专题16 电场能的性质-【起飞计划】2024年高考物理热点知识清单与题型讲练（全国通用）

专题16 电场能的性质 题型一 电场能的性质的理解 1 题型二 电势差与电场强度的关系 1 题型三 电场线、等势面与运动轨迹问题 4 题型四 静电场中的图像问题 6 类型1 v－t图像 8 类型2 φ－x图象 8 类型3 E－x图象 9 类型4 Ep－x图象、Ek－x图象 11 题型一 电场能的性质的理解 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． [题型专练1]. （2023秋•朝阳区校级期中）一个带电量为q的粒子仅在电场力作用下沿图中的曲线由O经P点运动到Q点，轨迹如图，以下说法正确的是（　　） A．若虚线是电场线，则从O到Q粒子的电势能减小 B．若虚线是电场线，则从O到Q粒子的电势能增加 C．若虚线是等势面，则从O到Q粒子的动能减小 D．若虚线是等势面，则从O到Q粒子的电势能增加 [题型专练2]. （2023秋•辉南县校级月考）如图甲所示，场源为点电荷Q，他的电场中有一条电场线，上面上有A、B两点，若从某点由静止释放一电子，假设电子仅受电场力作用，电子从A点运动到B点的速度—时间图像如图乙所示。则（　　） A．场源为点电荷Q，它一定为负点电荷，并且在B的右侧 B．A、B两点的电场强度EA＞EB C．电子在A、B两点具有的电势φA＞φB D．电子在A、B两点具有的电势能EpA＜EpB [题型专练3]. （2023春•乐山期末）真空中的O点固定一点电荷，虚线同心圆表示电场的等势面。现有一带电粒子沿实线所示轨迹依次通过a、b、c三点，不计重力，下列说法正确的是（　　） A．带电粒子在a点的加速度大于在c点的加速度 B．带电粒子从b运动c的过程中电场力做负功 C．带电粒子在a点动能大于在b点的动能 D．带电粒子在b点的电势能最大 [题型专练4]. （2023秋•广州期中）在维护和检修高压供电线路时，为了不影响城市用电，电工经常要在高压线上带电作业。为了保障电工的安全，电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服（如图甲）。图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，头顶上方有B供电线，B供电线的电势高于A电线的电势，虚线表示电工周围某一截面上的等差等势线，c、d、e、f是等势线上的四个点。以下说法中正确的是（　　） A．在c、d、e、f四点中，c点的电场最强 B．在c、d、e、f四点中，f点的电势最低 C．将电子由d移到e电场力所做的功大于将电子由e移到f电场力所做的功 D．将某电子在d点由静止释放，它会向e点所在等势面运动 [题型专练5]. （2023秋•重庆期中）如图所示，粗糙绝缘的水平地面附近存在一个平行于水平地面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，在x轴上的电势φ与坐标x的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点（0.15，3）的切线。现有一质量为0.20kg、电荷量为+2.0×10﹣8C的滑块P（可视作质点），从x＝0.10m处由静止释放，其与水平地面间的动摩擦因数为0.02。取重力加速度大小g＝10m/s2。则下列说法正确的是（　　） A．x＝0.15m处的电场强度大小为4.0×106N/C B．滑块一开始做加速度逐渐减小的加速运动，最终做匀速直线运动 C．滑块运动的最大速度约为0.1m/s D．滑块最终在0.3m处停下 题型二 电势差与电场强度的关系 (1)表达式：E＝。(只适用于匀强电场) (2)意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间的电势差与两点沿电场强度方向的距离之比。也就是说，场强在数值上等于沿电场方向单位距离上降低的电势。 (3)在匀强电场中U＝Ed，即在沿电场线方向上，U∝d。推论如下： 推论①：如图甲，C点为线段AB的中点，则有φC＝。 推论②：如图乙，AB∥CD，且AB＝CD，则UAB＝UCD。即在匀强电场中两条平行且相等的线段两端点间的电势差相等。 推论③：在匀强电场中一条直线上（等势线除外），两点间的电势差与这两点间距离成正比。 [题型专练6]. （2023秋•沈阳期中）如图，真空中一质量为m，电荷量为+q的检验电荷仅受固定点电荷Q（图中未画出）的作用绕Q做匀速圆周运动，A、B是检验电荷在运动中通过的相距为L的两点，在A、B两点，电荷的速率为v，与A、B连线的夹角为30°。已知静电力常量为k，由此可知（　　） A．检验电荷做匀速圆周运动的半径为2L B．电荷q从A到B经历的时间为 C．电荷Q在A、B连线中点O