重难点07 电势能和电势专题-2022-2023学年高一物理下学期题组法突破重难点（人教版2019）

人教版新教材高中物理必修第三册 第十章：静电场中的能量 电势能和电势 （题组分类训练） 题组特训 特训内容 题组一 电场力做功的特点的理解 题组二 电场力做功与电势能变化的关系 题组三 电场强度、电势和电势能的区别与联系 题组四 对等势面的理解 基础知识的回顾： 电场力做功的特点的理解 1．电场力做功的特点 电场力对电荷所做的功，与电荷的初末位置有关，与电荷经过的路径无关． (1)在匀强电场中，电场力做功为W＝qEd，其中d为电荷沿电场线方向上的位移． (2)电场力做功与重力做功相似，只要初末位置确定了，移动电荷q做的功就是确定值． 2．电场力做功正负的判断 (1)根据电场力和位移的方向夹角判断，此法常用于匀强电场中恒定电场力做功的判断．夹角为锐角做正功，夹角为钝角做负功． (2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断，此法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功，夹角是锐角做正功，是钝角做负功，二者垂直不做功． 题组特训一：电场力做功的特点 1.2020年9月21日，《自然·天文学》在线发表了中国慧眼卫星最新观测结果：在高于200keV以上的能段发现了黑洞双星系统的低频QPO，这是迄今为止发现的能量最高的低频QPO现象。其中eV指的是一个电子经过1伏特电势差加速后获得的能量，则“200keV”的能量是（　　） A． B． C． D． 2.如图所示，电场强度为E的匀强电场中，带电荷量为+q的电荷沿直线AB、折线ACB、曲线ANB运动，已知AB长为d，关于静电力做的功和大小关系，下列说法正确的是（　　） A．沿折线ACB运动时，静电力做功最多 B．沿直线AB运动时，静电力做功最少 C．沿直线ANB运动时，静电力做功做多 D．这三种运动路径，静电力所做的功一样多 3.如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电荷量为q的正点电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，静电力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，静电力做功为W2；第三次沿曲线ADB移动该电荷，静电力做功为W3，则(　　) A.W1＞W2＞W3 B.W1＜W2＜W3 C.W1＝W2＝W3 D.W1＝W2＞W3 4.如图所示，正电荷q在匀强电场E中分别沿直线、折线运动。已知间的距离为间的距离为d。方向平行于电场线，方向垂直于电场线。关于静电力做功的值，下列说法正确的是（　　） A．电荷沿直线运动时，静电力做功为 B．电荷沿直线运动时，静电力做功为 C．电荷沿折线运动时，静电力做功为0 D．电荷沿折线运动时，静电力做功为 5.(多选)如图所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在静电力作用下做以Q为焦点的椭圆运动.M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q最近的点.电子在从M经P到达N点的过程中(　　) A.速率先增大后减小 B.速率先减小后增大 C.电势能先减小后增大 D.电势能先增大后减小 6．在如图所示的匀强电场E中，1、2、3三条虚线表示三个等势面且间距相等，电势分别为、、；a、b两点在同一条电场线上且分别在等势面1、3上。把带负电的点电荷沿电场线方向由a点移到b点的过程中，关于静电力的做功情况，下列说法中正确的是（　　） A．做正功 B．做负功 C．不做功 D．先做正功后做负功 基础知识的回顾： 电场力做功与电势能变化的关系 一、电势能 1.电荷在电场中某点的电势能，等于把它从该点移动到零电势能位置时静电力所做的功. 2.电势能是标量，有正负但没有方向. 3.相对性：电势能是相对的，其大小与选定的电势能为零的参考点有关.确定电荷的电势能，首先应确定参考点. 4.系统性：电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷的电势能. 二、电场力做功与电势能变化的关系 电场力做功与重力做功类似，与路径无关，取决于初末位置，类比重力势能引入了电势能的概念．电场力做功与电势能变化的关系是电场力做功量度了电势能的变化： (1)电场力做功一定伴随着电势能的变化，电势能的变化只有通过电场力做功才能实现，与其他力是否做功，及做功多少无关． (2)电场力做正功，电势能一定减小；电场力做负功，电势能一定增大．电场力做功的值等于电势能的变化量，即；WAB＝EpA－EpB. 温馨提醒：　(1)电场力做功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷电势能的数值． (2)电荷在电场中的起始和终止位置确定后，电场力所做的功就确定了，所以电荷的电势能的变化也就确定了． (3)电荷在电场中移动时，电势能的变化只与电场力所做的功有关，与零电势能参考点的选取无关． 题组特训二：电场力做功与电势能变化的关系 1．一电荷量为q=-2C的电荷从电场中A点移动到零势能位置，克服电场力做功8J，则该电荷在A点的电势能为（　　） A