[推荐学习]高考物理专题08静电场备考强化训练18电势能电势和电势差新人教版

课时作业20电势差电势电势能一、单项选择题1．(2012·安庆模拟)如图，在x轴上的O、M两点固定着两个电荷量分别为q1和q2的点电荷，两电荷连线上各点电势φ随x的变化关系如图所示，其中A、B两点的电势均为零，BD 段中的C点离x轴最远，则( )A．q1为负电荷，q2为正电荷B．BD段中C点场强最大且沿x轴正方向C．A点场强小于C点场强D．将一负点电荷从B点移到D点，电场力先做正功后做负功2．(2012·山东潍坊模拟)某静电场的电场线分布如图所示，一负点电荷只在电场力作用下先后经过场中的M、N两点，过N点的虚线是电场中的一条等势线，则( )A．M点的电场强度小于N点的电场强度B．M点的电势低于N点的电势C．负点电荷在M点的电势能小于在N点的电势能D．负点电荷在M点的动能小于在N点的动能3．(2012·天津理综)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4.(2013·皖南八校联考)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2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37 eV和19 eV，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－2 eV，它的动能应为( )A．2 eV B．19 eV C．29 eV D．33 eV5．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20 J，运动到等势面L1时的动能为零；现取等势面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 J6．(2012·四川宜宾模拟)如图所示，在粗糙绝缘水平面上固定一点电荷Q，从M点无初速释放一带有恒定负电荷的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止。

考点18 电场强度、电势和电势能一、选择题1．下列单位中是电场强度的单位的是（）A．N/CB．V•mC．J/CD．J/s【答案】A【解析】电场强度的定义式：E=，F、q的单位分别是牛、库，由此公式推导出来电场强度的单位是牛/库；匀强电场中电场强度与电势差的关系式是E=，公式中U、d的单位分别是伏、米，由此公式推导出来电场强度的单位是伏/米．故A正确，B、C、D错误2．（多选）如图所示，a、b、c、d是某电场中的四个等势面，它们是互相平行的平面，并且间距相等，下列判断中正确的是（）A．该电场一定是匀强电场B．相邻两个等势面间电势差一定相等C．如果φa＞φb，则电场强度E a＞E bD．如果φa＜φb，则电场方向垂直于等势面由b指向a【答案】ABD【解析】等势面是平行平面而且均匀分布，则电场线平行同向，均匀分布，该电场一定是匀强电场．故A 正确．由图判断出电场方向垂直于等势面，由公式U=Ed可知，沿着电场线方向，相同距离电势差相同．故B正确．匀强电场，电场强度处处相同．故C错误．根据电场线总和等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面可知，如果U a＜U b，电场方向垂直于等势面由b指向a．故D正确3．关于匀强电场中的场强和电势差的关系，下列说法正确的是()A．任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积B．沿电场线方向，任何相同距离上电势降落必定相等C．电势降低的方向必是场强方向D．在相同距离的两点上，电势差大的场强也大【答案】B【解析】本题的关键是理解匀强电场中场强与电势差的关系，公式E＝中，d是沿场强方向上两点的距离，由此很容易判断出A、D错，B正确；场强的方向是电势降低最快的方向，电场降低的方向不一定是场强方向，故C错.4．对公式E＝的理解，下列说法正确的是()A．此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差B．a点和b点间距离越大，则这两点的电势差越大C．匀强电场中a、b两点沿电场线的距离越大，则电场强度越小D．公式中的d是匀强电场中a、b所在的两等势面之间的距离【答案】D【解析】此公式只适用于匀强电场中a、b两点间电势差的计算，A错误．a、b两点间的电势差不仅取决于距离的大小，还取决于电势降落的快慢程度，B错误．匀强电场中的电场强度大小与a、b两点间的距离无关，是恒定的．C错误．公式中的d是匀强电场中a、b所在的两等势面之间的距离，D正确5．如图为匀强电场的等势面，相邻等势面相距2 cm，则该匀强电场( )A．方向竖直向下，场强E＝100 V/mB．方向水平向左，场强E＝100 N/CC．方向竖直向上，场强E＝100 V/mD．方向水平向右，场强E＝100 V/m【答案】A【解析】因为电场线和等势面垂直，由电势高等势面指向电势低等势面，所以电场强度的方向竖直向下，电场强度，故A正确6．如图所示，有竖直向下的匀强电场，A、B两等势面间距离为5 cm，电势差为25 V，在电场中P点固定放置电荷量为5×10－9 C的负点电荷，此时电场中有一点场强为零，此点在P点的()A．上方30 cm处B．下方30 cm处C．上方25 cm处D．下方25 cm处【答案】B【解析】匀强电场的场强E＝＝ V/m＝500 V/m，设距P点L处的合场强为零，则k＝9×109× V/m ＝500 V/m，故L＝0.3 m，负点电荷在L处的电场竖直向上，故该点在电场中P点的下方，B正确7．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 cm的圆，圆上有一动点P，半径OP与x轴方向的夹角为θ，P点沿圆周移动时，O、P两点的电势差满足U OP＝25sin θ (V)，则该匀强电场的大小和方向分别为()A．5 V/m，沿x轴正方向B．25 V/m沿y轴负方向C．500 V/m，沿y轴正方向D．250 V/m，沿x轴负方向【答案】C【解析】匀强电场中沿电场线方向电势降落最快，根据U OP＝25sin θ(V)，当θ＝90°时，OP间电压最大，以此分析电场线沿y轴正向；根据场强E＝得E＝500 V/m，C正确8.如图所示，水平虚线表示匀强电场中的两等势面，电势分别为 2 V和 5 V, 两等势面相距10 cm，将一带电荷量为+10-6 C的点电荷从a点匀速移动到b点，ab=30 cm，不计重力，则下列说法正确的是（）A．此电场的场强大小为10 V/m，方向竖直向下B．此电场的场强大小为30 V/m，方向竖直向上C．所加外力的方向垂直ab斜向下方D．外力做的功是3×10-6 J【答案】D【解析】ab两点的电势差U=3 V，由U=Ed可得： V/m =30 V/m; 且a点电势高于b点电势，故电场线方向竖直向下.则A、B错误.正电荷在电场中受力向下；要使电荷做匀速直线运动，则外力应与电场力大小相等、方向相反；故外力大小为N，方向竖直向上，C错误.外力做的功W= Fd=3×10-5 N×0.1 m=3×10-6 J；故D正确；故选D9.（多选）如图所示的匀强电场中，已知场强大小等于100 V/m，AB间距为6 cm；则以下说法正确的是（）A．A点电势等于B点电势，A、B、C三点场强相同B．AB两点间的电势差为6 VC．现有一个电量为+q的电荷，第一次从A点移到B点，电场力做功为W1；第二次该电荷从A点移到C 点，然后再移到B点，在这个过程中电场力做功为W2，则W2＞W1D．若A点电势为零，则B点电势为-3 V【答案】AD【解析】图中A、C两点在同一等势面上，电势相等，根据顺着电场线方向电势逐渐降低，知C点的电势高于B点的电势，所以A点电势等于B点电势，A、B、C三点场强相同．故A正确．AB两点间的电势差为U AB=Ed=E AB cos 60°=100×0.06×0.5 V =3 V，故B错误．电场力做功只与初末位置有关，与路径无关，则电荷从A点移到B点与从A点移到C点再移到B点电场力做功相等，即W2=W1．故C错误．根据U AB=φA-φB，若φA=0，则φB=-U AB=-3 V，故D正确．10.如图所示的匀强电场场强为103 N/C，ab、cd平行于电场线，ac、bd垂直于电场线，ab＝cd＝4 cm，ac ＝bd＝3 cm.则下述计算结果正确的是()A．a、b之间的电势差为40 VB．a、c之间的电势差为50 VC．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿矩形路径abdca移动一周，电场力做的功是－0.25 JD．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿abd从a移到d，电场力做的功是0.25 J【答案】A【解析】由U＝Ed得U ab＝103×0.04 V＝40 V，A正确；a、c在同一等势面上，所以U ac＝0，B错误；将电荷沿abdca移动一周，位移为0，故电场力做功为0，C错误；W ad＝W ab＝qU ab＝(－5×10－3)×40 J＝－0.2 J，D错误二、非选择题11.如图所示，匀强电场的电场线与AC平行，把带电荷量10－8 C的负电荷从A移至B的过程中，电场力做功6×10－8 J，AB长6 cm，AB与AC的夹角为60°.求：(1)场强方向；(2)设B处电势为1 V，则A处电势为多少；(3)A处的场强大小；(4)电子在A点的电势能．【答案】(1)由C至A(2)－5 V(3)200 V/m(4)5 eV【解析】(1)将负电荷从A移至B，电场力做正功，所以电荷所受电场力方向沿A至C，又因为是负电荷，场强方向与负电荷的受力方向相反，所以场强方向应为C至A方向．(2)由W＝qU得：U＝＝＝6 V，即A、B两点间电势差为6 V．沿电场线方向电势降低，B点电势高于A点电势．U＝φB－φA，φB＝1 V，φA＝φB－U＝1 V－6 V＝－5 V，即A点的电势为－5 V.(3)如图所示，由B向AC作垂线交AC于D，D与B在同一等势面上．U DA＝U BA＝U＝6 V，沿场强方向A、D两点间距离为d＝AB·cos 60°＝6 cm×＝3 cm＝0.03 m，所以E＝＝200 V/m.(4)电子在A点的电势能E p＝qφA＝(－e)×(－5 V)＝5 eV12．如图所示，平行带电金属极板A、B间的匀强电场场强E＝1.2×103 V/m，两极板间的距离d1＝5 cm，电场中C点和D点分别到A、B极板的距离均为d2＝0.5 cm，C、D间的水平距离L＝3 cm，B板接地，求：(1)C、D两点间的电势差U CD是多少？(2)一带电量q＝－3×10－3 C的点电荷从C沿直线运动到D的过程中，电荷的电势能变化了多少？(3)第(2)问中的点电荷在C点的电势能E是多少？【答案】(1)－48 V(2)减小0.144 J(3)0.162 J【解析】(1)C、D两点间的电势差U CD＝－Ed CD＝－1.2×103 V/m×(0.05－2×0.005) m＝－48 V；(2)一带电量q＝－3×10－3 C的点电荷从C沿直线运动到D的过程中，电场力做功为：W CD＝qU CD＝－3×10－3 C×(－48 V)＝0.144 J；电场力做功等于电势能的减小量，故电势能减小0.144 J；(3)点电荷在C点的电势能等于将该电荷从C点移动到B板过程电场力做的功，故：E p C＝W CB＝q·E·(－CB)＝－3×10－3 C×1.2×103 V/m×(－0.045 m)＝0.162J14．如图所示，在匀强电场中，电荷量q＝5.0×10－10 C的正电荷，由a点移到b点和由a点移到c点电场力做功都是3.0×10－8 J，已知a、b、c三点的连线组成直角三角形，ab＝20 cm，∠a＝37°，∠c＝90°，求：(1)a、b两点的电势差U ab.(2)匀强电场的场强大小和方向．【答案】(1)60 V(2)375 V/m方向与bc边垂直且由a指向c【解析】(1)因为正电荷q从a到b和从a到c电场力做功相等，所以由W＝qU可得U ab＝U ac，b、c两点在同一等势面上，根据电场线与等势面垂直，得到场强方向与ac平行，垂直指向bc.U ab＝＝ V＝60 V(2)由U＝Ed可得，E＝＝＝＝375 V/m场强方向与bc边垂直且由a指向c15．如图所示，一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力向下，从静止开始由b沿直线运动到d，且bd 与竖直方向所夹的锐角为45°，bd的长度为L，匀强电场的电场强度为E，求：（1）此液滴带何种电荷；（2）液滴的加速度为多少；（3）b、d两点的电势差U bd .【答案】（1）负电（2）（3）【解析】（1）由b到a，液滴做直线运动，所受合力沿bd所在直线，对液滴受力分析可知，电场力水平向右，与电场方向相反，所以小球带负电.（2）由图可知，液滴所受合力根据牛顿第二定律F=ma，解得液滴的加速度（3）由图可知，电场力qE=mg由b到d，沿电场方向的距离沿电场方向电势降低，应有<0，所以16．如图所示，在水平方向的匀强电场中，用长为L的绝缘细线，拴住一质量为m，带电量为q的小球，线的上端固定．开始时连线带球拉成水平，突然松开后，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时的速度恰好为零．问：（1）A、B两点的电势差U AB为多少？（2）电场强度为多少？【答案】（1）（2）【解析】（1）小球由A到B过程中，由动能定理得：mgL sin 60°+qU AB=0，解得：U AB=.（2）BA间电势差为：U BA=U AB=，则场强：E==17．如图，A、B为两块水平放置的带等量异种电荷的平行金属板，一个质量m＝10－4 kg、电荷量q＝5×10－5 C的带正电粒子静止于两板的正中央，已知两板间距离为20 cm，g＝10 m/s2，求：(1)两板间匀强电场的场强大小；(2)两板间的电势差；(3)若用某种方法将带电粒子的带电荷量减少一半，使带电粒子从两板正中央由静止开始运动，则经过多长时间粒子撞到板上．【答案】(1)20 V/m(2)4 V(3)0.2 s【解析】(1)带电粒子静止，qE＝mg，E＝20 V/m.(2)电势差U＝Ed＝20×0.2 V＝4 V.(3)若带电粒子的带电荷量减少一半，则电场力减半，重力不变，则有mg－qE＝ma，mg＝ma，a＝g，x＝at2，即0.1＝×5×t2，解得t＝0.2 s。

1O P+q+q 高三物理作业 电势 电势差 电势能(无附答案)新课标 人教版【知识要点】 一．电势能（ε）1．定义：因电场对电荷有作用力而产生的由电荷相对位置决定的能量叫电势能。

2．电势能具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能的零点。

3．电势能大小：电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功 4．电场力做功是电势能变化的量度：电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少；电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加；电场力做功的多少和电势能的变化数值相等，这是判断电荷电势能如何变化的最有效方法。

二．电势1．电势：电场中某点的电荷的电势能跟它的电量的比值，称这一点的电势。

①表达式：U=ε/q 单位：SI 制：伏特（V ），且有1V=1J/C 。

②意义：电场中某一点的电势在数值等于单位电荷在哪一点所具有的电势能。

③相对性：电势是相对的，只有选择零电势的位置才能确定电势的值，通常取无限远或地球的电势为零。

④标量：只有大小，没有方向，但有正、负之分，这里正负只表示比零电势高还是低。

⑤高低判断：顺着电场线方向电势越来越低。

．等势面：电场中电势相等的点构成的面。

①意义：等势面来表示电势的高低。

②典型电场的等势面：ⅰ匀强电场; ⅱ点电荷电场; ⅲ等量的异种点电荷电场; ⅳ等量的同种点电荷电场。

③等势面的特点： ⅰ同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功；ⅱ等势面一定跟电场线垂直；ⅲ电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。

三．电势差1．电势差：电场中两点电势之差①BA AB A B BA B A AB U U U U U U U U -=⎭⎬⎫-=-= ②电势差由电场的性质决定，与零电势点选择无关。

2．电场力做功：在电场中AB 两点间移动电荷时，电场力做功等于电量与两点间电势差的乘积。

W AB = q •U AB 注意： ①该式适用一切电场； ②电场力做功与路径无关 四．电势差与电场强度关系1．电场方向是指向电势降低最快的方向。

2020年高考物理练习电势和电势差（含解析）1.静电场是________周围空间存在的一种物质；通常用________来描述电场的能的性质。

答案：静止电荷；电势解析：静止电荷是周围空间存在的一种物质；电势是用来描述电场的能的性质的物理量。

2.关于静电场，下列说法正确的是（）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，电势能一定增加答：D【解析】考察电场和电势概念及其电场力做功与电势能的关系，选D3.关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是：（）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.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向【答案】A D解：电场线与等势面处处垂直，而电场强度的方向为电场线的方向，故电场强度的方向与等势面垂直，故A正确。

电势零点可以任意选择，故电场强度为零的地方，电势不一定为零，故B错误。

场强的大小与电场线的疏密有关，与电势的高低没有关系，例如负点电荷的电场中，逆着电场线方向电场强度的大小逐渐减小，而电势却逐渐增大，故C错。

任一点的电场强度方向总是和该点的电场线方向一致，而电场线的方向是电势降落最快的方向，可知选项D正确。

4.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Array 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【答案】D【解析】根据电场线密处场强大，电场线稀处场强小的特点，1点的场强大于2、3点的场强，故A、B错误；根据沿着电场线电势要逐渐降低的原理，1点的电势大于2、3点的电势，故C错误，D正确。

5.如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O. 下列关于x 轴上的电场强度和电势的说法中正确的是A ．O 点的电场强度为零，电势最低B ． O 点的电场强度为零，电势最高C ．从 O 点沿 x 轴正方向，电场强度减小，电势升高D ．从 O 点沿 x 轴正方向，电场强度增大，电势降低 【答案】B【解析】O 点合场强为零，在O 点右侧每一点合场强方向向右，在O 点左侧每一点合场强方向向左，沿电场方向电势降低，所以O 点电势最高，选项B 正确；ACD 错误。

高考物理一轮复习《电势能、电势和电势差》典型题精排版精品推荐1．在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．其中a、b两点的电势相等，电场强度相同的是( )A．甲图中与点电荷等距的a、b两点B．乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C．丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D．丁图中匀强电场中的a、b两点2．如图所示，一带电粒子在电场中的运动轨迹如虚线所示，下列说法中正确的是( )A．粒子一定带正电B．粒子受到的电场力做正功C．粒子在B点的电势能大于在A点的电势能D．粒子在B点的加速度大3．如图为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点．在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，电场力做的功为1.5 J，则下列说法正确的是( ) A．粒子带负电B．粒子在A点的电势能比在B点少1.5 JC．粒子在A点的动能比在B点少0.5 JD．粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J4．如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM＝MN，P点在y轴的右侧，MP⊥ON.则( )A．M点的电势比P点的电势高B．将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功C．M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D．在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动5．如图所示，一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力的作用下，从静止开始由b沿直线运动到d，且bd与竖直方向所夹的锐角为45°，则下列结论中不正确的是( )A．此液滴带负电荷B．合外力对液滴做的总功等于零C．液滴做匀加速直线运动D．液滴的电势能减少6、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 VB．8 VC．12 VD．24 V7．如图所示，带等量异种电荷的两平行金属板在真空中水平放置，M、N为板间同一电场线上的两点，一带电粒子(不计重力)以速度v M经过M点在电场线上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度v N折回N点，则( )A．粒子受电场力的方向一定由M指向NB．粒子在M点的速度一定比在N点的大C．粒子在M点的电势能一定比在N点的大D ．电场中M 点的电势一定高于N 点的电势8．如图中虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等，有一带正电的小球在电场中运动，实线表示该小球的运动轨迹．小球在a 点的动能等于20 eV ，运动到b 点时的动能等于2 eV.若取c 点为零势点，则当这个带电小球的电势能等于－6 eV 时(不计重力和空气阻力)，它的动能等于( )A ．16 eVB ．14 eVC ．6 eVD ．4 eV9．真空中，两个相距L 的固定点电荷E 、F 所带电荷量分别为Q E 和Q F ，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向．电场线上标出了M 、N 两点，其中N 点的切线与EF 连线平行，且∠NEF >∠NFE .则( )A ．E 带正电，F 带负电，且Q E <Q FB ．在M 点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷将沿电场线运动到N 点C ．过N 点的等势面与过N 点的切线垂直D ．负检验电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能10．如图所示，MN 为水平放置的金属板，板中央有一个小孔O ，板下存在竖直向上的匀强电场，电场强度为E .AB 是一根长为l 、质量为m 的均匀带正电的绝缘细杆．现将杆下端置于O 处，然后将杆由静止释放，杆运动过程中始终保持竖直．当杆下落l3时速度达到最大，求：(1)细杆带电荷量；(2)杆下落的最大速度；(3)若杆没有全部进入电场时速度减小为零，求此时杆下落的位移．11．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＝6.0×105 N/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，如图所示．求物块最终停止时的位置．(g取10 m/s2)高考物理一轮复习《电势能、电势和电势差》典型题精排版参考答案1．解析：甲和丙图中a、b两点的电势相同，电场强度大小相等，但方向不同，A、C选项错误；丁图中a、b两点的电场强度相同，电势大小不等，D选项错误．乙图中a、b两点的电势和电场强度都相同，B选项正确．答案：B2．解析：由于A处电场线密，A点场强大，受电场力大，加速度大，D不正确；由轨迹弯曲方向可知，粒子受力方向与电场线方向相反，粒子带负电，A不正确；若粒子是由A向B运动，则运动方向与受力方向夹角大于90°，粒子受到的电场力做负功，动能减少，电势能增加．若粒子是由B向A运动，则运动方向与受力方向夹角小于90°，粒子受到的电场力做正功，动能增加，电势能减少，故B不正确，C正确．答案：C3．解析：粒子从A点运动到B点，电场力做正功，且沿着电场线，故粒子带正电，所以A错误；粒子从A点运动到B点，电场力做正功，电势能减少，故粒子在A点的电势能比在B点多1.5 J，故B错误；由动能定理，W G＋W电＝ΔE k，－2.0 J＋1.5 J＝E k B－E k A，所以C错误；由其他力(在这里指电场力)做功等于机械能的增加，所以D正确．答案：D4．解析：根据等势线与电场线的关系，分别作出过M点和P点的等势线，M 与P不在一条等势线上，因沿电场线方向电势降低，所以M点的电势高于P点的电势，即选项A正确．O点电势高于P点电势，移动负电荷由O点移动到P点，电场力做负功，故选项B错误．从O到N电场线越来越稀，表明从O到N电场强度越来越小，而OM＝MN，所以M、N两点间的电势差低于O、M两点间的电势差，故C选项错误．沿y轴的电场强度的方向沿y轴的正方向，从O点释放一静止的带正电粒子，所受电场力的方向沿y轴正方向，因此带电粒子将沿y轴正方向做直线运动，故D对．答案：AD5．解析：由题可知，带电液滴只受重力和电场力作用，合力沿bd方向，液滴匀加速运动，C正确；合力做正功，B不正确；电场力方向向右，故液滴带负电荷，A正确；电场力做正功，所以电势能减少，D正确．答案：B6、解析：主要考查匀强电场中场强与电势差的关系．在匀强电场中，由于U ＝Ed，所以任意一族平行线上等距离的两点的电势差相等，因此U ab＝U cd，所以c 点电势为8 V，B对．答案：B7．解析：由于带电粒子未与下板接触，可知粒子向下做的是减速运动，故电场力方向向上，A错；粒子由M到N电场力做负功，电势能增加，动能减少，速度减小，故B对C错；由于粒子和两极板所带电荷的电性未知，故不能判断M、N 点电势的高低，D错．答案：B8．解析：从a到b由动能定理可知，电场力做功W ab＝－18 eV，则从a到b 电势能增加量ΔE ab＝18 eV，由等势面特点及c点为零势点可知：a点电势能E a ＝－12 eV，又由动能和电势能之和不变可判断B正确．答案：B9．解析：由电场线方向可知E带正电，F带负电，因为∠NEF>∠NFE，所以QE<Q F，选项A正确；由电场线分布特点可知，电场线不是带电粒子的运动轨迹，等势面与电场线垂直，所以选项B错，C正确；把一个负电荷从M移动到N电场力做负功，电势能增大，所以D选项错．选项AC正确．答案：AC10．解析：(1)由于下落l3时速度最大，则此时加速度a＝0所以有mg＝13 Eq解得：q＝3mg E.(2)从静止释放到下落l3过程中，由动能定理得mg l3－0＋Eq32×l3＝12mv2m－0解得：v m＝13 gl.(3)设下落h时，速度为零，由动能定理得mgh－0＋Ehlq2h＝0－0解得：h＝2mglEq＝23l答案：(1)3mgE(2)13gl(3)23l11．解析：物块先在电场中向右减速，设运动的位移为s1，由动能定理得：－(qE＋μmg)s1＝0－12 mv2所以s1＝mv2qE ＋μmg＝1.0×10－2×2.02－8×6.0×105＋0.20×1.0×10－2m＝0.4 m可知，当物块向右运动0.4 m时速度减为零，因物块所受的电场力F＝qE＝0.03 N>μmg，所以物块将沿x轴负向加速，跨过O点之后在摩擦力作用下减速，最终停止在O点左侧某处，设该点距O点距离为s2，对全过程由动能定理有－μmg(2s1＋s2)＝0－12mv2.解之得s2＝0.2 m.答案：在O点左侧距O点0.2 m处。

专题28 电势能、电势、电势差〔讲〕1．多个电荷库仑力的平衡与场强叠加问题．2．利用电场线与等势面确定场强的大小与方向，判断电势上下、电场力变化、电场力做功与电势能的变化等．3．带电体在匀强电场中的平衡问题及其他变速运动的动力学问题．4．对平行板电容器电容决定因素的理解，解决两类有关动态变化的问题．5．分析带电粒子在电场中的加速与偏转问题．6．示波管、静电除尘等在日常生活与科学技术中的应用．1．掌握电势、电势能、电势差的概念，理解电场力做功的特点；会判断电场中电势的上下、电势能的变化．2．会计算电场力做功及分析电场中的功能关系．一、电场力做功及电势能1．电场力做功的特点〔1〕在电场中移动电荷时，电场力做功及路径无关，只及初末位置有关，可见电场力做功及重力做功相似．〔2〕在匀强电场中，电场力做的功W＝Eqd，其中d为沿电场线方向的位移．2．电势能〔1〕定义：电荷在电场中具有的势能．电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时电场力所做的功．〔2〕电场力做功及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 pA－E pB．〔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限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地外表上的电势能规定为零．二、电势1．电势〔1〕定义：电荷在电场中某一点的电势能及它的电荷量的比值．〔2〕定义式：〔3〕标矢性：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〕．〔4〕相对性：电势具有相对性，同一点的电势因零电势点的选取的不同而不同．〔5〕沿着电场线方向电势逐渐降低．2．等势面〔1〕定义：电场中电势相等的各点构成的面．〔2〕特点①电场线跟等势面垂直，即场强的方向跟等势面垂直．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．⑤任意两等势面不相交．深化拓展:〔1〕电势是描述电场本身的能的性质的物理量，由电场本身决定，而电势能反映电荷在电场中某点所具有的电势能，由电荷及电场共同决定．〔2〕或E p＝ψq．三、电势差1．电势差：电荷q在电场中A、B两点间移动时，电场力所做的功W AB跟它的电荷量q的比值，叫做A、B间的电势差，也叫电压．公式：．单位：伏〔V〕．2．电势差及电势的关系：U AB＝φA－φB，电势差是标量，可以是正值，也可以是负值，而且有U AB＝－U BA．3．电势差U AB由电场中A、B两点的位置决定，及移动的电荷q、电场力做的功W AB无关，及零电势点的选取也无关．4．电势差及电场强度的关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度及这两点沿电场线方向的距离的乘积．即U＝Ed，也可以写作考点一电场中的功能关系、电势上下及电势能大小的判断及比拟1．比拟电势上下的方法〔1〕沿电场线方向，电势越来越低．〔2〕判断出U AB的正负，再由U AB＝φA－φB，比拟φA、φB的大小，假设U AB>0，那么φA>φB，假设U AB<0，那么φA<φB．〔3〕取无穷远处电势为零，那么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．电势能大小的比拟方法〔1〕做功判断法电场力做正功，电荷〔无论是正电荷还是负电荷〕从电势能较大的地方移向电势能较小的地方，反之，如果电荷克制电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方．特别提醒其他各种方法都是在此根底上推理出来的，最终还要回归到电场力做功及电势能变化关系上．〔2〕场电荷判断法①离场正电荷越近，正电荷的电势能越大；负电荷的电势能越小．②离场负电荷越近，正电荷的电势能越小；负电荷的电势能越大．〔3〕电场线法①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．②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．〔4〕公式法由E p＝qφ，将q、φ的大小、正负号一起代入公式，E p的正值越大，电势能越大；E p的负值越大，电势能越小．★重点归纳★1、电场力做功及电场中的功能关系〔1〕求电场力做功的几种方法①由公式W＝Fl cos α计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W ＝Eql cos α．②由W AB＝qU AB计算，此公式适用于任何电场．③由电势能的变化计算：W AB＝E pA－E pB．④由动能定理计算：W电场力＋W其他力＝ΔE k．〔2〕电场中的功能关系①假设只有电场力做功，电势能及动能之与保持不变．②假设只有电场力与重力做功，电势能、重力势能、动能之与保持不变．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．〔3〕处理电场中能量问题的根本方法在解决电场中的能量问题时常用到的根本规律有动能定理、能量守恒定律，有时也会用到功能关系．①应用动能定理解决问题需研究合外力的功〔或总功〕．②应用能量守恒定律解决问题需注意电势能与其他形式能之间的转化．③应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功及电势能改变之间的对应关系．④有电场力做功的过程机械能不一定守恒，但机械能及电势能的总与可以守恒．2、静电场中涉及图象问题的处理方法与技巧1．主要类型：〔1〕v－t图象；〔2〕φ－x图象；〔3〕E－t图象．2．应对策略：〔1〕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及电场力的大小变化情况，进而确定电场的方向、电势的上下及电势能的变化．〔2〕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．〔3〕E －t 图象：根据题中给出的E －t 图象，确定E 的方向的正负，再在草纸上画出对应电场线的方向，根据E 的大小变化，确定电场的强弱分布．★典型案例★〔多项选择〕如图〔a 〕所示，AB 是某电场中的一条电场线，假设有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下，沿AB 由点A 运动到点B ，所经位置的电势随距A 点的距离变化的规律如图〔b 〕所示，以下说法正确的选项是： 〔 〕A 、该电场是匀强电场B 、电子在A 、B 两点的电势能pA pB E E <C 、电子在A 、B 两点的加速度关系是A B a a >D 、电子在A 、B 两点的速度A B v v <【答案】BC【名师点睛】根据x ϕ-图象的斜率大小等于电场强度，分析场强的变化．由图看出，电势逐渐降低，可判断出电场线的方向，确定电势的上下，由电场力做功正负，分析速度的大小并判断电子电势能的变化。

2020年高考物理三轮冲刺与命题大猜想专题08 静电场目录猜想一：结合“电偶极子”考查电场的性质 (1)猜想二：结合“三线”考查电场的性质 (3)猜想三：匀强电场中电势均匀分布特性的考查 (4)猜想四：通过图像考查带电粒子的运动问题 (6)猜想五：以计算题的形式考查带电粒子在电场中的运动 (9)最新模拟冲刺练习 (12)猜想一：结合“电偶极子”考查电场的性质【猜想依据】静电场的描述涉及的概念较多利用双电荷电偶极子系统可以全面的考查场强、电势的分布特点和对称性有利于考查学生分析问题的能力。

【要点概述】两种等量点电荷电场线的比较最小，指向负电荷一方为零【例1】(2020·海南海口模拟)两点电荷Q 1、Q 2产生的电场线如图所示，根据电场线的分布情况，下列判断正确的是( )A ．Q 1的电荷量小于Q 2的电荷量B ．Q 1的电荷量大于Q 2的电荷量C ．Q 1、Q 2一定均为正电荷D ．Q 1、Q 2一定均为负电荷【答案】A.【解析】：由电场线的特点可知电场线越密，电场强度越大，可知Q 2周围的电场强度大于Q 1周围的电场强度，结合点电荷的电场强度的公式E ＝kQ r2可知，Q 1的电荷量小于Q 2的电荷量，故A 正确，B 错误；电场线从正电荷或无限远出发到无限远或负电荷终止，由于图中没有标出电场线的方向，所以不能判断出电荷的正负，结合电荷的特点可知，Q 1、Q 2可能均为正电荷，也有可能Q 1、Q 2均为负电荷，故C 、D 错误．【例2】(2020·陕西渭南教学质量检测)如图所示，在x 轴上放置两正点电荷Q 1、Q 2，当空间存在沿y 轴负向的匀强电场时，y 轴上A 点的电场强度等于零，已知匀强电场的电场强度大小为E ，两点电荷到A 的距离分别为r 1、r 2，则在y 轴上与A 点对称的B 点的电场强度大小为( )A ．EB.12E C ．2E D ．4E【答案】C.【解析】：A 点电场强度为零，说明两点电荷在A 点的电场强度与匀强电场的电场强度等大反向，即竖直向上，大小为E ，根据对称性，两点电荷在B 处产生的电场强度竖直向下，大小为E ，所以B 点的电场强度大小为2E，方向竖直向下，C正确．猜想二：结合“三线”考查电场的性质【猜想依据】电场的性质是力与能在电学中的延续，结合带电粒子运动过程中的“三线”(电场线、等势线、轨迹线)综合考查牛顿运动定律、功能关系、受力分析、运动的合成与分解等是常用的命题思路．这部分内容综合性强，仍是命题的热点．复习时应引起足够的重视。