第17讲　电场能的性质-2024年高考物理一轮考点复习精讲精练（全国通用）

第17讲　电场能的性质 目录 考点一　辨析电场强度、电势、电势差、电势能 1 考点二　电场线、等势面及运动轨迹问题 1 考点三　静电场中图象问题的处理技巧 4 考点四　用功能关系分析带电粒子的运动 7 练出高分 9 考点一　辨析电场强度、电势、电势差、电势能 1．电势高低的判断方法 (1)沿电场线方向，电势越来越低． (2)判断出UAB的正负，再由UAB＝φA－φB，比较φA、φB的大小，若UAB>0，则φA>φB，若UAB<0，则φA<φB. 2．电势能大小的比较方法 做功判断法 电场力做正功，电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的地方，反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方． [例题1] （2023•房山区一模）α粒子以某一初速度接近重金属核，其运动轨迹如图所示，M、N、Q为轨迹上的三点，N点离重金属核最近，Q点比M点离重金属核更远。在重金属核产生的电场中，下列说法正确的是（　　） A．N点的电场强度比Q点小 B．N点的电势最高 C．α粒子从Q点运动到M点过程中，电势能减小 D．α粒子从Q点运动到M点过程中，速度一直减小 [例题2] 如图所示，真空中ab、cd四点共线且ab＝b＝cd在a点和d点分别固定有等量的异种点电荷，则下列说法正确的是（　　） A．b、c两点的电场强度大小相等，方向相反 B．b、c两点的电场强度大小不相等，但方向相同 C．同一负点电荷在b点的电势能比在c点的小 D．把正点电荷从b点沿直线移到c点，电场力对其先做正功后做负功 [例题3] （2023•江门一模）如图所示，在匀强电场中的Q点固定一点电荷为+Q，以a、b、c、d、f为以O点为球心的同一球面上的点，aecf平面与电场线平行，bedf平面与电场线垂直，下列判断中正确的是（　　） A．a、c两点电势相等 B．b、d两点的电场强度相同 C．将点电荷+q球面上b点移到e点，电场力做功为零 D．将点电荷+q从球面上a点移到c点，电场力做功为零 [例题4] （2023•贵州模拟）在x轴上一带正电的粒子（重力不计）仅在电场力作用下以原点O为中心，沿x轴做往返运动，x轴上各点电势如图所示。若该粒子的质量为m，电荷量为q，其运动过程中电势能与动能之和为1.8qφ0，则下列说法正确的是（　　） A．粒子在x＝﹣1.8x0时其动能和电势能相等 B．粒子在往返运动过程中能通过x＝1.9x0处 C．原点O与x＝﹣4x0之间的电场方向沿x负方向 D．原点O与x＝2x0之间的电场为匀强电场，电场强度大小为2 [例题5] （2023•辽宁二模）如图1所示，x轴上固定两个点电荷A和B，电荷A固定在原点，电荷B固定在x＝2L处，通过电势传感器测出x轴上各点电势φ随坐标x的变化规律并描绘出φ﹣x图像（图2）。已知φ﹣x图线与x轴的交点横坐标为x1和x2，x＝3L处的切线与x轴平行。已知点电荷的电势公式，其中k为静电力常量，Q为场源点电荷的电荷量，r为某点距场源点电荷的距离，取无穷远处电势为零。以下说法正确的是（　　） A．电荷A带负电，电荷B带正电 B．两点电荷的电荷量之比为QA：QB＝1：9 C．横坐标x2和x1的差 D．在x轴上x＞2L的任意位置无初速度释放一正电荷，该正电荷一定能到达无穷远处 考点二　电场线、等势面及运动轨迹问题 1．几种常见的典型电场的等势面比较 电场 等势面(实线)图样 重要描述 匀强电场 垂直于电场线的一簇平面 点电荷 的电场 以点电荷为球心的一簇球面 等量异种 点电荷的 电场 在连线的中垂线上，电势为零 等量同种 正点电荷 的电场 在连线上，中点电势最低，而在连线的中垂线上，中点电势最高 2.在电场中带电粒子运动轨迹问题的分析方法 (1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或电荷的正负； (2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向，确定静电力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等； (3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况． [例题6] （2023•大理州模拟）如图所示，虚线a、b、c表示电场中的三个等势面与纸平面的交线，且相邻等势面之间的电势差相等。实线为一带正电荷粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，则下面说法中正确的是（　　） A．φa＞φb＞φc B．EPM＞EPN C．EkM＞EkN D．aM＞aN [例题7] 如图所示，空间有一正三棱P﹣ABC，D点是BC边上的中点，O点是底面ABC的中心，现在顶点P点固定一负的点电荷，则下列说法正确的是（　　） A．底面ABC为等势面 B．A，B，C三点的电场强度相同 C．若B，C，D