8.1电场能的性质（讲义）（4考点+7题型）——2023-2024学年高一物理下学期期中期末题型复习讲义

8.1电场能的性质 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 2 考点三　静电场中图象问题的处理技巧 2 考点四　用功能关系分析带电粒子的运动 3 题型1电场能的性质的理解 3 题型2电势差与电场强度的关系 4 题型3电场线、等势面与运动轨迹问题 6 题型4静电场中的图像问题——v-t图像 8 题型5静电场中的图像问题——φ-x图象 10 题型6静电场中的图像问题——E-x图象 11 题型7静电场中的图像问题——Ep－x图象、Ek－x图象 13 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． 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． 　　　　　　带电粒子运动轨迹类问题的解题技巧 (1)判断速度方向：带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为该点处的速度方向． (2)判断电场力(或场强)的方向：仅受电场力作用时，带电粒子所受电场力方向指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正负判断场强的方向． (3)判断电场力做功的正负及电势能的增减：若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势能减少；若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电势能增加． 考点三　静电场中图象问题的处理技巧 1．v－t图象：根据v－t图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场强度的方向、电势的高低及电势能的变化． 2．φ－x图象：(1)电场强度的大小等于φ－x图线的斜率大小，电场强度为零处，φ－x图线存在极值，其切线的斜率为零．(2)在φ－x图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向．(3)在φ－x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用WAB＝qUAB，进而分析WAB的正负，然后作出判断． 3．E－x图象：(1)反映了电场强度随位移变化的规律．(2)E＞0表示场强沿x轴正方向；E＜0表示场强沿x轴负方向．(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据电场方向判定． 考点四　用功能关系分析带电粒子的运动 1．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)除重力外，其他各力对物体所做的功等于物体机械能的变化． (4)所有力对物体所做功的代数和，等于物体动能的变化． 2．电场力做功的计算方法 (1)由公式W＝Flcos α计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为：W＝qElcos α. (2)由W＝qU来计算，此公式适用于任何形式的静电场． (3)由动能定理来计算：W电场力＋W其他力＝ΔEk. (4)由电势能的变化来计算：WAB＝EpA－EpB. 题型1电场能的性质的理解 [题型专练1]. （2023春•东安区校级期末）如图所示，纸面内线段AC∥ED，B为AC中点，DE＝AB，AD连线竖直，AC与AD间夹角为30°。空间存在平行于纸面的匀强电场，已知AC长度为0.2m，A点的电势φA＝5V，C点的电势φC＝﹣1V，E点的电势φE＝8V，电子的电荷量大小为e。下列说法正确的是（　　） A．B点电势为3V B．电子在D点的电势能为5eV C．电场强度方向垂直AD向左，大小为60V/m D．将电子从B点移到E点电场力做的功为﹣6eV [题型专练2]. （2022秋•张家界期末）如图所示，匀强电场中扇形OAB的圆心角∠AOB＝120°，半径OA为2m，C点为AB弧的中点，已知电场线平行于扇形所在的平面，一个电荷量为1×10﹣7C