知识点64：已知场源模型分析计算电场力与能的性质（提高版）-2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习

知识点64：已知场源模型分析计算电场力与能的性质 【知识思维方法技巧】 （1）电场力做功的四种计算方法： （2）电势的计算： ①任何电场φ＝（将q、Ep的大小、正负号一起代入公式进行计算） ②点电荷产生的电势φ＝k（将Q正负号代入公式计算） ③标量求和法比较电势的高低 （3）电势能的计算： ①任何电场中的电势能Ep＝qφ，将q、φ的大小、正负号一起代入公式进行计算判断。 ②点电荷电场中的电势能Ep＝k，将q、Q的大小、正负号一起代入公式进行计算判断。 考点一：场源是点电荷模型 题型一：场源是一个点电荷模型 类型一：平面模型 【典例1a提高题】（多选）如图所示，ABC为等边三角形，电荷量为＋q的点电荷固定在A点。先将一电荷量也为＋q的点电荷Q1从无穷远处(电势为0)移到C点，此过程中，电场力做功为－W。再将Q1从C点沿CB移到B点并固定。最后将一电荷量为－2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点。下列说法正确的有( 　　) A．Q1移入之前，C点的电势为 B．Q1从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0 C．Q2从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为2W D．Q2在移到C点后的电势能为－4W 【典例1a提高题对应练习】(多选)如图，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q(q>0)的点电荷固定在P点。下列说法正确的是(　　) A．沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大 B．沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小 C．正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大 D．将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负 类型二：三维空间模型 【典例1b提高题】如图所示，空间有一正三棱锥OABC，点A′、B′、C′分别是三条棱的中点。现在顶点O处固定一正的点电荷，则下列说法中正确的是(　　) A．A′，B′，C′三点的电场强度相同 B．△ABC所在平面为等势面 C．将一正的试探电荷从A′点沿直线A′B′移到B′点，静电力对该试探电荷先做正功后做负功 D．若A′点的电势为φA′，A点的电势为φA，则A′A连线中点D处的电势φD一定小于 题型二：场源是等量异种点电荷模型 类型一：平面模型 【典例2a提高题】（多选）如图所示，在xOy坐标系中，x轴上关于y轴对称的A、C两点固定等量异种点电荷＋Q、－Q，B、D两点分别位于第二、四象限，ABCD为平行四边形，边BC、AD分别与y轴交于E、F，以下说法正确的是(　 　) A．E、F两点电势相等 B．B、D两点电场强度相同 C．试探电荷＋q从B点移到D点，电势能增加 D．试探电荷＋q从B点移到E点和从F点移到D点，电场力对＋q做功相同 【典例2a提高题对应练习】(多选)如图所示，正六边形的两个顶点F、D上固定等量异号电荷，则下列说法正确的是(　　) A．C点电场强度大于B点电场强度 B．若带正电的粒子仅在电场力作用下沿直线从F运动到D，其加速度先变大后变小 C．将一个正电荷从A点移到C点电场力做功等于将其从A点移到E点电场力做功的2倍 D．将一个正电荷从B点移到O点电场力做功小于将其从B点移到E点电场力做的功 类型二：三维空间模型 【典例2b提高题】如图所示，有一正方体空间ABCDEFGH，则下面说法正确的是(　　) A．若只在A点放置一正点电荷，则电势差UBC＜UHG B．若只在A点放置一正点电荷，则B、H两点的电场强度大小相等 C．若只在A、E两点处放置等量异种点电荷，则C、G两点的电势相等 D．若只在A、E两点处放置等量异种点电荷，则D、F两点的电场强度大小相等 【典例2b提高题】(多选)如图所示，等量异种点电荷固定放置，O是两电荷连线的中点，以O为圆心，在垂直于两电荷连线的平面内作圆，A、B是圆上两点，且AB连线不过圆心O，则下列说法正确的是(　　) A．A、B两点的电场强度不同 B．A点的电势比B点的电势高 C．将一个电荷沿圆弧从A点移到B点，电场力不做功 D．将一个电荷沿直线从A点移到B点，电荷受到的电场力先增大后减小 【典例2b提高题对应练习】（多选）如图，电荷量分别为q和－q(q>0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点。则(　 　) A．a点和b点的电势相等 B．a点和b点的电场强度大小相等 C．a点和b点的电场强度方向相同 D．将负电荷从a点移到b点，电势能增加 题型三：场源是等量同种点电荷模型 类型一：平面模型 【典例3a提高题】如图所示，在x轴上关于O点对称的A、B两点分别放有等量正电荷，M、N是x轴上的两点，且OM＝MN，P点在第一象限且PM垂直于x轴，则(　　) A.P点电势比M点电势高 B.O、M两点间电势差大于M、N