高中物理破题致胜微方法（静电场相关方法集锦）十五、电势能大小的比较方法——场源电荷判断法

电势能大小的比较问题往往作为选择题出现在高考的试卷中。本专题将为大家总结判断电势能大小的三种方法。本讲与大家分享的是场源电荷判断法。 一． 经典例题 1. 如图所示，孤立点电荷+Q固定在正方体的一个顶点上，与+Q相邻的三个顶点分别是A、B、C，则（　　） A．A、B、C三点的电势相等 B．A、B、C三点的电场强度相同 C．将一正电荷由A点沿直线移动到B点的过程中电势能始终保持不变 D．将一负电荷由B点沿直线移动到C点的过程中电势能先增大后减小 2. 如图所示，在点电荷Q形成的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在另一等势面上．甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线；已知乙粒子带正电．那么下列判断正确的是（　　） A．甲粒子在b点的电势能比在c点小 B．乙粒子在d点速度最大 C．a、b两点电场强度相同 D．d点电势比b点电势高 总结 场源电荷判断法： （1）离场源正电荷越近，试探正电荷的电势能越大，试探负电荷的电势能越小 （2）离场源负电荷越近，试探正电荷的电势能越小，试探负电荷的电势能越大 二．相关练习题 1. 如图所示，空间中有一个正方体，有一对等量异种点电荷分别位于空间中的d点和g点．现在各顶点间移动一正试探电荷，关于该试探电荷所受的电场力和具有的电势能，以下判断正确的是（　　） A．在e点和b点S所受电场力大小相等，方向相同 B．在a点和f点所受电场力大小相等，方向相同 C．在e点和b点电势能相等 D．在a点和f点电势能相等 2. （2006年重庆高考真题）【题号：3200002274】如图，带正电的点电荷固定于Q点，电子在库仑力作用下，做以Q为焦点的椭圆运动．M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q最近的点．电子在从M经P到达N点的过程中（　　） A．速率先增大后减小 B．速率先减小后增大 C．电势能先减小后增大 D．电势能先增大后减小 3. 高速α粒子在金原子核电场作用下的散射现象如图所示，虚线表示α粒子的运动轨迹，实线表示金核各等势面．设α粒子经过a、b、c三点时的速度分别为va、vb、vc，电势能分别为Ea、Eb、Ec，则（　　） A．vc＜vb＜vc B．vb＜va＜vc C．Ea＞Eb＞Ec D．Eb＞Ea＞Ec 4. 在粗糙的斜面上固定一点电荷Q，在M点无初速度的释放带有恒定电荷的小物块，小物块在Q的电场中沿斜面运动到N点静止．则从M到N的过程中（　　） A．小物块所受的电场力减小 B．小物块的电势能可能增加 C．小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功 D．M点的电势一定高于N点的电势 5. 一个带负电的粒子射入固定在O点的点电荷的电场中，粒子运动轨迹如图实线所示，图中虚线为同心圆，表示电场中的等势面，不计重力，则下列说法中正确的是（　　） A．O点处电荷一定是正电荷 B．粒子在a点处的加速度一定大于在b点处的加速度 C．粒子在a点处的电势能一定大于在b点处的电势能 D．粒子在a点的速率一定大于在b点处的速率 6. （2012年福建高考真题）如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，实线为等势线．取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是（　　） A．A点电势大于B点电势 B．A、B两点的电场强度相等 C．q1的电荷量小于q2的电荷量 D．q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能 7. 如图所示，Q是一个带正电的固定的点电荷，另有一个带负电的点电荷P只受到Q产生的电场力的作用在运动，则P在运动过程中（　　） A．如果电势能减少，则加速度一定变小 B．如果电势能减少，则加速度一定变大 C．如果电势能减少，则动能一定变大 D．如果电势能保持不变，则一定做匀速圆周运动 一. 相关练习题答案 1. 答案： C 解析： A、根据等量异种电荷电场线的分布情况可知：e点与b点的场强大小相等，方向相同，都平行于dg，则S所受电场力大小相等，方向相同．故A错误． B、同理，在a点和f点所受电场力大小相等，方向不同．故B错误． C、如右图（俯视图），h、e、b、c都在过+Q与﹣Q连线的中垂面上，而此中垂面是一个等势面，故在e点和b点电势能相等．故C正确． D、根据等势面的分布和顺着电场线电势降低可知，a点的电势较高，则正试探电荷在a点电势能较大．故D错误． 故选C 2. 答案见二维码 4. 答案：D 解析： 物块在运动过程中所受摩擦力大小不变，假设物块受库仑引力，则物块将做加速度逐渐增大的加速运动，不会停止，因此物块受到的库仑力为斥力． A、由于物块与电荷Q距离增大，根据电场力公式可知，电场力减小，故A正确； B、物块下滑中电场力做正功，电势能减小，故B错误； C、由于物块