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1、电势能和电势知识点：电势能和电势一、静电力做功的特点1静电力做功：在匀强电场中，静电力做功WqElcos .其中为静电力与位移方向之间的夹角2特点：在静电场中移动电荷时，静电力所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关二、电势能1电势能：电荷在电场中具有的势能，用Ep表示2静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量表达式：WABEpAEpB.(1)静电力做正功，电势能减少；(2)静电力做负功，电势能增加3电势能的大小：电荷在某点(A点)的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功EpAWA0.4电势能具有相对性电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电
2、荷无限远处或把电荷在大地表面的电势能规定为零三、电势1定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比2公式：.3单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V,1 V1 J/C.4电势高低的判断：沿着电场线的方向电势逐渐降低5电势的相对性：只有规定了零电势点才能确定某点的电势，一般选大地或离场源电荷无限远处的电势为0.6电势是标量，只有大小，没有方向，但有正、负之分，同一电场中电势为正表示比零电势高，电势为负表示比零电势低技巧点拨一、静电力做功与电势能1静电力做功的特点(1)静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与具体路径无关，这与重力做功特点相似(2)无论是匀强电场还是非匀强电场，
3、无论是直线运动还是曲线运动，静电力做功均与路径无关2电势能(1)电势能Ep是由电场和电荷共同决定的，是电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷在电场中某点的电势能(2)电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关确定电荷的电势能，首先应确定参考点，也就是零势能点的位置(3)电势能是标量，有正负但没有方向在同一电场中，电势能为正值表示电势能大于零势能点的电势能，电势能为负值表示电势能小于零势能点的电势能3静电力做功与电势能变化的关系(1)WABEpAEpB.静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加(2)在同一电场中，正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势高的地方电势能小二、电势1对公式
4、的理解(1)取决于电场本身；(2)公式中的Ep、q均需代入正负号2电场中某点的电势是相对的，它的大小和零电势点的选取有关在物理学中，常取离场源电荷无限远处的电势为零，在实际应用中常取大地的电势为零3电势虽然有正负，但电势是标量在同一电场中，电势为正值表示该点电势高于零电势，电势为负值表示该点电势低于零电势，正负号不表示方向4电势高低的判断方法(1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低(2)电势能判断法：由知，对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高例题精练1（鼓楼区校级模拟）一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，圆心为O点，质量为m的带正电小球（可视
5、为质点）从O点正上方距离为H的A点由静止下落，并穿过圆环小球在从A点运动到与A点关于O点对称的A点的过程中，其动能Ek、重力势能Ep重、机械能E、电势能Ep电，随位置变化的图象如图所示（规定O点重力势能为0，无限远处电势为0，竖直坐标轴h的坐标原点为O，以竖直向上为h正方向），下列图象可能正确的是（）ABCD【分析】分析小球受到的电场力可能的情况，确定合力情况，由EPmgh分析重力势能。根据电场力做功情况，分析小球机械能的变化和电势能的变化情况【解答】解：A、圆环中心的场强为零，无穷远处场强也为零，则小球从A到圆环中心的过程中，场强可能先增大后减小，也可能一直减小，带电小球由静止开始下落，电场
6、力小于重力，小球做加速运动，随着距离O点的距离逐渐减小，电场力可能逐渐增大，也可能减小，动能随高度的变化图像中，斜率表示合外力，在O点时电场力为0，合外力为mg，故A是不可能的，故A错误；B、小球从A到圆环中心的过程中，重力势能EpGmgh，小球穿过圆环后，EpGmgh，根据数学知识可知，B是不可能的，故B错误；C、小球从A到圆环中心的过程中，电场力做负功，机械能减小，小球穿过圆环后，电场力做正功，机械能增大，故C是可能的。故C正确；D、由于圆环所产生的是非匀强电场，小球下落的过程中，电场力做功与下落的高度之间是非线性关系，电势能变化与下落高度之间也是非线性关系，所以D是不可能的，故D错误。故
7、选：C。【点评】本题主要考查物体运动的过程分析，难点是运用极限法分析圆环所产生的场强随距离变化的关系，机械能要根据除重力以外的力做功情况，即电场力情况进行分析。2（山东）如图甲所示，边长为a的正方形，四个顶点上分别固定一个电荷量为+q的点电荷；在区间，x轴上电势的变化曲线如图乙所示。现将一电荷量为Q的点电荷P置于正方形的中心O点，此时每个点电荷所受库仑力的合力均为零。若将P沿x轴向右略微移动后，由静止释放，以下判断正确的是（）A，释放后P将向右运动B，释放后P将向左运动C，释放后P将向右运动D，释放后P将向左运动【分析】利用库仑定律分别求出其他点电荷分别对最上边的点电荷的库仑力，然后利用平行四
8、边形定则求出合力，受力平衡，就能求出电荷Q的大小，结合图像可以分析出电场方向，然后分析电荷P的运动情况。【解答】解：因为每个点电荷所受库仑力的合力均为零，对最上边的点电荷，其他三个电荷给它的受力分别是F1F2，F3，因为F1、F2大小相等，所以F1、F2的合力是，而Q对最上边点电荷的库仑力是k，则根据受力平衡有：+k。解得：Q。由图乙可知，在区间，电场方向向左，所以电荷量是Q的点电荷P将受向右的电场力，P将向右运动。故C正确，ABD错误。故选：C。【点评】本题考查电场中电荷受力的知识，要会分析库仑力的方向，利用平行四边形定则求出合力。随堂练习1（仓山区校级期中）带电粒子碰撞实验中，t0时粒子A
9、静止，粒子B以一定的初速度向A运动，两粒子的Vt图像如图所示，仅考虑静电力的作用，且A、B未接触，则（）AA粒子质量小于B粒子BA、B两粒子带异种电荷CA在t1时刻的加速度最大D两粒子在t2时刻的电势能最大【分析】根据两粒子碰撞过程动量守恒，结合vt图象分析质量关系。在t1时刻速度相等，系统损失动能最大，系统的电势能最大。两粒子库仑力最大，加速度最大。由vt分析速度的变化，确定电性。【解答】解：A、由图可知，t0时刻有：p0mBv0，在tt2时刻有：p2mAvA，两粒子碰撞过程动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mBv0mAvA，又由于v0vA，所以有mBmA，故A错误；B、
10、B在0t3时间内速度先减小后反向增加，则B受到斥力作用，两粒子带同种电荷，故B错误；C、两粒子在t1时刻距离最近，两粒子库仑力最大，根据牛顿第二定律，可知A在t1时刻的加速度最大，故C正确；D、两粒子在t1时刻速度相等，系统损失动能最大，损失的动能全部转化为电势能，由能量守恒定律可知，此时系统的电势能最大，故D错误；故选：C。【点评】该题以带电粒子碰撞实验为情景载体，结合vt图象考查了动量守恒定律以及能量守恒定律，此题的关键是要正确理解两粒子速度相等的物理意义。2（河北模拟）如图所示，E为正方形ABCD的对角线BD的延长线上的点，DEOD，三个顶点A、B、C和E点处分别固定着四个点电荷，它们的
11、电荷量分别为+q、q、+q、q，若正方形的边长为L，取无穷远处为电势能零点，静电力常量为k。则下列说法正确的是（）AO点的电场强度方向由O指向DBO点的电场强度大小为CO点处的电势低于0D将一带正电的试探电荷从O点移动到D点，试探电荷的电势能减小【分析】根据电场叠加的原理分析，两正电荷在O点处产生的合电场强度为零，B、E两点处的点电荷产生的电场在O点的合电场强度方向由O指向B。根据点电荷的场强公式分析，各电荷在O点的场强大小。根据等量异种电荷周围电势分布情况分析。根据功能关系分析，电场力做正功，电势能减小。【解答】解：A、两正电荷在O点处产生的合电场强度为零，B、E两点处的点电荷产生的电场在O
12、点的合电场强度方向由O指向B，故A错误；B、B点处的点电荷产生的电场在O点的电场强度大小为，E点处的点电荷产生的电场在O点的电场强度大小为，所以O点处的合电场强度大小为，故B错误；C、在A、B两点处的点电荷产生的电场中，O点在两等量异种电荷连线的分线上，电势为0，在C、E两点处的点电荷产生的电场中，O点在两等量异种电荷连线的垂直平分线靠近正电荷一边，电势高于0，故C错误；D、O、D点到B、E两负电荷连线垂直平分线的距离相等，将一正电荷从O点移动到D点，电场力做功为0，而在A、C两点处的点电荷产生的电场中，将一正电荷从O点移动到D点，显然电场力做正功，电势能减小，所以总电势能减小，故D正确。故选
13、：D。【点评】该题是有关点电荷电场强度、电场的叠加等知识运用的题目，解题时应注意矢量合成法则的应用，注意正点电荷在各点的电场强度的方向。3（香坊区校级三模）如图所示，虚线A、B、C为电场中等势面，电势分别为0V、2V、4V，实线为一带电粒子仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是运动轨迹上的两点，则下列说法正确的是（）A带电粒子一定带正电B带电粒子在P点的加速度大小大于在Q点的加速度大小C带电粒子由P点运动到Q点的过程中机械能守恒D带电粒子在P点的电势能大于在Q点的电势能【分析】根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势面垂直，可分析出带电粒子所受的电场力方向，从而判断出带电粒子的电性；由等差
14、等势面的疏密确定出场强的大小，由牛顿第二定律分析加速度的大小；根据推论，负电荷在电势高处电势能小，分析电势能的大小【解答】解：A、根据电场线与等势面垂直且指向电势低的地方，可知该电场中电场线的方向垂直于等势面向下；带电粒子做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，可知电场力的方向垂直于等势面向上，带电粒子受到的电场力得方向与电场线的方向相反同，可知该带电粒子带负电，故A错误；B、等差等势面的疏密可以表示电场的强弱，P处的等势面疏，所以P点的电场强度小，电子在P点受到的电场力小，粒子的加速度小，故B错误；C、只有电场力做功，电子的电势能和动能之和守恒，故带电粒子的机械能不守恒，故C错误；D、利用推论：负
15、电荷在电势高处电势能小，知道电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大，故D正确；故选：D。【点评】根据电场线与等势面垂直，作出电场线，得到一些特殊点（电场线与等势面交点以及已知点）的电场力方向，同时结合能量的观点分析是解决这类问题常用方法综合练习2021年07月11日物理的高中物理组卷一选择题（共29小题）1（瑶海区月考）一个带电小球在空中从a点运动到b点的过程中，重力做功5J，电场力做功2J，克服阻力做功1J由此可判断能量变化的有关说法中正确的是（）A重力势能增加5JB电势能增大2JC动能增大6JD机械能减少3J2（吉林模拟）已知一个无限大的金属板与一个点电荷之间的空间电场分布与等量异种电荷之间的电场分布类似，即金属板表面各处的电场强度方向与板面垂直。如图所示，MN为无限大的不带电的金属平板，且与大地连接。现将一个电荷量为Q的正点电荷置于板的右侧，图中a、b、c、d是以正点电荷Q为圆心的圆上的四个
