2019高考物理一輪複習電場能的性質

一輪複習電場能的性質

一、電場力做功與電勢能

1．靜電力做功的特點

（1）在電場中移動電荷時電場力做功與無關，只與有關，可見靜電力做功與做功相似．

（2）在勻強電場中，電場力做的功w其中d為沿的位移．

2．電勢能

（1）定義：電荷在電場中具有的勢能，等於靜電力把它從該點移到位置時所做的功．

（2）靜電力做功與電勢能變化的關係

靜電力做的功等於即wab

（3）電勢能的相對性：電勢能是相對的，通常把電荷在離場源電荷的電勢能規定為零，或把電荷在表面的電勢能規定為零．

二、電勢、等勢面和電勢差

1．電勢

（1）定義：試探電荷在電場中某點具有的與的比值．

（2）定義式

（3）矢標性：電勢是其大小有正負之分，其正(負)表示該點電勢比高(低．)

（4）相對性：電勢具有同一點的電勢因選取的不同而不同．

2.等勢面

（1）定義：電場中相同的各點構成的面叫做等勢面．

（2）等勢面的形狀

① 點電荷的電場：等勢面是以點電荷為球心的一簇同心球面，如圖甲所示．

② 等量異種點電荷的電場：等勢面如圖乙所示，兩點電荷連線的中垂面為乙個等勢面．

③ 等量同種電荷的電場：等勢面如圖丙所示．

④ 勻強電場：等勢面是垂直於電場線的一簇平面．

(3) 等勢面的特點

① 等勢面一定和電場線垂直．

② 等勢面上各點電勢相等，在等勢面上移動電荷電場力不做功．

③ 電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面．

④ 電場線越密的地方，等差等勢面越密．

3．電勢差

（3）電勢差：電荷q在電場中a、b兩點間移動時，電場力所做的功wab，跟它的電荷量q的比值，叫做a、b間的電勢差，也叫電壓．公式單位：伏(v)．

（4）電勢差與電勢的關係：uab電勢差是標量，可以是正值，也可以是負值．

※三、電勢能、電勢的知識要點

1、電場力做功只能決定電勢能的變化量

即：電場力做正功，電勢能一定減少；電場力做負功，電勢能一定增加

2、在＋q的電場中，各點電勢都為正值；在－q的電場中，各點電勢都為負值

3、沿著電場線的方向，電勢逐漸降低

4、正電荷在電勢高的地方電勢能大，負電荷在電勢高的地方電勢能小

5、電場中電勢相等的點構成的面叫等勢面，等勢面一定與電場線垂直，在同一等勢面上移動電荷，電場力不做功

1、如圖所示，平行線為勻強電場的電場線，方向未知。帶電量為2×10－6 c的負電荷從a運動到b，克服電場力做了10－6 j的功，ab=2cm，則電場的場強e方向

2、乙個正點電荷帶電量q=1.0×10－14 c，在電場中運動的過程中，經過a點時具有的動能為eka=2.0×10－12 j，經過b點時的動能為ekb=6.

0×10－12 j，不計重力。若b點的電勢為φb=100v，求a點的電勢。

3、一帶電粒子射入一固定在o點的點電荷的電場中，粒子運動軌跡如圖所示，圖中虛線是同心圓弧，表示電場的等勢面。不計重力，可以判斷：

a、此粒子一直受到靜電斥力作用

b、粒子在b點的電勢能一定大於在a點的電勢能

c、粒子在b點的速度一定大於在a點的速度

d、粒子在a點和c點的速度大小一定相等

4、一帶電小球在空中由a點運動到b點的過程中，受重力、電場力和空氣阻力三個力作用．若重力勢能增加3 j，機械能增加0.5 j，電場力做功1 j，則小球：

a．克服重力做功為3 j　　　 b．電勢能增加1 j

c．克服空氣阻力做功0.5 j d．動能減少2.5 j

5、如右圖所示，xoy平面內有一勻強電場，場強為e，方向未知，電場線跟x軸的負方向夾角為θ，電子在座標平面xoy內，從原點o以大小為v0方向沿x正方向的初速度射入電場，最後打在y軸上的m點．電子的質量為m，電荷量為e，重力不計．則：

a．o點電勢高於m點電勢

b．運動過程中電子在m點電勢能最多

c．運動過程中，電子的電勢能先減少後增加

d．電場對電子先做負功，後做正功

6、勻強電場中有a、b、c三點．在以它們為頂點的三角形中，∠a＝30°、∠c＝90°，電場方向與三角形所在平面平行．已知a、b、c三點的電勢分別為(2－)v、(2＋)v和2 v．該三角形的外接圓上最低、最高電勢分別為(　　)

a．(2－)v、(2＋)v　　 b．0 v、4 v

c．(2－)v、(2＋)v d．0 v、v

7、勻強電場中的三點a、b、c是乙個三角形的三個頂點，ab的長度為1 m，d為ab的中點，如圖所示。已知電場線的方向平行於δabc所在平面，a、b、c三點的電勢分別為14 v、6 v和2 v。設場強大小為e，一電量為1×10－6 c的正電荷從d點移到c點電場力所做的功為w，則：

a．w＝8×10－6 j，e＞8 v/m

b．w＝6×10－6 j，e＞6 v/m

c．w＝8×10－6 j，e≤8 v/m

d．w＝6×10－6 j，e≤6 v/m

8、如圖所示，a、b為兩個等量同種點電荷，a、o、b在點電荷a、b的連線上，c、o、d在連線的中垂線上oa=ob=oc=od，則：

a、a、b兩點的場強相同，電勢也相同

b、c、d兩點的場強不相同，電勢相同

c、o點是a、b連線上電勢最低的點，也是a、b連線上場強最小的點

d、o點是中垂線cd上電勢最高的點，也是中垂線上場強最大的點

9、如圖所示，實線為電場線，虛線表示等勢面，相鄰兩個等勢面之間的電勢差相等。已知乙個正電荷在等勢面l3上某點的動能為20j，運動到等勢面l1上的某點時動能變為零。若取l2為零電勢面，則此電荷的電勢能為4j時，其動能為：

a、16j b、10j c、6j d、4j

10、圖中虛線所示為靜電場中的等勢面1、2、3、4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為0。一帶正電的點電荷在靜電力的作用下運動，經過a、b點時的動能分別為26ev和5ev．當這一點電荷運動到某一位置，其電勢能變為－8ev時，它們動能應為

11、如圖所示，固定在q點的正點電荷的電場中有m、n兩點，

已知下列敘述正確的是：

a．若把一正的點電荷從m點沿直線移到n點，

則電場力對該電荷做功，電勢能減少

b．若把一正的點電荷從m點沿直線移到n點，

則該電荷克服電場力做功，電勢能增加

c．若把一負的點電荷從m點沿直線移到n點，

則電場力對該電荷做功，電勢能減少

d．若把一負的點電荷從m點沿直線移到n點，再從n點沿不同路徑移回到m點，則該電

荷克服電場力做的功等於電場力對該電荷所做的功，電勢能不變

12、關於靜電場，下列說法正確的是：

a．電勢等於零的物體一定不帶電

b．電場強度為零的點，電勢一定為零

c．同一電場線上的各點，電勢一定相等

d．負電荷沿電場線方向移動時，電勢能一定增加

1.如圖所示，ab、cd為一圓的兩條直徑且相互垂直，o點為圓心.空間存在一未知靜電場，方向與圓周所在平面平行.

現讓一電子先從a點運動至c點，電勢能減少了ep；又從c點運動到b點，電勢能增加了ep.那麼此空間存在的靜電場可能是( )

a.勻強電場，方向垂直於ab由o點指向c點

b.勻強電場，方向垂直於ab由c點指向o點

c.位於o點的正點電荷形成的電場

d.位於d點的負點電荷形成的電場

2.(2012·長沙模擬)一點電荷僅受電場力作用，由a點無初速度釋放，沿直線先後經過電場中的b點和c點.如圖所示,點電荷在a、b、c三點的電勢能分別用ea、eb和ec表示，則ea、eb、ec間的關係可能是( )

>eb>ec>eb

3.如圖所示，ac、bd為圓的兩條互相垂直的直徑，圓心為o，半徑為r，將帶等電荷量的正、負點電荷放在圓周上，它們的位置關於ac對稱，+q與o點的連線和oc夾角為30°，下列說法正確的是( )

兩點的電勢關係是φa=φc

兩點的電勢關係是φb=φd

點的場強大小、方向相同

4.如圖甲所示，一條電場線與ox軸重合，取o點電勢為零，ox方向上各點的電勢φ隨x變化的情況如圖乙所示，若在o點由靜止釋放一電子，電子僅受電場力的作用，則( )

a.電子將沿ox方向運動

b.電子的電勢能將增大

c.電子運動的加速度恆定

d.電子運動的加速度先減小後增大

5.(2012·瀋陽模擬)真空中一點電荷形成的電場中的部分電場線如圖所示，分別標記為1、2、3、4、5，且1、2和5、4分別關於3對稱.以電場線3上的某點為圓心畫乙個圓，圓與各電場線的交點分別為a、b、c、d、e，則下列說法中正確的是( )

a.電場強度ea>ec

b.電勢φb>φd

c.將一正電荷由a點移到d點，電場力做正功

d.將一負電荷由b點移到e點，電勢能增大

6.(2012·宜賓模擬)如圖所示，在粗糙絕緣水平面上固定一點電荷q，從m點無初速釋放一帶有恆定負電荷的小物塊，小物塊在q的電場中運動到n點靜止.則從m點運動到n點的過程中，下列說法中正確的是( )

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