高考物理核心高频考点专题备考专题36 电场能的性质（原卷版）

专题36电场能的性质1.电势高低的四种判断方法①依据电场线方向:沿电场线方向电势逐渐降低。②依据电场力做功:根据UAB=WABq,将WAB、q的正负号代入,由UAB的正负判断A、B的高低。③依据场源电荷的正负: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。④依据电势能的高低:正电荷在电势能大处电势较高,负电荷在电势能大处电势较低。(2)电势能大小的四种判断方法①做功判断法:电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增大。②电荷电势法:正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大。③公式法:由Ep=q,将q、的大小、正负号一起代入公式进行判断。④能量守恒法:在电场中,若只有电场力做功,电荷的动能和电势能相互转化,动能增大时,电势能减小,反之电势能增大。2.几种典型电场的等势线(面)电场等势线(面)重要描述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等量异种点电荷的电场连线的中垂线上电势处处为零等量同种(正)点电荷的电场连线上,中点的电势最低;中垂线上,中点的电势最高3.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)判断速度方向:带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为该点处的速度方向。(2)判断电场力(或电场强度)的方向:仅受电场力作用时,带电粒子所受电场力方向指向轨迹曲线的凹侧,再根据粒子的正负判断电场强度的方向。(3)判断电场力做功的正负及电势能的增减:若电场力与速度方向成锐角,则电场力做正功,电势能减少;若电场力与速度方向成钝角,则电场力做负功,电势能增加。4.在匀强电场中由公式U=Ed得出的“一式二结论”5.等分法及其应用(1)等分法:在匀强电场中,如果把某两点间的距离等分为n段,则每段两端点的电势差等于原电势差的1n(2)用“等分法”求匀强电场中某点的电势以及电场强度方向的一般思路6.E=Ud(1)解释等差等势面的疏密与电场强度大小的关系:当电势差U一定时,电场强度E越大,则沿电场强度方向的距离d越小,即电场强度越大,等差等势面越密。(2)定性判断非匀强电场电势差的大小关系:如距离相等的两点间的电势差,E越大,U越大;E越小,U越小。静电场中的三类常考图象问题x图象(1)电场强度的大小等于x图线的斜率大小,电场强度为零处,x图线存在极值,其切线的斜率为零。(2)在x图象中可以直接判断各点电势的高低,并可根据电势高低关系确定电场强度的方向。(3)在x图象中分析电荷移动时电势能的变化,可用WAB=qUAB,进而分析WAB的正负,然后作出判断E-x图象(1)反映了电场强度随位移变化的规律。(2)E>0表示电场强度沿x轴正方向,E<0表示电场强度沿x轴负方向。(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差,“面积”大小表示电势差大小,两点的电势高低根据电场方向判定Ep-x图象(1)反映了电势能随位移变化的规律。(2)图线的切线斜率大小等于电场力大小。(3)进一步判断电场强度、动能、加速度等随位移的变化情况【典例1】[电场强度、电势、电势能的综合分析]空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则(    )A.e点的电势大于0

B.a点和b点的电场强度相同

C.b点的电势低于d点的电势

D.负电荷从a点移动到c点时电势能增加【典例2】[电场线、等势面和带电粒子的运动轨迹问题]如图所示，实线为方向未知的三条电场线，1、2，3虚线分别为三条等势线，三条等势线与其中一条电场线的交点依次为M、N、Q点，已知MN=NQ，电荷量相等的a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出．仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图中虚线a、b所示，粒子的重力及粒子之间的相互作用力均可忽略不计．则(    )A.a粒子一定带正电，b粒子一定带负电

B.MN两点电势差|UMN|等于NQ两点电势差|UNQ|

C.a粒子的加速度逐渐增大，b粒子的加速度逐渐减小

D.a粒子到达等势线【典例3】[电势差与电场强度的关系]（多选）一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V、26V。下列说法正确的是(    )A.电场强度的大小为2.5V/cm

B.坐标原点处的电势为1V

C.电子在a点的电势能比在b点的低7eV

D.电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV【典例4】[电场中的图象问题——x图象]在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有(

)A.x1处的电场强度为零

B.其中一个电荷处于x1和x2之间

C.负电荷从x1移到x2，电势能减小

D.【典例5】[电场中的图象问题——E-x图象]真空中，在x轴上x=0和x=8 m处分别固定两个电性相同的点电荷Q1和Q2.电荷间连线上的电场强度E随x变化的图像如图所示(+x方向为场强正方向)，其中x=6处E=0.将一个正试探电荷在x=2处由静止释放(重力不计，取无穷远处电势为零)A.Q1、Q2均为负电荷

B.Q1、Q2带电量之比为9:1

C.在x=6处电势为0

【典例6】[电场中的图象问题——Ep-x图象](多选)两个点电荷Q1、Q2固定于x轴上，将一带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近Q2(位于坐标原点O)，在移动过程中，试探电荷的电势能随位置的变化关系如图所示。则下列判断正确的是（A.M点电势为零，N点场强为零

B.M点场强为零，N点电势为零

C.Q1带负电，Q2带正电，且Q2电荷量较小

D.Q1带正电，【点对点01】如图所示为雷雨天一避雷针周围电场的等势面分布情况，在等势面中有A，B，C三点其中A，B两点位置关于避雷针对称。下列说法中正确的是(    )A.某不计重力的正电荷在A，B两点的加速度相同

B.某正电荷在C点的电势能小于B点的电势能

C.某负电荷从C点移动到B点，电场力做负功

D.C点场强大于B点场强【点对点02】有一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c、d四点的位置如图所示，cd、cb分别垂直于x轴、y轴，其中a、b、c三点电势分别为4V、8V、10V，将一电荷量为q=−2×10−5C的点电荷由a点开始沉abcd路线运动，则下列判断不正确的是（A.坐标原点O的电势为8V

B.电场强度的大小为1002V/m

C.该点电荷在d点的电势能为−1.6×10−4J

D.该点电荷从【点对点03】一带负电的微粒只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能随位移x变化的关系如图所示，其中0～x1段是曲线，x1～x2段是平行于x轴的直线，xA.0～x1段电势逐渐升高 B.0～x1段微粒的加速度逐渐减小

C.x2～x【点对点04】如图(a)所示，AB是某电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下，沿AB由点A运动到点B，所经位置的电势随距A点的距离变化的规律如图(b)所示．以下说法正确的是(

)A.该电场是匀强电场

B.电子在A、B两点的电势能EpA>EpB

C.电子在A、B两点的加速度关系是aA>aB【点对点05】空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示，x轴正方向为电场强度的正方向，带电粒子在此空间只受电场力作用。下列说法中正确的是A.此空间电场一定是由一对等量同种的正点电荷产生的

B.带正电的粒子在x 1处和−x 1处的电势能相等

C.电子以一定的速度由−x 1处沿x轴正方向运动的过程中，电场力先做负功后做正功

D.质子沿x轴由x 1处运动到−x【点对点06】将一原来不带电的金属小球N放在一带电小球M的旁边，它们在周围空间产生电场，其电场线分布如图所示。则下列说法中正确的是（）A.A点的电势低于B点的电势

B.一带正电的粒子从A点由静止释放，仅在电场力作用下，一定沿电场线运动到B点

C.一带负电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能

D.由于静电感应，小球N左端应带负电、右端应带正电【点对点07】（多选）如图所示，匀强电场的场强E=3×105V/m，A、B两点相距0A.A、B两点间的电势差是U=6×104V

B.若取A点的电势为0，则B点的电势φB=−3×104V

C.电荷量q=+2×10【点对点08】（多选）如图所示，虚线a、b、c代表某一电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，其中R在等势面b上。下列判断正确的是(    )A.三个等势面中，c的电势最低

B.带电粒子在P点的电势能比在Q点的大

C.带电粒子在P点的加速度小于在Q点的加速度

D.带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b【点对点09】有一带电荷量q=−3×10−6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6×10−4J，从B点移到C点时，静电力做功9×10−4 J。求：

(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？

(2)如果B点电势为零，则【点对点10】如图，在沿水平方