高三物理一轮复习课件：6.2《电场能的性质》

第六章 第2单元 电场的能的性质

一、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分)

1．在静电场中 ( )

A．电场强度处处为零的区域内，电势一定也处处为零

B．电场强度处处相同的区域内，电势一定也处处相同

C．电场强度的方向总是跟等势面垂直

D．电势降低的方向就是电场强度的方向

2．将一正电荷从无限远处移入电场中M点，静电力做功W1＝6×10－9 J，

若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无限远处，静电力做功W2＝

7×10－9 J，则M、N两点的电势φM、φN，有如下关系

( )

A．φMφM>0

C．φNφN>0

3．如图1所示，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点为电势零

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 ( ) 图1

A．16 eV B．14 eV C．6 eV D．4 eV

4．如图2所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场

中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹．M和N是轨迹上的

两点，其中M点在轨迹的最右点．不计重力，下列表述正确的是

( )

A．粒子在M点的速率最大 图2

B．粒子所受电场力沿电场方向

C．粒子在电场中的加速度不变

D．粒子在电场中的电势能始终在增加

5．(2010·镇江模拟)如图3所示，在真空中有两个带正电的点电荷，分

别置于M、N两点．M

处正电荷的电荷量大于N处正电荷的电荷量，A、B为M、N连线的

中垂

线上的两点．现将一负点电荷q由A点沿中垂线移动到B点，在此过

程

中，下列说法正确的是 ( )

A．q的电势能逐渐减小 图3B．q的电势能逐渐增大

C．q的电势能先增大后减小

D．q的电势能先减小后增大

二、多项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分．每小题有多个选

项符合题意，全部选对的得7分，选对但不全的得3分，错选或不答的

1 考点4 电场、磁场和能量转化

山东 贾玉兵

命题趋势

电场、磁场和能量的转化是中学物理重点内容之一，分析近十年来高考物理试卷可知，这部分知识在高考试题中的比例约占13%，几乎年年都考，从考试题型上看，既有选择题和填空题，也有实验题和计算题；从试题的难度上看，多属于中等难度和较难的题，特别是只要有计算题出现就一定是难度较大的综合题；由于高考的命题指导思想已把对能力的考查放在首位，因而在试题的选材、条件设置等方面都会有新的变化，将本学科知识与社会生活、生产实际和科学技术相联系的试题将会越来越多，而这块内容不仅可以考查多学科知识的综合运用，更是对学生实际应用知识能力的考查，因此在复习中应引起足够重视。

知识概要

能量及其相互转化是贯穿整个高中物理的一条主线，在电场、磁场中，也是分析解决问题的重要物理原理。在电场、磁场的问题中，既会涉及其他领域中的功和能，又会涉及电场、磁场本身的功和能，相关知识如下表：

如果带电粒子仅受电场力和磁场力作用，则运动过程中，带电粒子的动能和电势能之间相互转化，总量守恒；如果带电粒子受电场力、磁场力之外，还受重力、弹簧弹力等，但没有摩擦力做功，带电粒子的电势能和机械能的总量守恒；更为一般的情况，除了电场力做功外，还有重力、摩擦力等做功，如选用动能定理，则要分清有哪些力做功？做的是正功还是负功？是恒力功还是变力功？还要确定初态动能和末态动能；如选用能量守恒定律，则要分清有哪种形式的能在增加，那种形式的能在减少？发生了怎样的能量转化？能量守恒的表达式可以是：①初态和末态的总能量相等，即E初=E末；②某些形势的能量的减少量等于其他形式的能量的增加量，即ΔE减=ΔE增；③各种形式的能量的增量（ΔE=E末-E初）的代数和为零，即ΔE1+ΔE2+…ΔEn=0。 电、磁场中的功和能 电场中的功和能 电势能 由电荷间的相对位置决定，数值具有相对性，常取无限远处或大地为电势能的零点。重要的不是电势能的值，是其变化量

你的首选资源互助社区 第2讲 电场能的性质

1.在地面上空中有方向未知的匀强电场，一带电量为－q的小球以某一速度由M点沿如图6－2－12所示的轨迹运动到N点．由此可知( )

A．小球所受的电场力一定大于重力

B．小球的动能、电势能和重力势能之和保持不变

C．小球的机械能保持不变

D．小球的动能一定减小

图6－2－12

解析：由题图示的轨迹可知，小球所受的合外力向上或左上方，所以小球所受的电场力一定大于重力；小球以某一速度由M点沿图示轨迹运动到N点的过程中，仅受电场力和重力作用，其小球的动能、电势能和重力势能之和保持不变，但机械能不守恒．若小球所受的合外力(重力和电场力的合力)向上，则小球的动能增加；若小球所受的合外力(重力和电场力的合力)向左上方，则小球的动能可能减小．

答案：AB

2.(2009·辽宁、宁夏，18)空间有一匀强电场，在电场中建立如图6－2－13所示的直角坐标系O—xyz，M、N、P为电场中的三个点，M点的坐标为(0，a,0)，N点的坐标为(a,0,0)，P点的坐标为a，a2，a2.已知电场方向平行于直线MN，M点电势为0，N点电势为1 V，则P点的电势为( )

A.22 V B.32 V C.14 V D.34 V

解析：MN间的距离为2a，P点在MN连线上的投影点离M点的距离为32a4，所以P点的电势为：32a42a×1＝34 V，D正确．

答案：D

3.如图6－2－14，A、B两点各放一电荷量均为Q的等量异种电荷，有一竖直放置的光滑绝缘细杆在两电荷连线的垂直平分线上，a、b、c是杆上的三点，且ab＝bc＝l，b、c关于两电荷连线对称．质量为m、带正电荷q的小环套在细杆上，自a点由静止释放，则( )

1 第2单元电场能的性质

电场力做功与电势能

[想一想]

如图6－2－1所示，电荷沿直线AB、折线ACB、曲线AB运动，静电力做的功为多少？静电力做功与路径是否有关？若B点为零势能点，则＋q在A点的电势能为多少？

图6－2－1

提示：静电力做功为W＝qEd，与路径无关，电势能为Ep＝qEd。

[记一记]

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。

②WAB＝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WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。

[试一试]

1.如图6－2－2所示，在真空中有两个带正电的点电荷，分别置于M、N两点。M处正电荷的电荷量大于N处正电荷的电荷量，A、B为M、N连线的中垂线上的两点。现将一负点电荷q由A点沿中垂线移动到B点，在此过程中，下列说法正确的是( ) 2

图6－2－2

A．q的电势能逐渐减小

B．q的电势能逐渐增大

C．q的电势能先增大后减小

D．q的电势能先减小后增大

解析：选B 负电荷从A到B的过程中，电场力一直做负功，电势能增大，所以A、C、D均错，B对。

电势和等势面

[想一想]

某静电场的电场线分布如图6－2－3所示，试比较图中P、Q两点的电场强度的大小，及电势的高低。

图6－2－3

提示：根据电场线的疏密可判断P点场强大于Q点场强；由于沿着电场线的方向电势逐渐降低。P点电势高于Q点电势。

[记一记]

1．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＝Ep/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。