天津模拟)如图所示为空间某一电场的电场线，a 、b 两点为其中一条竖直向下的电场线上的两点，该两点的高度差为h ，一个质量为m 、带电荷量为＋q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时速度大小为3gh ，则下列说法中正确的是( )A ．质量为m 、带电荷量为＋q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点的过程中动能增加量等于电势能减少量B ．a 、b 两点的电势差U ＝mgh 2qC ．质量为m 、带电荷量为＋2q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时速度大小为ghD ．质量为m 、带电荷量为－q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时速度大小为gh解析：选BD.质量为m 、带电荷量为＋q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点的过程中，机械能与电势能之和守恒，其动能增加量等于重力势能、电势能的减少量之和，选项A 错误；设a 、b 之间的电势差为U ，由题意，质量为m 、带电荷量为＋q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时速度大小为3gh ，根据动能定理，mgh ＋qU ＝12m ·3gh ，解得qU ＝12mgh ，a 、b 两点的电势差U ＝mgh 2q，选项B 正确；质量为m 、带电荷量为＋2q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时，由动能定理得mgh ＋2qU ＝12mv 21，解得v 1＝2gh ，选项C 错误；质量为m 、带电荷量为－q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时，由动能定理得mgh －qU ＝12mv 22，解得v 2＝gh ，选项D 正确． 三、非选择题 11.(2018·浙江金华模拟)如图所示，一竖直固定且光滑绝缘的直圆筒底部放置一可视为点电荷的场源电荷A ，其电荷量Q ＝＋4×10－3 C ，场源电荷A 形成的电场中各点的电势表达式为φ＝kQ r ，其中k 为静电力常量，r 为空间某点到场源电荷A 的距离．现有一个质量为m ＝0.1 kg 的带正电的小球B ，它与A 球间的距离为a ＝0.4 m ，此时小球B 处于平衡状态，且小球B 在场源电荷A 形成的电场中具有的电势能的表达式为E p ＝k Qq r，其中r 为A 与B 之间的距离．另一质量也为m 的不带电绝缘小球C 从距离B 的上方H ＝0.8 m 处自由下落，落在小球B 上立刻与小球B 黏在一起以2 m/s 的速度向下运动，它们到达最低点后又向上运动，向上运动到达的最高点为P .(g 取10 m/s 2，k ＝9×109 N ·m 2/C 2)求：(1)小球C 与小球B 碰撞前的速度v 0的大小？小球B 的电荷量q 为多少？(2)小球C 与小球B 一起向下运动的过程中，最大速度为多少？解析：(1)小球C 自由下落H 时获得速度v 0，由机械能守恒得：mgH ＝12mv 20 解得v 0＝2gH ＝4 m/s小球B 在碰撞前处于平衡状态，对B 球由平衡条件得：mg ＝kqQ a 2 代入数据得：q ＝49×10－8 C. (2)设当B 和C 向下运动的速度最大为v m 时，与A 相距x ，对B 和C 整体，由平衡条件得2mg ＝k Qq x 2代入数据得：x ≈0.28 m由能量守恒得：12×2mv 2＋kQq a ＋2mga ＝12×2mv 2m ＋2mgx ＋k Qq x代入数据得v m ＝2.16 m/s.答案：(1)4 m/s 49×10－8 C (2)2.16 m/s 12．(2018·潍坊模拟)如图所示，带电荷量为Q 的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C 点，斜面上有A 、B 两点，且A 、B 和C 在同一直线上，A 和C 相距为L ，B 为AC 中点．现将一带电小球从A 点由静止释放，当带电小球运动到B 点时速度恰好为零．已知带电小球在A 点处的加速度大小为g 4，静电力常量为k ，求：(1)小球运动到B 点时的加速度大小；(2)B 和A 两点间的电势差(用Q 和L 表示)．解析：(1)带电小球在A 点时： mg sin 30°－k Qq L 2＝ma A 带电小球在B 点时：kQq⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22－mg sin 30°＝ma B且a A ＝g 4由以上各式联立解得：a B ＝g 2. (2)由A 点到B 点应用动能定理得： mg sin 30°·L 2－U BA ·q ＝0 由mg sin 30°－k Qq L 2＝ma A ＝m g 4可得： 14mg ＝k Qq L 2 可求得：U BA ＝kQ L .答案：(1)g 2 (2)kQ L。
高考物理一轮复习 第七章 第2讲 电场能的性质教案 新人教版-新人教版高三全册物理教案
第2讲电场能的性质考点1 描述电场能的性质的物理量1．电场强度、电势、电势差、电势能的比较(1)电场线与电场强度的关系：电场线越密的地方表示电场强度越大，电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向．(2)电场线与等势面的关系：电场线与等势面垂直，并从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．(3)电场强度大小与电势无直接关系：零电势可人为选取，电场强度的大小由电场本身决定，故电场强度大的地方，电势不一定高．1．(多选)关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是( AD )A．电场强度的方向处处与等势面垂直B．电场强度为零的地方，电势也为零C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低D．任一点的电场强度的方向总是指向该点电势降落最快的方向解析：电场线(电场强度)的方向总是与等势面垂直，选项A正确．电场强度和电势是两个不同的物理量，电场强度等于零的地方，电势不一定等于零，选项B错误．沿着电场线方向，电势不断降落，电势的高低与电场强度的大小无必然关系，选项C错误．电场线(电场强度)的方向总是从高的等势面指向低的等势面，而且是电势降落最快的方向，选项D正确．2．(2019·重庆模拟)如图所示，空间有两个等量的正点电荷，a、b两点在其连线的中垂线上，则下列说法一定正确的是( C )A．电场强度E a>E b B．电场强度E a<E bC．电势φa>φb D．电势φa<φb解析：两个等量同种电荷连线中点O的电场强度为零，无穷远处电场强度也为零，故从O点沿着中垂线向上到无穷远处电场强度先增大后减小，由于ab间电场线的分布情况不能确定，所以ab两点的电场强度大小不能确定，故A、B均错误．根据电场的叠加原理可知，Oab上电场方向向上，根据顺着电场线方向电势降低，可知，a点电势一定高于b点电势，故C正确、D错误．3．(多选)如图，真空中有一个边长为L的正方体，正方体的两个顶点M、N处分别放置一对电荷量都为q的正、负点电荷，图中的a、b、c、d是其他的四个顶点，k为静电力常量，下列表述正确的是( ACD )A ．a 、b 两点电场强度相同B ．c 、d 两点电场强度相同C ．把点电荷＋Q 从a 移到b ，电势能不变D ．把点电荷－Q 从c 移到d ，电势能增加解析：根据电场线分布特点可知，a 、b 两点的电场强度大小相等，方向相同，c 、d 两点电场强度大小相等，方向不同，故A 正确，B 错误；a 、b 两点处于等量异种电荷的垂直平分面上，该面是一等势面，把点电荷＋Q 从a 移到b ，电场力不做功，电势能不变，故C 正确；根据等量异种电荷电场线的特点可知，c 点的电势高于d 点的电势，把点电荷－Q 从c 移到d ，电场力做负功，电势能增加，故D 正确．考点2 电场强度和电势差的关系1．公式E ＝U d 的理解(1)只适用于匀强电场．(2)d 为某两点沿电场强度方向上的距离，或两点所在等势面之间的距离．(3)匀强电场场强在数值上等于沿场强方向单位距离的电势差．2．由E ＝U d 可推出的两个重要推论推论1：如图甲所示，匀强电场中任一线段AB 的中点C 的电势，等于两端点电势的等差中项，即φC ＝φA ＋φB 2.推论2：如图乙所示，若匀强电场中两线段AB ＝CD 且AB ∥CD ，则φA －φB ＝φC －φD .即平行且相等距离上的电势差相等．1．(2019·湖北天门、仙桃、潜江联考)(多选)如图所示，A 、B 、C 、D 为某匀强电场中四边形的四个顶点，AB ∥CD 、AB ⊥BC ，边长关系为BC ＝CD ＝2AB ＝4 cm ，电场线与四边形所在平面平行．已知A 、B 、C 三点电势分别为φA ＝20 V ，φB ＝16 V ，φC ＝24 V ．则( BD )A ．D 点电势为36 VB ．电场强度的大小为22×102 V/mC ．电场强度的方向由D 指向AD ．电场强度的方向由D 指向B解析：根据匀强电场中电势均匀降落可得：2U AB ＝U CD ，即2(φA －φB )＝(φD －φC )解得：φD ＝32 V ，故A 错误；三角形BCD 是等腰直角三角形，具有对称性，BD 连线中点O 的电势与C 相等，所以OC 为等势线，BD 为电场线，且由D 指向B ，由几何关系可得：BD ＝4 2 cm ，所以E ＝φD －φB BD ＝1642×10－2 V/m ＝22×102 V/m ，由以上分析可知，B 、D 正确． 2．(多选)如图所示，某匀强电场与圆面平行，a 、b 、c 为圆周上三点，ab 为圆的一条直径，已知a 、b 、c 三点的电势分别为9.5 V 、6 V 、14 V ，ab 长为5 cm ，∠abc ＝37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．下列说法正确的是( BD )A ．电场强度的方向与cb 方向夹角为53°B ．电场强度的方向与cb 方向夹角为37°C ．电场强度的大小为2.82 V/cmD ．圆周上的点电势最低为1.5 V解析：在匀强电场中，由于φa ＝9.5 V ，φb ＝6 V ，φc ＝14 V ，所以在c 、b 连线上必有电势为9.5 V 的点，设该点为d ，ad 即为一条电势为9.5 V 的等势线，过d 点作ad 的垂线交ab 于e ，de 即为一条电场线．由几何关系可知，ac ＝ab ·sin37°＝3 cm ，bc ＝ab ·cos37°＝4 cm ，由匀强电场的特点有cd 14 V －9.5 V ＝bc14 V －6 V ，解得cd ＝2.25 cm ，则有tan ∠adc ＝ac cd ＝43，即∠adc ＝53°，所以∠edb ＝37°，故A 错误，B 正确；设O 为圆心，连接c 、O 交ad 于f ，交圆周于g ，由于Oc ＝Ob ＝R ，所以∠Ocb ＝∠Obc ＝37°，cO ∥de ，即cO 也是一条电场线．由几何关系可知，cf ＝cd ·sin53°＝1.8 cm ，则E ＝U cf cf ＝14－9.51.8V/cm ＝2.5 V/cm ，故C 错误；圆周上g 点电势最低，有U cg ＝E ·cg ＝2.5×5 V＝12.5 V ，又U cg ＝φc －φg ，解得φg ＝1.5 V ，故D 正确．3．(2018·全国卷Ⅱ)(多选)如图，同一平面内的a 、b 、c 、d 四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M 为a 、c 连线的中点，N 为b 、d 连线的中点．一电荷量为q (q >0)的粒子从a 点移动到b 点，其电势能减小W 1；若该粒子从c 点移动到d 点，其电势能减小W 2.下列说法正确的是( BD )A ．此匀强电场的场强方向一定与a 、b 两点连线平行B ．若该粒子从M 点移动到N 点，则电场力做功一定为W 1＋W 22C ．若c 、d 之间的距离为L ，则该电场的场强大小一定为W 2qLD ．若W 1＝W 2，则a 、M 两点之间的电势差一定等于b 、N 两点之间的电势差解析：本题考查电场力做功与电势能变化量的关系、匀强电场中U ＝Ed .根据电场力做功与电势能变化量的关系有W 1＝q (φa －φb )①，W 2＝q (φc －φd )②，W MN ＝q (φM －φN )③，根据匀强电场中“同一条直线上两点间的电势差与两点间的距离成正比”的规律可知，U aM ＝U Mc ，即φa －φM ＝φM －φc ，可得φM ＝φa ＋φc 2④，同理可得φN ＝φb ＋φd 2⑤，联立①②③④⑤式可得：W MN ＝W 1＋W 22，即B 项正确．若W 1＝W 2，则φa －φb ＝φc －φd ，结合④⑤两式可推出φa －φM ＝φb －φN ，即D 项正确．由题意无法判定电场强度的方向，故A 、C 项均错误．匀强电场中求解电势(场强)的两点技巧(1)在匀强电场中，电势沿直线均匀变化，即直线上距离相等的线段两端的电势差值相等．(2)等分线段找等势点法：将电势最高点和电势最低点连接后根据需要平分成若干段，必能找到第三点电势的等势点，它们的连线即等势面(或等势线)，与其垂直的线即为电场线．考点3 电场线、等势面及运动轨迹问题1．几种常见的典型电场的等势面比较在电场中带电粒子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．1．如图所示，直线MN是某电场中的一条电场线(方向未画出)．虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下，由a到b的运动轨迹，轨迹为一抛物线．下列判断正确的是( C )A．电场线MN的方向一定是由N指向MB．带电粒子由a运动到b的过程中动能一定逐渐减小C ．带电粒子在a 点的电势能一定大于在b 点的电势能D ．带电粒子在a 点的加速度一定大于在b 点的加速度解析：由于带电粒子的电性不确定，所以电场线的方向不确定，选项A 错误；带电粒子由a 运动到b 的过程中，只受电场力的作用，由轨迹的弯曲方向知电场力做正功，电势能减小，动能增加，故选项B 错误，C 正确；由a 到b 的运动轨迹为抛物线可知，粒子一定受恒力，即带电粒子在a 点的加速度等于在b 点的加速度，选项D 错误．2．(2018·天津卷)如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M 点和N 点的电势分别为φM 、φN ，粒子在M 和N 时加速度大小分别为a M 、a N ，速度大小分别为v M 、v N ，电势能分别为E p M 、E p N .下列判断正确的是( D )A ．v M <v N ，a M <a NB ．v M <v N ，φM <φNC ．φM <φN ，E p M <E p ND ．a M <a N ，E p M <E p N解析：本题考查带电粒子在电场中的运动．由粒子的轨迹知电场力的方向偏向右，因粒子带负电，故电场线方向偏向左，由沿电场线方向电势降低，可知φN <φM ，E p M <E p N .N 点电场线比M 点密，故场强E M <E N ，由加速度a ＝Eq m知a M <a N .粒子若从N 点运动到M 点，电场力做正功，动能增加，故v M >v N .综上所述，选项D 正确．3．(2019·广东四校联考)(多选)如图所示，在两等量异种点电荷连线上有c 、O 、f 三点，虚线所在的曲线M 、L 、K 分别表示过c 、O 、f 三点的等势面，一不计重力的带负电粒子，从a 点射入电场，只在电场力作用下沿abcde 运动，其轨迹关于两点电荷连线对称，如图中实线所示：a 、b 、c 、d 、e 为轨迹与各等势面的交点，则下列说法中正确的有( ACD )A．各等势线的电势大小关系为φK>φL>φMB．a点与b点的电场强度相同C．粒子在a点与e点的加速度大小相等D．粒子在c点的电势能大于在e点的电势能解析：由曲线运动的特点可以知道粒子在c点受到向左的电场力，又粒子带负电，则知过c点的电场线方向向右，根据等量异种点电荷电场的特点知正点电荷在虚线K的左边，负点电荷在虚线M的右边，因此φK>φL>φM，选项A正确；a点与b点的电场强度大小不一定相等，而且方向不同，选项B错误；a点与e点的电场强度大小相等，粒子在这两点所受电场力大小相等，所以加速度大小相等，选项C正确；粒子从c点到e点，电场力做正功，故粒子在c点的电势能大于在e点的电势能，选项D正确．带电粒子运动轨迹类问题的解题技巧(1)判断速度方向：带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为该点处的速度方向．(2)判断电场力(或电场强度)的方向：仅受电场力作用时，带电粒子所受电场力方向指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正负判断电场强度的方向．(3)判断电场力做功的正负及电势能的增减：若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势能减少；若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电势能增加．考点4 电场力做功与电场中的功能关系1．电场力做功的四种计算方法2．电场中的功能关系(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变．(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变．(3)除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化．(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化．(2018·全国卷Ⅰ)(多选)图中虚线a 、b 、c 、d 、f 代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b 上的电势为2 V ．一电子经过a 时的动能为10 eV ，从a 到d 的过程中克服电场力所做的功为6 eV.下列说法正确的是( )A ．平面c 上的电势为零B ．该电子可能到达不了平面fC ．该电子经过平面d 时，其电势能为4 eVD ．该电子经过平面b 时的速率是经过d 时的2倍[审题指导] (1)关键词：匀强电场、间距相等．(2)电子在运动过程中只有电场力做功，动能与电势能之和不变．(3)由于电子初速度方向未知，所以不能确定其运动轨迹．【解析】 本题考查带电粒子在匀强电场中的运动，能量的转化与守恒等知识．电子从a 到d 的过程中克服电场力做功6 eV ，说明电场方向由a →f ，且U ad ＝3U ab ＝3U bc ＝3U cd ＝3U df ＝6 V ，故U ab ＝U bc ＝U cd ＝U df ＝2 V ，又因为φb ＝2 V ，故φa ＝4 V ，φc ＝0 V ，φd ＝－2 V ，φf ＝－4 V ，可知A 项正确．E k a ＝10 eV ，从a 到f 过程中，需克服电场力做功8 eV ，E k a >|W 电|，因为不知道电子的运动方向，故不能确定电子能否到达平面f ，故B 项正确．电子经过平面d 时，其电势能为2 eV ，故C 项错误．经过平面b 时的动能为8 eV ，经过平面d 时的动能为4 eV ，又知E k ＝12mv 2，故v b v d ＝E k b E k d ＝21，D 项错误． 【答案】 AB如图所示，在O 点处固定一个正电荷，在过O 点的竖直平面内的A 点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m 、电荷量为q .小球下落的轨迹如图中虚线所示，它与以O 为圆..专业. 心、R 为半径的圆相交于B 、C 两点，O 、C 在同一水平线上，∠BOC ＝30°，A 距离OC 的竖直距离为h .若小球通过B 点时的速度为v ，试求：(1)小球通过C 点时的速度大小．(2)小球由A 到C 的过程中电场力做的功．解析：(1)由题分析知B 、C 两点电势相等，则小球由B 到C 电场力做功为零，由动能定理有：mgR sin30°＝12mv 2C －12mv 2 得：v C ＝v 2＋gR . (2)由A 到C 应用动能定理有：W AC ＋mgh ＝12mv 2C －0 得：W AC ＝12mv 2C －mgh ＝12mv 2＋12mgR －mgh . 答案：(1)v 2＋gR (2)12mv 2＋12mgR －mgh学习至此，请完成课时作业24。
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第二节 电场能的性质 (对应学生用书第122页) [教材知识速填] 知识点1 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 ①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场线方向的位移． ②WAB＝qUAB，适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，WAB＝EpA－EpB. (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． 易错判断 (1)电场力做功与重力做功相似，均与路径无关．(√)
(2)电势能是一个矢量，所以有正值和负值之分．(×) (3)电场力与速度方向夹角小于90°时，电场力做正功．(√) 知识点2 电势与等势面 1．电势
(1)定义式：φ＝Epq. (2)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(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． 易错判断 (1)电场强度为零的地方电势一定为零．(×)
(2)电势为零的地方电场强度一定为零．(×) (3)同一等势面上各点的电场强度不一定相等．(√) 知识点3 电势差 1．定义式：UAB＝WABq. 2．电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB. 3．影响因素 电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB
无关，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＝Ed，其中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． 易错判断 (1)A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的
功．(×) (2)A、B两点的电势差是恒定的，所以UAB＝UBA.(×) [教材习题回访] 考查点：电场力做功与电势能变化关系 1．(沪科版选修3－1P34T1)(多选)下列说法中正确的是( ) A．无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做
的正功越多，电荷在该点的电势能就越大 B．无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做
的正功越少，电荷在该点的电势能越大 C．无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场
力做功越多，电荷在该点的电势能越大 D．无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，电场力做
功越多，电荷在该点的电势能越大 [答案] AC 考查点：电势、电势能高低的判断 2．(沪科版选修3－1P38T2改编)(多选)如图7-2-1所示，M、N为电场中两个等势
面，GH直线是其中的一条电场线，则下列说法中正确的是( )
图7-2-1 A．EG＜EH B．正电荷置于G点时电势能大于置于H点时的电势能 C．φG＜φH D．负电荷由H点移动到G点时电场力做正功 [答案] ABD 考查点：电场力做功与电势差 3．(教科版选修3－1P39T7)电荷量为q的电荷在电场中由A点移到B点时，电场
力做功W，由此可算出两点间的电势差为U，若让电荷量为2q的电荷在电场中由A点移到B点，则( ) A．电场力做功仍为W
B．电场力做功为W2 C．两点间的电势差仍为U
D．两点间的电势差为U2 [答案] C 考查点：场强、电势、电势能的判断 4．(人教版选修3－1P22T3改编)如图7-2-2所示，实线为某电场的电场线，虚线
表示该电场的等势面，A、B、C是电场中的三点，下列说法正确的是( )
图7-2-2 A．三点中，B点的场强最大 B．三点中，A点的电势最高 C．将一带负电的检验电荷从A移动到B，电势能增大 D．将一带正电的检验电荷从A移动到B和从A移动到C，电势能的变化
相同
D [电场线的疏密表示电场强度的大小，所以三点中，A点场强最大，A错误；沿电场线方向，电势逐渐降低，A点电势最低，B错误；将一带负电的检验电荷从A移动到B，电场力做正功，电势能减小，C错误；因为B、C两点在同一等势面上，所以将一带正电的检验电荷从A移动到B和
从A移动到C，电场力做的功相同，电势能变化相同，D正确．]
(对应学生用书第123页) 电势高低、电势能大小的判断 1．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UAB＝WABq，将WAB、q的正负号代入，由UAB
的正负判断φA、φB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． 2．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Ep＝qφp，将q、φp的大小、正负号一起代入公式，Ep的正
值越大，电势能越大；Ep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． [题组通关] 1．如图7-2-3所示，实线表示某匀强电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．下
列判断正确的是( )
图7-2-3 A．1、2两点的场强不相等 B．2、3两点的电势不相等 C．1、2两点间的电势差等于1、3两点间的电势差 D．电荷在1点具有的电势能一定大于其在2点具有的电势能 C [匀强电场的场强处处相同，选项A错误；2、3两点在同一等势面上，
电势相等，故1、2两点间的电势差等于1、3两点间的电势差，选项B错误，C正确；沿着电场线方向，电势逐渐降低，即φ1＞φ2，正电荷在电势高处，电势能大，而负电荷在电势高处，电势能小，由于电荷的正、负未知，电荷在1点处具有的电势能不一定大于其在2点处具有的电势能，选项D错误．] 2．(多选)如图7-2-4所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标
出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹．设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB，电势能分别为EpA、EpB.下列说法正确的
是( ) 【导学号：84370279】
图7-2-4 A．电子一定从A向B运动 B．若aA＞aB，则Q靠近M端且为正电荷 C．无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpA＜EpB D．B点电势可能高于A点电势 BC [若Q在M端，由电子运动的轨迹可知Q为正电荷，电子从A向B
运动或从B向A运动均可，由于rA＜rB，故EA＞EB，FA＞FB，aA＞aB，φA
＞φB，EpA＜EpB； 若Q在N端，由电子运动的轨迹可知Q为负电荷，且电子从A向B运动或从B向A运动均可，由rA＞rB，故φA＞φB，EpA＜EpB. 综上所述选项A、D错误，选项B、C正确．] [反思总结] 1电势和电势能都是标量，具有相对性，其正、负表示大小，
某点电势为零，该点的电势能也一定为零.
2电势和电场强度是两个不同的物理量，分别从能的角度和力的角度描
述电场，二者在大小上无必然联系.
电势差与电场强度的关系 1．公式E＝Ud的三点注意 (1)只适用于匀强电场； (2)d为某两点沿电场强度方向上的距离，或两点所在等势面之间的距离； (3)电场强度的方向是电势降低最快的方向．
2．由E＝Ud可推出的两个重要推论 (1)如图7-2-5甲，C点为线段AB的中点，则有φC＝φA＋φB2. (2)如图7-2-5乙，AB∥CD，且AB＝CD，则UAB＝UCD.
图7-2-5 [多维探究]
考向1 利用E＝Ud定性分析 1．(多选)下列关于电势差的说法中正确的是( ) 图7-2-6 A．在图中，若AB＝BC，则UAB＞UBC B．在图中，若AB＝BC，则UAB＝UBC C．在图中，若AB＝BC，则UAB＜UBC D．在匀强电场中，与电场垂直的方向上任意两点间的电势差为零 AD [由电场线的疏密可知，A、B之间比B、C之间的平均电场强度大，
由U＝E－d可知，AB＝BC时，UAB＞UBC，则A对，B、C错．等势面与电场线始终相互垂直，故D对．] 2．(多选)如下列选项所示，A、B、C是匀强电场中平行于电场线的某一平面上
的三个点，各点的电势分别为φA＝5 V，φB＝2 V，φC＝3 V，H、F三等分AB，G为AC的中点，则能正确表示该电场强度方向的是( )
[题眼点拨] ①“匀强电场”、“H、F三等分AB”说明AB间电压三等
分；②“电场强度的方向”想到垂直等势面指向电势降低的方向． BC [匀强电场中将任一线段等分，则电势差等分．把AB等分为三段，
AB间电压为3 V，则每等分电压为1 V，H点电势为4 V，F点电势为3 V，
将F、C相连，则FC为等势线，电场线垂直于FC，从高电势指向低电势，C正确；把A、C相连，分为两份，AC间电压为2 V，则G点电势为4 V，
GH为等势线，电场线垂直于GH，从高电势指向低电势，B正确．]