高中物理学业水平测试复习专题七静电场第2讲静电场中的能量课件

第2讲静电场中的能量课标要求1.知道静电场中的电荷具有电势能．2．了解电势能、电势和电势差的含义．3．知道匀强电场中电势差与电场强度的关系．考点一PART01第一部分考点一静电力做功和电势能

1．静电力做功的特点：静电力做功与______无关，只与____________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．路径初、末位置电场零势能3．电场中的功能关系(1)若只有静电力做功，电势能与动能之和保持不变．(2)若只有静电力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变．(3)除重力、系统内弹簧弹力之外，其他各力对系统做的功等于系统机械能的变化．(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化．4．电势能大小的判断方法(1)做功判断法：静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，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)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，动能增大时，电势能减小，反之电势能增大．

如图所示，负电荷仅受静电力作用沿虚线从A点运动到B点，则运动过程中静电力对其做功和电势能变化情况分别是(

)A.做负功、电势能增加B．做正功、电势能增加C．做负功、电势能减小D．做正功、电势能减小√解析：由图可知，负电荷仅受电场力作用沿虚线从A点运动到B点的过程中，电场力的方向大致向左，根据功的定义可知，电场力做正功，电势能减少．【跟踪训练1】下列说法正确的是(

)A．正电荷放于电势越低处，电势能越小B．负电荷放于电场线越密处，电势能越小C．正电荷由电势低处移到电势高处，静电力做正功D．负电荷沿电场线移动，电势能减小√解析：根据推论可知，正电荷放于电势越低处，电势能越小，故A正确；负电荷放于电场线越密处，受到的静电力越大，但电势能不一定越小，故B错误；正电荷由电势低处移到电势高处，电荷的电势能增加，则静电力做负功，故C错误；负电荷受到的静电力的方向与电场线的方向相反，顺着电场线移动，负电荷电势能增大，故D错误．【跟踪训练2】某区域电场线如图所示，A、B为区域上两点，下列说法正确的是(

)A．正电荷在A点所受静电力比在B点所受静电力小B．A点电势低于B点电势C．正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能D．将电子从A点移动到B点，静电力做正功√解析：电场线越密，电场强度越大，则A点电场强度一定大于B点电场强度，正电荷在A点所受静电力比在B点所受静电力大，故A错误；因为顺着电场线方向电势降低，则A点电势一定高于B点电势，故B错误；若正电荷从A移动到B，静电力做正功，电势能减小，则知正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，故C正确；将电子从A点移动到B点，静电力方向向左，静电力做负功，故D错误．考点二PART02第二部分考点二电势及电势高低的判断

1．电势(1)定义：电荷在电场中某一点的_____________________之比，叫作电场在这一点的电势．(2)定义式：φ＝_______．(3)矢标性：电势是_______，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比_______高(低).(4)相对性：电势具有_______，同一点的电势因选取______________的不同而不同．电势能与它的电荷量标量零电势相对性零电势点(2023·广东学考)点电荷M和金属平板N周围的电场线分布如图所示，a、b为同一条电场线上的两点，下列说法正确的是(

)A．M带正电，N的上表面带正电B．M带负电，N的上表面带负电C．a、b两点的电场强度相等D．a点的电势比b点的电势高√解析：电场线起始于正电荷终止于负电荷，所以点电荷M带正电，N的上表面带负电，故A、B错误；电场线越密，电场强度越大，所以a点电场强度大于b点电场强度，故C错误；沿电场线方向电势降低，所以a点电势高于b点电势，故D正确．【跟踪训练3】如图所示，实线表示匀强电场的电场线．一个带负电荷的粒子以某一速度射入匀强电场，只在静电力作用下，运动的轨迹如图中的虚线所示，a、b为轨迹上的两点．若a点电势为φa，b点电势为φb，则(

)A．电场强度方向一定向左，且电势φa＜φbB．电场强度方向一定向左，且电势φa＞φbC．电场强度方向一定向右，且电势φa＞φbD．电场强度方向一定向右，且电势φa＜φb√解析：由做曲线运动条件可知合力指向曲线的内侧，而电场强度方向应该是电场线上每一点的切线方向，所以该带电粒子所受的静电力方向一定向右．由于该粒子是负电荷，所以电场强度方向一定向左，根据沿着电场线的方向电势降低，可判定a点的电势小于b点，即φa＜φb，故A正确．【跟踪训练4】(多选)圆弧形电极MN与电源负极相连，圆弧圆心处的电极与电源正极相连，电场线分布如图所示，P、Q为一条电场线上的两点．下列说法正确的是(

)A．P、Q两点的电场强度大小相等B．P点的电场强度大于Q点的电场强度C．P点的电势高于Q点的电势D．P点的电势等于Q点的电势√√考点三PART03第三部分考点三等势面与电势差

1．等势面(1)定义：电场中____________的各点组成的面．(2)四个特点

①等势面一定与____________垂直．电势相等电场线②在____________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等差等势面越密的地方电场强度______，反之______．同一等势面电势高电势低越大越小2．电势差(1)定义：在电场中，两点之间____________叫作电势差．(2)电势差与静电力做功的关系：UAB＝______．(3)电势差与电势的关系：UAB＝________，UAB＝－UBA.(4)影响因素：电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及静电力做的功WAB______，与零电势点的选取______．电势的差值φA－φB无关无关√【跟踪训练5】正点电荷的电场线和等势线如图所示，下列说法正确的是(

)A．a点的电势比d点的高B．b点的电场强度比c点的小C．正点电荷从c点移到b点，静电力做正功D．负点电荷从c点沿圆弧移到d点，电势能增大√解析：沿电场线方向电势降低，故有φa>φb>φc＝φd，A正确；电场线的疏密程度表示场强大小，故有Ea>Eb>Ec＝Ed，B错误；正点电荷从c点移到b，即从电势低处移到电势高处，电势能增加，静电力做负功，C错误；无论正电荷还是负电荷，在等势面上移动时，静电力均不做功，电势能均不变，D错误．【跟踪训练6】如图所示，虚线代表电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等．实线为一带负电的质点仅在静电力作用下的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知(

)A．三个等势面中，a的电势较低B．带电质点通过P点时的电势能较大C．带电质点通过P点时的动能较大D．带电质点通过Q点时的加速度较大√解析：带电质点做曲线运动，质点所受静电力指向轨迹内侧，由于质点带负电，因此电场线指向右上方，沿电场线方向电势降低，故a等势面的电势最高，c等势面的电势最低，A错误；根据质点受力情况可知，从P到Q过程中静电力做正功，电势能减小，故通过P点时的电势能大于通过Q点时的电势能，B正确；从P到Q过程中静电力做正功，电势能减小，动能增大，故通过P点时的动能小于通过Q点时的动能，C错误；等势线密的地方电场线密，则场强大，故Q点位置场强小，则静电力小，根据牛顿第二定律知加速度也小，D错误．考点四PART04第四部分

对公式U＝Ed的理解，下列说法正确的是(

)A．在相同的距离上的两点，电势差大的其场强也必定大B．匀强电场中，沿着电场线方向相等的距离上的电势降落必定相等C．此公式适用于所有电场D．公式中的d是任意两点间的距离√解析：在相同距离上的两点，电势差大，场强不一定大，若沿电场线方向相同距离上的两点，电势差大的其场强才必定大，故A错误；匀强电场中，沿着电场线方向相等的距离上的电势降