《高考物理一轮总复习 第六章 第2讲 电场能的性质的描述配套课件 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮总复习 第六章 第2讲 电场能的性质的描述配套课件 新人教版（67页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2讲 电场能的性质的描述知识点知识点 1 1 电势能电势能 1.1.静电力做功静电力做功(1)(1)特点：静电力做功与特点：静电力做功与_无关，只与无关，只与_有关。有关。（2 2）计算方法：）计算方法：W=qEdW=qEd，只适用于匀强电场，其中，只适用于匀强电场，其中d d为沿为沿_的距离。的距离。W WABAB=qU=qUABAB，适用于，适用于_。路径路径初、末位置初、末位置电场方向电场方向任何电场任何电场2.2.电势能电势能（1 1）定义：电荷在）定义：电荷在_中具有的势能，数值上等于将电荷从中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到该点移到_位置时静电力所做的功。位置时静电力所做的
2、功。（2 2）静电力做功与电势能变化的关系：）静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于静电力做的功等于_，即，即W WABAB=E=EpApA-E-EpBpB=-E=-Ep p。（3 3）电势能的相对性：电势能是）电势能的相对性：电势能是_的，通常把电荷离场源的，通常把电荷离场源电荷电荷_处的电势能规定为零，或把电荷在处的电势能规定为零，或把电荷在_上的上的电势能规定为零。电势能规定为零。 电场电场零势能零势能电势能的减少量电势能的减少量相对相对无限远无限远大地表面大地表面知识点知识点 2 2 电电 势势 1.1.电势电势（1 1）定义：试探电荷在电场中某点具有的）定义：试探电荷在电场中
3、某点具有的_与它的与它的_的比值。的比值。（2 2）定义式：）定义式：=_=_。（3 3）矢标性：电势是）矢标性：电势是_，有正负之分，其正（负）表示该，有正负之分，其正（负）表示该点电势比点电势比_高（低）。高（低）。（4 4）相对性：电势具有）相对性：电势具有_，同一点的电势因选取，同一点的电势因选取_的不同而不同。的不同而不同。电势能电势能E Ep p电荷量电荷量q q标量标量零电势零电势相对性相对性零电势点零电势点2.2.等势面等势面（1 1）定义：电场中）定义：电场中_的各点组成的面。的各点组成的面。（2 2）特点：）特点：等势面一定与等势面一定与_垂直。垂直。在同一在同一_上移动电
4、荷时电场力不做功。上移动电荷时电场力不做功。电场线方向总是从电场线方向总是从_的等势面指向的等势面指向_的等势面。的等势面。等差等势面越密的地方电场强度等差等势面越密的地方电场强度_，反之，反之_。 电势相等电势相等电场线电场线等势面等势面电势高电势高电势低电势低越大越大越小越小知识点知识点3 3 电势差电势差 匀强电场中电势差与电场强度的关系匀强电场中电势差与电场强度的关系1.1.电势差电势差（1 1）定义：电荷在电场中，由一点）定义：电荷在电场中，由一点A A移到另一点移到另一点B B时，时，_与移动的电荷的与移动的电荷的_的比值。的比值。（2 2）定义式：）定义式：U UABAB=_=_
5、。（3 3）电势差与电势的关系）电势差与电势的关系:U:UABAB=_=_，U UABAB=-U=-UBABA。（4 4）影响因素：）影响因素：电势差电势差U UABAB由电场本身的性质决定，与移动的电荷由电场本身的性质决定，与移动的电荷q q及电场力做及电场力做的功的功W WABAB_，与零电势点的选取，与零电势点的选取_。电场力做的功电场力做的功W WABAB电荷量电荷量q qA A- -B B无关无关无关无关2.2.匀强电场中电势差与电场强度的关系匀强电场中电势差与电场强度的关系（1 1）电势差与场强的关系式。）电势差与场强的关系式。U UABAB=Ed=Ed，其中，其中d d为电场中两
6、点间为电场中两点间_的距离。的距离。（2 2）电场强度的另一表达式。）电场强度的另一表达式。表达式：表达式：意义：电场中，场强方向是指意义：电场中，场强方向是指_最快的方向。在匀最快的方向。在匀强电场中，场强在数值上等于沿强电场中，场强在数值上等于沿_方向每单位距离上降低方向每单位距离上降低的电势。的电势。 沿电场方向沿电场方向电势降低电势降低电场电场知识点知识点 4 4 静电现象的解释静电现象的解释 1.1.处于静电平衡状态的导体的特点处于静电平衡状态的导体的特点（1 1）导体是一个）导体是一个_，导体表面是一个，导体表面是一个_。（2 2）导体内部场强处处为）导体内部场强处处为_。（3 3
7、）电荷分布在导体的）电荷分布在导体的_，内部净电荷等于，内部净电荷等于_。（4 4）在导体表面越尖锐的位置，电荷的密度）在导体表面越尖锐的位置，电荷的密度_，凹陷的位，凹陷的位置几乎没有电荷，置几乎没有电荷，_就是根据这一原理制成的。就是根据这一原理制成的。等势体等势体等势面等势面零零外表面外表面零零越大越大避雷针避雷针2.2.静电屏蔽静电屏蔽（1 1）定义：由于静电感应，可使金属网罩或金属壳内的）定义：由于静电感应，可使金属网罩或金属壳内的_，遮挡了外界电场对它的影响。，遮挡了外界电场对它的影响。（2 2）应用）应用电学仪器和电子设备外面会有金属罩，通讯电缆外面包一层电学仪器和电子设备外面会
8、有金属罩，通讯电缆外面包一层铅皮，可以防止铅皮，可以防止_的干扰。的干扰。电力工人高压带电作业时，穿戴金属丝网制成的衣服、帽电力工人高压带电作业时，穿戴金属丝网制成的衣服、帽子、手套、鞋子，可以对人体起到子、手套、鞋子，可以对人体起到_作用，使工人安作用，使工人安全作业。全作业。场强为零场强为零外电场外电场静电屏蔽静电屏蔽【思考辨析【思考辨析】（1 1）电场力做功与重力做功相似，均与路径无关。）电场力做功与重力做功相似，均与路径无关。( )( )（2 2）有电场力做功时，电荷的机械能也可能守恒。）有电场力做功时，电荷的机械能也可能守恒。( )( )（3 3）电势差是一个矢量，有正值和负值之分。
9、）电势差是一个矢量，有正值和负值之分。 ( )( )（4 4）静电场中）静电场中A A、B B两点的电势差是恒定的，所以有两点的电势差是恒定的，所以有U UABAB=U=UBABA。 ( )( )（5 5）沿电场线方向电势越来越低，电场强度越来越小。）沿电场线方向电势越来越低，电场强度越来越小。( )( )（6 6）电场力与速度方向夹角小于）电场力与速度方向夹角小于9090时，电场力做正功。时，电场力做正功。( )( )（7 7）某等势面上各点的场强方向均与此处等势面垂直。）某等势面上各点的场强方向均与此处等势面垂直。( )( )（8 8）处于静电平衡状态的导体内部场强为零，电势也为零。）处于
10、静电平衡状态的导体内部场强为零，电势也为零。 ( )( )分析分析: :电场力做功与路径无关，故（电场力做功与路径无关，故（1 1）对；机械能守恒的条件）对；机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，有电场力做功时，能引起电势能的变是只有重力或弹力做功，有电场力做功时，能引起电势能的变化，机械能就不守恒了，故（化，机械能就不守恒了，故（2 2）错；电势差虽然有正负之分，）错；电势差虽然有正负之分，但不是矢量，故（但不是矢量，故（3 3）错；据电势差的定义可知，）错；据电势差的定义可知，U UABAB=-U=-UBABA，故（，故（4 4）错；在匀强电场中，电场强度不变，故（）错；在匀强电场中，电场
11、强度不变，故（5 5）错；根据功的定义式错；根据功的定义式W=FW=Flcoscos可知，（可知，（6 6）对；带电粒子沿等）对；带电粒子沿等势面运动时，电场力不做功，所以电场力的方向必与等势面垂势面运动时，电场力不做功，所以电场力的方向必与等势面垂直，场强方向与电场力的方向相切，故（直，场强方向与电场力的方向相切，故（7 7）对；处于静电平）对；处于静电平衡状态的导体是一个等势体，它的电势有不确定的值，但不一衡状态的导体是一个等势体，它的电势有不确定的值，但不一定为零，故（定为零，故（8 8）错。）错。 考点考点 1 1 电场力做功与电场中的功能关系电场力做功与电场中的功能关系【考点解读【考
12、点解读】1.1.求电场力做功的几种方法求电场力做功的几种方法（1 1）由由公公式式W=FW=Flcoscos计计算算，此此公公式式只只适适用用于于匀匀强强电电场场，可可变变形为形为W=EqW=Eqlcoscos。深化深化理解理解 （2 2）由）由W WABAB=qU=qUABAB计算，此公式适用于任何电场。计算，此公式适用于任何电场。（3 3）由电势能的变化计算：）由电势能的变化计算：W WABAB=E=EpApA-E-EpBpB。（4 4）由动能定理计算：）由动能定理计算：W W电场力电场力+W+W其他力其他力=E=Ek k。2.2.电场中的功能关系电场中的功能关系（1 1）若只有电场力做功
13、，电势能与动能之和保持不变。）若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变。（2 2）若若只只有有电电场场力力和和重重力力做做功功，电电势势能能、重重力力势势能能、动动能能之之和保持不变。和保持不变。（3 3）除除重重力力、弹弹簧簧弹弹力力之之外外，其其他他各各力力对对物物体体做做的的功功等等于于物物体机械能的变化。体机械能的变化。（4 4）所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化。）所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化。【典例透析【典例透析1 1】质量为质量为m m的带正电小球由空中的带正电小球由空中A A点无初速自由下点无初速自由下落，在落，在t t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场
14、，再经过秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t t秒小球又回到秒小球又回到A A点。不计空气阻力且小球从未落地，则点。不计空气阻力且小球从未落地，则( )( )A.A.整个过程中小球电势能变化了整个过程中小球电势能变化了B.B.整个过程中小球速度增量的大小为整个过程中小球速度增量的大小为2gt2gtC.C.从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了mgmg2 2t t2 2D.D.从从A A点到最低点小球重力势能变化了点到最低点小球重力势能变化了【解解题题探探究究】（1 1）描描述述小小球球的的运运动动过过程程，标标出出各各段段过过程
15、程的的位位移大小和速度大小。移大小和速度大小。提提示示：从从A A点点自自由由下下落落h h1 1到到达达B B点点所所用用时时间间为为t t，末末速速度度为为v v1 1；加加上上电电场场后后向向下下运运动动h h2 2速速度度为为零零，然然后后向向上上加加速速至至A A点点，速速度度为为v v2 2，这两个过程用的总时间为，这两个过程用的总时间为t t。（2 2）第二个）第二个t t秒内小球的加速度是否变化？秒内小球的加速度是否变化？提提示示：由由于于重重力力和和向向上上的的电电场场力力大大小小、方方向向均均不不变变，故故此此过过程程小球的加速度恒定不变。小球的加速度恒定不变。（3 3）第
16、一个）第一个t t秒内的位移和第二个秒内的位移和第二个t t秒内的位移有何关系？秒内的位移有何关系？提示：提示：大小相等，方向相反。大小相等，方向相反。【解析【解析】选选B B。小球运动过程如图所示，加电场之前与加电场。小球运动过程如图所示，加电场之前与加电场之后，小球的位移大小是相等的。由运动学公式之后，小球的位移大小是相等的。由运动学公式 得得v v2 2=2v=2v1 1。对加电场之后。对加电场之后的运动过程（图中虚线过程）应用动能定理得的运动过程（图中虚线过程）应用动能定理得 对此前自由下落的对此前自由下落的过程由机械能守恒得过程由机械能守恒得 以及运动学以及运动学公式公式v v1 1
17、=gt=gt，联立以上各式可解得电场力所做的，联立以上各式可解得电场力所做的功功即整个过程中小球电势能减少了即整个过程中小球电势能减少了2mg2mg2 2t t2 2，故，故A A错；错； 整个过程中速度增量大小为整个过程中速度增量大小为vv=v=v2 2-0=2v-0=2v1 1=2gt=2gt，故，故B B正确；从正确；从加电场开始到小球运动到最低点时，动能变化了加电场开始到小球运动到最低点时，动能变化了 故故C C错；错；由运动学公式知由运动学公式知以及以及 则从则从A A点到最低点小球重力势点到最低点小球重力势能变化量为能变化量为故故D D错。错。【总结提升【总结提升】处理电场中能量问
18、题的基本方法处理电场中能量问题的基本方法在在解解决决电电场场中中的的能能量量问问题题时时常常用用到到的的基基本本规规律律有有动动能能定定理理、能能量守恒定律，有时也会用到功能关系。量守恒定律，有时也会用到功能关系。（1 1）应用动能定理解决问题需研究合外力的功（或总功）。）应用动能定理解决问题需研究合外力的功（或总功）。（2 2）应应用用能能量量守守恒恒定定律律解解决决问问题题需需注注意意电电势势能能和和其其他他形形式式能能之间的转化。之间的转化。（3 3）应应用用功功能能关关系系解解决决该该类类问问题题需需明明确确电电场场力力做做功功与与电电势势能能改变之间的对应关系。改变之间的对应关系。（
19、4 4）有有电电场场力力做做功功的的过过程程机机械械能能不不守守恒恒，但但机机械械能能与与电电势势能能的总和可以守恒。的总和可以守恒。【变式训练【变式训练】如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m m的带正电小球，小的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力球与弹簧不连接，施加外力F F将将小球向下压至某位置静止。现撤小球向下压至某位置静止。现撤去去F F，小球从静止开始运动到离，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为对
20、小球所做的功分别为W W1 1和和W W2 2，小球离开弹簧时速度为小球离开弹簧时速度为v v，不计空，不计空气阻力，则上述过程中气阻力，则上述过程中( )( )A.A.小球与弹簧组成的系统机械能守恒小球与弹簧组成的系统机械能守恒B.B.小球的重力势能增加小球的重力势能增加W W1 1C.C.小球的机械能增加小球的机械能增加D.D.小球的电势能减少小球的电势能减少W W2 2【解析【解析】选选D D。电场力对小球做正功，小球的电势能减少。电场力对小球做正功，小球的电势能减少W W2 2，机械能增加机械能增加W W2 2，故，故A A错、错、D D对。小球的机械能增加量为动能和对。小球的机械能增
21、加量为动能和重力势能增加量的总和，即为重力势能增加量的总和，即为 故故B B、C C错。错。 考点考点 2 2 电势高低及电势能大小的比较电势高低及电势能大小的比较【考点解读【考点解读】电势高低的四种判断方法电势高低的四种判断方法判判 断断 角角 度度判判 断断 方方 法法依据电场线方向依据电场线方向沿电场线方向电势逐渐降低沿电场线方向电势逐渐降低依据电场力做功依据电场力做功根据根据 将将W WABAB、q q的正负号代入，由的正负号代入，由U UABAB的正的正负判断负判断A A、B B的高低的高低对比对比分析分析判判 断断 角角 度度判判 断断 方方 法法依据场源依据场源电荷的正负电荷的正
22、负取取无无穷穷远远处处电电势势为为零零，正正电电荷荷周周围围电电势势为为正正值值，负负电电荷荷周周围围电电势势为为负负值值；靠靠近近正正电电荷荷处处电电势势高高，靠靠近近负电荷处电势低负电荷处电势低依据电势能的高低依据电势能的高低正正电电荷荷在在电电势势能能大大处处电电势势较较高高，负负电电荷荷在在电电势势能能大大处电势较低处电势较低 【典例透析【典例透析2 2】(2013(2013山东高考改编山东高考改编) )如图所示如图所示, ,在在x x轴上相距为轴上相距为L L的两点固定的两点固定两个等量异种点电荷两个等量异种点电荷+Q+Q、-Q,-Q,虚线是以虚线是以+Q+Q所在点为圆心、所在点为圆
23、心、 为半径的圆为半径的圆,a,a、b b、c c、d d是圆上的四个点是圆上的四个点, ,其中其中a a、c c两点在两点在x x轴上轴上,b,b、d d两点关于两点关于x x轴对称。下列判断不正轴对称。下列判断不正确的是确的是( () )A.bA.b、d d两点处的电势相同两点处的电势相同B.B.四个点中四个点中c c点处的电势最低点处的电势最低C.bC.b、d d两点处的电场强度相同两点处的电场强度相同D.D.将一试探电荷将一试探电荷+q+q沿圆周由沿圆周由a a点移至点移至c c点点,+q,+q的电势能减小的电势能减小【解题探究【解题探究】(1)(1)等量异种点电荷电场中电场线和等势面
24、分布等量异种点电荷电场中电场线和等势面分布有什么特点有什么特点? ?提示提示: :等量异种点电荷电场的等势面关于两点电荷连线对称等量异种点电荷电场的等势面关于两点电荷连线对称, ,电电场线关于两点电荷连线对称。场线关于两点电荷连线对称。(2)b(2)b、d d两点的电场强度有什么特点两点的电场强度有什么特点? ?提示提示: :电场强度是矢量电场强度是矢量, ,由题图知由题图知b b、d d两点的电场强度大小相等两点的电场强度大小相等, ,但方向不同但方向不同, ,故电场强度不相等。故电场强度不相等。【解析【解析】选选C C。等量异种点电荷电场的等势面关于两点电荷连。等量异种点电荷电场的等势面关
25、于两点电荷连线对称线对称,b,b、d d两点关于两点电荷连线对称两点关于两点电荷连线对称, ,因此因此,b,b、d d两点的电两点的电势相等势相等, ,选项选项A A正确正确; ;过过c c点的两点电荷连线的垂直平分线是零等点的两点电荷连线的垂直平分线是零等势面势面, ,因此因此,c,c点电势为零点电势为零, ,但其他三个点的电势都大于零但其他三个点的电势都大于零, ,为正为正值值, ,选项选项B B正确正确; ;根据等量异种点电荷电场中电场线的分布规律根据等量异种点电荷电场中电场线的分布规律可以知道可以知道,b,b、d d两点关于两点电荷连线对称两点关于两点电荷连线对称, ,两点的电场强度大
26、两点的电场强度大小相等小相等, ,但方向不同但方向不同, ,选项选项C C错误错误; ;因为因为a a c c, ,因此将一试探电因此将一试探电荷荷+q+q由由a a移到移到c,c,电荷电荷+q+q的电势能减小的电势能减小, ,选项选项D D正确。正确。【总结提升【总结提升】电势能大小的四种判断方法电势能大小的四种判断方法判断角度判断角度判断方法判断方法做功判断法做功判断法电场力做正功，电势能减小；电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加电场力做负功，电势能增加电荷电势法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正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地
27、方电势能大大公公 式式 法法由由E Ep p=q=q，将，将q q、的大小、正负号一起代入公式，的大小、正负号一起代入公式，E Ep p的正值越大，的正值越大，电势能越大，电势能越大，E Ep p的负值越小，电势能越大的负值越小，电势能越大能量守恒法能量守恒法在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，电势能增加动能增加，电势能减小，反之，电势能增加【变式训练【变式训练】(2012(2012天津高考天津高考) )两个固定的等量异号点电荷所两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示产
28、生电场的等势面如图中虚线所示, ,一带负电的粒子以某一速一带负电的粒子以某一速度从图中度从图中A A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行点沿图示方向进入电场在纸面内飞行, ,最后离开电场最后离开电场, ,粒子只受静电力作用粒子只受静电力作用, ,则粒子在电场中则粒子在电场中( )( )A.A.做直线运动做直线运动, ,电势能先变小后变大电势能先变小后变大B.B.做直线运动做直线运动, ,电势能先变大后变小电势能先变大后变小C.C.做曲线运动做曲线运动, ,电势能先变小后变大电势能先变小后变大D.D.做曲线运动做曲线运动, ,电势能先变大后变小电势能先变大后变小【解析【解析】选选C C。电场中。电场
29、中A A点的场强方向与等势面垂直且指向负点点的场强方向与等势面垂直且指向负点电荷一侧，故粒子在电荷一侧，故粒子在A A点所受电场力与速度垂直，且指向正电点所受电场力与速度垂直，且指向正电荷一侧，所以粒子将做曲线运动。粒子从进入电场到离开电场荷一侧，所以粒子将做曲线运动。粒子从进入电场到离开电场的运动过程中，电场力的方向不断变化，电场力先做正功后做的运动过程中，电场力的方向不断变化，电场力先做正功后做负功，故粒子的电势能先变小后变大，选项负功，故粒子的电势能先变小后变大，选项C C正确。正确。【变式备选【变式备选】如图所示的同心圆是如图所示的同心圆是电场中的一簇等势线，一个电子只电场中的一簇等势
30、线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由在电场力作用下沿着直线由ACAC运运动时的速度越来越小，动时的速度越来越小，B B为线段为线段ACAC的中点，则下列说法正确的是的中点，则下列说法正确的是( )( )A.A.电子沿电子沿ACAC方向运动时受到的电场力越来越小方向运动时受到的电场力越来越小B.B.电子沿电子沿ACAC方向运动时它具有的电势能越来越大方向运动时它具有的电势能越来越大C.C.电势差电势差U UABAB=U=UBCBCD.D.电势电势A A B B B B C C，故，故C C、D D均错。均错。 考点考点 3 3 匀强电场中电势与电场方向的确定匀强电场中电势与电场方向的确定【考点
31、解读【考点解读】匀强电场的几个特点匀强电场的几个特点（1 1）电场线为平行等间距的直线。）电场线为平行等间距的直线。（2 2）沿任意方向每经过相同距离时电势变化相等。）沿任意方向每经过相同距离时电势变化相等。（3 3）沿电场线方向电势降落得最快。）沿电场线方向电势降落得最快。（4 4）在在同同一一直直线线上上或或相相互互平平行行的的两两条条直直线线上上距距离离相相等等的的两两点点间电势差相等。间电势差相等。解题解题技巧技巧【典典例例透透析析3 3】如如图图所所示示，A A、B B、C C、D D、E E、F F为为匀匀强强电电场场中中一一个个边边长长为为10 10 cmcm的的正正六六边边形形
32、的的六六个个顶顶点点，A A、B B、C C三三点点电电势势分分别别为为1 1 V V、2 2 V V、3 3 V V，正正六六边边形形所所在在平平面面与与电电场场线线平平行行。下下列列说说法错误的是法错误的是( )( )A.A.通过通过CDCD和和AFAF的直线应为电场中的两条等势线的直线应为电场中的两条等势线B.B.匀强电场的场强大小为匀强电场的场强大小为10 V/m10 V/mC.C.匀强电场的场强方向为由匀强电场的场强方向为由C C指向指向A AD.D.将一个电子由将一个电子由E E点移到点移到D D点，电子的电势能将减少点，电子的电势能将减少1.61.61010-19-19 J J【
33、解题探究【解题探究】（1 1）在匀强电场中如何寻找等势线？）在匀强电场中如何寻找等势线？提提示示：先先利利用用几几何何知知识识寻寻找找两两个个等等势势点点，它它们们的的连连线线就就是是一一根根等势线。等势线。（2 2）如何判断电场的方向？）如何判断电场的方向？提提示示：可可根根据据电电势势的的高高低低判判断断，电电势势沿沿电电场场线线方方向向降降低低，且且降降低得最快。低得最快。【解析【解析】选选B B。A A、B B、C C三点的电势分别为三点的电势分别为1 V1 V、2 V2 V、3 V3 V，由，由于匀强电场中任一直线上的于匀强电场中任一直线上的电势分布都是均匀的，连接电势分布都是均匀的
34、，连接ACAC，则则ACAC中点中点G G的电势为的电势为2 V2 V，因此，因此BEBE连线为一条等势线，因此平连线为一条等势线，因此平行于行于BEBE的的CDCD、AFAF为等势线，为等势线，A A项项中说法正确；正六边形边长为中说法正确；正六边形边长为10 cm10 cm，则由几何关系知，则由几何关系知 cmcm，由，由 求得求得 B B项中说法错误；项中说法错误； 电场线垂直于等势线且由高电势指向低电势，电场线垂直于等势线且由高电势指向低电势，C C项中说法项中说法正确；将一个电子从正确；将一个电子从E E点移到点移到D D点，电场力做功点，电场力做功W=-eUW=-eUEDED=1.
35、6=1.61010-19-19 J J，根据电场力做功与电势能变化的关系知，根据电场力做功与电势能变化的关系知，电势能减少电势能减少1.61.61010-19-19 J J，D D项中说法正确。项中说法正确。【总结提升【总结提升】确定匀强电场的方向及某点电势高低的技巧确定匀强电场的方向及某点电势高低的技巧（1 1）分分析析三三个个点点的的电电势势大大小小关关系系，找找出出电电势势最最高高点点与与最最低低点点连线上与第三点电势相等的点。连线上与第三点电势相等的点。（2 2）连接等势点，画出等势线。）连接等势点，画出等势线。（3 3）根据电场线与等势线垂直画出电场线。）根据电场线与等势线垂直画出电
36、场线。（4 4）根据）根据U=EdU=Ed及及U UABAB= =A A- -B B求所求点的电势。求所求点的电势。【变变式式训训练练】(2012(2012安安徽徽高高考考) )如如图图所所示示，在在平平面面直直角角坐坐标标系系中中，有有方方向向平平行行于于坐坐标标平平面面的的匀匀强强电电场场，其其中中坐坐标标原原点点O O处处的的电电势势为为0 0 V V，点点A A处处的的电电势势为为6 6 V V，点点B B处处的的电电势势为为3 3 V V，则则电电场场强度的大小为强度的大小为( )( )A.200 V/m A.200 V/m B. B. C.100 V/m C.100 V/m D.
37、D. 【解析【解析】选选A A。x x轴上轴上OAOA的中点的中点C C的电势为的电势为3 V3 V，则，则BCBC的连线为的连线为等势线，如图所示，电场的方等势线，如图所示，电场的方向与等势线垂直，且由电势高向与等势线垂直，且由电势高处指向电势低处，根据几何图处指向电势低处，根据几何图形，形，O O点到点到BCBC的距离为的距离为d=1.5 cmd=1.5 cm，所以所以故选项故选项A A正确。正确。 考点考点 4 4 涉及电场力做功的综合问题涉及电场力做功的综合问题【考点解读【考点解读】分析电场力做功问题的几个方法分析电场力做功问题的几个方法（1 1）利用电场线、等势面分布的特点分析电场力
38、做功情况。）利用电场线、等势面分布的特点分析电场力做功情况。（2 2）应应用用W WABAB=U=UABABq q计计算算功功时时，W WABAB、q q、U UABAB都都要要带带正正、负负号号计计算。算。（3 3）应用动能定理解决问题时要分析合外力的做功情况。）应用动能定理解决问题时要分析合外力的做功情况。（4 4）多过程问题可能要多次用到动能定理。）多过程问题可能要多次用到动能定理。拓展拓展延伸延伸【典例透析【典例透析4 4】如图所示，在同一如图所示，在同一条竖直线上，有电荷量均为条竖直线上，有电荷量均为Q Q的的A A、B B两个正点电荷，两个正点电荷，GHGH是它们连线的是它们连线的
39、垂直平分线。另有一个带电小球垂直平分线。另有一个带电小球C C，质量为质量为m m、电荷量为、电荷量为+q+q（可视为点（可视为点电荷），被长为电荷），被长为L L的绝缘轻细线悬挂于的绝缘轻细线悬挂于O O点，现在把小球点，现在把小球C C拉起拉起到到M M点点, ,使细线水平且与使细线水平且与A A、B B处于同一竖直面内，由静止开始释处于同一竖直面内，由静止开始释放，小球放，小球C C向下运动到向下运动到GHGH线上的线上的N N点时速度刚好为零，此时细线点时速度刚好为零，此时细线与竖直方向的夹角与竖直方向的夹角=30=30。试求：。试求：（1 1）在）在A A、B B所形成的电场中，所形
40、成的电场中，M M、N N两点间的电势差，并指出两点间的电势差，并指出M M、N N哪一点的电势高；哪一点的电势高；（2 2）若）若N N点与点与A A、B B两个点电荷所在位置正好形成一个边长为两个点电荷所在位置正好形成一个边长为a a的正三角形，则小球运动到的正三角形，则小球运动到N N点瞬间，轻细线对小球的拉力点瞬间，轻细线对小球的拉力T T为多大（静电力常量为为多大（静电力常量为k k）。）。【解题探究【解题探究】（1 1）在非匀强电场中，如何求电场力的功？）在非匀强电场中，如何求电场力的功？提示：提示：可利用可利用W=qUW=qU或动能定理列式求解。或动能定理列式求解。（2 2）小球
41、在）小球在N N点是否处于平衡状态？点是否处于平衡状态？提示：提示：不处于平衡状态，只是沿细线方向合力为零。不处于平衡状态，只是沿细线方向合力为零。【解析【解析】（1 1）带电小球）带电小球C C在在A A、B B形成的电场中从形成的电场中从M M点运动到点运动到N N点点的过程中，重力和电场力做功，但合力做功为零，由动能定理的过程中，重力和电场力做功，但合力做功为零，由动能定理得：得：qUqUMNMN+mgLcos+mgLcos=0=0解得解得即即M M、N N两点间的电势差大小为两点间的电势差大小为且且N N点的电势高于点的电势高于M M点的电势。点的电势。（2 2）在）在N N点，小球点
42、，小球C C受到重力受到重力mgmg、细线的拉力、细线的拉力T T以及以及A A和和B B分别对分别对它的斥力它的斥力F FA A和和F FB B四个力的作用，四个力的作用，如图所示，且沿细线方向的合如图所示，且沿细线方向的合力为零（向心力为零）。则沿力为零（向心力为零）。则沿细线方向有细线方向有T-mgcos30T-mgcos30-F-FA Acos30cos30=0=0又又得得答案：答案：(1) N(1) N点电势高点电势高 （2 2）【总结提升】【总结提升】分析力、电综合问题的三个有效途径分析力、电综合问题的三个有效途径(1)(1)建立物体受力图景。建立物体受力图景。弄清物理情境，选定研
43、究对象；弄清物理情境，选定研究对象；对研究对象按顺序进行受力分析，画出受力图；对研究对象按顺序进行受力分析，画出受力图；应用力学规律进行归类建模。应用力学规律进行归类建模。(2)(2)建立能量转化图景建立能量转化图景各各种种不不同同的的能能量量之之间间相相互互转转化化时时，遵遵守守能能量量守守恒恒定定律律，运运用用能能量量观观点点，建建立立能能量量转转化化图图景景是是分分析析解解决决力力电电综综合合问问题题的的有有效效途途径。径。(3)(3)运用等效思维法构建物理模型运用等效思维法构建物理模型电电场场力力和和重重力力做做功功均均与与路路径径无无关关，在在同同一一问问题题中中可可将将它它们们合合
44、成成一一个个等等效效重重力力，从从而而使使问问题题简简化化。在在对对物物理理过过程程分分析析的的基基础础上上构建相应的物理模型，是一种科学的思维方法。构建相应的物理模型，是一种科学的思维方法。【变式训练】【变式训练】(2014(2014南安模拟南安模拟) )光滑水平光滑水平面上有一边长为面上有一边长为l的正方形区域处在场强的正方形区域处在场强为为E E的匀强电场中的匀强电场中, ,电场方向与正方形一边电场方向与正方形一边平行。一质量为平行。一质量为m m、带电荷量为、带电荷量为+q+q的小球的小球由某一边的中点由某一边的中点, ,以垂直于该边的水平初速度以垂直于该边的水平初速度v v0 0进入
45、该正方形区进入该正方形区域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时, ,具有的动能不具有的动能不可能为可能为( () )【解析】【解析】选选D D。如题图所示。如题图所示。(1)(1)当它从当它从bcbc边中点垂直该边以水平初速度边中点垂直该边以水平初速度v v0 0进入电场时，由动进入电场时，由动能定理得：能定理得：即即(2)(2)当它从当它从abab边中点垂直该边进入，则可能沿边中点垂直该边进入，则可能沿adad边射出，也可边射出，也可能沿能沿cdcd边射出。边射出。若从若从adad边射出，则边射出，则 即即 则选项则选项B B可能；可能；若从若从cd
46、cd边射出，设射出点与射入点沿场强方向的距离为边射出，设射出点与射入点沿场强方向的距离为x x，0 0x x 则则qExqExE Ek k 得：得：(3)(3)若它从若它从adad边中点垂直该边进入电场，则先做匀减速运动。边中点垂直该边进入电场，则先做匀减速运动。若若 则到达则到达bcbc边时速度为零。故选项边时速度为零。故选项A A可能；可能；若若 则未出电场区，之后做反向匀加速运动，返则未出电场区，之后做反向匀加速运动，返回回adad边时，动能仍为边时，动能仍为 故选项故选项C C可能。可能。若若 则到达则到达bcbc边动能边动能【资源平台】【资源平台】电场中绳被拉直瞬间的机械能损失电场中
47、绳被拉直瞬间的机械能损失 如图所示，一摆球的质量为如图所示，一摆球的质量为m m，带正电荷为，带正电荷为q q，用，用长为长为L L的绝缘细绳将球固定在的绝缘细绳将球固定在O O点，点，匀强电场的方向水平向右，场强匀强电场的方向水平向右，场强 C C点为摆球的平衡位置，点为摆球的平衡位置，点点C C与与O O点的连线与竖直方向的夹点的连线与竖直方向的夹角为角为。开始时让摆球位于与点。开始时让摆球位于与点O O处于同一水平面的处于同一水平面的A A点，且点，且摆绳拉直，然后无初速度释放摆球，求摆球在摆绳拉直，然后无初速度释放摆球，求摆球在C C点时的速度及点时的速度及此时摆绳对球拉力的大小。（结
48、果用此时摆绳对球拉力的大小。（结果用m m、g g、L L表示）表示）【规范解答】【规范解答】摆球在合力摆球在合力F F0 0作用下沿作用下沿ABAB方向做匀加速直线运方向做匀加速直线运动，设运动到动，设运动到B B点的速度大小为点的速度大小为v vB B，则：则： (B(B点在点在O O点正下方点正下方) )解得解得到达到达B B点后，绳迅速绷紧，摆球沿绳方向上的速度点后，绳迅速绷紧，摆球沿绳方向上的速度v vB1B1损失，损失，摆球只获得水平方向的速度。摆球只获得水平方向的速度。设摆球摆到设摆球摆到C C点的速度为点的速度为v vC C，因，因 即即qE=mg,qE=mg,所以所以=45=
49、45，则：则：所以所以设摆球在设摆球在C C点时绳对摆球的拉力为点时绳对摆球的拉力为T T，则：，则：解得：解得：答案答案: :1.1.关于静电场，下列说法中正确的是关于静电场，下列说法中正确的是( )( )A.A.在电场中某点的电势为零，则该点的电场强度一定为零在电场中某点的电势为零，则该点的电场强度一定为零B.B.电电场场中中某某点点的的场场强强大大小小等等于于单单位位电电量量的的试试探探电电荷荷在在该该点点所所受受的电场力大小的电场力大小C.C.根根据据公公式式U=EdU=Ed知知，在在匀匀强强电电场场中中两两点点间间的的距距离离越越大大，电电势势差差就越大就越大D.D.正电荷沿电场线方
50、向移动时，电势能一定减少正电荷沿电场线方向移动时，电势能一定减少【解析】【解析】选选B B。电场强度和电势没有必然联系，所以电势为零。电场强度和电势没有必然联系，所以电势为零的地方，电场强度不一定为零，故的地方，电场强度不一定为零，故A A错误。根据电场强度的定错误。根据电场强度的定义式义式 可知，选项可知，选项B B正确。公式正确。公式U=EdU=Ed中的中的d d指沿电场线方向指沿电场线方向的距离，故的距离，故C C错误。正电荷沿电场线方向移动，电场力做正错误。正电荷沿电场线方向移动，电场力做正功，电势能减小，故功，电势能减小，故D D错误。错误。2.2.如图所示，在如图所示，在xOyxO
51、y平面内有一个以平面内有一个以O O为圆心、半径为圆心、半径R=0.1 mR=0.1 m的圆，的圆，P P为圆周上的一点，为圆周上的一点，O O、P P两点连线与两点连线与x x轴正方向的夹角轴正方向的夹角为为。若空间存在沿。若空间存在沿y y轴负方向的匀强电场，场强大小轴负方向的匀强电场，场强大小E=100 V/mE=100 V/m，则，则O O、P P两点的电势差可表示为两点的电势差可表示为( )( )A.UA.UOPOP=-10sin=-10sin（V V）B.UB.UOPOP=10sin=10sin（V V）C.UC.UOPOP=-10cos=-10cos（V V）D.UD.UOPOP
52、=10cos=10cos（V V）【解析】【解析】选选A A。由于沿电场线方向电势降低，所以。由于沿电场线方向电势降低，所以O O点的电势比点的电势比P P点的电势低，由点的电势低，由U=EdU=Ed可知，可知，U UOPOP=-ERsin=-10sin=-ERsin=-10sin（V V），），故故A A正确。正确。3.3.等量异种点电荷的连线和中垂线等量异种点电荷的连线和中垂线如图所示，现将一个带负电的试探如图所示，现将一个带负电的试探电荷先从图中电荷先从图中a a点沿直线移动到点沿直线移动到b b点，点，再从再从b b点沿直线移动到点沿直线移动到c c点，则试点，则试探电荷在此过程中探电
53、荷在此过程中( )( )A.A.所受电场力的方向发生变化所受电场力的方向发生变化B.B.所受电场力的大小恒定所受电场力的大小恒定C.C.电势能一直减小电势能一直减小D.D.电势能先不变后减小电势能先不变后减小【解析】【解析】选选D D。由等量异种点电荷的电场线分布特点可知，负。由等量异种点电荷的电场线分布特点可知，负电荷从电荷从a a点到点到b b点，再从点，再从b b点到点到c c点过程中，电荷所受电场力的方点过程中，电荷所受电场力的方向始终与虚线向始终与虚线abab垂直向上，但大小始终在变化，故垂直向上，但大小始终在变化，故A A、B B错。由错。由abab过程中，电场力方向与运动方向垂直
54、，电场力不做功，电过程中，电场力方向与运动方向垂直，电场力不做功，电势能不变；由势能不变；由bcbc过程，电场力做正功，电势能减小，故过程，电场力做正功，电势能减小，故C C错错D D对。对。4.(20124.(2012福建高考）如图福建高考）如图, ,在点电荷在点电荷Q Q产生的电场中产生的电场中, ,将两个带将两个带正电的试探电荷正电的试探电荷q q1 1、q q2 2分别置于分别置于A A、B B两点两点, ,虚线为等势线。取无虚线为等势线。取无穷远处为零电势点穷远处为零电势点, ,若将若将q q1 1、q q2 2移动到无穷远的过程中外力克服移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等
55、电场力做的功相等, ,则下列说法正确的是则下列说法正确的是( )( )A.AA.A点电势大于点电势大于B B点电势点电势B.AB.A、B B两点的电场强度相等两点的电场强度相等C.qC.q1 1的电荷量小于的电荷量小于q q2 2的电荷量的电荷量D.qD.q1 1在在A A点的电势能小于点的电势能小于q q2 2在在B B点的电势能点的电势能【解析】【解析】选选C C。由于将。由于将q q1 1、q q2 2移到无穷远的过程外力克服电场力移到无穷远的过程外力克服电场力做的功相等，则做的功相等，则q q1 1在在A A点的电势能等于点的电势能等于q q2 2在在B B点的电势能，点的电势能，D
56、D错。错。由于电场力做负功，则电场线由外指向内，由于电场力做负功，则电场线由外指向内，B B点电势大于点电势大于A A点电点电势，势，A A错。错。A A点所处电场线密点所处电场线密, ,场强大，场强大，A A、B B两点电场强度方向两点电场强度方向也不同也不同,B,B错。据错。据W=qUW=qU及及A A点到无穷远电势差大于点到无穷远电势差大于B B点到无穷远电点到无穷远电势差，因此势差，因此q q1 1的电荷量小于的电荷量小于q q2 2的电荷量，的电荷量，C C对。对。5.5.（20122012海海南南高高考考）如如图图，直直线线上上有有O O、a a、b b、c c四四点点，abab间
57、间的的距距离离与与bcbc间间的的距距离离相相等等。在在O O点点处处有有固固定定点点电电荷荷。已已知知b b点点电电势高于势高于c c点电势。若一带负电荷点电势。若一带负电荷的粒子仅在电场力作用下先从的粒子仅在电场力作用下先从c c点运动到点运动到b b点，再从点，再从b b点运动到点运动到a a点，则点，则( )( )A.A.两过程中电场力做的功相等两过程中电场力做的功相等B.B.前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功C.C.前一过程中，粒子电势能不断减小前一过程中，粒子电势能不断减小D.D.后一过程中，粒子动能不断减小后一过程中，
58、粒子动能不断减小【解析【解析】选选C C。根据。根据b b点电势高于点电势高于c c点电势，可知电场方向由点电势，可知电场方向由b b到到c c，且，且bcbc之间的平均电场强度小于之间的平均电场强度小于abab间的平均电场强度，由间的平均电场强度，由W=qEdW=qEd可知，带负电荷的粒子在这两个过程中电场力做功可知，带负电荷的粒子在这两个过程中电场力做功W WcbcbWWbaba，选项，选项A A、B B错误；粒子受到的电场力方向向左，电场力做正功，错误；粒子受到的电场力方向向左，电场力做正功，粒子电势能不断减小，选项粒子电势能不断减小，选项C C正确；由动能定理，电场力做正正确；由动能定理，电场力做正功，动能增大，选项功，动能增大，选项D D错误。错误。
