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2021年高考一轮复习专题18 电场能的性质
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1.[对电场力做功与电势能变化关系的理解]如图1所示,a、b为某电场线上的两点,那么以下结论正确的是( )
A.把正电荷从a移到b,电场力做正功,电荷的电势能减小
B.把负电荷从a移到b,电场力做负功,电荷的电势能增加
C.把负电荷从a移到b,电场力做正功,电荷的电势能增加
D.不论正电荷还是负电荷,从a到b电势能都逐渐降低
2.[对电势差的理解]关于电势差的计算公式,下列说法正确的是
( )
A.电势差的公式UAB=说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比
B.把正电荷从A点移到B点电场力做正功,则有UAB>0
C.电势差的公式UAB=中,UAB与移动电荷的电荷量q无关
D.电场中A、B两点间的电势差UAB等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力所做的功
3.[对电势和场强关系的理解]在静电场中,下列说法正确的是
( )
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
4.[对电场线和等势面关系的理解]图甲、乙、丙分别是等量异种点电荷、等量正点电荷、正点电荷的电场线与等势面的分布情况.问:
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甲 乙 丙
(1)在图甲中,比较A、B、C三点的电势大小?
(2)在图乙中,O点、M点电势一样吗?
(3)在图丙中,A、B、C三点场强关系如何?电势关系如何?
5.[电场力做功与重力做功特点的比较]下列说法中错误的是
( )
A.重力做功与路径无关,与移动物体的初末位置的竖直高度差有关,即WAB=mghAB
B.电场力做功与路径无关,与移动电荷的初末位置的电势差有关,即WAB=qUAB
C.重力对物体做正功,其重力势能减少,做负功,则重力势能增加
D.电场力对正电荷做正功,正电荷电势能减少,对负电荷做正功,负电荷电势能增加
6.[几个功能关系的理解]如图3为一匀强电场,某带电粒子从A点运动到B点,在这一运动过程中克服重力做的功为3.0 J,电场力做的功为2.0 J.则下列说法正确的是
( )
A.粒子带正电
B.粒子在A点的电势能比在B点少2.0 J
C.粒子在A点的机械能比在B点少1.0 J
D.粒子在A点的动能比在B点多1.0 J
考点梳理
一、电场力做功与电势能
1.电场力做功的特点
(1)在电场中移动电荷时,电场力做功与路径无关,只与初末位置有关,可见电场力做功与重力做功相似.
(2)在匀强电场中,电场力做的功W=Eqd,其中d为沿电场线方向的位移.
2.电势能
(1)定义:电荷在电场中具有的势能.电荷在某点的电势能,等于把它从该点移到零势能位置时电场力所做的功.
(2)电场力做功与电势能变化的关系
电场力做的功等于电势能的减少量,即WAB=EpA-EpB.
(3)电势能的相对性:电势能是相对的,通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上的电势能规定为零.
二、电势
1.电势
(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值.
(2)定义式:φ=.
(3)标矢性:电势是标量,其大小有正负之分,其正(负)表示该点电势比电势零点高(低).
(4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因零电势点的选取的不同而不同.
(5)沿着电场线方向电势逐渐降低.
2.等势面
(1)定义:电场中电势相等的各点构成的面.
(2)特点
①电场线跟等势面垂直,即场强的方向跟等势面垂直.
②在等势面上移动电荷时电场力不做功.
③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面.
④等差等势面越密的地方电场强度越大;反之越小.
⑤任意两等势面不相交.
深化拓展 (1)电势是描述电场本身的能的性质的物理量,由电场本身决定,而电势能反映电荷在电场中某点所具有的电势能,由电荷与电场共同决定.
(2)φ=或Ep=φq.
三、电势差
1.电势差:电荷q在电场中A、B两点间移动时,电场力所做的功WAB跟它的电荷量q的比值,叫做A、B间的电势差,也叫电压.
公式:UAB=.单位:伏(V).
2.电势差与电