2024版高考物理一輪復(fù)習(xí)教材：電場能的性質(zhì)教學(xué)課件

第2講電場能的性質(zhì)

知識點55描述電場能的性質(zhì)的物理?

教材知識萃取

意義定義式矢標(biāo)性決定因素單位關(guān)系

電描述電荷標(biāo)量，王電荷在正電勢位置有正由且荷量和該點電勢決

勢

在電場中Ep=49電勢能，簡化為：正正得正，同理定，與參考點的選取有關(guān)，J

能

的能量負正得負,負負得正有相對性

由電場本身決定，與試探

電描述電場標(biāo)量，但有正負，正負只表示W(wǎng)an=-AE

中電荷無關(guān)，其大小與參考N/C

勢能的性質(zhì)q大小UAn=4A-4B

點的選取有關(guān)，有相對性

電描述電場由弓場本身的兩點間差異

標(biāo)量，但有正負，正負只表示電

afW.In

勢的做功的”<JI=1B決定，與試探電荷無關(guān)，與V

q勢的高低

差本領(lǐng)參考點選取無關(guān)

如圖所示，實線為某電場的電場線虛線表示該電場的等勢面，A、B、C是電場中的三點，下列說法正確的是

A.三點中，B點的場強最大

B.三點中，A點的電勢最高

C.將一帶負電的檢驗電荷從A移動到B,電勢能增大

D.將一帶正電的檢驗電荷從A移動到B和從A移動到C,電勢能的變化相同

答案

1.D電場線的疏密表示電場強度的大小，所以三點中，驚場強最大，選項A錯誤；沿電場線方向，電勢逐漸闡氐，A點

電勢最低，選項陳甑吳；將一帶負電的檢驗電荷從A移動到B,電場力做正功，電勢能減小，選項優(yōu)荀吳；因為B、C兩點

在同一等勢面上，所以將一帶正電的檢驗電荷從A移動到B和從A移動到C,電場力做的功相同，電勢能變化相同，選

項D正確。

規(guī)律總結(jié)

沿電場線方向電勢降低，正電荷在電勢高的地方電勢能大。電場力做正功，電勢能減小，電場力做負功，電勢能增加。

知識點55描述電場能的性質(zhì)的物理量

3.［多選］紙面內(nèi)固定有兩個等量異種點電荷，a、b兩點的位置如圖所示，。既是兩點電做毆的中點，也是a、b連

線的中點。下列說法正確的是

點的電勢等于點的電勢

A.ab?..............2.........e

B.a點的電場強度等于b點的電場強度

C.電子在a點的電勢能小于電子在b點的電勢能k

D.電子在a點受到的電場力大于電子在b點受到的電場力

答案

3.BC離正點電荷越近的點電勢越高，離負點電荷越近的點電勢越低，易知a點的電勢高于b點的電勢，又電子帶負

電，根據(jù)負電荷在電勢較高的地方電勢能較低，可知電子在a點的電勢能小于電子在b點的電勢能，A錯誤，C正確。

根據(jù)對稱性可知，正點電荷在a處的電場強度與負點電荷在b處的電場強度相同，而正點電荷在b處的電場強度與負

點電荷在a處的電場強度也相同，根據(jù)場強疊加原理可知a點的電場強度等于b點的電場強度，B正確。根據(jù)FeE

可知電子在a點受到的電場力等于電子在b點受到的電場力，D錯誤。

識點55描述電場的《:質(zhì)的物理:

方法歸納

判斷電勢高低的三種方法

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

的正負高，靠近負電荷處電勢低

電場力做功根據(jù)UWAB將、q的正負號代入，由的正負判斷、。的高低

q

只點55描述電場能質(zhì)的物理1

4.如圖，P為圓錐的頂點，A、B、C為圓錐底面上的三個點，P、A、B、0（壬意兩點間的距離均相等，P0為圓錐的高。

電荷量為何的點電荷Q固定于B點，現(xiàn)將一電荷量為f的點電荷0,從無窮遠處移到C點并固定，此過程電場力對0

做的功為W,再^一電荷量為舊的點電荷。從無窮遠處移至IJA點，取無窮遠處電勢為零，下列說法正確的是

A移入Q之前，P點的電勢為

B.移入Q之前（Q.之后）,P點的電勢高于A點的電勢

C.移入Q的過程，電場力對02做的功為2W

D.若再|(zhì)初2沿AP連線從A點移到P點，比過程中，。的電勢能一直保持不變

知識點55描述電場能的性質(zhì)的物理量

答案

4.由題意知值正電，Q帶負電，二者靠近的過程中電場力做正功，帆，移入Q之前，點電荷0在?點生

大于零，4頁錯；移入。之前（Q之后）,P、A在現(xiàn)簸的中垂面上，而該中垂面為電勢為零的等勢面，故兩點電勢相

等，印頁錯；無窮遠處電勢為零，所以4鉞從無窮遠處移到JA點，電場力做的功為零，?：浦輕戔在零等勢面內(nèi)，所以

移動過程中，Q的電勢能不變，6頁正確。

知識點55描述電場能的性質(zhì)的物理量

5.一空心金屬球殼內(nèi)球心右側(cè)放一正點電荷，在球內(nèi)外形成如圖所示電場，其中a在球心，睡球殼內(nèi)壁，襤球殼

內(nèi)，d在球外，若以無窮遠處電勢為Q91脫法1E確的是

A.b點和c點電勢均為0

B.c點的電場強度大于a點的電場強度

C.若一電子從a點運動到b點，電子電勢能減少

D.a、b兩點電勢差小于a、d兩點的電勢差

答案

5.D靜電平衡時，金屬球殼是等勢體則b點和c點電勢相等，靜電平衡時金屬球殼內(nèi)電場強度為零，但電勢不為0,A

錯誤；c點場勤零，a點場強不為零，c點的頓強度小于a點的電硼踱，嘴誤；沿司泥戔方向電勢圉氐，若一電子從

a點運動到b點，電場力對其做負功，電子電勢能增加，漏誤；分析可知d點電勢小于b點電勢，所以a、b兩點電勢差小

于a、d兩點的電勢差，D正確。

知識點55描述電場能的性質(zhì)的物理量

如圖所示，絕緣輕桿的兩端固定帶有等量異號電荷的小球不計重力）。開始時，兩小球分別靜止在A、B位

置?，F(xiàn)外加一勻強電場E,在靜電力作用下，小球繞輕桿中點薜專到水平位置。取0點的電勢為0。下列說法正確的

有

A.電場E中A點電勢低于B點

B.轉(zhuǎn)動中兩小球的電勢能始終相等

C.該過程靜電力對兩小球均做負功

D.該過程兩小球的總電勢能增加

答案

6.AB3蕤場線方向電勢降1氐，則B點的電勢比A點的電勢高，證確；由對稱性可知，兩小球所處位fi的電勢的絕對

值始終相等，則由時?可知兩小球的觸能始終相等，B正確；該過程中，帶正電荷的小球所受的物力方向向右，

帶負電荷的小球所受的電場力方向向左,則電場力對兩小球均做正功，湍誤；電場力做正功，電勢能減少，所以該過

程中兩小球的總電勢能減少，DIS誤。

知識點55描述電場能的性質(zhì)的物理?

7.多選圖中虛線a、b、c、d、代表勻強電場內(nèi)間距相等的一組等勢面，已知平面上的電勢為2V。一電子經(jīng)過

a時的動能為10eV.從西Jd的過程中克^領(lǐng)力所做的功為&V。下脫法1E確的是

A.平面c上的電勢為零

abcdf

B.該電子可能到達不了平面f

C.該電子經(jīng)過平面d時，其電勢能為他

D.該電子經(jīng)過平面b時6勺速率是經(jīng)過d時除倍

7.AB電子在等勢面b0寸的電勢能為Ep0>2eV,電子由涯Ijd的過程電場力做負功，電勢能增加6eV.由于相鄰兩等

勢面之間的距離相等，故相^兩等勢面之間的電勢差相等，則電子由連此、由唯心、由c至陽、由（?]/電勢能均增

加2eV,則電子在等勢面c的電勢能為零，等勢面c的電勢為零，A正確c由以上分析可知，電子在等勢面d的電勢能應(yīng)

為2eV,涌吳。電子在等勢面b的動能為8W電子在等勢面d的動能為4eV,由公式,=|加阿知，該電子經(jīng)過平面b

時的速率為經(jīng)過平面d時速率的J2倍，餅笥吳。如果電子的速度與等勢面不垂直，則電子在該勻強電場中做曲線運

動，所以電子可解肱不了平面僦返回平面a,B正確。

【易錯】由于定勢思維認為電子速度一定水平向右，則電子運動到平面70寸的動能為2eV,則電子一定能

運動到平面f。

知識點55描述電場能的性質(zhì)的物理?

規(guī)律總結(jié)

電場中的功能關(guān)系

⑴若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變。

⑵若只有電場力和重力做功，電勢能,重力勢能、動能之和保持不變。

⑶除重力外，其他各力對物體做的功等于物體機械能的增量。

⑷所有外力對物體做的總功，等于物體動能的變化量。

點55描述電場能的性質(zhì)的物理量

8.如圖所示，勻強電場中有a、b、c三點，ab=5cm,ac=20cm,其中ab水平且與電場方向平行，ab與ao的夾角為0=120。，

將一電子從a移到c電場力做的功為3.2X10-18J,已知元電荷的電荷量e=1.6X10-19C。則：

⑴求勻強電場的場強大小及方向。

⑵若把電子從b移到c,電場力對它做的功為多少？!……?

,

⑶設(shè)a點電勢＜Da=0,則c點電勢為多少?電子在b點的電勢能為多少？\

知識點55描述電場能的性質(zhì)的物理*

8.⑴200V/m,方向水平向左(2)4.8X10-18J(3)20V1.6X10-18J

【解析】⑴電子從a移到c電場力做正功，所以場強方向水平向左

5!lJWa=Ee?acsin30°

解得E=200V/m

⑵電子從b移到a電場力做正功，W=Ee-ab=1.6X1O-18J

電子從b移到c電場力做的功Wbe=Woa+Wae=4.8X10-18J

⑶根據(jù)乙，/%之

解得6女V

Una=4b-詼-Eab,解彳V

電子在b點的電勢能為Epb=4xe=1.6X1A18J

知識點55描述電場能的性質(zhì)的物理,

方法歸納

電場力做功的計算方法

⑴定義法：滬Ficosa=qElcosa(i§用于勻強電場)。

⑵電勢法：W=qUAB=q(4A-4g)o

⑶動能定理法：W電*

⑷電勢能變化法：WaB=-AEpBA=Epn-￡pBo

知識點56電勢差與電場強度的關(guān)系

教材知識萃取

當(dāng)電勢差U一定時，場強E越大，則沿場強方向的距離d越小，即場強越大，等差等勢面越密

對于距離相等的兩點間的電勢差U,E越大，U越大：E越小，U越小

勻強電場中任一線段AB的中點C的電勢，等于兩端點電勢的等差中項，即S二匚J

但強電場中若兩線段AB二CD且AB〃CD,則，-4,Md]

知識點56電勢差與電場強度的關(guān)系

1.如圖所示的實線是某電場中的四條電場線，C、D兩點是AB連線的三等分點。已知A點的電勢為4x=30V,B點的

電勢為0,則

AC點的電勢（pc=20V

B.C點的電勢（j）c<20V

C.C點的電勢。c>20V

D.無法確定C點的電勢與20V間的關(guān)系

答案

1.B由題圖可以看出、AC段電場線比CD段、DB段電場線密集，則A、C間電勢差UAc大于C、D間電勢差Uc和D、

B間電勢差UpB,所以UAc>；UAB=；（4A-48）=10V,即4xfc>10V,又QA=30V,可知4c<20V,所以選項B正確。

知識點56電勢差與電場強度的關(guān)系

2.如圖所示，a、b、c、d為勻強電場中四個平行且等間距分布的等勢面，相鄰等勢面間距為5cm,把一帶電荷量為

1.6x10-10C的正試探電荷沿垂直于等勢面的虛線由圖中的等勢面a上的M點移到等勢面的服

功6.4X109J,若規(guī)定c等勢面的電勢為零，則下列說法正確的是

A.M處電勢為20V

B.該電場的電場強度大小為8V/m

C.該電場的電場線方向為由M指向N

D.在N點處放一負試探電荷，該試探電荷所受電場力方向為由M指向N

知識點56電勢差與電場強度的關(guān)系

答案

2.D由電勢差與電場力做功關(guān)系公式可得〃^=華=:岑喟V=-40V,又而=%=],則有IhrNxr4ch40V,即

DV.A錯誤；由電勢差與電場強度關(guān)系可得，該電場的電場強度大小E=^=^V/m=400V/m,嘴誤；由沿電

ao.i

場線方向電勢降1氐可知，該電場的電場線方向為由附旨向wee荀吳；由負電荷在電場中受到的電場力方向與電場方

向相反可知，負濾呆電荷所受電場力方向為由柿旨向N,D正確。

知識點56電勢差與電場強度的關(guān)系

3.如圖所示，勻強電場所在的平面中有一正六邊形，邊長為0.2m。電荷量q=TX153C的電荷在外力作用下從A點

移動到C點，克服電場力做的功為2J.從C點移動到D點，其電勢能增加了2J。下列說法確的是

A.電場的方向沿AE方向

B.A、D兩點在同一等勢面上

GA、F間的電勢差為-2X103V

D.把該電荷從C點移至F點電場力做的功為4J

知識點56電勢差與電場強度的關(guān)系

答案

電荷從ASJC,克服電場力做的功為2J,即電場力做的功為-2J,4）A>4c貝叭、C間的電勢差為二等二

-2j

-lxlo-3c=2xl(PV

玄七五=2x|（PV"與CD平^且相等，所以Ur=Ucp=2X103V,故儲誤。由歸A-4r、UAc=4A_0c結(jié)合

眸此可知d）gc艮PC、F在同面上，沿等勢面移動電荷，物力做的功為零，故D鐲吳。由幾何關(guān)系可知

AEJ_CF,又0饞4,根據(jù)電場線垂直于等勢面，且從高電勢指向低電勢，知電場沿AE方向，故A正確，陳笥吳。

知識點56電勢差與電場強度的關(guān)系

4.［多選］如圖所示，一勻強電場中有A、B、C、D四點，以這四點為頂點可構(gòu)成T長為加的正方形ABCD,勻強

電場方向與正方形ABCD所在平面平行（圖中未畫出）。已知A、B、C三點的電勢分別為3V、TV、-3V,則下列

說法正確的是

A.D點的電勢為1V

B.電場場強方向由A指向C

C該勻強電場的場強大小E=J5V/m

D.該勻強電場的場強大小E：當(dāng)V/m

知識點56電勢差與電場強度的關(guān)系

答案

4.AC由于AB平行且等于DC,所以4A-9=4p-4c代入已知數(shù)據(jù)得4P二1V,故A正確；如圖所示，設(shè)AB的中點為M,則

0/區(qū)產(chǎn)=]V則DM是等勢線。由于電場線跟等勢線垂直，過A點作DM的垂線與DM相交于N為條電線

起泥戔方詞旨向電勢降的方向，因此AN指向右下方，故B錯誤；由幾何知識可嗯=笨即漓二=,解得

AN聾m則得該勻強的的場趺小正學(xué)=%善=共V/m=75V/m,故C正確，D錯誤。

4ANAN

知識點57電場線、等勢面及運動軌跡問題

教材知識萃取

帶電粒子運動軌跡上某點的切線方向為粒子在該點處的速度方向。選用軌跡和電場線

判斷速度

（等勢線）的交點更方便

判斷靜電力做功的正若靜電力方向與速度方向成銳角，則靜電力做正功，電勢能減少；若靜電力方向與速度方

負及電勢能的增減向成鈍角，則靜電力做負功，電勢能增加

僅受靜電力作用時，因軌跡始終夾在速度方向和帶電粒子所受靜電力方向之間，而且向

判斷靜電力的方向

合外力一側(cè)彎曲，結(jié)合速度方向，可以判斷靜電力方向

示若己知電場線和軌跡，某點處所受靜電力的方向和電場線（或電場線的切線）共線；若己知等勢線和軌

跡，某點處所受電場力方向與等勢線垂直。

知識點57電場線、等勢面及運動軌跡問題

如圖，一帶正電的點電荷固定于。點，兩虛線圓均以。為圓心，兩實線分別帶電

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，N帶正電

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

答案

1.ABC根據(jù)帶電粒子的運動軌跡可知，M帶負電，N帶正電，選項A正確。固定在0點的點電荷帶正電，a、c點所在

的等勢面電勢較高，M在a點的電勢能較小，根據(jù)帶電粒子只受電場力作用運動時，電勢能與動能之和保持不變可

知，M在b點的動能小于它在a點的動能，選項B正確。由于e、d兩點處于同一等勢面上，所以N在d點的電勢能等于

它在e點的電勢能，選項C正確。N在從c點運動到d點的過程中，電場力做正功，選項除笥吳。

知識點57電場線、等勢面及運動軌跡問題

方法歸納

等勢面（線）與粒子運動軌跡的綜合問題的分析方法

1.如果帶電粒子只受電場力作用，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(cè)，確定帶電粒子

所受電場力的方向；

2.再結(jié)合等勢面的電勢高低關(guān)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(jié)合題意確定電場力做功、電勢能的變化情況等。

知識點57電場線、等勢面及運動軌跡問題

2.如圖所示是某一帶電導(dǎo)體周