第九章 靜電場 第44課時　電場能的性質　雙基落實課學生用

第44課時電場能的性質[雙基落實課]（2021·浙江1月選考5題）如圖所示是某一帶電導體周圍的電場線與等勢面，A、C是同一等勢面上的兩點，B是另一等勢面上的一點。判斷下列說法正誤：（1）導體內部左端的場強大于右端的場強。（）（2）A、C兩點的電勢均低于B點的電勢。（）（3）C點的場強等于零。（）（4）正電荷從A點沿虛線移到B點的過程中電場力做正功，電勢能減小。（）（5）A、B兩點間的電勢差等于將正電荷從A點移到B點時靜電力所做的功。（）考點一電勢高低及電勢能大小的判斷[素養(yǎng)自修類]1.【場強大小、電勢高低、電勢能大小的比較】（多選）（2023·海南高考12題）如圖所示，正三角形三個頂點固定三個等量電荷，其中A、B帶正電，C帶負電，O、M、N為AB邊的四等分點，下列說法正確的是（）A.M、N兩點電場強度相同 B.M、N兩點電勢相同C.負電荷在M點電勢能比在O點時要小 D.負電荷在N點電勢能比在O點時要大2.【電勢高低的判斷及靜電力做功大小的計算】如圖所示，虛線表示某電場中的三個等勢面，a、a'、b、b'、c、c'為分布在等勢面上的點。一帶電粒子從a點運動到c點的過程中靜電力做功為Wac，從a'點運動到c'點的過程中靜電力做功為Wa'c'。下列說法正確的是（）A.c點的電場方向一定指向b點B.a'點電勢一定比c'點電勢高C.帶電粒子從c點運動到c'點，靜電力做功為0D.｜Wac｜＜｜Wa'c'｜1.電勢高低的判斷判斷依據(jù)判斷方法電場線方向沿電場線方向電勢逐漸降低場源電荷的正負取無窮遠處電勢為零，正電荷周圍電勢為正值，負電荷周圍電勢為負值；靠近正電荷處電勢高，靠近負電荷處電勢低靜電力做功根據(jù)UAB＝WABq，將WAB、q的正負號代入，由UAB的正負判斷φA、φ2.電勢能大小的判斷判斷方法方法解讀公式法將電荷量、電勢連同正負號一起代入公式Ep＝qφ，Ep＞0時，其絕對值越大，電勢能越大；Ep＜0時，其絕對值越大，電勢能越小電勢法正電荷在電勢高的地方電勢能大負電荷在電勢低的地方電勢能大做功法靜電力做正功，電勢能減小靜電力做負功，電勢能增加考點二電勢差與電場強度的關系[多維探究類]1.對公式E＝Ud或U＝Ed（1）公式只適用于勻強電場。注意對于非勻強電場可以用于定性分析。（2）d為電場中某兩點沿電場方向上的距離（或者為兩點連線在電場方向上的投影）。注意d不一定等于兩點連線的長度。2.由E＝Ud（1）電場強度的方向是電勢隨距離降低最快的方向。（2）勻強電場中的任一線段AB的中點C的電勢一定等于A、B兩點電勢的平均值，即φC＝φA＋φB（3）勻強電場中若兩線段AB∥CD，且AB＝CD（如圖乙所示），則UAB＝UCD（或φA－φB＝φC－φD）或者UAC＝UBD?？挤ㄒ还紼＝Ud或U＝Ed【典例1】電子焊接機中的電場線如圖中虛線所示。圓弧形極板K為陰極，A為陽極，兩極之間的距離為d，在兩極之間加上高壓U，有一電子在K極由靜止被加速；不考慮電子重力，元電荷為e，則下列說法正確的是（）A.由K到A電勢逐漸降低 B.A和K之間的電場強度大小為UC.A點與KA中點的電勢差大于U2 D.電子由K運動到A的過程中，其電勢能增加了聽課記錄【解題技法】E＝Ud（1）判斷電場強度大?。旱炔畹葎菝嬖矫埽妶鰪姸仍酱?。（2）判斷電勢差的大小及電勢的高低：距離相等的兩點間的電勢差，E越大，U越大，進而判斷電勢的高低。（3）利用φ-x圖像的斜率判斷電場強度隨位置變化的規(guī)律：k＝ΔφΔx＝Ex，考法二公式E＝Ud或U＝Ed【典例2】（多選）有一勻強電場的方向平行于xOy平面，平面內a、b、c、d四點的位置如圖所示，cd、cb分別垂直于x軸、y軸，其中a、b、c三點電勢分別為4V、8V、10V，一電荷量為q＝－2×10－5C的負點電荷由a點開始沿abcd路線運動，則下列判斷正確的是（）A.坐標原點O的電勢為6VB.電場強度的大小為2V/mC.該點電荷在c點的電勢能為2×10－5JD.該點電荷從a點移到d點的過程中，電場力做功為8×10－5J聽課記錄【解題技法】等分法確定電場線及電勢高低的解題思路（多選）如圖所示，以A、B、C、D為頂點的長方形處于一平行板電容器（未畫出）形成的勻強電場中，長方形所在平面與兩平行板垂直，AB的長度為8cm，BC的長度為6cm，D點距帶正電荷的電容器極板的距離為20cm。取無窮遠處的電勢為零，A、B、C三點的電勢分別為9V、25V、16V。則（）A.D點電勢為0 B.D點電勢為18VC.兩平行板間的電勢差為50V D.兩平行板間的電勢差為100V考點三電場線、等勢面（線）與帶電粒子運動軌跡的綜合問題[多維探究類]考法一電場線與帶電粒子運動軌跡的綜合問題【典例3】如圖所示，實線表示某電場的電場線（方向未標出），虛線是一帶負電的粒子只在電場力作用下的運動軌跡，M和N是軌跡上的兩點。設M點和N點的電勢分別為φM、φN，粒子在M點和N點時加速度大小分別為aM、aN，速度大小分別為vM、vN，電勢能分別為EpM、EpN，下列判斷正確的是（）A.vM＜vN，φM＜φN B.vM＞vN，aM＞aNC.φM＜φN，EpM＜EpN D.aM＜aN，EpM＜EpN聽課記錄【解題技法】分析電場線與帶電粒子運動軌跡綜合問題的方法（只受電場力）（1）根據(jù)帶電粒子所受的電場力沿著電場線的切線方向且（或等勢面的垂線）指向運動軌跡彎曲的凹側，確定帶電粒子所受電場力的方向；（2）再結合電場線的方向（或等勢面的電勢）確定帶電粒子的電性；（3）最后根據(jù)帶電粒子運動軌跡與電場線的分布情況，確定電場力做功、電勢能的變化情況等?？挤ǘ葎菝妫ň€）與帶電粒子運動軌跡的綜合問題【典例4】（多選）如圖所示，一帶正電的點電荷固定于O點，兩虛線圓均以O為圓心，兩實線分別為帶電粒子M和N先后在電場中運動的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點。不計重力，下列說法正確的是（）A.M帶負電荷，N帶正電荷B.M在b點的動能小于它在a點的動能C.N在d點的電勢能等于它在e點的電勢能D.N在從c點運動到d點的過程中克服電場力做功聽課記錄【解題技法】分析等勢面（線）與粒子運動軌跡綜合問題的方法（只受電場力）（1）先根據(jù)電場力沿著垂直于等勢面方向且指向運動軌跡彎曲的凹側，確定帶電粒子所受電場力的方向；（2）再結合等勢面的電勢高低關系確定電場線的方向，進而確定帶電粒子的電性；（3）最后根據(jù)帶電粒子在不同的等勢面之間移動，結合題意確定電場力做功、電勢能的變化情況等?？挤ㄈ妶鼍€、等勢面（線）與帶電粒子運動軌跡的綜合問題【典例5】如圖所示，實線為方向未知的三條電場線，虛線1、2、3分別為三條等勢線，三條等勢線與其中一條電場線的交點依次為M、N、Q點，已知MN＝NQ，電荷量相等的a、b兩帶電粒子從等勢線2上的O點以相同的初速度飛出，僅在靜電力作用下，兩粒子的運動軌跡如圖中虛線a'、b'所示，則（）A.a粒子一定帶正電，b粒子一定帶負電B.M