第2讲　静电场中能的性质 课件 -2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦静电场中能的性质，覆盖静电力做功与电势能、电势差与电场强度关系、电场线等势面及轨迹问题三大核心考点，依据课程标准和高考评价体系，通过近三年真题分析明确高频考点分布，归纳选择、计算等常考题型，构建系统复习框架。 课件亮点在于“真题剖析+方法建模+易错警示”，如2024广东卷污泥絮体电泳题，运用科学思维中的模型建构分析电场力做功与电势能变化，2025河南卷匀强电场题通过“等分法”突破场强方向判断，培养学生物理观念中的能量观念。特设易错点判断（如E=0电势不一定为0）和答题模板，助力学生高效得分，教师可据此精准教学，提升复习效果。

高考总复习 物理 人教版 第2讲　静电场中能的性质 索引 考点1 考点2 课时跟踪练 考点3 返回导航 第九章　静电场 课程标准　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,掌握等势面的含义。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。 返回导航 第九章　静电场 01 考点1　静电力做功、电势能和 电势 返回导航 第九章　静电场 1.静电力做功的特点 静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置______,但与电荷经过的路径_______。 2.电势能 (1)定义:电荷在电场中具有的势能,称为电势能。 (2)说明:电势能具有相对性,通常把__________或__________的电势能规定为零。 有关 无关 无限远处 大地表面 返回导航 第九章　静电场 (3)静电力做功与电势能变化的关系 ①静电力做的功等于电荷电势能的________,即WAB=__________。静电力对电荷做多少正功,电荷电势能就_______多少;电荷克服静电力做多少功,电荷电势能就_______多少。 ②电势能的大小:由WAB=EpA-EpB可知,若令EpB=0,则EpA=WAB,即一个电荷在电场中某点具有的电势能,数值上等于将其从该点移到零电势能位置过程中静电力所做的功。 变化量 EpA-EpB 减少 增加 返回导航 第九章　静电场 3.电势 (1)定义:电荷在电场中某一点的__________与它的电荷量之比叫作电场在这一点的电势。 (2)定义式:φ=__________。 (3)标矢性:电势是____量,有正负之分,其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。 (4)相对性:电势具有__________,同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。 电势能 标 相对性 返回导航 第九章　静电场 4.电势差 电场中两点间的电势的差值,也叫_____。公式表示为UAB=________,UAB= -UBA,还可以推导出静电力做功与电势差的关系:UAB=__________。 电压 φA-φB 返回导航 第九章　静电场 1.电场强度为零的点,电势一定为零。( ) 2.电势为零的点,电场强度一定为零。( ) 3.沿电场线的方向电场强度越来越小,电势逐渐降低。( ) 4.电势差UAB与WAB成正比,与q成反比。( ) × × × × 返回导航 第九章　静电场 (人教版必修第三册P34T3改编)如图所示,下列说法正确的是(　　) A.φA>φB B.负电荷在A点时的电势能大于在B点时的电势能 C.负电荷由B移动到A时静电力做正功 D.UAB>0 返回导航 第九章　静电场 电场力做功、电势能大小的比较 (多选)(2024·广东卷)污水中的污泥絮体经处理后带负电,可利用电泳技术对其进行沉淀去污,基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极,金属圆盘置于底部,金属棒插入污水中,形成如图所示的电场分布,其中实线为电场线,虚 线为等势面。M点和N点在同一电场线上,M 点和P点在同一等势面上。下列说法正确的 有(　　) 返回导航 第九章　静电场 A.M点的电势比N点的低 B.N点的电场强度比P点的大 C.污泥絮体从M点移到N点,电场力对其做正功 D.污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大 返回导航 第九章　静电场 [解析]　根据沿着电场线方向电势降低可知,M点的电势比N点的电势低,污泥絮体带负电,根据Ep=qφ可知,污泥絮体在M点的电势能比在N点的电势能大,污泥絮体从M点移到N点,电势能减小,电场力对其做正功,故A、C正确;根据电场线的疏密程度可知,N点的电场强度比P点的电场强度小,故B错误;M点和P点在同一等势面上,则污泥絮体在M点的电势能与在P点的电势能相等,结合A、C选项分析可知污泥絮体在P点的电势能比其在N点的电势能大,故D错误。 返回导航 第九章　静电场 ·方法总结· (1)电势能大小的判断 判断方法 方法解读 公式法 将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Ep=qφ,计算得到的值越大,电势能越大 电势法 正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大 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,动能增加,电势能减小;反之,动能减小,电势能增加 返回导航 第九章　静电场 (2)求静电力做功的四种方法 返回导航 第九章　静电场 电势高低的比较 (多选) (2025·山东卷)球心为O、半径为R的半球形光滑绝缘碗固定于水平地面上,带电荷量分别为+2q和+q的小球甲、乙刚好静止于碗内壁A、B两点,过O、A、B的截面如图所示,C、D均为圆弧上的点,OC沿竖直方向,∠AOC=45°,OD⊥AB,A、B两点间距离为R,E、F为AB连线的三等分点。下列说法正确的是(　　) 返回导航 第九章　静电场 A.甲的质量小于乙的质量 B.C点电势高于D点电势 C.E、F两点电场强度大小相等,方向相同 D.沿直线从O点到D点,电势先升高后降低 返回导航 第九章　静电场 [解析]　设小球甲、乙间的库仑力大小为F,对小球甲、乙受力分析如图所示,小球甲沿绝缘碗切线方向由平衡条件有m甲gcos 45°=FBAcos 60°,对小球乙沿绝缘碗切线方向由平衡条件有m乙gcos 15°=FABcos 60°,且FBA= FAB,联立可得m甲>m乙,A错误;将带正电的试探电荷由C点沿圆弧移至D点,静电力一直对其做正功,试探电荷的电势能一直减小,故电势一直减小,所以C点电势高于D点电势,B正确;由点电荷产生电场强度的公式和电场强度的叠加原理可知,E点的电场强度大小为EE=-=,F点的 返回导航 第九章　静电场 电场强度大小EF=-=,E、F两点的电场强度的大小显然不相等,C错误;单独研究小球甲、乙形成的电场,沿直线从O点运动到D点,电势均先升高后降低,所以由电势的叠加原理可知,沿直线从O点运动到D点,电势先升高后降低,D正确。 返回导航 第九章　静电场 ·方法总结· 电势高低的四种判断方法 (1)电场线法:沿电场线方向电势逐渐降低。 (2)离场源电荷的远近:取离场源电荷无限远处电势为零,正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低。空间中有多个点电荷时,某点的电势可以代数求和。 (3)电势差与电势的关系:根据UAB==φA-φB,将WAB、q的正负号代入,计算出UAB,再由UAB的正负判断φA、φB的高低。 (4)Ep与φ的关系:由φ=知,正电荷在电势能大处电势较高,负电荷在电势能大处电势较低。 返回导航 第九章　静电场 02 考点2　电势差与电场强度的关系 返回导航 第九章　静电场 1.匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)电势差与电场强度的关系式:U=______,其中d为电场中两点间沿__________的距离。 (2)电场强度的方向和大小:电场中,电场强度方向是指__________最快的方向。在匀强电场中,电场强度在数值上等于沿__________单位距离上降低的_______。 Ed 电场方向 电势降低 电场方向 电势 返回导航 第九章　静电场 2.由E=可推出的两个重要推论 推论1:如图甲所示,匀强电场中任一线段AB的中点C的电势φC=。 推论2:如图乙所示,若匀强电场中两线段AB=CD,且AB∥CD,则φA-φB=φC-φD。 返回导航 第九章　静电场 E=在非匀强电场中的三点妙用 (1)判断电势差的大小及电势的高低:距离相等的两点间的电势差,E越大,U越大,进而判断电势的高低。 (2)利用φ-x图像的斜率判断电场强度随位置变化的规律:k===Ex,斜率的大小表示电场强度的大小,正负表示电场强度的方向。 (3)判断电场强度的大小:等差等势面越密,电场强度越大。 返回导航 第九章　静电场 1.E=对于任何电场都适用。( ) 2.E=对于任何电场都适用。( ) 3.E=中的d是匀强电场中两点的距离。( ) 4.由公式U=Ed可知,任意两点间的U与E成正比。( ) × √ × × 返回导航 第九章　静电场 匀强电场中电势差与电场强度的关系 (多选)(2025·河南卷)如图所示,在与纸面平行的匀强电场中有a、b、c三点,其电势分别为6 V、4 V、2 V;a、b、c分别位于纸面内一等边三角形的顶点上。下列图中箭头表示a点电场的方向,则正确的是(　　) 返回导航 第九章　静电场 返回导航 第九章　静电场 [解析]　匀强电场中任一线段上电势均匀变化,设ac中点为d,d点处的电势为φd==4 V=φb,连接bd即为等势线,如图所示,由几何关系可知ac垂直于bd,因电场线方向垂直于等势线且从高电势指向低电势,则a点电场的方向如图所示,C正确。 返回导航 第九章　静电场 ·方法总结· 等分法及其应用 (1)等分法:在匀强电场中,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两点间电势差的(如图所示),采用这种等分间距解决电势问题的方法,叫作等分法。 返回导航 第九章　静电场 (2)等分法的应用思路 返回导航 第九章　静电场 非匀强电场中电势差与电场强度的关系 (多选)(2026·山西临汾模拟)熔喷布是一种过滤材料,广泛应用于医疗、卫生、环保等领域。熔喷布经过静电驻极处理后,其纤维表面形成持久的静电场,可以持续吸附空气中的微小颗粒,提高过滤效率。静电驻极处理装置中针状电极与平板电极间形成的电场如图所示,b为ac的中点,bd连线平行于平板电极,下列说法正确的是(　　) 返回导航 第九章　静电场 A.a点电场强度比c点的大 B.b、d两点在同一等势面上 C.a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差 D.某带负电颗粒在a点的电势能比在c点的大 返回导航 第九章　静电场 [解析]　a点的电场线比c点的电场线密集,因此a点的电场强度比c点的大,故A正确;由题图可知,bd连线垂直于b点所在的电场线,并不垂直于d点所在的电场线,由于电场线和等势面是垂直的,因此b、d两点不在同一等势面上,故B错误;由于b为ac的中点,且a、b两点间的平均电场强度大于b、c两点间的平均电场强度,由U=Ed可知,a、b两点间的电势差不等于b、c两点间的电势差,故C错误;将带负电颗粒由a点移动到c点,由W=qEl可知,电场力做正功,因此带负电颗粒在a点的电势能比在c点的大,故D正确。 返回导航 第九章　静电场 ·方法总结· 在非匀强电场中,可以用E=或UAB=Ed定性地分析有关问题,结论: (1)如图甲所示,在等差等势面中,等势面越密的地方,电场强度就越大。 (2)如图乙所示,a、b、c为某条电场线上的三个点,且ab=bc,由于电场线越密的地方电场强度越大,故Uab<Ubc。 返回导航 第九章　静电场 03 考点3　电场线、等势面及运动轨迹问题 返回导航 第九章　静电场 电势相同 不做功 高 低 越大 密集 越小 1.等势面 (1)定义:电场中__________的各点构成的面。 (2)四个特点 ①在同一等势面上移动电荷时静电力__________。 ②电场线一定与等势面垂直,并且从电势_____的等势面指向电势_____的等势面。 ③等差等势面越密的地方电场强度______,电场线越_____,反之______。 ④任意两个等势面都不相交。 返回导航 第九章　静电场 电场 等势面(虚线)图样 特点 匀强 电场   垂直于电场线的一簇平面 2.几种常见的电场的等势面的特点 返回导航 第九章　静电场 电场 等势面(虚线)图样 特点 点电荷 的电场   以点电荷为球心的一簇球面 返回导航 第九章　静电场 电场 等势面(虚线)图样 特点 等量异 种点电 荷的电场   两电荷连线的中垂面为等势面 返回导航 第九章　静电场 电场 等势面(虚线)图样 特点 等量正 点电荷 的电场   在电荷连线上,中点电势最低;在中垂线上,中点电势最高 返回导航 第九章　静电场 1.等差等势线越密的地方,电场线越密,电场强度越大。( ) 2.电场线与等势面互相垂直,电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面。( ) 3.无论正粒子还是负粒子,在电场中某点所受静电力的方向都沿电场线在该点的切线方向,并且指向粒子运动轨迹的弯曲方向。( ) √ √ √ 返回导航 第九章　静电场 (多选)(2024·甘肃卷)某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示,虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹,M、N分别是运动轨迹与等势面b、a的交点,下列说法正确的是(　　)  A.粒子带负电荷 B.M点的电场强度比N点的小 C.粒子在运动轨迹上存在动能最小的点 D.粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 返回导航 第九章　静电场 [解析]　根据粒子所受电场力指向曲线轨迹的凹侧可知,带电粒子带正电,故A错误;等差等势面越密集的地方电场强度越大,故M点的电场强度比N点的电场强度小,故B正确;粒子带正电,因为M点的电势大于N点的电势,故粒子在M点的电势能大于在N点的电势能;由于带电粒子仅在电场力作用下运动,电势能与动能总和不变,故可知当电势能最大时动能最小,故粒子在运动轨迹上到达最大电势处时动能最小,故C、D正确。 返回导航 第九章　静电场 (2026·湖南长沙模拟)细胞电转染的原理简化如图所示,两带电的平行金属板间,由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线,关于y轴对称分布。虚线为带电的外源DNA进入细胞膜的轨迹,M、N为轨迹上的两点,P点与N点关于y轴对称,下列说法正确的是(　　) A.N、P两点的电场强度相同 B.M点的电势与N点的电势相等 C.DNA分子在M点的加速度比在N点的小 D.DNA分子在M点的电势能比在N点的小 返回导航 第九章　静电场 [解析]　电场中某点的电场强度的方向为电场线在该点的切线方向,由题图可知,N、P两点的电场强度的方向不同,故A错误;沿着电场线电势降低,故M点的电势低于N点的电势,故B错误;M处的电场线更稀疏,电场强度更小,由牛顿第二定律可知a=,DNA分子在M点的加速度比在N点的小,故C正确;由DNA分子的运动轨迹可知,DNA分子由M向N运动的过程电场力做正功,电势能减小,故DNA分子在M点的电势能比在N点的大,故D错误。 返回导航 第九章　静电场 课时跟踪练 温馨提示 返回导航 第九章　静电场 $