高考物理一轮复习课件 第八章 第2讲 静电场中能的性质

精品K12教育教学资料

精品K12教育教学资料 第2讲 电场能的性质的描述

板块三限时规范特训

时间：45分钟 满分：100分

一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中1～7为单选，8～10为多选)

1. [2017·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(

)

A．电场强度Ea>Eb B．电场强度Ea

C．电势φa>φb D．电势φa

答案 C

解析 两个等量同种点电荷连线中点O的电场强度为零，无穷远处电场强度也为零，故从中点O沿着中垂线向上到无穷远处电场强度先增大后减小；由于两点电荷间距离以及a、b两点到O点的距离未知，所以a、b两点的电场强度大小不能确定，A、B错误；根据电场强度的叠加原理可知，Oab直线上电场强度方向向上，沿着电场线方向电势逐渐降低，所以a点电势一定高于b点电势，C正确，D错误。

2. [2017·重庆模拟]一个正七边形七个顶点上各固定一个电荷量为q的点电荷，各电荷的电性如图所示，O点是正七边形的几何中心。若空间中有一点M，且MO垂直于正七边形所在平面，则下列说法正确的是(

)

A．M点的电场强度方向是沿着OM连线，由O点指向M点

B．M点的电场强度方向是沿着OM连线，由M点指向O点

C．将一个负检验电荷从M点移动到无穷远处，电场力做正功

D．将一个正检验电荷从M点移动到无穷远处，电场力做正功

答案 D

解析 由于系统电荷分布不具有关于OM的对称性，所以M点电场强度不会沿OM连线，A、B错误；只考虑七个电荷在OM方向的电场强度分量，可知电场强度方向从O指向M点，所以M点电势高于无穷远处电势，故将一个负检验电荷从M点移动到无穷远处，电场力做负功；将一个正检验电荷从M点移动到无穷远处，电场力做正功，C错误，D正确。

3. [2017·山东烟台一模]直线mn是某电场中的一条电场线，方向如图所示。一带正电的粒子只在电场力的作用下由a点运动到b点，轨迹为一抛物线，φa、φb分别为a、b两点的电势。下列说法中正确的是( ) 精品K12教育教学资料

精品K12教育教学资料

精品K12教育教学资料 2、电场能的性质

[基础训练]

1．(2018·上海松江一模)一电荷量为q的正点电荷位于电场中A点，具有的电势能为Ep，则A点的电势为φ＝Epq.若把该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷，则A点的电势为( )

A．4φ B．2φ C．φ D.12φ

答案：C 解析：根据电势的物理意义：电势是反映电场性质的物理量，仅由电场决定，与试探电荷无关．可知，将该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷，A点的电势不变，故C正确，A、B、D错误．

2．如图所示，充电的平行板电容器两板间形成匀强电场，以A点为坐标原点，AB方向为位移x的正方向，能正确反映电势φ随位移x变化的图象是(

)

答案：C 解析：充电的平行板电容器两板间形成匀强电场，电势φ随位移x均匀减小，选项C正确．

3．(2018·山东滨州二模)电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示．K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止加速．不考虑电子重力，元电荷为e，电子的质量为m，下列说法正确的是( ) 精品K12教育教学资料

精品K12教育教学资料

A．阴极K应接高压电源的正极

B．电子从K到A的过程中，加速度大小为Uemd

C．电子由K到A的过程中电势能减小了eU

D．电子由K到A电场力做负功

答案：C 解析：由图可知A极电势高，应接电源正极，选项A错误；由于是非匀强电场，加速度大小在变化，选项B错误；从K到A，电场力做功W＝eU，所以电势能减少了eU，C正确，D错误．

4．(2018·江西南昌二中月考)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＝10 cm，ad＝bc＝20 cm，电场线与矩形所在平面平行．已知a点电势为20 V，b点电势为24 V，则(

)

A．场强大小一定为E＝40 V/m

B．c、d间电势差一定为4 V

精品K12教育教学资料

精品K12教育教学资料 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。

②WAB＝qUAB，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Ep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WAB＝EpA－EpB。

(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Ep与它的电荷量q的比值。

(2)定义式：φ＝Epq。

(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。

1 第2讲 电场的能的性质

对应学生用书P107

电势能、电势 等势面 Ⅰ(考纲要求)

【思维驱动】

(单选)在电场中，下列说法正确的是( )．

A．某点的电场强度大，该点的电势一定高

B．某点的电势高，试探电荷在该点的电势能一定大

C．某点的场强为零，试探电荷在该点的电势能一定为零

D．某点的电势为零，试探电荷在该点的电势能一定为零

解析 电势虽然由电场本身决定，但它的大小与场强无因果关系，A错；电势高低由电场决定，而电势能的大小由电场和电荷共同决定，负电荷在电势较高处的电势能较小，故B错；场强为零的点，电势和电势能都不一定为零，故C错；由电势的定义式可知，电势为零和电势能为零是同一个点，D正确．

答案 D

【知识存盘】

1．电势能

(1)电场力做功

①特点：电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关．

②计算方法

a．W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离．

b．WAB＝qUAB，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WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp.

2 2．电势

(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能Ep与它的电荷量q的比值．

(2)定义式：φ＝Epq．

(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．

电势差 Ⅱ(考纲要求)

【思维驱动】

(多选)下列说法正确的是( )．