2026上海春季高考物理考试总复习：专题18 电势能及带电粒子的偏转（知识梳理+考点精讲）（原卷版）

=page11专题18电势能及带电粒子的偏转（原卷版）1、进一步强化对静电场的认识，理解静电场力的性质和能的性质；2、能够熟练地解决带电粒子在恒定的电场以及一些变化的电场中的加速和偏转问题；3、能够熟练地解决带电物体在静电场和重力场所构成的复合场中的运动问题.知识点一、电势能1．电势能：电荷在电场中具有的势能，用Ep表示．2．静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量．表达式：WAB＝EpA－EpB=-Ep(1)静电力做正功，电势能减少；(2)静电力做负功，电势能增加．3．电势能的大小：电荷在某点(A点)的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功EpA＝WA0.4．电势能具有相对性电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷无限远处或把电荷在大地表面的电势能规定为零．5．电势能是标量，有正负但没有方向．在同一电场中，电势能为正值表示电势能大于零势能点的电势能，电势能为负值表示电势能小于零势能点的电势能．知识点二：电势1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比．2．公式：φ＝eq\f(Ep,q).3．单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V,1V＝1J/C.4．电势高低的判断：（1）沿着电场线的方向电势逐渐降低．（2）由φ＝eq\f(Ep,q)知，对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高．5．电势的相对性：只有规定了零电势点才能确定某点的电势，一般选大地或离场源电荷无限远处的电势为0.6．电势是标量，只有大小，没有方向，但有正、负之分，同一电场中电势为正表示比零电势高，电势为负表示比零电势低．知识点三：带电粒子在电场中的运动知识点一：带电粒子在电场中的加速运动（1）带电粒子在任何静电场中的加速问题，都可以运用动能定理解决，即带电粒子在电场中通过电势差为UAB的两点时动能的变化是，则（2）带电粒子在静电场和重力场的复合场中的加速，同样可以运用动能定理解决，即（W为重力和电场力以外的其它力的功）（3）带电粒子在恒定场中运动的计算方法带电粒子在恒力场中受到恒力的作用，除了可以用动能定理解决外还可以由牛顿第二定律以及匀变速直线运动的公式进行计算.知识点二：带电粒子在偏转电场中的运动问题（定量计算通常是在匀强电场中，并且大多数情况是初速度方向与电场线方向垂直）（1）运动性质：受到恒力的作用，初速度与电场力垂直，做类平抛运动.（2）常用的关系：（U为偏转电压，d为两平行金属板间的距离或沿着电场线方向运动的距离，L为偏转电场的宽度（或者是平行板的长度），v0为经加速电场后粒子进入偏转电场时的初速度.）带电粒子离开电场时：沿电场线方向的速度；垂直电场线方向的速度合速度大小是：方向是：离开电场时沿电场线方向发生的位移知识点三：带电微粒或者带电物体在静电场和重力场的复合场中运动时的能量守恒（1）带电物体只受重力和静电场力作用时，电势能、重力势能以及动能相互转化，总能量守恒，即（2）带电物体除受重力和静电场力作用外，如果还受到其它力的作用时，电势能、重力势能以及动能之和发生变化，此变化量等于其它力的功，这类问题通常用动能定理来解决.一、考点一、静电力做功的特点1．如图，匀强电场中有A、B、C三个点，将试探电荷从A点移到B点、再从B点移到C点，电场力做功为W；则将该电荷沿直线由A点移到C点，电场力做功（

）A．小于W B．等于W C．大于W D．无法与W相比2．在匀强电场中有A、B两点，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，电场力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功W2；第三次沿曲线ADB移动该电荷，电场力做功为W3，则（）A．W1>W2>W3 B．W1＜W2＜W3C．W1=W2=W3 D．W1=W2>W33．在电场中移动电荷时，电场力所做的功与电荷的运动路径（选填“有关”或“无关”）；电场中沿着电场线方向电势逐渐（选填“升高”或“降低”）。4．如图所示，在场强大小为E的匀强电场中，将电荷量为＋q的点电荷由A点沿直线移至B点，AB间的距离为L，AB方向与电场方向成60°角，求：（1）点电荷所受电场力的大小；（2）在此过程中电场力做的功。二、考点二、利用功能关系计算电场力做的功及电势能的变化5．一点电荷从电场中的a点移到b点时，电场力做功为零，则（）A．a、b两点的电势一定相等B．电荷一定沿等势面移动C．a、b两点的场强一定相等D．电荷所受电场力始终垂直于移动方向6．下列说法中正确的有（）A．电势差与电场对检验电荷所做的功成正比，与检验电荷的电量成反比B．把电荷从高电势处移到低电势处，其电势能必减少C．顺着电场线不论是移动正电荷还是负电荷，其电势能都减少D．电场强度越大的地方，相邻等势面的间距越小7．将一个电荷量为的电荷从无穷远处移到电场中的A点时，电荷的电势能为，此过程中电场力做功J；若再将此电荷从A移动到B，电场力做功为，则它在B点的电势是V（保留两位有效数字）。8．如图所示，电量为2×10-6C的负点电荷在电场中A点受到的电场力大小为4×10-4N，则A点的场强为N/C；若将此电荷移至B点，则电荷的电势能将（选填“增大”、“不变”或“减小”）。三、考点三、电势的概念、定义式、单位和物理意义9．处于匀强电场中的点电荷，仅在电场力作用下，由静止开始移动时，它一定（）A．从电势较高处向电势较低处移动 B．从电势较低处向电势较高处移动C．从电势能较大处向电势能较小处移动 D．从电势能较小处向电势能较大处移动10．下列各物理量的定义式正确的是（）A．加速度 B．功率C．电势 D．电场强度11．下列物理量关系中不具有类比关系的是（

）A．重力场中的高度与电场中的电势B．重力场中物体的质量与电场中带电体的电量C．重力场中的重力加速度与电场中的电场强度D．重力场中物体的重力势能与电场中带电体的电势能12．在点电荷形成的电场中有一点A，当一个的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为（规定无限远处电势能为0）（）A．， B．，C．， D．，四、考点四、ψ-x图像的物理意义13．沿空间某直线建立轴，该直线上的静电场方向沿轴，某点电势的随位置变化的图像如图所示，一电荷量为带负电的试探电荷，经过点时动能为1.5eV，速度沿轴正方向，若该电荷仅受电场力，则其将（）A．在处，电场强度达到最大值 B．经过点时动能为2.5eVC．能通过点 D．能通过点14．如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示，若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则（）

A．电子沿Ox的负方向运动B．电子的电势能将增大C．电子运动的加速度恒定D．电子运动的加速度先减小后增大15．在电场中放置一光滑绝缘水平桌面，沿桌面上x轴方向电势分布如图中实线所示。一质量m＝4×10-2kg、电量q＝-2×10-6C的带负电小球，以v0＝2m/s的初速度在x0＝-1m处沿x轴正方向运动，则小球从开始运动到动能最大时电场力所做的功为J；当小球速度为零时其位置坐标为m。16．某空间的x轴上只存在沿此轴方向的静电场，x轴上各点电势分布如图。一带电量为的粒子只在电场力作用下由x轴上某点无初速释放，若粒子沿x轴运动过程中的总能量恒为零，则粒子的活动区间是；运动过程中的最大动能为。五、考点五、等量同种电荷连线中垂线和连线上的电场强度分布图像17．如图所示的四种电场中均有、两点，其中、两点的电场强度和电势都相同的是（）

A．甲图中与点电荷等距的、两点B．乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的、两点C．丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的、两点D．丁图中匀强电场中的、两点18．如图，等量正点电荷连线的中垂线上，放置两检验电荷a、b。取无穷远处为零势能点，以下描述a、b电荷的电势能Ep与其所带电量q的关系，可能正确的是（）A． B．C． D．19．两等量正电荷电场如图所示，O点为两电荷连线中点，若以无穷远为零势能面，下列各点电势最高的是（）A．a点 B．b点 C．c点 D．O点20．如图所示，在两等量同种点电荷的电场中，MN是两电荷连线的中垂线，b是直线ac与MN的交点，且a与c关于MN对称，d是两电荷连线上的一点。下列判断正确的是（）A．b点场强一定大于d点场强B．b点电势一定大于d点电势C．a、b两点的电势差Uab等于b、c两点间的电势差UbcD．试探电荷+q在a点的电势能等于在c点的电势能六、考点六、计算带电粒子穿越不同等势面时电场力做功和能量变化21．某电场的等势面如图所示，图中、、、、为电场中的5个点，则（）A．一正电荷从点运动到点，电场力做正功B．电子在点的电势能为3eVC．点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右D．点的电场强度大小比点大22．静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图所示，一电子在电场中仅受电场力的作用，实线描绘出了其运动轨迹，虚线表示等势线，各等势线关于y轴对称，a、b、c、d分别是轨迹与等势线的交点。a点与c点之间的电压为V，已知电子在经过a点时动能为60eV，则电子在经过等势线d点时的动能为eV。23．某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，a、b、c点中电场强度最小的点是。若一质子从a点运动到d点，则电场力做功为eV（，质子的电荷量为）。24．电场中a、b、c三点，带电量为C的正电荷从a移到b电场力做功J，带电量为C的负电荷从b移到c电场力做功J，则V，V，V。七、考点七、带电粒子在周期性变化电场中的直线运动25．在空间有正方向水平向右、大小按如图所示的图线变化的电场，位于电场中A点的电子在t=0时速度为零，在t=1s时，电子离开A点的距离大小为l。那么在t=2s时，电子将处在（）A．A点 B．A点左方l处C．A点右方2l处 D．A点左方2l处26．如图所示，两平行金属板分别加上如下列选项中的电压，能使原来静止在金属板中央的电子（不计重力）有可能做往返运动的U-t图像应是（设两板距离足够大）（）A． B．C． D．27．如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。（不计重力作用）下列说法中正确的是（）A．从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上B．从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间往复运动C．从时刻释放电子，电子一定打到右极板上D．从时刻释放电子，电子必将打到左极板上28．如图所示，间距为d的平行金属板A、B竖直放置，且接有高压直流电源，A板附近初速为0的电子在电场力的作用下从B板的小孔处以速度射向水平放置的平行金属板C、D的正中央，金属板C、D间的电势差为U，最后电子在C板边缘离开电场。已知电子质量为m，电量为e。求：（1）AB间的电势差。（2）AB间的电场强度E。（3）判断CD两板的电势高低。（4）电子离开CD电场时的速度v的大小。在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制带电粒子的运动。利用电场使带电粒子加速就是其中一种情况。一般情况下电子、质子、离子等不用考虑重力，带电颗粒，如尘埃、液滴、小球等，一般要考虑重力。29．某电场的电场线分布如图所示，虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（）A．粒子可能带负电B．粒子一定是从a点运动到b点C．粒子在c点的速度可能大于在a点的速度D．粒子在c点的加速度一定大于在a点的加速度30．如图，有三个质量相等的带电颗粒，分别带正电、带负电和不带电，从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度先后射入电场中，最后落在正极板上的A、B、C三处，则（）A．落在C处的带电颗粒运动时间最短B．落到A处的带电颗粒带正电，落到C处的带电颗粒带负电C．三种带电颗粒到达正极板时的速率相同D．三种带电颗粒到达正极板时落在A的带电颗粒机械能增大，落在C处的带电颗粒机械能减小，落在B处的带电颗粒机械能不变31．如图，以О为圆心，半径为R的圆形区域内有竖直向下的匀强电场。质量为m、电量为q的带正电粒子在纸面内自圆周上M点先后以不同的速率沿水平方向进入电场。其中速率为v0的粒子，可从直径MN上的N点穿出。直径MN与水平方向的夹角α=53°，粒子重力不计。（1）求电场强度的大小；（2）以某一速率射入的粒子在电场中运动时间最长，求此粒子动能的增加量。自电场的能量电场能的性质主要体现在电场力对电荷做功的能力上。当电荷在电场中移动时，电场力会对电荷做功，说明电场具有能量。这种能量可以通过电场力对电荷做的功来衡量。32．某一区域的电场线分布如图所示，A、、是电场中的三个点。则下列说法正确的是（

）A．A、、三点的电势关系为B．A、、三点的电场强度大小关系为C．A、、三点中，电子在点的电势能最大D．质子从点移到A点比从A点移到点电场力做功少33．某电场的三条等势线为关于轴对称的椭圆，如图所示，、、为等势线上的3个点，其电势分别为，，，为的中点。一质子仅受电场力作用从点由静止释放，下列说法正确的是（

）A．沿轴正方向电势一直降低 B．质子从到的过程中加速度减小，速度增大C．点的电势大于 D．质子运动到点时的动能为34．如图所示，虚线O、A、B、C、D是某匀强电场中的5个平行且均相距的等势面，一电子经过O时的动能为，从O到C的过程中克服电场力所做的功为，电子运动轨迹如图中实线所示。已知等势面A的电势为，电子经过等势面C时的速率为，求：（1）等势面B的电势及该匀强电场的电场强度的大小；（2）该电子经过等势面C时的电势能；（3）该电子经过等势面A时速度的大小。看不见但的确存在的场电场是电荷周围空间里存在的一种特殊物质。电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用，电荷或者带电体之间的库仑力就是通过电场实现的，为了更直观地研究电场，我们引入了电场线这个模型，并用电场强度这个物理量来描述电场的强弱和方向。35．如图所示，虚线、、代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，、是这条轨迹上的两点，由此可知（

）A．该电场有可能由负点电荷形成B．带电粒子在点时的加速度小于在点时的加速度C．带电粒子在点时的速度小于在点时的速度D．