2014高考物理一轮复习电场能的性质

靖宇县第一中学1电场能的性质知识梳理一、电场力做功与电势能1．静电力做功的特点（1）在电场中移动电荷时电场力做功与无关，只与有关，可见静电力做功与做功相似．（2）在匀强电场中，电场力做的功W＝，其中d为沿的位移．2．电势能（1）定义：电荷在电场中具有的势能，等于静电力把它从该点移到位置时所做的功．（2）静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于，即WAB＝.（3）电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷的电势能规定为零，或把电荷在表面的电势能规定为零．二、电势、等势面和电势差1．电势（1）定义：试探电荷在电场中某点具有的与的比值．（2）定义式：.（3）矢标性：电势是，其大小有正负之分，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．2.等势面（1）定义：电场中相同的各点构成的面叫做等势面．（2）等势面的形状①点电荷的电场：等势面是以点电荷为球心的一簇同心球面，如图甲所示．②等量异种点电荷的电场：等势面如图乙所示，两点电荷连线的中垂面为一个等势面．③等量同种电荷的电场：等势面如图丙所示．④匀强电场：等势面是垂直于电场线的一簇平面．(3)等势面的特点①等势面一定和电场线垂直．②等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做功．③电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面．④电场线越密的地方，等差等势面越密．3．电势差（3）电势差：电荷q在电场中A、B两点间移动时，电场力所做的功WAB，跟它的电荷量q的比值，叫做A、B间的电势差，也叫电压．公式：.单位：伏(V)．（4）电势差与电势的关系：UAB＝，电势差是标量，可以是正值，也可以是负值．※三、电势能、电势的知识要点1、电场力做功只能决定电势能的变化量即：电场力做正功，电势能一定减少；电场力做负功，电势能一定增加2、在＋Q的电场中，各点电势都为正值；在－Q的电场中，各点电势都为负值3、沿着电场线的方向，电势逐渐降低4、正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小5、电场中电势相等的点构成的面叫等势面，等势面一定与电场线垂直，在同一等势面上移动电荷，电场力不做功典例题型1、如图所示，平行线为匀强电场的电场线，方向未知。带电量为2×10－6C的负电荷从A运动到B，克服电场力做了10－6J的功，AB=2cm，则电场的场强E=（），方向（）2、一个正点电荷带电量q=1.0×10－14C，在电场中运动的过程中，经过a点时具有的动能为Eka=2.0×10－12J，经过b点时的动能为Ekb=6.0×10－12J，不计重力。若b点的电势为φb=100V，求a点的电势。3、一带电粒子射入一固定在O点的点电荷的电场中，粒子运动轨迹如图所示，图中虚线是同心圆弧，表示电场的等势面。不计重力，可以判断：A、此粒子一直受到静电斥力作用B、粒子在b点的电势能一定大于在a点的电势能C、粒子在b点的速度一定大于在a点的速度D、粒子在a点和c点的速度大小一定相等4、一带电小球在空中由a点运动到b点的过程中，受重力、电场力和空气阻力三个力作用．若重力势能增加3J，机械能增加0.5J，电场力做功1J，则小球：A．克服重力做功为3JB．电势能增加1JC．克服空气阻力做功0.5JD．动能减少2.5J5、如右图所示，xOy平面内有一匀强电场，场强为E，方向未知，电场线跟x轴的负方向夹角为θ，电子在坐标平面xOy内，从原点O以大小为v0方向沿x正方向的初速度射入电场，最后打在y轴上的M点．电子的质量为m，电荷量为e，重力不计．则：A．O点电势高于M点电势B．运动过程中电子在M点电势能最多C．运动过程中，电子的电势能先减少后增加D．电场对电子先做负功，后做正功6、匀强电场中有a、b、c三点．在以它们为顶点的三角形中，∠a＝30°、∠c＝90°，电场方向与三角形所在平面平行．已知a、b、c三点的电势分别为(2－3)V、(2＋3)V和2V．该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为()A．(2－3)V、(2＋3)VB．0V、4VC．(2－433)V、(2＋433)VD．0V、3V7、匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，AB的长度为1m，D为AB的中点，如图所示。已知电场线的方向平行于ΔABC所在平面，A、B、C三点的电势分别为14V、6V和2V。设场强大小为E，一电量为1×10－6C的正电荷从D点移到C点电场力所做的功为W，则：A．W＝8×10－6J，E＞8V/mB．W＝6×10－6J，E＞6V/mC．W＝8×10－6J，E≤8V/mD．W＝6×10－6J，E≤6V/m靖宇县第一中学28、如图所示，A、B为两个等量同种点电荷，a、O、b在点电荷A、B的连线上，c、O、d在连线的中垂线上Oa=Ob=Oc=Od，则：A、a、b两点的场强相同，电势也相同B、c、d两点的场强不相同，电势相同C、O点是A、B连线上电势最低的点，也是A、B连线上场强最小的点D、O点是中垂线cd上电势最高的点，也是中垂线上场强最大的点9、如图所示，实线为电场线，虚线表示等势面，相邻两个等势面之间的电势差相等。已知一个正电荷在等势面L3上某点的动能为20J，运动到等势面L1上的某点时动能变为零。若取L2为零电势面，则此电荷的电势能为4J时，其动能为：A、16JB、10JC、6JD、4J10、图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV．当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8eV时，它们动能应为：11、如图所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知。下列叙述正确的是：A．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做功，电势能减少B．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服电场力做功，电势能增加C．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做功，电势能减少D．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功，电势能不变12、关于静电场，下列说法正确的是：A．电势等于零的物体一定不带电B．电场强度为零的点，电势一定为零C．同一电场线上的各点，电势一定相等D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加练习1.如图所示，AB、CD为一圆的两条直径且相互垂直，O点为圆心.空间存在一未知静电场，方向与圆周所在平面平行.现让一电子先从A点运动至C点，电势能减少了Ep；又从C点运动到B点，电势能增加了Ep.那么此空间存在的静电场可能是()A.匀强电场，方向垂直于AB由O点指向C点B.匀强电场，方向垂直于AB由C点指向O点C.位于O点的正点电荷形成的电场D.位于D点的负点电荷形成的电场2.(2012·长沙模拟)一点电荷仅受电场力作用，由A点无初速度释放，沿直线先后经过电场中的B点和C点.如图所示,点电荷在A、B、C三点的电势能分别用EA、EB和EC表示，则EA、EB、EC间的关系可能是()A.EAEBECB.EAEBECC.EAECEBD.EAECEB3.如图所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，半径为r，将带等电荷量的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称，+q与O点的连线和OC夹角为30°，下列说法正确的是()A.A、C两点的电势关系是φA=φCB.B、D两点的电势关系是φB=φDC.A、O点的场强大小、方向相同D.B、D点的场强大小、方向相同4.如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示，若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则()A.电子将沿Ox方向运动B.电子的电势能将增大C.电子运动的加速度恒定D.电子运动的加速度先减小后增大5.(2012·沈阳模拟)真空中一点电荷形成的电场中的部分电场线如图所示，分别标记为1、2、3、4、5，且1、2和5、4分别关于3对称.以电场线3上的某点为圆心画一个圆，圆与各电场线的交点分别为a、b、c、d、e，则下列说法中正确的是()A.电场强度EaEcB.电势φbφdC.将一正电荷由a点移到d点，电场力做正功D.将一负电荷由b点移到e点，电势能增大6.(2012·宜宾模拟)如图所示，在粗糙绝缘水平面上固定一点电荷Q，从M点无初速释放一带有恒定负电荷的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止.则从M点运动到N点的过程中，下列说法中正确的是()A.小物块所受电场力逐渐增大B.小物块具有的电势能逐渐增大C.Q电场中M点的电势高于N点的电势D.小物块电势能的减少量等于克服摩擦力做的功7.两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，则()A.C点的电场强度大小为零B.A点的电场强度大小为零C.NC间场强方向沿x轴正方向D.将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功8.如图所示，匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，ABCCAB30BC23m，，已知电场线平行于△ABC所在的平面，一个电荷量q=-2×10-6C的点电荷由A移到B的过程中，电势能增加了1.2×10-5J，由B移到C的过程中电场力做功6×10-6J，下列说法正确的是()A.B、C两点的电势差UBC=3VB.A点的电势低于B点的电势C.负电荷由C点移到A点的过程中，电势能增加D.该电场的场强为1V/m9.(14分)如图所示，在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场，现有一个质量m=2.0×10-3kg、电量q=2.0×10-6C的带正电的物体(可视为质点)，从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动，其位移随时间的变化规律为x=6.0t-10t2，式中x的单位为m，t的单位为s.不计空气阻力，取g=10m/s2.(1)求匀强电场的场强大小和方向；(2)求带电物体在0～0.5s内电势能的变化量.10.(14分)如图所示，带电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C相距为L，B为AC中点.现将一带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度正好又为零.已知带电小球在A点处的加速度大小为g4，静电力常量为k,求：(1)小球运动到B点时的加速度大小.(2)B和A两点间的电势差(用Q和L表示).NQMQ