电场能的性质课件2027届高三物理一轮复习

第2讲电场能的性质考点一电势高低和电势能大小的判断强基础•教考衔接一、电势能1.电势能(1)静电力做功的特点:静电力做功与电荷经过的

无关,只与电荷的初、末位置有关。(2)电势能:电荷在

中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到

位置时静电力所做的功。2.静电力做功与电势能变化的关系

类比重力做功静电力做的功等于电势能的

,即WAB=EpA-EpB=-ΔEp。路径电场零势能减少量

电势能标量零电势零电势点研考点•精准突破1.求静电力做功的四种方法

2.电势高低的判断

判断依据判断方法电场线方向沿电场线方向电势逐渐降低场源电荷的正负取无穷远处电势为零,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静电力做功根据UAB=,将WAB、q的正负号代入,由UAB的正负判断φA、φB的大小3.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,电势能越大电势法同一正电荷在电势高的地方电势能大,同一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,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,电势能增加考向一电势和电势能变化的判断典题1(多选)(2025辽宁沈阳二模)如图所示,实线为正点电荷周围的电场线,a、b两带电粒子分别从电场中的P点以相同的速度飞出,两粒子的运动轨迹分别如图中虚线所示,其中a粒子的轨迹是以点电荷为圆心的圆。A、B为轨迹上的两点,不计粒子重力及粒子之间的相互作用力,下列说法正确的是(

)A.a粒子的加速度不变B.A点的电势高于B点的电势C.b粒子做匀变速曲线运动D.b粒子的电势能减小,a粒子的电势能不变BD解析

a粒子做圆周运动的加速度方向时刻在改变,故A错误;离正点电荷越远,电势越低,则A点的电势高于B点的电势,故B正确;由题图可知b粒子远离正点电荷,所受静电力减小,由牛顿第二定律可知,b粒子的加速度逐渐减小,不是做匀变速曲线运动,故C错误;由题图可知静电力对b粒子做正功,电势能减小,对a粒子不做功,a粒子的电势能不变,故D正确。

D

考点二电势差和电场强度的关系强基础•教考衔接

静电力做的功电场××√√研考点•精准突破

考向一电势差计算式的综合应用典题3(2025江苏徐州二模)如图所示,在匀强电场中有一个圆心为O、直径为1m的虚线圆,电场方向与圆所在的平面平行,A、B、C、D分别为圆上的四个点,其中AC过圆心,AB=0.6m,AD=0.8m。现将一个电子从A点移到B点,静电力做的功为36eV;若将该电子从A点移到C点,则静电力做的功为100eV。电子电荷量绝对值为e,下列说法正确的是(

)A.若取A点处的电势为0,则圆心O点处的电势为15VB.D点处的电势比B点处的电势低C.该匀强电场的电场强度大小为100V/m,方向由C点指向A点D.若将电子从A点移到D点,则其电势能减小36eVC

B

C

考点三电场线、等势面及运动轨迹问题强基础•教考衔接1.等势面(1)定义:电场中电势

的各点构成的面。(2)特点①等势面一定与

垂直。②在同一

上移动电荷时静电力不做功。③电场线方向总是从

的等势面指向

的等势面。④在同一电场中,等差等势面越密的地方电场强度

,反之

。相同电场线等势面电势高电势低越大越小2.几种典型电场的等势面比较

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点电荷的电场

以点电荷为球心的一簇球面电场等势面(虚线)图样特点等量异种点电荷的电场

两点电荷连线的中垂面为等势面等量同种正点电荷的电场

在点电荷连线上,中点电势最低;在连线中垂线上,中点电势最高×√√√研考点•精准突破1.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负。(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等。(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况。2.带电粒子运动轨迹的分析(1)判断速度方向:带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为粒子在该点处的速度方向。(2)判断静电力(或电场强度)的方向:仅受静电力作用时,带电粒子所受静电力方向指向轨迹的弯曲方向,再根据粒子的正、负判断电场强度的方向。(3)判断静电力做功的正、负及电势能的增减:若静电力与速度方向成锐角,则静电力做正功,电势能减少;若静电力与速度方向成钝角,则静电力做负功,电势能增加。考向一等势面的理解与应用典题6(2025浙江1月选考)三个点电荷的电场线和等势面如图所示,其中的d、e与e、f两点间的距离相等,则(

)A.a点电势高于b点电势B.a、c两点的电场强度相同C.d、f间电势差为d、e间电势差的两倍D.从a点到b点与从f点到b点,静电力对电子做功相等D解析

电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面,即电场线从图中的正电荷指向负电荷,因此b点所在的等势面的电势高于a点所在的等势面的电势,A错误;a、c两点电场强度方向不同,则电场强度不同,B错误;从d→e→f电场强度逐渐减小,间距相等,结合U=Ed可知0<Ufe<Ued,则Ufd<2Ued,C错误;a点与f点在同一等势面上,a、b两点的电势差和f、b两点的电势差相等,根据静电力做功W=qU可知从a点到b点与从f点到b点,静电力对电子做功相等,D正确。

AC

考向三电场线、等势面及运动轨迹问题典题8(2025湖北黄冈二模)雷雨天带电的乌云飘过一栋建筑物上空时,在避雷针周围形成电场,a、b、c、d为等差等势面,一个电子只在静电力作用下的运动轨迹如图中实线所示,A、B是轨迹上的两点。下列说法正确的是(

)A.云层带正电B.A点的电场强度比B点的小C.电子在A点的动能比在B点的动能小D.电子在A点的电势能比在B点的电势能小D解析

由于电场线垂直于等势面,根据电子在B点所受静电力的方向斜向左下方,电子带负电,可知电场方向斜向右上方,沿电场线方向电势降低,A点电势比B点电势高,则云层带负电,故A错误;等差等势面分布的疏密程度表示电场的强弱,