第十章静电场中的能量（原卷版）高二物理上学期期中考点大串讲（人教版2019）

第十章静电场中的能量清单01静电力做功和电势能一、静电力做功和电势能1.静电力做功(1)特点：静电力做的功与电荷经过的路径，只与电荷量和电荷移动过程的有关。(2)计算方法①W＝qEd，只适用于电场，其中d为带电体沿的位移。②WAB＝，适用于任何电场。2.电势能(1)定义：电荷在电场中具有的势能。(2)说明：电势能具有相对性，通常把电荷在离场源或把电荷在的电势能规定为0。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＝EpA－EpB。(2)通过WAB＝EpA－EpB可知：静电力对电荷做多少，电荷的电势能就减少多少；静电力对电荷做多少，电荷的电势能就增加多少。(3)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的电势能，等于把它从这点移到时静电力所做的功。清单02电势等势面电势差1.电势(1)定义：电荷在电场中某一点所具有的的电势能与它的电荷量之比。(2)定义式：。(3)矢标性：电势是，有正负之分，正号表示该点电势比零电势；负号表示该点电势比零电势。(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。2.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电场力。②电场线一定与等势面，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越，反之越。④任意两个等势面都不相交。电势差（1）定义：在电场中，两点之间电势的差值。（2）定义式：（3）静电力做功与电势差的关系①电荷q在电场中从A点移动到B点时，静电力做的功WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差。WAB＝EpA－EpB＝q(φA－φB)＝qUAB，UAB＝。②电势差UAB由决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB，与零电势点的选取。4.电势差与电势的关系：UAB＝，UAB＝－UBA。5.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：UAB＝，其中d为电场中两点间沿电场方向的距离。②电场强度的方向和大小与电势差的关系：电场中，电场强度方向指向最快的方向；在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿方向每单位距离上降低的电势。清单03静电感应和静电平衡1.静电感应当把一个不带电的金属导体放在电场中时，导体的两端分别感应出等量的正、负电荷，“近端”出现与施感电荷的感应电荷，“远端”出现与施感电荷的感应电荷。2.静电平衡(1)定义：导体放入电场中时，附加电场与原电场的场强在导体内部大小相等且方向相反，使得叠加场强为零时，自由电荷发生定向移动，导体处于静电平衡状态。(2)处于静电平衡状态的导体的特点①导体内部的场强；②导体是一个等势体，导体表面是；③导体表面处的场强方向与导体表面；④导体内部没有净电荷，净电荷只分布在导体的表面上；⑤在导体外表面越的位置，净电荷的密度(单位面积上的电荷量)，凹陷的位置几乎净电荷。清单04电容器及电容1.电容器(1)组成：由两个彼此又相距很近的导体组成。(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的。(3)电容器的充、放电①充电：电容器充电的过程中，两极板的电荷量增加，极板间的电场强度增大，电源的能量不断储存在电容器中。②放电：放电过程中，电容器把储存的能量通过电流做功转化为其他形式的能量。2.电容(1)定义：电容器所带的与电容器两极板之间的之比。(2)定义式：。（C＝eq\f(Q,U)）(3)单位：法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)。1F＝μF＝pF。(4)意义：表示电容器本领的物理量。(5)决定因素：由电容器本身物理条件(大小、形状、极板相对位置及电介质)决定，与电容器是否带电及电压。3.平行板电容器的电容(1)决定因素：正对面积s，电介质ε，两板间的距离d。(2)决定式：。清单05带电粒子在电场中的运动1.加速(1)在匀强电场中，W＝qEd＝qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)。(2)在非匀强电场中，W＝qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)。2.偏转(1)运动情况：如果带电粒子以初速度v0垂直场强方向进入匀强电场中，则带电粒子在电场中做运动，如图1所示。图1(2)处理方法：将粒子的运动分解为沿初速度方向的运动和沿电场力方向的运动。根据运动的合成与分解的知识解决有关问题。(3)基本关系式：运动时间t＝eq\f(l,v0)，加速度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(qE,m)＝eq\f(qU,md)，偏转量y＝eq\f(1,2)at2＝，偏转角θ的正切值，tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(at,v0)＝即时练习【练习1】关于匀强电场中的电势差与场强的关系，正确的说法是(

)A.任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积

B.电势降低的方向必定是场强方向

C.沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差必相等

D.不沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差不可能相等【练习2】电容器是一种重要的电学元件。两个彼此绝缘又相距很近的导体就构成一个简单的电容器，它能储存电荷，其储存电荷的特性可以用电容来描述。关于已充电的某个平行板电容器，下列说法不正确的是

(

)A.两极板上一定带异号电荷

B.两极板所带的电荷量一定相等

C.充上的电荷量越多，其电容就越大

D.充上的电荷量越多，两极板间的电势差就越大【练习3】如图为描述某静电场的电场线，a、b是同一条电场线上的两个点，把正点电荷由a点沿电场线移到b点的过程中，关于电场力对电荷所做的功及电荷电势能的变化，下列说法中正确的是(

)

A.电场力做正功，电势能增加 B.电场力做正功，电势能减少

C.电场力做负功，电势能增加 D.电场力做负功，电势能减少【练习4】某同学对电学中相关概念和公式的理解如下，下列说法正确的是(

)A.把负电荷从初位置移到末位置静电力做正功，初位置的电势比末位置电势低

B.由C=QU，电容器极板上的电荷量每增加1C，两极板间的电势差就增加1V

C.在E=Ud中，U【练习5】如图所示，有质子(H11H)、氘核(H12H)、氚核(H13H)和氦核(H24H⁡A.质子(11H)的偏转位移y最大 B.氘核(12H)的偏转角θ最小

C.1.A，B，C是匀强电场中的三个点，已知各点电势φA=10 V、φB=2 V、φC=6 V，A. B.

C. D.2.a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20V，b点的电势为24V，d点的电势为4V，如图所示。由此可知c点的电势为

(

)

A.4Ⅴ B.8V C.12V D.3.如图所示，某同学在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹(图中实线所示)，图中未标明方向的一组虚线可能是电场线，也可能是等势面，下列说法正确的是(

)

A.如果图中虚线是电场线，电子在a点动能较小

B.如果图中虚线是等势面，电子在b点动能较小

C.不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的场强都大于b点的场强

D.不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的电势都高于b点的电势4.如图所示是研究平行板电容器的电容大小与哪些因素有关的实验装置。将充好电的平行板电容器与电源断开并将左金属板接地，另一板与外壳接地的静电计相连。若两板间距为d，其电容为C，指针偏角为θ，则以下对该实验现象以及解释判断正确的是(

)

A.增大d，θ增大，说明C随d的增大而减小

B.增大d，θ减小，说明C随d的增大而增大

C.增大S，θ增大，说明C随S的增大而增大

D.增大S，θ减小，说明C随S的增大而减小5.如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点，不计重力。下列说法错误的是(

)

A.M带负电荷，N带正电荷

B.M在b点的动能小于它在a点的动能

C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能

D.N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功6.人体的细胞膜模型图如图a所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压(医学上称为膜电位).现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图b所示.初速度可视为零的一价正钠离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是(

)

A.A点电势等于B点电势

B.钠离子的电势能增大

C.若膜电位不变，钠离子进入细胞内的速度越大

D.若膜电位增加，钠离子进入细胞内的速度更大7.（多选）如图所示，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，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移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、B两点的电场强度相等

B.q ​1的电荷量小于q ​2的电荷量

C.A点电势小于B点电势

D.q ​1在8.（多选）以下有关场强和电势的说法中正确的是(

)A.在正的点电荷的电场中，场强大的地方电势一定比场强小的地方电势高

B.在正的点电荷的电场中，场强大的地方电势一定比场强小的地方电势低

C.在负的点电荷的电场中，各点电势均为负值，距此负电荷越远处电势越低，无限远处电势最低

D.在负的点电荷的电场中，各点电势均为负值，距此负电荷越远处电势越高，无限远处电势最高9.（多选）如图所示，M、N是真空中的两块平行金属板．质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子恰好能到达N板．如果要使这个带电粒子到达M、N板间距的12后返回，下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子重力)

A.使初速度减为原来的12

B.使M、N间电压加倍

C.使M、N间电压提高到原来的4倍

D.使初速度和M、N间电压都减为原来的10.如图所示匀强电场中，有a、b、c三点，ab长L，bc长2.4L，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60°角，一个电荷量为q的正电荷从