2023届高考物理三轮专题冲刺训练：电场能的性质（一） 电势能、电势、电场力做功的计算

电势能、电势、电场力做功的计算 1、 电场能的性质 1．静电力做功的特点 静电力做功与路径无关，只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关． 2．电势能 (1)定义：电荷在电场中具有的势能，称为电势能． (2)说明：电势能具有相对性，通常把无限远处或大地表面的电势能规定为零． 3．电势 (1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比． (2)定义式：φ＝. (3)标矢性：电势是标量，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)． (4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同． 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减少量，即WAB＝EpA－EpB.静电力对电荷做多少正功，电荷电势能就减少多少；电荷克服静电力做多少功，电荷电势能就增加多少． (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． 5．电势高低的判断 判断依据 判断方法 电场线方向 沿电场线方向电势逐渐降低 场源电荷的正负 取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低 电势能的高低 正电荷在电势较高处电势能大，负电荷在电势较低处电势能大 电场力做功 根据UAB＝，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB的高低 6.电势能大小的判断 判断方法 方法解读 公式法 将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Ep＝qφ，正Ep的绝对值越大，电势能越大；负Ep的绝对值越大，电势能越小 电势法 正电荷在电势高的地方电势能大 负电荷在电势低的地方电势能大 做功法 电场力做正功，电势能减小 电场力做负功，电势能增加 能量守 恒法 在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，动能减小，电势能增加 7.电场中的功能关系 (1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变． (2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变． (3)除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化． (4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化． 2、 针对练习 1、如图所示，在M、N处固定着两个等量异种点电荷,在它们的连线上有A、B两点，已知MA=AB=BN，下列说法正确的是(  ) A．A、B两点场强相同 B．A、B两点电势相等 C．将一正电荷从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 2、如图所示，A点与B点间距离为2l，OCD是以B为圆心，以l为半径的半圆路径．A、B两处各放有一点电荷，电荷量分别为＋q和－q，下列说法正确的是(　　) A．单位正电荷在O点所受的静电力与在D点所受的静电力大小相等、方向相反 B．单位正电荷从D点沿任意路径移到无限远，静电力做正功，电势能减小 C．单位正电荷从D点沿DCO移到O点，电势能增大 D．单位正电荷从O点沿OCD移到D点，电势能增大 3、如图所示，真空中等量正点电荷放置在M、N两点，在MN连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是(　　) A．电荷＋q在c点的电势能大于在a点的电势能 B．电荷＋q在c点的电势能小于在a点的电势能 C．在MN连线的中垂线上，O点电势最高 D．电荷－q从d点由静止释放，在它从d点运动到b点的过程中，加速度先减小再增大 4、将一正电荷从无穷远处移入电场中M点，电势能减少了J，若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的N点，电势能增加了J，则下列判断中正确的是(  ). A． B． C． D． 5、（多选）如图所示，在x轴上关于原点0对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q和-Q，x轴上的P点位于-Q的右侧，下列判断正确的是( ). A．在x轴上还有一点与P点电场强度相同 B．在x轴上还有两点与P点电场强度相同 C．若将一试探电荷+q从P点移至0点，电势能增大 D．若将一试探电荷+q从P点移至0点，电势能减小 6、(多选)如图所示，一倾角θ＝30°的光滑绝缘斜槽，放在方向竖直向下的匀强电场中．有一质量为m、电荷量为q的带负电小球从斜槽顶端A处，以初速度v0沿斜槽向下运动，能到达斜面底端B处．则运动过程中(　　) A．小球不可能做减速运动 B．小球的电势能增加 C．电场力做的功等于小球的机械能增量 D．电场力的冲量可能与重力的冲量相同 7、某静电除尘设备集尘板的内壁带正电，设备中心位置有一个带负电的放电极，它们之