35 第8章 第2讲 电场能的性质（PPT课件）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

第2讲　电场能的性质 第八章 静电场 考点三　电场线、等势线(面)与带电粒子运动轨迹的综合问题 考点一　静电力做功、电势能与电势 考点二　电势差与电场强度的关系 考点四　静电场中的三类图像问题 课时精练(三十五)　电场能的性质 内容索引 01 考点一　静电力做功、电势能与电势 (基础自研类) 【知识梳理】 1．静电力做功的特点 静电力所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。 2．电势能 (1)定义：电荷在电场中具有的 ，称为电势能。 (2)标矢性：电势能是 ，有正、负之分，其正负表示大小。 (3)相对性：电势能具有相对性，通常把 或 的电势能规定为零。 势能 标量 无限远处 大地表面 3．电势 (1)定义：电荷在电场中某一点的 与它的 之比。 (3)标矢性：电势是 ，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比_______高(低)。 (4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取 的不同而不同。 电势能 电荷量 标量 零电势 零电势点 4．静电力做功与电势能变化的关系 (1)静电力做的功等于电荷电势能的 ，即WAB＝EpA－EpB。静电力对电荷做多少正功，电荷电势能就 多少；电荷克服静电力做多少功，电荷电势能就 多少。 (2)电势能的大小：由WAB＝EpA－EpB可知，若令EpB＝0，则EpA＝WAB，即一个电荷在电场中某点具有的电势能，数值上等于将其从该点移到零电势能位置过程中静电力所做的功。 减少量 减少 增加 【针对训练】 1．【点电荷电场中静电力做功的分析】 A．L和N两点处的电场方向相互垂直 B．M点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左 C．将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做正功 D.将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功为零 √ √ AB　[两个正电荷在N点产生的场强方向由N指向O，N点处于两负电荷连线的中垂线上，则两负电荷在N点产生的场强方向由N指向O，则N点的合场强方向由N指向O，同理可知，两个负电荷在L处产生的场强方向由O指向L，L点处于两正电荷连线的中垂线上，两正电荷在L处产生的场强方向由O指向L，则L处的合场强方向由O指向L，由于正方形两对角线垂直平分，则L和N两点处的电场方向相互垂直，故A正确；正方形底边的一对等量异号电荷在M点产生的场强方向向左，而正方形上方的一对等量异号电荷在M点产生的场强方向向右，由于M点离上方一对等量异号电荷距离较远，则M点的电场方向向左，故B正确；由题图可知，M和O点位于两等量异号电荷的等势线上，即M和O点电势相等，所以将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做功为零，故C错误；由题图可知，L点的电势低于N点电势，则将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功不为零，故D错误。故选AB。] 2．【点电荷电场中静电力做功、场强、电势的分析】 (2022·河北高考)如图，真空中电荷量为2q和－q(q>0)的两个点电荷分别位于M点与N点，形成一个以MN延长线上O点为球心，电势为零的等势面(取无穷处电势为零)，P为MN连线上的一点，S为等势面与直线MN的交点，T为等势面上的一点，下列说法正确的是(　　) A．P点电势低于S点电势 B．T点电场强度方向指向O点 C．除无穷远处外，MN直线上还存在两个电场强度为零的点 D．将正试探电荷q0从T点移到P点，静电力做正功 √ 由A选项分析可知：T点电势低于P点电势，则正电荷在T点的电势能低于在P点的电势能，将正试探电荷q0从T点移到P点，电势能增大，静电力做负功，故D错误；设等势圆的半径为R，AN距离为x，MN距离为L，如图所示， 3．【点电荷电场中电势高低、电势能大小的比较】 (多选)(2020·山东等级考)真空中有两个固定的带正 电的点电荷，电荷量不相等。一个带负电的试探电 荷置于二者连线上的O点时，仅在电场力的作用下 恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线，以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d，如图所示。以下说法正确的是(　　) A．a点电势低于O点 B．b点电势低于c点 C．该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 D．该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能 √ √ BD　[由题意可知O点场强为零，所以a、O两点间场强方向是由a指向O的，所以φa>φO，故A错误；同理，φc>φO，O点与b点间的电场强度有竖直向上的分量，所以φO>φb，则φc>φb，故B正确；同理，φa>φb，φc>φd，又带负电的试探电荷在电势高处电势能较小，故C错误，D项