2023届高考物理一轮复习学案：专题3 电势能、电势、以及场强与电势差的关系

高三复习专题3 电场强度、电势能、电势及其关系 一、电场的叠加 题型1、如图所示，以o点为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f。等量正、负点电荷分别放置在a、d两点时，在圆心o产生的电场强度大小为E。现仅将放于a 点的正点电荷改放于其他等分点上，使o 点的电场强度改变，则下列判断正确的是（　　） A．移至c 点时，o 点的电场强度大小仍为E，沿oe 方向 B．移至b 点时，o 点的电场强度大小为，沿oc 方向 C．移至e 点时，o 点的电场强度大小为，沿oc 方向 D．移至f 点时，o 点的电场强度大小为，沿oe 方向 变式训练1、如图所示，正方形ABCD由边长为L的4条相同的绝缘细棒组成，每条细棒均匀带上电荷量为+Q的电荷．O点为正方形几何中心，以下说法正确的是（k为静电力常量）（　　） A．正方形内部各点的电场场强均为零 B．AB棒电荷的电场在点O处电场场强大小为 C．AB对CD棒的电场力大小为 D．去掉CD棒后，O点处电场场强的方向垂直于AB棒并指向原CD棒 变式训练2、已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。如图所示，半径为R的球体上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在过球心O的直线上有A、B两个点，O和B、B和A间的距离均为R，现以OB为直径在球内挖一球形空腔，若静电力常量为k，球的体积公式为，则A点处场强的大小为(　　) A . B． C． D． 变式训练3、如图所示，半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为的电荷，另一电荷量为的点电荷放在球心处，由于对称性，点电荷受力为零，现在球壳上挖去半径为的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受静电力的大小为多少？方向如可？（已知静电力常量为k） 方法总结： 二、带电粒子在电场中的轨迹问题 题型2、如图所示的实线为某静电场的电场线，虚线是仅在电场力作用下某带正电粒子的运动轨迹，A、B、C、D 是电场线上的点，其中 A、D 两点在粒子的轨迹上，下列说法正确的是 A．该电场可能是正点电荷产生的 B．B 点的电势一定高于 C 点的电势 C．粒子在 A 点的加速度一定大于在 D 点的加速度 D．将该粒子在 C 点由静止释放，它可能一直沿电场线运动 变式训练1、如图所示，虚线a、b、c是电场中的一簇等势线（相邻等势面之间的电势差相等），实线为一个电子（重力不计）仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（　　） A．a、b、c三个等势面中，a的电势最高 B．电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大 C．电子在P点的加速度比Q点的加速度小 D．电子一定是从P点向Q点运动 方法总结： 三、电势差与场强的关系 题型3、（对公式的理解）对公式E=UABd和UAB=Ed的理解,下列说法正确的是( ) A. 公式UAB=Ed适用于计算任何电场中A. B两点间的电势差 B. 由UAB=Ed知，A点和B点间距离越大，则这两点的电势差越大 C. 由E=UABd知，匀强电场中A. B两点沿电场线的距离越大，则电场强度越小 D. 公式中的d是匀强电场中A. B所在的两等势面之间的距离 题型4、如图所示,三个同心圆是一个点电荷周围的三个等势面,已知这三个圆半径之差相等.A、B. C分别是这三个等势面上的点,且在同一条电场线上.A、C两点的电势依次为φA=20V和φC=10V,则B点的电势( ) A. 可能等于15V B. 可能大于15V C. 一定小于15V D. 无法判断 四、电势、电势能和场强的综合计算 题型5、将带电荷量为1×10－8 C的电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功2×10－6 J，问： (1)电荷的电势能是增加还是减少？电荷在A点具有多少电势能？ (2)A点的电势是多少？ (3)若静电力可以把带电荷量为2×10－8 C的电荷从无限远处移到电场中的A点，说明电荷带正电还是带负电？静电力做了多少功？(取无限远处为电势零点) 题型6、如图所示，在匀强电场中，将一电荷量为2×10-4的负电荷由A点移到B点，克服电场力做功0.2J，已知A、B两点间距离为2cm，两点连线与电场方向成60°角．求： （1）A、B两点间的电势差UAB （2）该匀强电场的电场强度E 题型7、如图所示，在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下。已知在金属块滑下的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J，则以下判断正确的是（　　） A．金属块带正电荷 B．金属块克服电场力做功8J C．金属块的机械能减少12J D．金属块的电势能减少4J 题型8、（等分法求场强）如图所示，匀强电场的方向平行于xOy坐标系平面，其中坐标原点O处的电势为