2026版创新设计高考一轮复习物理学生用-第2讲　电场能的性质.docxVIP

第2讲电场能的性质

学习目标1.理解电势、电势能、电势差的概念,掌握静电力做功与电势能变化的关系。2.掌握匀强电场中电势差与电场强度的关系。3.会处理电场线、等势面与运动轨迹结合问题。

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1.思考判断

(1)电场中电场强度为零的地方电势一定为零。()

(2)等势面是客观存在的,电场线与等势面一定垂直。()

(3)静电力做功与路径无关。()

(4)带电粒子仅受静电力作用时,一定从电势能大的地方向电势能小的地方移动。()

(5)由于静电力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关。()

(6)等差等势面越密的地方,电场线越密,电场强度越大。()

(7)电场中电势降低的方向,就是电场强度的方向。()

2.(人教版必修第三册P34T3改编)如图所示,下列说法正确的是()

A.φAφB

B.负电荷在A点时的电势能大于在B点时的电势能

C.负电荷由B移动到A时静电力做正功

D.UAB0

考点一静电力做功、电势能和电势

1.静电力做功

2.电势高低的判断

判断依据

判断方法

电场线方向

沿电场线方向电势逐渐降低

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

静电力

做功

根据UAB＝WABq，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φ

3.电势能大小的判断

判断方法

方法解读

公式法

将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Ep=qφ,计算得到的值越大,电势能越大

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

做功法

静电力做正功,电势能减小;静电力做负功,电势能增加

能量

守恒法

在电场中,若只有静电力做功时,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

例1(多选)(2025·湖南长沙雅礼中学开学考)带电荷量分别为+Q1和-Q2(Q1Q2)的两个点电荷固定放置,两点电荷连线中点为O,M、N两点位于两电荷连线上,P点位于两点电荷连线中垂线上,如图所示,则下列判断正确的是()

A.O点的电场强度小于P点的电场强度

B.N点的电势高于M点的电势

C.负试探电荷在N点的电势能小于其在M点的电势能

D.将正点电荷由N点移到M点,静电力做负功

听课笔记

例2(多选)(2023·辽宁卷,9)如图(a)为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图,图(b)为四极杆内垂直于x轴的任意截面内的等势面分布图,相邻两等势面间电势差相等,则()

A.P点电势比M点的低

B.P点电场强度大小比M点的大

C.M点电场强度方向沿z轴正方向

D.沿x轴运动的带电粒子,电势能不变

听课笔记

跟踪训练

1.(多选)(2023·海南卷,12)如图所示,正三角形三个顶点固定三个带等量电荷的点电荷,其中A、B带正电,C带负电,O、M、N为AB边的四等分点,下列说法正确的是()

A.M、N两点电场强度相同

B.M、N两点电势相同

C.负电荷在M点的电势能比在O点时要小

D.负电荷在N点的电势能比在O点时要大

考点二电势差与电场强度的关系

1.匀强电场中电势差与电场强度的关系

(1)关系式:UAB=Ed,d为A、B两点沿电场方向的距离。

(2)判断方法:沿电场强度方向电势降落最快。

(3)两个推论:①如图甲所示,C点为线段AB的中点,则有φC=φA

②如图乙所示,AB∥CD,且AB=CD,则UAB=UCD。

2.非匀强电场中公式U=Ed的定性应用

(1)判断电场强度大小:根据E=Ud,等差等势面越密,

(2)判断电势差的大小:根据U=Ed,距离相等的两点间,E越大,U越大。

例3(多选)如图所示,在电场中有一等边三角形OPC,O点位于坐标原点,OC与x轴重合,P点坐标为(2,23),A、B分别为OP、PC的中点,坐标系处于匀强