专题（20）电场能的性质【原卷+解析】---2021年（新高考）物理一轮复习考点强化全突破

2021年（新高考）物理一轮复习考点强化全突破 专题（20）电场能的性质（原卷版） 一、电场力做功与电势能 1．电场力做功 (1)特点：电场力做功和路径无关，只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关． (2)计算方法： ①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为带电体沿电场线方向的位移． ②WAB＝qUAB，适用于任何形式的电场． 2．电势能 (1)定义：电荷在电场中某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能位置时静电力所做的功． (2)静电力做功与电势能变化的关系 静电力做的功等于电势能的减少量，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穷远处的电势能规定为零，或把电荷在地球表面的电势能规定为零． 【自测1】　关于静电力做功和电势能的理解，下列说法正确的是(　　) A．静电力做功与重力做功相似，均与路径无关 B．正电荷具有的电势能一定是正的，负电荷具有的电势能一定是负的 C．静电力做正功，电势能一定增加 D．静电力做功为零，电荷的电势能也为零 二、电势与等势面 1．电势 (1)定义式：φ＝. (2)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)． (3)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因电势零点选取的不同而不同． 2．等势面的特点 (1)等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直． (2)在同一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． 自测2　关于静电场的等势面，下列说法正确的是(　　) A．两个电势不同的等势面可能相交 B．电场线与等势面处处相互垂直 C．同一等势面上各点电场强度一定相等 D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功 三、电势差 1．定义式 UAB＝. 2．电势差与电势的关系 UAB＝φA－φB. 3．影响因素 电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB无关，与电势零点的选取无关． 4．匀强电场中电势差与电场强度的关系 电势差与场强的关系式：U＝Ed，其中d为电场中两点间沿电场线方向的距离． 自测3　(多选)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点移动到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 命题热点一　电势能和电势　电势差 1．电势能增、减的判断方法 (1)做功判断法：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加． (2)公式法：由Ep＝qφ将q、φ的大小、正负号一起代入公式． (3)能量守恒法：在电场中，若只有电场力做功，电荷的动能和电势能相互转化，动能增大，电势能减小；动能减小，电势能增大． 2．电势高低常用的两种判断方法 (1)依据电场线的方向：沿电场线方向电势逐渐降低． (2)依据电势能的高低：正电荷在电势能大处电势较高，负电荷在电势能大处电势较低． 例1 等量异种电荷的电场线如图1所示，下列表述正确的是(　　) 图1 A．a点的电势低于b点的电势 B．a点的场强大于b点的场强，方向相同 C．将一负电荷从a点移到b点电场力做负功 D．负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 变式1 如图2为某一电场的电场线，M、N、P为电场线上的三个点，M、N是同一电场线上的两点．下列判断正确的是(　　) 图2 A．M、N、P三点中N点的场强最大 B．M、N、P三点中N点的电势最高 C．负电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 D．正电荷从M点自由释放，电荷将沿电场线运动到N点 变式2 如图3所示，真空中有两个点电荷Q1＝9.0×10－8 C和Q2＝－1.0×10－8 C，分别固定在x坐标轴上，其中Q1位于x＝0处，Q2位于x＝6 cm处．在x轴上(　　) 图3 A．场强为0的点有两处 B．在x＞6 cm区域，电势沿x轴正方向降低 C．质子从x＝1 cm运动到x＝5 cm处，电势能升高 D．在0＜x＜6 cm和x＞9 cm的区域，场强沿x轴正方向 变式3　(多选)如图4所示，真空条件下正点电荷电场中a、b两点的电场强度方向与ab连线的夹角分别为60°、30°，一带正电粒子以某初速度仅在电场力作用下由a运动到b.以下说法正确的是(　　) 图4 A．a、b两点的电场强度Ea＝3Eb B．a、b两点的电势φa＝φb C．该粒子在a、b两点的动能Eka<Ekb D．该粒子在a、b两点的电势能Epa