電場能的性質(zhì)（學(xué)生版）-2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)

電場能的性質(zhì)

導(dǎo)練目標(biāo)導(dǎo)練內(nèi)容

目標(biāo)1電勢高低及電勢能大小的判斷

目標(biāo)2電勢差與電場強度的關(guān)系

目標(biāo)3電場線、等勢面及運動軌跡的問題

【知識導(dǎo)學(xué)與典例導(dǎo)練】

一、電勢高低及電勢能大小的判斷

1.電勢高低的判斷“四法”

判斷方法方法解讀

電場線

沿電場線方向電勢逐漸降低

方向法

場源電荷取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，正電荷周圍電勢為正值，負(fù)電荷周圍電勢為負(fù)值;越靠近正電荷處電

正負(fù)法勢越高，越靠近負(fù)電荷處電勢越低

電勢能

同一正電荷的電勢能越大的位置處電勢越高,同一負(fù)電荷的電勢能越大的位置處電勢越低

大小法

靜電力

根據(jù)，將嗎8、9的正負(fù)號代入，由的正負(fù)判斷力、0B的高低

做功法

2.電勢能的大小判斷“四法”

判斷方法方法解讀

將電荷量、電勢及正負(fù)號一起代入公式EpA=計算，E>0時值越大，電勢能越大；

公式法PA

時絕對值越大，電勢能越小

EPA<0

電勢高

同一正電荷在電勢越高的地方電勢能越大；同一負(fù)電荷在電勢越低的地方電勢能越大

低法

靜電力

靜電力做正功，電勢能減小;靜電力做負(fù)功，電勢能增加

做功法

能量守在電場中,若只有靜電力做功時，電荷的動能和電勢能相互轉(zhuǎn)化而且其和守恒,動能增

恒法加，電勢能減小;反之，動能減小，電勢能增加

題上靜電紡紗利用了高壓靜電場的兩個電極使單纖維兩端帶上異種電荷，如圖所示，則（）

A.圖中虛線是電場線，電勢口=爆

B.圖中虛線是等勢線，電場強度為=為

C.電子在A點的電勢能大于其在。點的電勢能

D.將一電子從。移動到。，電場力做功為零

而］2如圖所示，圓的直徑PQ與相互垂直，有3個點電荷分別固定在P點、Q點和〃■點、其中P、Q兩點

的電荷所帶電荷量絕對值均為q,位于M點的電荷帶正電。若N點電場強度為0，則下列說法正確的是

()

A.P點的電荷帶正電

B.7W'點的電荷所帶電荷量為2方q

C.電場中。點電勢低于N點電勢

D.一個帶正電的試探電荷從。點沿直線向M運動過程中電勢能逐漸增大

二、電勢差與電場強度的關(guān)系

1.在勻強電場中由公式U=Ed得出的“一式二結(jié)論”

尸=衛(wèi)_%d是沿電場線

一d~qd~’方向上的距離

［一式；

勻強電場中的任一線段勻強電場中若兩線段

48的中點C的電勢AB//CD,B.AB=CD,

<PA+<PB則〃B=Us(或利-/=

<PC-(PD)

2.等分法及其應(yīng)用

(1)等分法：

如果把某兩點間的距離等分為八段，則每段兩端點的電勢差等于原電勢差的工，采用這種等分間距求電勢

n

問題的方法,叫作等分法。

⑵“等分法”的應(yīng)用思路:???

如圖所示，在勻強電場中,將帶電量為一6x10-6。的點電荷從電場中的A點移到B點，電場力做了—2.4

xICJTJ的功，再從B點移到。點，電場力做了1.2x的功。已知電場的方向與AAB。所在的平面平

行。下列說法正確的是（）

A.力、B兩點的電勢差UAB=-WB.B、。兩點的電勢差UBC=2V

C.A點的電勢比。點的電勢高D.場強的方向垂直于AC指向8

回2如圖所示,半徑為0.5館的圓處在勻強電場中，電場線與圓所在的平面平行。AB和CD是圓的兩個直

徑，。為圓心，兩直徑的夾角為60°。沿直線從入到每過1cm電勢降0.1V,沿直線從。到。，每過1cm

電勢降0.2U,則下列判斷正確的是（）

A.B點電勢比。點電勢高

B.勻強電場的電場強度大小為20V/m

C.電場方向與AB垂直

D.將一個帶負(fù)電的粒子從。沿圓弧順時針移動到。，電勢能不斷增大

三、電場線、等勢面及運動軌跡的問題

1.幾種典型電場的等勢面

電場等勢面重要描述

電場wt筍勢面

--?

--?

勻強電場--?垂直于電場線的一簇平面

--?

--?

點電荷

以點電荷為球心的一簇球面

的電場

電黑了勢面

41

等量異種卜'

*/

點電荷的K、連線的中垂線上電勢處處為零

電場111i\11

Il

等量同種

1兩點電荷連線上，中點的電勢最低；中

（正）點電荷

1垂線上，中點的電勢最高

的電場

!1

1?iW￥!

2.帶電粒子在電場中運動軌跡問題的分析方法

（1）從軌跡的彎曲方向判斷受力方向（軌跡向合外力方向彎曲），從而分析電場方向或電荷的正負(fù)。

（2）結(jié)合軌跡、速度方向與靜電力的方向，確定靜電力做功的正負(fù)，從而確定電勢能、電勢和電勢差的變化

等。

（3）根據(jù)動能定理或能量守恒定律判斷動能的變化情況。

吼工等量異種電荷+Q、—Q的等勢線分布如圖所示，相鄰的等勢線間電勢差均相等，點a、6、c連線與兩電

荷的連線平行，且ab=bc。一帶負(fù)電的點電荷河僅在靜電力的作用下經(jīng)過a點時速度方向如圖，經(jīng)過b

所在等勢線到達(dá)c所在等勢線，取無窮遠(yuǎn)處電勢為零。下列說法正確的是（）

A.a、c兩點的電勢相等

B.a、c兩點的電場強度相同

C.點電荷/■穿越a、6、c等勢線時電勢能滿足凡

D.點電荷M仄a點到等勢面6,從等勢面b到等勢面c過程中，動能的變化量相等

廁2如圖所示，虛線a、b、c代表電場中三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab=實線為一帶

正電的質(zhì)點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點，據(jù)此可知（）

A.三個等勢面中，c的電勢最高

B.帶電質(zhì)點在P點具有的電勢能比在Q點具有的電勢能小

C.帶電質(zhì)點通過P點時的動能比通過Q點時小

D.帶電質(zhì)點通過P點時的加速度比通過Q點時小

【綜合提升專練】

〔題目〔1〕如圖，電荷量為+q的點電荷與均勻帶電薄板相距2d,點電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何中心。

若圖中A點的電場強度為0,無窮遠(yuǎn)處的電勢為零，則下列說法正確的是（）

A.A點的電勢為零

B.B點的電場強度為零

C.A點的電勢低于B點的電勢

D.同一試探電荷在A點的電勢能小于其在B點的電勢能

題目囪如圖所示，在空間內(nèi)存在一個勻強電場,立方體ABCD-ABiGDi,其中力、B、。、4各點的電勢分

別為心=2V,0石二4V，0c=6V,0,立方體的棱長Q=1m,則下列說法正確的是（）

A.勻強電場的場強大小為

B.勻強電場的場強大小為

C.將電子由。點沿立方體棱邊移動到。1，電勢能增加2eV

D.將質(zhì)子由人點沿立方體棱邊移動到場，電勢能減少2eV

題目⑶有研究表明，當(dāng)興奮情緒傳播時，在人的體表可以測出與之對應(yīng)的電勢變化。某一瞬間人體表面的

電勢分布圖如圖所示，圖中實線為等差等勢面,標(biāo)在等勢面上的數(shù)值分別表示該等勢面的電勢，a、b、c、d

為等勢面上的點,該電場可等效為兩等量異種電荷產(chǎn)生的電場，a、6為兩電荷連線上對稱的兩點，c、d為

兩電荷連線中垂線上對稱的兩點。下列說法中正確的是（）

A.a、6兩點的電場強度不同

B.c點的電勢大于d點的電勢

C.將帶正電的試探電荷從b點移到d點,其電勢能增加

D.負(fù)電荷在c點的電勢能小于在a點的電勢能

題目④兩個位于紙面內(nèi)的點電荷產(chǎn)生的電場的等勢面如圖中實線所示,相鄰等勢面間的電勢差相等，虛線

是一個電子在該電場中的運動軌跡，軌跡與某等勢面相切于P點。下列說法正確的是（）

A

M

A.兩點電荷可能是異種點電荷B.A點的電場強度比B點的大

C.A點的電勢高于B點的電勢D.電子運動到P點時動能最大

題目回一接地金屬板垂直紙面水平放置，在金屬板延長線上垂直紙面放置一均勻帶電金屬棒，如圖為兩者

周圍的電場線和等勢線分布圖，a、b為同一實線弧上兩點，c、d為同一虛線弧上兩點，則（）

A.如6兩點電勢相等B.c、d兩點電場強度相同

C.金屬板上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷均勻分布D.電子從c移到Q,電場力做正功

題目回如圖所示，ABC為邊長為L的等邊三角形，電荷量為+q的點電荷固定在A點,先將一電荷量也為

+q的點電荷Q1從無窮遠(yuǎn)處（電勢為0）移到。點，此過程中電場力做功為-W,再將Q1從。點沿移到

B點并固定，最后將一電荷量為+2q的點電荷Q2從無窮遠(yuǎn)處移到。點，已知靜電力常量為瓦下列說法正

確的有（）

BC

A.Q移入之前，。點的電勢為一把

q

B.Q從。點移到B點的過程中，電勢能先減小后增大

C.Q從無窮遠(yuǎn)處移到。點的過程中，克服電場力做功為4W

D.Q2在。點所受電場力大小為“削

題目⑶如圖所示,正六邊形ABCDEF的B、。兩點各固定一個帶電荷量為+q的點電荷，O為正六邊形的

幾何中心。則下列說法正確的是（）

A,_______P

C+?

A.O點電場強度為0

B.。點電場強度方向由。指向P

C.電子在F點的電勢能比其在。點的電勢能小

D.O、A兩點間的電勢差和O、E兩點間的電勢差相等

題目瓦）如圖，△abc中be=4cm,/acb=30°。勻強電場的電場線平行于△&&￡：所在平面，且a、6、c點的電

勢分別為6U、—3V、6V。下列說法中正確的是（）

外、

?、、

/''、、、

/'、'、、

/'、、、、.

Q,-----------------------------------------XC

A.電場強度的方向沿ac方向B.電場強度的大小為450V77n

C.電子從。點移動到b點，電場力做功為18eVD.電子從。點移動到b點，電勢能增加了18eV

題目回空間有一如圖所示圓錐形區(qū)域，。為頂點，為底面圓的直徑，A、。兩點分別是兩母線OB、OD

的中點。在頂點。處固定一帶正電的點電荷，下列說法中正確的是（）

o

D

A.平行于底面且圓心為Q的截面為等勢面

B.A點電場強度大小是B點電場強度大小的4倍

C.將一帶正電的試探電荷從B點沿直徑移到。點，其電勢能先增大后減小

D.一個電子僅在。處點電荷的作用下，可以沿圓錐底面圓周做勻速圓周運動

題目i（r）人體的細(xì)胞膜由磷脂雙分子層組成,雙分子層之間存在電壓（醫(yī)學(xué)上稱為膜電位）,使得只有帶特定

電荷的粒子才能通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。如圖初速度為零的正一價鈉離子僅在電場力的作用下,從細(xì)胞膜

外A點運動到細(xì)胞膜內(nèi)B點,則下列說法正確的是（）

4細(xì)胞膜外

細(xì)胞核

細(xì)胞膜

玄細(xì)胞膜內(nèi)

A.A點電勢高于B點電勢

B.鈉離子的電勢能減小

C.若膜內(nèi)的電場可看作勻強電場,鈉離子的加速度變大

D.若膜電位上升但細(xì)胞膜厚度不變，鈉離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的速度增大

題目兀如圖，兩個帶等量負(fù)電的點電荷分別位于，軸上的P、Q兩點，其位置關(guān)于點。對稱。a、b、c、d四

點位于以O(shè)點為圓心的圓周上，a、b連線平行于立軸，c、d是圓與沙軸的交點。下列說法正確的是

（）

4c

A.a、&兩點的場強不同

B.a、6兩點的電勢不同

C.正檢驗電荷由靜止開始僅在電場力作用下從c點運動到d點，電勢能先減小后增大

D.若兩電荷在圖中圓上任一點的電場強度大小分別是耳、星，則占+占為定值

題目運一勻強電場的方向平行于，平面,平面內(nèi)a、b、c三點的位置如圖所示，三點的電勢分別為10V、

16V>22VO下列說法正確的是（）

八y/m

6生------------,

4-

2-

0------1------1------——?

246x/m

A.電場強度的方向從c點指向a點

B.電場強度的大小￡=，^1//??

C.電子在a點的電勢能比在b點的低

D.將一正電荷從c點移至a點比從b點移至a點電場力做的功多

畫目⑨如圖所示，虛線O、4B、。是某勻強電場中的5