第八章 第2讲 电场能的性质-【勤径学升】2026年高考物理一轮总复习配套课件（人教版2019）

物 理 第八章　静电场 第2讲　电场能的性质 返回目录 返回目录 返回目录 √ × × × × × √ × 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 1．知道静电场中的电荷具有电势能，理解电势能、电势的含义，掌握静电力做功与电势能变化的关系。 2．掌握匀强电场中电势差及其与电场强度的关系。 3．会处理电场线、等势面与运动轨迹结合问题。 【微点辨析】 (1)电场力做功与重力做功相似，均与路径无关。( ) (2)电场中电场强度为零的地方电势一定为零。( ) (3)沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低。( ) (4)A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功。( ) (5)A、B两点的电势差是恒定的，所以UAB＝UBA。( ) (6)电势是矢量，既有大小也有方向。( ) (7)等差等势线越密的地方，电场线越密，电场强度越大。( ) (8)电场中电势降低的方向，就是电场强度的方向。( ) 考点 eq \a\vs4\al(1) 描述电场能的性质的物理量(互动共研) 1．电场力做功正负的判断 (1)根据电场力与速度夹角：夹角是锐角，电场力做正功。夹角是钝角，电场力做负功。 (2)根据WAB＝qUAB：由q和UAB的正负，判断WAB的正负。 2．电势能变化的判断 (1)根据电场力做功：电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加。 (2)根据Ep＝φq：正电荷在电势越高处电势能越大；负电荷在电势越高处电势能越小。 3．电势高低的判断 (1)根据电场线：沿电场线的方向电势降低。 (2)根据UAB＝ eq \f(WAB,q) ：判断UAB正负，确定φA和φB的高低。 1．(多选)真空中有两个固定的带正电的点电荷，电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时，仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线，以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d，如图所示。以下说法正确的是(　　) A．a点电势低于O点 B．b点电势低于c点 C．该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 D．该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能 解析　作出两个固定点电荷分别在O点附近的电场线，由题意知，O点的场强EO＝0，则两点电荷分别在O点处产生电场的电场线疏密相同，进而推知O点左侧的电场方向向右，O点右侧的电场方向向左，可以判定：a点电势高于O点，b点电势低于c点，故A错误，B正确；由Ep＝φq可知，a点的电势高于b点，试探电荷(带负电)在a点的电势能比b点小，故C错误；c点电势高于d点，试探电荷(带负电)在c点的电势能小于d点，故D正确。 答案　BD 考点 eq \a\vs4\al(2) 电势差与电场强度的关系(互动共研) 1．匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)UAB＝Ed，d为A、B两点沿电场方向的距离。 (2)沿电场强度方向电势降落得最快。 (3)在同一直线上或相互平行的两条直线上距离相等的两点间电势差相等。 2．由E＝ eq \f(U,d) 可推出的两个重要推论 (1)匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC＝ eq \f(φA＋φB,2) ，如图甲所示。 (2)匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD，则UAB＝UCD(或φA－φB＝φC－φD)，如图乙所示。 3．E＝ eq \f(U,d) 在非匀强电场中的几点妙用 (1)解释等差等势面的疏密与电场强度大小的关系：当电势差U一定时，电场强度E越大，则沿电场强度方向的距离d越小，即电场强度越大，等差等势面越密。 (2)定性判断非匀强电场电势差的大小关系：如距离相等的两点间的电势差，E越大，U越大；E越小，U越小。 4．解题思路 [例2]　如图所示，A、B两板间电压为600 V，A板带正电并接地，A、B两板间距离为12 cm，C点离A板4 cm，两板间的电场强度E和电子在C点具有的电势能分别为(　　) A．2 000 V/m，－200 eV B．5 000 V/m，200 eV C．5 000 V/m，－200 eV D．2 000 V/m，200 eV 解析　A板接地，则其电势为零，又因为A、B两板间的电压为600 V，则B板电势为－600 V，由此知C点电势为负值，则A、B两板间电场强度E＝ eq \f(U,d) ＝ eq \f(600,12) V/cm＝50 V/cm＝5 000 V/m，φC＝－EdC＝－50 V/cm×4 cm＝－200 V，电子在C点具有的电势能为200 eV，故选B。 答案　B 5．(2023·浙江模拟)电子焊接机中的电场线如图中虚线所示，圆弧形极板 K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高压U，有一电子 在K极由静止被加速；不考虑电子重力，元电荷为e。则下列说法正确的是(　　) A．由K到A电势逐渐降低 B．A和K之间的电场强度大小为 eq \f(U,d) C．A点与KA中点的电势差大于 eq \f(U,2) D．电子由K运动到A的过程中，其电势能增加了eU 解析　沿着电场线的方向电势降低，由K到A为逆着电场线方向，因此电势升高，A错误；A和K之间的电场为非匀强电场，B错误；从A到K电势降低，若KA之间为匀强电场，则A点与KA中点的电势差为U1＝ eq \f(1,2) U，由题图可知，越靠近A端电场线密度越大，即越靠近A端电场强度越大，则A点与KA中点的电势差大于 eq \f(U,2) ，C正确；电子由K运动到A的过程中，静电力做正功，电势能减少了eU，D错误。 答案　C 3．如图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线1、2、3分别为三条等势线，三条等势线与其中一条电场线的交点依次为M、N、Q点，已知MN＝NQ，电荷量相等的a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出，仅在静电力作用下，两粒子的运动轨迹如图中虚线a′、b′所示，则(　　) A．a粒子一定带正电，b粒子一定带负电 B．MN两点电势差大小|UMN|等于NQ两点电势差大小|UNQ| C．a粒子的加速度逐渐增大，b粒子的加速度逐渐减小 D．a粒子从出发到等势线3过程的动能变化量比b粒子从出发到等势线1过程的动能变化量小 解析　由题图可知，a粒子的轨迹方向向右弯曲，a粒子所受静电力方向向右，b粒子的轨迹向左弯曲，b粒子所受静电力方向向左，由于电场线方向未知，无法判断粒子的电性，故A错误；由题可知，a所受静电力逐渐减小，加速度减小，b所受静电力逐渐增大，加速度增大，故C错误；已知MN＝NQ，由于MN段场强大于NQ段场强，所以MN两点电势差大小|UMN|大于NQ两点电势差大小|UNQ|，故B错误；根据静电力做功公式W＝Uq，|UMN|＞|UNQ|，a粒子从等势线2到3静电力做的功小于b粒子从等势线2到1静电力做的功，所以a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小，故D正确。 答案　D 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(或电场强度)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电场强度的方向。 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。 $$