专题44 电场能的性质-【鼎力高考】2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练

2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练 专题44 电场能的性质 导练目标 导练内容 目标1 电势高低及电势能大小的判断 目标2 电势差与电场强度的关系 目标3 电场线、等势面及运动轨迹的问题 【知识导学与典例导练】 1、 电势高低及电势能大小的判断 1．电势高低的判断“四法” 判断方法 方法解读 电场线 方向法 沿电场线方向电势逐渐降低 场源电荷正负法 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；越靠近正电荷处电势越高，越靠近负电荷处电势越低 电势能 大小法 同一正电荷的电势能越大的位置处电势越高，同一负电荷的电势能越大的位置处电势越低 静电力 做功法 根据UAB＝，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB的高低 2．电势能的大小判断“四法” 判断方法 方法解读 公式法 将电荷量、电势及正负号一起代入公式EpA＝qφA计算，EpA＞0时值越大，电势能越大；EpA＜0时绝对值越大，电势能越小 电势高 低法 同一正电荷在电势越高的地方电势能越大；同一负电荷在电势越低的地方电势能越大 静电力 做功法 静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加 能量守 恒法 在电场中，若只有静电力做功时，电荷的动能和电势能相互转化而且其和守恒，动能增加，电势能减小；反之，动能减小，电势能增加 【例1】静电纺纱利用了高压静电场的两个电极使单纤维两端带上异种电荷，如图所示，则（　　） A．图中虚线是电场线，电势 B．图中虚线是等势线，电场强度 C．电子在A点的电势能大于其在D点的电势能 D．将一电子从C移动到D，电场力做功为零 【例2】如图所示，圆的直径PQ与MN相互垂直，有3个点电荷分别固定在P点、Q点和M点、其中P、Q两点的电荷所带电荷量绝对值均为q，位于M点的电荷带正电。若N点电场强度为0，则下列说法正确的是（　　） A．P点的电荷带正电 B．M点的电荷所带电荷量为 C．电场中O点电势低于N点电势 D．一个带正电的试探电荷从O点沿直线向M运动过程中电势能逐渐增大 2、 电势差与电场强度的关系 1．在匀强电场中由公式U＝Ed得出的“一式二结论” 2．等分法及其应用 (1)等分法： 如果把某两点间的距离等分为n段，则每段两端点的电势差等于原电势差的，采用这种等分间距求电势问题的方法，叫作等分法。 (2)“等分法”的应用思路： 【例3】如图所示，在匀强电场中，将带电量为的点电荷从电场中的A点移到B点，电场力做了的功，再从B点移到C点，电场力做了的功。已知电场的方向与所在的平面平行。下列说法正确的是（  ）    A．A、B两点的电势差=－4V B．B、C两点的电势差=2V C．A点的电势比C点的电势高 D．场强的方向垂直于AC指向B 【例4】如图所示，半径为的圆处在匀强电场中，电场线与圆所在的平面平行。和是圆的两个直径，为圆心，两直径的夹角为。沿直线从到，每过电势降，沿直线从到，每过电势降，则下列判断正确的是（    ）    A．点电势比点电势高 B．匀强电场的电场强度大小为 C．电场方向与垂直 D．将一个带负电的粒子从沿圆弧顺时针移动到，电势能不断增大 3、 电场线、等势面及运动轨迹的问题 1．几种典型电场的等势面 电场 等势面 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 连线的中垂线上电势处处为零 等量同种 (正)点电荷 的电场 两点电荷连线上，中点的电势最低；中垂线上，中点的电势最高 2．带电粒子在电场中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5】等量异种电荷、的等势线分布如图所示，相邻的等势线间电势差均相等，点a、b、c连线与两电荷的连线平行，且。一带负电的点电荷M仅在静电力的作用下经过a点时速度方向如图，经过b所在等势线到达c所在等势线，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是（　　） A．a、c两点的电势相等 B．a、c两点的电场强度相同 C．点电荷M穿越a、b、c等势线时电势能满足 D．点电荷M从a点到等势面b，从等势面b到等势面c过程中，动能的变化量相等 【例6】如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（　　）    A．三个等势面中，c的电势最高 B．带电质点在P点具有