高考物理核心高頻考點專題備考專題36 電場能的性質(zhì)（原卷版）

專題36電場能的性質(zhì)1.電勢高低的四種判斷方法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=WABq,將WAB、q的正負號代入,由UAB的正負判斷A、B的高低。③依據(jù)場源電荷的正負:取無窮遠處電勢為零,正電荷周圍電勢為正值,負電荷周圍電勢為負值;靠近正電荷處電勢高,靠近負電荷處電勢低。④依據(jù)電勢能的高低:正電荷在電勢能大處電勢較高,負電荷在電勢能大處電勢較低。(2)電勢能大小的四種判斷方法①做功判斷法:電場力做正功,電勢能減小;電場力做負功,電勢能增大。②電荷電勢法:正電荷在電勢高的地方電勢能大,負電荷在電勢低的地方電勢能大。③公式法:由Ep=q,將q、的大小、正負號一起代入公式進行判斷。④能量守恒法:在電場中,若只有電場力做功,電荷的動能和電勢能相互轉(zhuǎn)化,動能增大時,電勢能減小,反之電勢能增大。2.幾種典型電場的等勢線(面)電場等勢線(面)重要描述勻強電場垂直于電場線的一簇平面點電荷的電場以點電荷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電勢處處為零等量同種(正)點電荷的電場連線上,中點的電勢最低;中垂線上,中點的電勢最高3.帶電粒子在電場中運動軌跡問題的分析方法(1)判斷速度方向:帶電粒子運動軌跡上某點的切線方向為該點處的速度方向。(2)判斷電場力(或電場強度)的方向:僅受電場力作用時,帶電粒子所受電場力方向指向軌跡曲線的凹側(cè),再根據(jù)粒子的正負判斷電場強度的方向。(3)判斷電場力做功的正負及電勢能的增減:若電場力與速度方向成銳角,則電場力做正功,電勢能減少;若電場力與速度方向成鈍角,則電場力做負功,電勢能增加。4.在勻強電場中由公式U=Ed得出的“一式二結(jié)論”5.等分法及其應(yīng)用(1)等分法:在勻強電場中,如果把某兩點間的距離等分為n段,則每段兩端點的電勢差等于原電勢差的1n(2)用“等分法”求勻強電場中某點的電勢以及電場強度方向的一般思路6.E=Ud(1)解釋等差等勢面的疏密與電場強度大小的關(guān)系:當(dāng)電勢差U一定時,電場強度E越大,則沿電場強度方向的距離d越小,即電場強度越大,等差等勢面越密。(2)定性判斷非勻強電場電勢差的大小關(guān)系:如距離相等的兩點間的電勢差,E越大,U越大;E越小,U越小。靜電場中的三類?？紙D象問題x圖象(1)電場強度的大小等于x圖線的斜率大小,電場強度為零處,x圖線存在極值,其切線的斜率為零。(2)在x圖象中可以直接判斷各點電勢的高低,并可根據(jù)電勢高低關(guān)系確定電場強度的方向。(3)在x圖象中分析電荷移動時電勢能的變化,可用WAB=qUAB,進而分析WAB的正負,然后作出判斷E-x圖象(1)反映了電場強度隨位移變化的規(guī)律。(2)E>0表示電場強度沿x軸正方向,E<0表示電場強度沿x軸負方向。(3)圖線與x軸圍成的“面積”表示電勢差,“面積”大小表示電勢差大小,兩點的電勢高低根據(jù)電場方向判定Ep-x圖象(1)反映了電勢能隨位移變化的規(guī)律。(2)圖線的切線斜率大小等于電場力大小。(3)進一步判斷電場強度、動能、加速度等隨位移的變化情況【典例1】[電場強度、電勢、電勢能的綜合分析]空間P、Q兩點處固定電荷量絕對值相等的點電荷，其中Q點處為正電荷，P、Q兩點附近電場的等勢線分布如圖所示，a、b、c、d、e為電場中的5個點，設(shè)無窮遠處電勢為0，則(????)A.e點的電勢大于0

B.a點和b點的電場強度相同

C.b點的電勢低于d點的電勢

D.負電荷從a點移動到c點時電勢能增加【典例2】[電場線、等勢面和帶電粒子的運動軌跡問題]如圖所示，實線為方向未知的三條電場線，1、2，3虛線分別為三條等勢線，三條等勢線與其中一條電場線的交點依次為M、N、Q點，已知MN=NQ，電荷量相等的a、b兩帶電粒子從等勢線2上的O點以相同的初速度飛出．僅在電場力作用下，兩粒子的運動軌跡如圖中虛線a、b所示，粒子的重力及粒子之間的相互作用力均可忽略不計．則(????)A.a粒子一定帶正電，b粒子一定帶負電

B.MN兩點電勢差|UMN|等于NQ兩點電勢差|UNQ|

C.a粒子的加速度逐漸增大，b粒子的加速度逐漸減小

D.a粒子到達等勢線【典例3】[電勢差與電場強度的關(guān)系]（多選）一勻強電場的方向平行于xOy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、17V、26V。下列說法正確的是(????)A.電場強度的大小為2.5V/cm

B.坐標(biāo)原點處的電勢為1V

C.電子在a點的電勢能比在b點的低7eV

D.電子從b點運動到c點，電場力做功為9eV【典例4】[電場中的圖象問題——x圖象]在x軸上有兩個點電荷q1、q2，其靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖所示。下列說法正確的有(

)A.x1處的電場強度為零

B.其中一個電荷處于x1和x2之間

C.負電荷從x1移到x2，電勢能減小

D.【典例5】[電場中的圖象問題——E-x圖象]真空中，在x軸上x=0和x=8?m處分別固定兩個電性相同的點電荷Q1和Q2.電荷間連線上的電場強度E隨x變化的圖像如圖所示(+x方向為場強正方向)，其中x=6處E=0.將一個正試探電荷在x=2處由靜止釋放(重力不計，取無窮遠處電勢為零)A.Q1、Q2均為負電荷

B.Q1、Q2帶電量之比為9:1

C.在x=6處電勢為0

【典例6】[電場中的圖象問題——Ep-x圖象](多選)兩個點電荷Q1、Q2固定于x軸上，將一帶正電的試探電荷從足夠遠處沿x軸負方向移近Q2(位于坐標(biāo)原點O)，在移動過程中，試探電荷的電勢能隨位置的變化關(guān)系如圖所示。則下列判斷正確的是（A.M點電勢為零，N點場強為零

B.M點場強為零，N點電勢為零

C.Q1帶負電，Q2帶正電，且Q2電荷量較小

D.Q1帶正電，【點對點01】如圖所示為雷雨天一避雷針周圍電場的等勢面分布情況，在等勢面中有A，B，C三點其中A，B兩點位置關(guān)于避雷針對稱。下列說法中正確的是(????)A.某不計重力的正電荷在A，B兩點的加速度相同

B.某正電荷在C點的電勢能小于B點的電勢能

C.某負電荷從C點移動到B點，電場力做負功

D.C點場強大于B點場強【點對點02】有一勻強電場的方向平行于xOy平面，平面內(nèi)a、b、c、d四點的位置如圖所示，cd、cb分別垂直于x軸、y軸，其中a、b、c三點電勢分別為4V、8V、10V，將一電荷量為q=?2×10?5C的點電荷由a點開始沉abcd路線運動，則下列判斷不正確的是（A.坐標(biāo)原點O的電勢為8V

B.電場強度的大小為1002V/m

C.該點電荷在d點的電勢能為?1.6×10?4J

D.該點電荷從【點對點03】一帶負電的微粒只在電場力作用下沿x軸正方向運動，其電勢能隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中0～x1段是曲線，x1～x2段是平行于x軸的直線，xA.0～x1段電勢逐漸升高 B.0～x1段微粒的加速度逐漸減小

C.x2～x【點對點04】如圖(a)所示，AB是某電場中的一條電場線，若有一電子以某一初速度且僅在電場力的作用下，沿AB由點A運動到點B，所經(jīng)位置的電勢隨距A點的距離變化的規(guī)律如圖(b)所示．以下說法正確的是(

)A.該電場是勻強電場

B.電子在A、B兩點的電勢能EpA>EpB

C.電子在A、B兩點的加速度關(guān)系是aA>aB【點對點05】空間有一沿x軸對稱分布的電場，其電場強度E隨x變化的圖像如圖所示，x軸正方向為電場強度的正方向，帶電粒子在此空間只受電場力作用。下列說法中正確的是A.此空間電場一定是由一對等量同種的正點電荷產(chǎn)生的

B.帶正電的粒子在x?1處和?x?1處的電勢能相等

C.電子以一定的速度由?x?1處沿x軸正方向運動的過程中，電場力先做負功后做正功

D.質(zhì)子沿x軸由x?1處運動到?x【點對點06】將一原來不帶電的金屬小球N放在一帶電小球M的旁邊，它們在周圍空間產(chǎn)生電場，其電場線分布如圖所示。則下列說法中正確的是（）A.A點的電勢低于B點的電勢

B.一帶正電的粒子從A點由靜止釋放，僅在電場力作用下，一定沿電場線運動到B點

C.一帶負電粒子在A點的電勢能大于在B點的電勢能

D.由于靜電感應(yīng)，小球N左端應(yīng)帶負電、右端應(yīng)帶正電【點對點07】（多選）如圖所示，勻強電場的場強E=3×105V/m，A、B兩點相距0A.A、B兩點間的電勢差是U=6×104V

B.若取A點的電勢為0，則B點的電勢φB=?3×104V

C.電荷量q=+2×10【點對點08】（多選）如圖所示，虛線a、b、c代表某一電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，實線為一帶正電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點，其中R在等勢面b上。下列判斷正確的是(????)A.三個等勢面中，c的電勢最低

B.帶電粒子在P點的電勢能比在Q點的大

C.帶電粒子在P點的加速度小于在Q點的加速度

D.帶電粒子在R點的加速度方向垂直于等勢面b【點對點09】有一帶電荷量q=?3×10?6C的點電荷，從電場中的A點移到B點時，克服靜電力做功6×10?4J，從B點移到C點時，靜電力做功9×10?4?J。求：

(1)AB、BC、CA間電勢差各為多少？

(2)如果B點電勢為零，則【點對點10】如圖，在沿水平方