高三物理一輪復(fù)習(xí) 必考部分 第6章 靜電場 第2節(jié) 電場能的性質(zhì)(2021年最新整理)

1、（江蘇專用）2018屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 必考部分 第6章 靜電場 第2節(jié) 電場能的性質(zhì)（江蘇專用）2018屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 必考部分 第6章 靜電場 第2節(jié) 電場能的性質(zhì) 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對，但是難免會有疏漏的地方，但是任然希望（江蘇專用）2018屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 必考部分 第6章 靜電場 第2節(jié) 電場能的性質(zhì)）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動力。本文可編輯可修改，如果覺得對您有幫助請收藏以便隨時查閱，最后

2、祝您生活愉快 業(yè)績進(jìn)步，以下為（江蘇專用）2018屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 必考部分 第6章 靜電場 第2節(jié) 電場能的性質(zhì)的全部內(nèi)容。18第2節(jié)電場能的性質(zhì)知識點1電場力做功與電勢能1電場力做功（1）特點：電場力做功和路徑無關(guān)，只與初、末位置有關(guān)（2）計算方法wqed，只適用于勻強(qiáng)電場，其中d為沿電場線方向的位移wabquab，適用于任何形式的電場2電勢能（1)定義:電荷在電場中某點的電勢能,等于靜電力把它從該點移動到零勢能位置時所做的功(2）靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系靜電力做的功等于電勢能的減少量,wabepaepb。（3）電勢能的相對性，電勢能是相對的，通常把電荷在離場源電荷無窮遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)

3、定為零，或把電荷在地球表面的電勢能規(guī)定為零知識點2電勢與等勢面1電勢(1）定義式：。（2)矢標(biāo)性：電勢是標(biāo)量，其大小有正負(fù)之分,其正(負(fù)）表示該點電勢比電勢零點高(低)（3)相對性：電勢具有相對性，同一點的電勢因電勢零點選取的不同而不同2等勢面的特點（1）等勢面一定與電場線垂直，即跟場強(qiáng)的方向垂直(2)在等勢面上移動電荷時電場力不做功（3)電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面(4)等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度越大，反之越小知識點3電勢差1定義式uab.2電勢差與電勢的關(guān)系uabab.3影響因素電勢差uab由電場本身的性質(zhì)決定，與移動的電荷q及電場力做的功wab無關(guān)，與零勢點的選取無關(guān)4

4、勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系（1)電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系式:ued，其中d為電場中兩點間沿電場線方向的距離(2）電場強(qiáng)度的方向和大?。弘妶鲋?，場強(qiáng)方向是指電勢降低最快的方向在勻強(qiáng)電場中,場強(qiáng)在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢1正誤判斷(1）電場力做功與重力做功相似，均與路徑無關(guān)（）(2）電場中電場強(qiáng)度為零的地方電勢一定為零（）（3）沿電場線方向電場強(qiáng)度越來越小，電勢逐漸降低（）（4）a、b兩點間的電勢差等于將正電荷從a點移到b點時靜電力所做的功()（5)a、b兩點的電勢差是恒定的,所以uabuba。（）（6)電場線越密集的地方，等差等勢線也越密集()2(對電勢、電勢能的理解)關(guān)于靜電

5、場，下列說法正確的是(） 【導(dǎo)學(xué)號：96622105】a電勢等于零的物體一定不帶電b電場強(qiáng)度為零的點，電勢一定為零c同一電場線上的各點，電勢一定相等d負(fù)電荷沿電場線方向移動時，電勢能一定增加【答案】d3(電勢和電場強(qiáng)度關(guān)系的理解)（多選）（2014全國卷)關(guān)于靜電場的電場強(qiáng)度和電勢，下列說法正確的是（）a電場強(qiáng)度的方向處處與等勢面垂直b電場強(qiáng)度為零的地方，電勢也為零c隨著電場強(qiáng)度的大小逐漸減小,電勢也逐漸降低d任一點的電場強(qiáng)度總是指向該點電勢降落最快的方向【答案】ad4（對電勢差概念的理解）（多選）關(guān)于電勢差的計算公式，下列說法正確的是（) 【導(dǎo)學(xué)號:96622106】a電勢差的公式uab說明

6、兩點間的電勢差uab與電場力做的功wab成正比，與移動電荷的電荷量q成反比b把正電荷從a點移到b點電場力做正功，則有uab0c電勢差的公式uab中，uab與移動電荷的電荷量q無關(guān)d電場中a、b兩點間的電勢差uab等于把正電荷q從a點移動到b點時電場力所做的功【答案】bc5(等勢面與電場力做功) （2015全國卷)如圖6.2。1，直線a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場中的兩組平行線，m、n、p、q是它們的交點,四點處的電勢分別為m、n、p、q。一電子由m點分別運(yùn)動到n點和p點的過程中，電場力所做的負(fù)功相等則（)圖6。2。1a直線a位于某一等勢面內(nèi)，mqb直線c位于某一等勢面內(nèi)，mnc若電子由m點運(yùn)動到

7、q點，電場力做正功d若電子由p點運(yùn)動到q點，電場力做負(fù)功【答案】b核心精講1電勢高低的判斷（1）依據(jù)電場線方向:沿電場線方向電勢逐漸降低（2）依據(jù)電場力做功：根據(jù)uab，將wab、q的正負(fù)號代入，由uab的正負(fù)判斷a、b的高低（3）依據(jù)場源電荷的正負(fù)：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；靠近正電荷處電勢高，靠近負(fù)電荷處電勢低2電勢能大小的判斷（1)做功判斷法：電場力做正功，電勢能減??；電場力做負(fù)功,電勢能增加(2)電荷電勢法:正電荷在電勢高的地方電勢能大，負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大（3)公式法：由epqp，將q、p的大小、正負(fù)號一起代入公式,ep的正值越大，電勢能

8、越大；ep的負(fù)值越小,電勢能越大（4)能量守恒法：在電場中，若只有電場力做功時，電荷的動能和電勢能相互轉(zhuǎn)化，動能增加，電勢能減小；反之,動能減小，電勢能增加題組通關(guān)1(多選）(2015江蘇高考)兩個相同的負(fù)電荷和一個正電荷附近的電場線分布如圖6。22所示c是兩負(fù)電荷連線的中點,d點在正電荷的正上方，c、d到正電荷的距離相等,則()圖62。2aa點的電場強(qiáng)度比b點的大ba點的電勢比b點的高cc點的電場強(qiáng)度比d點的大dc點的電勢比d點的低acd根據(jù)電場線的分布圖，a、b兩點中，a點的電場線較密，則a點的電場強(qiáng)度較大，選項a正確;沿電場線的方向電勢降低,a點的電勢低于b點的電勢,選項b錯誤；由于c、

9、d關(guān)于正電荷對稱，正電荷在c、d兩點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小相等、方向相反；兩負(fù)電荷在c點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為0，在d點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向向下,根據(jù)電場的疊加原理，c點的電場強(qiáng)度比d點的大,選項c正確；c、d兩點中c點離負(fù)電荷的距離更小,c點電勢比d點低，選項d正確2（2015北京市東城區(qū)模擬）如圖6。2.3所示，實線表示某勻強(qiáng)電場的電場線，虛線表示該電場的等勢面下列判斷正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：96622107】圖6.2.3a1、2兩點的場強(qiáng)不相等b2、3兩點的電勢不相等c1、2兩點間的電勢差等于1、3兩點間的電勢差d電荷在1點具有的電勢能一定大于其在2點具有的電勢能c勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)處處相同，選項a錯誤；

10、2、3兩點在同一等勢面上，電勢相等,故1、2兩點間的電勢差等于1、3兩點間的電勢差，選項b錯誤，c正確；沿著電場線方向,電勢逐漸降低，即12,正電荷在電勢高處,電勢能大，而負(fù)電荷在電勢高處,電勢能小，由于電荷的正、負(fù)未知,電荷在1點處具有的電勢能不一定大于其在2點處具有的電勢能，選項d錯誤名師微博1電勢和電勢能都是標(biāo)量，具有相對性,其正、負(fù)表示大小，某點電勢為零，該點的電勢能也一定為零2電勢和電場強(qiáng)度是兩個不同的物理量,分別從能的角度和力的角度描述電場，二者在大小上無必然聯(lián)系核心精講1幾種常見的典型電場的等勢面比較電場等勢面(實線)圖樣重要描述勻強(qiáng)電場垂直于電場線的一簇平面點電荷的電場以點電荷

11、為球心的一簇球面等量異種點電荷的電場連線的中垂線上的電勢為零等量同種正點電荷的電場連線上,中心電勢最低，而在中垂線上，中點電勢最高2.此類問題的解題方法可歸納為以下幾點（1）運(yùn)動粒子的曲線軌跡必定向電場力方向彎曲，即電場力方向指向曲線的內(nèi)側(cè)，且運(yùn)動軌跡必定在v和f之間先畫出入射點的軌跡切線，即畫出初速度的方向;再根據(jù)軌跡的彎曲方向，確定電場力方向（2）電場線和等勢面垂直，電場線從高電勢指向低電勢（3）先根據(jù)電場線的方向以及疏密情況，確定場強(qiáng)及電性情況，定性判斷電場力(或加速度）的大小和方向；再根據(jù)電場力方向與速度方向的關(guān)系來判斷速度的變化情況以及運(yùn)動性質(zhì)(4)根據(jù)電場力方向與速度方向的關(guān)系來判

12、斷電場力做功情況及判斷電勢能的變化情況，另外可以通過能量的轉(zhuǎn)化和守恒確定電勢能及動能的變化情況題組通關(guān)3（2016全國甲卷)如圖6.2。4所示，p是固定的點電荷，虛線是以p為圓心的兩個圓帶電粒子q在p的電場中運(yùn)動,運(yùn)動軌跡與兩圓在同一平面內(nèi)，a、b、c為軌跡上的三個點若q僅受p的電場力作用，其在a、b、c點的加速度大小分別為aa、ab、ac，速度大小分別為va、vb、vc。則()圖62-4aaaabac，vavcvbbaaabac，vbvcvacabacaa，vbvcvadabacaa，vavcvbda、b、c三點到固定的點電荷p的距離rbrcecea，故帶電粒子q在這三點的加速度abacaa

13、.由運(yùn)動軌跡可知帶電粒子q所受p的電場力為斥力，從a到b電場力做負(fù)功,由動能定理quabmvmvvc，故vavcvb，選項d正確4(多選）位于正方形四頂點上的四個等量點電荷的電場線分布如圖6。2。5所示，ab、cd分別是正方形兩條邊的中垂線，o點為中垂線的交點,p、q分別為cd、ab上的點則下列說法正確的是（)【導(dǎo)學(xué)號：96622108】圖6.2。5ap、o兩點的電勢關(guān)系為pobp、q兩點的電場強(qiáng)度的大小關(guān)系為eqepc若在o點放一正點電荷,則該正點電荷受到的電場力不為零d若將某一負(fù)電荷由p點沿著圖中曲線pq移到q點，電場力做負(fù)功ab根據(jù)電場疊加，由圖象可知ab、cd兩中垂線上各點的電勢都為零

14、，所以p、o兩點的電勢相等,a正確；電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小，根據(jù)圖象知epeq，b正確;四個點電荷在o點產(chǎn)生的電場相互抵消，場強(qiáng)為零，故在o點放一正點電荷,則該正點電荷受到的電場力為零，c錯誤；p、q電勢相等,若將某一負(fù)電荷由p點沿著圖中曲線pq移到q點，電場力做功為零，d錯誤核心精講1公式e的三點注意（1）只適用于勻強(qiáng)電場；(2）d為某兩點沿電場強(qiáng)度方向上的距離，或兩點所在等勢面之間的距離;(3)電場強(qiáng)度的方向是電勢降低最快的方向2由e可推出的兩個重要推論推論1:如圖6.2。6所示，勻強(qiáng)電場中任一線段ab的中點c的電勢，等于兩端點電勢的等差中項，即c.圖6。2。6證明：設(shè)accbd，則a

15、cedcos ,cbedcos 所以有：c。推論2：如圖6。27所示，若勻強(qiáng)電場中兩線段abcd且abcd，則abcd.圖62。7證明:設(shè)abcdd,則abedcos ，cdedcos 所以有：abcd。師生共研（多選)如圖62。8所示，a、b、c、d、e、f為勻強(qiáng)電場中一個邊長為10 cm的正六邊形的六個頂點，a、b、c三點電勢分別為1 v、2 v、3 v,正六邊形所在平面與電場線平行下列說法正確的是（）圖6。28a通過cd和af的直線應(yīng)為電場中的兩條等勢線b勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為10 v/mc勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度方向為由c指向ad將一個電子由e點移到d點，電子的電勢能將減少1.61019

16、j【合作探討】（1)在勻強(qiáng)電場中，確定等勢線的一般方法是什么？提示:利用幾何關(guān)系確定兩個等勢點,它們的連線就是等勢線（2)由題知uba1 v，問ude為多少伏？提示：udeuba1 v.（3）該題中如何求電場強(qiáng)度的大??？提示:由e求出，而d是沿電場線方向上的距離，電場線與等勢線垂直，故先確定等勢線acd因ac的中點電勢為2 v，所以be為等勢線，cd、af同為等勢線，故a正確；ca為電場線方向，電場強(qiáng)度大小e v/m v/m，故b錯誤，c正確；由uedubc1 v，wedeued1.61019 j.題組通關(guān)5如圖6。2。9所示，以o點為圓心,以r0。2 m為半徑的圓與坐標(biāo)軸交點分別為a、b、c

17、、d,該圓所在平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向與x軸正方向成60角，已知a、b、c三點的電勢分別為4 v、4 v、4 v，則下列說法正確的是（） 【導(dǎo)學(xué)號：96622109】圖6.29a該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)e40 v/mb該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)e80 v/mcd點的電勢為4 vdd點的電勢為2 vc由電場公式可得e40(v/m），則選項a、b錯誤；由對稱性可得uabudc,44d(4）,解得d4 v，則選項c正確6（多選）如下列選項所示,a、b、c是勻強(qiáng)電場中平行于電場線的某一平面上的三個點,各點的電勢分別為a5 v,b2 v，c3 v，h、f三等分ab，g為ac的中點,則能正確表示該電場強(qiáng)度方向的是(）b

18、c勻強(qiáng)電場中將任一線段等分，則電勢差等分把a(bǔ)b等分為三段，ab間電壓為3 v,則每等分電壓為1 v，h點電勢為4 v，f點電勢為3 v，將fc相連，則fc為等勢線，電場線垂直于fc，從高電勢指向低電勢，c正確;把a(bǔ)c相連，分為兩份，ac電壓為2 v，則g點電勢為4 v，gh為等勢線，電場線垂直于gh，從高電勢指向低電勢，b正確核心精講1求電場力做功的幾種方法（1）由公式wflcos 計算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場,可變形為weqlcos .(2）由wabquab計算，此公式適用于任何電場(3）由電勢能的變化計算：wabepaepb。(4)由動能定理計算:w電場力w其他力ek.2電場中的功能關(guān)系(

19、1)若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變（2)若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能之和保持不變（3)除重力、彈簧彈力之外,其他各力對物體做的功等于物體機(jī)械能的變化(4)所有外力對物體所做的功等于物體動能的變化師生共研考向1電場中功能關(guān)系的定性分析（多選)（2015四川高考)如圖62。10所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是o,最低點是p，直徑mn水平，a、b是兩個完全相同的帶正電小球（視為點電荷)，b固定在m點，a從n點靜止釋放,沿半圓槽運(yùn)動經(jīng)過p點到達(dá)某點q(圖中未畫出)時速度為零，則小球a（)圖6。2。10a從n到q的過程中，重力與庫侖力的合力先增大后減小b從n到p的過程中

20、，速率先增大后減小c從n到q的過程中，電勢能一直增加d從p到q的過程中,動能減少量小于電勢能增加量【合作探討】(1）從n到q的過程中，庫侖力的大小怎么變？提示：由庫侖定律知，庫侖力變大(2)從p到q的過程中，有哪些能量發(fā)生怎樣的變化？提示：動能減小，重力勢能增加，電勢能增加bc小球a從n點釋放一直到達(dá)q點的過程中，a、b兩球的距離一直減小,庫侖力變大,a受重力不變，重力和庫侖力的夾角從90一直減小,故合力變大，選項a錯誤；小球a從n到p的過程中，速度方向與重力和庫侖力的合力方向的夾角由小于90到大于90,故庫侖力與重力的合力先做正功后做負(fù)功，a球速率先增大后減小，選項b正確；小球a由n到q的過

21、程中庫侖力一直做負(fù)功，電勢能一直增加，選項c正確；小球a從p到q的過程中，減少的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能和電勢能之和,故動能的減少量大于電勢能的增加量,則選項d錯誤考向2電場中功能關(guān)系的定量計算(2014全國卷）如圖6。2。11所示,o、a、b為同一豎直平面內(nèi)的三個點,ob沿豎直方向，boa60，oboa。將一質(zhì)量為m的小球以一定的初動能自o點水平向右拋出，小球在運(yùn)動過程中恰好通過a點使此小球帶電，電荷量為q(q0）,同時加一勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)方向與oab所在平面平行現(xiàn)從o點以同樣的初動能沿某一方向拋出此帶電小球，該小球通過了a點，到達(dá)a點時的動能是初動能的3倍;若該小球從o點以同樣的初動能沿另一方向拋

22、出，恰好通過b點，且到達(dá)b點時的動能為初動能的6倍，重力加速度大小為g。求:圖6。2.11(1)無電場時，小球到達(dá)a點時的動能與初動能的比值；（2)電場強(qiáng)度的大小和方向【規(guī)范解答】(1）設(shè)小球的初速度為v0，初動能為ek0，從o點運(yùn)動到a點的時間為t，令oad，則obd，根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律有dsin 60v0tdcos 60gt2又有ek0mv由式得ek0mgd設(shè)小球到達(dá)a點時的動能為eka，則ekaek0mgd由式得。(2）加電場后，小球從o點到a點和b點,高度分別降低了和，設(shè)電勢能分別減小epa和epb，由能量守恒及式得epa3ek0ek0mgdek0epb6ek0ek0mgdek0在勻強(qiáng)

23、電場中，沿任一直線，電勢的降落是均勻的設(shè)直線ob上的m點與a點等電勢，m與o點的距離為x，如圖，則有解得xd。ma為等勢線，電場必與其垂線oc方向平行設(shè)電場方向與豎直向下的方向的夾角為，由幾何關(guān)系可得30。即電場方向與豎直向下的方向的夾角為30設(shè)場強(qiáng)的大小為e,有qedcos 30epa由式得e.【答案】(1)(2）方向：與豎直向下成30夾角向右題組通關(guān)7（多選)如圖62。12所示,三根絕緣輕桿構(gòu)成一個等邊三角形，三個頂點上分別固定a、b、c三個帶正電的小球小球質(zhì)量分別為m、2m、3m，所帶電荷量分別為q、2q、3q。cb邊處于水平面上，abc處于豎直面內(nèi)，整個裝置都處于方向與cb邊平行向右的

24、勻強(qiáng)電場中現(xiàn)讓該裝置繞過中心o并與三角形平面垂直的軸順時針轉(zhuǎn)過120角,則a、b、c三個球所構(gòu)成的系統(tǒng)的（）圖62。12a電勢能不變b電勢能減小c重力勢能減小d重力勢能增大ad設(shè)絕緣輕桿長為2d，電場強(qiáng)度為e，順時針轉(zhuǎn)過120過程中，電場力對a球做功waeqd。對b球做功wbe2q2d4eqd.對c球做功wce3qd.電場力對三個小球做總功為零,故三個小球組成的系統(tǒng)電勢能不變，a項正確，b項錯；以bc邊所在水平面為零勢能面，則系統(tǒng)初態(tài)重力勢能為mgh(h為a點到bc的距離），轉(zhuǎn)過120后，系統(tǒng)重力勢能為3mgh，重力勢能增大，d項正確,c項錯8（2015全國卷）如圖6。2。13所示，一質(zhì)量為m

25、、電荷量為q(q0）的粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動,a、b為其運(yùn)動軌跡上的兩點已知該粒子在a點的速度大小為v0，方向與電場方向的夾角為60；它運(yùn)動到b點時速度方向與電場方向的夾角為30。不計重力求a、b兩點間的電勢差【導(dǎo)學(xué)號：96622110】圖6.2.13【解析】設(shè)帶電粒子在b點的速度大小為vb.粒子在垂直于電場方向的速度分量不變，即vbsin 30v0sin 60由此得vbv0設(shè)a、b兩點間的電勢差為uab，由動能定理有quabm(vv）聯(lián)立式得uab。【答案】典題示例如圖6。214所示，空間中存在沿x軸的靜電場，其電勢沿x軸的分布如圖所示x1、x2、x3、x4是x軸上的四個點，質(zhì)量為m、帶電量為

26、q的粒子（不計重力)，以初速度v0從o點沿x軸正方向進(jìn)入電場，在粒子沿x軸運(yùn)動的過程中,下列說法正確的是（)圖6。2。14a粒子在x2點的速度為0b從x1到x3點的過程中,粒子的電勢能先減小后增大c若粒子能到達(dá)x4處,則v0的大小至少應(yīng)為d若v0，則粒子在運(yùn)動過程中的最大動能為3q0c根據(jù)沿著電場線方向電勢逐漸降低，由.t圖象，畫出沿x軸方向的場強(qiáng)方向（圖中箭頭指向)及各點電勢分布如圖所示由圖示知，o和x2兩點電勢相等，o到x2過程,電場力做功為0，動能不變,故粒子在x2點的速度為v0，選項a錯誤；從x1到x3過程中,電場力對負(fù)電荷一直做負(fù)功，粒子的電勢能一直增加，選項b錯誤；從x3到x4過程中，電場力對負(fù)電荷做正功，故粒子若能到達(dá)x4點,需能到達(dá)x3點粒子恰好到達(dá)x3，由動能定理得wq0mv,故v0大小至少為,選項c正確；粒子運(yùn)動過程中，電場力所做正功的最大值為q0，若v0，則動能最大值為2q0，選項