2020年高考物理一轮复习考点汇总第22讲静电场中的能量

第二十二讲静电场中的能量测试内容测试要求考情分析电势能电势电势差A★★电势差与电场强度的关系A★★电容器电容A1.电势能(1)因电场对电荷有作用力而产生的决定的能量叫做电势能．(2)电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处所做的功．2.电势电场中某点的电势，等于由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功．电势用字母φ表示．表达式：．单位：．顺着电场线方向电势越来越．3.电势差(1)电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功WAB与的比值．(2)定义式：．4.电势差与电场强度的关系：匀强电场中，U＝Ed或E＝Ud，其中d是指．5.电容器(1)两个又相隔很近的导体都可以看成一个电容器．(2)电容器的电容的定义式：．电容单位：．(3)平行板电容器的电容：平行板电容器的电容大小与、以及有关．6.带电粒子在电场中的直线运动可以利用进行分析．带电粒子在电场中的偏转可以利用运动的分解解决．1.电势和电势差是从能量的角度反映电场性质的．电势是相对的，只有先选择零电势的位置才能确定电势的值，通常取无限远或地球表面的电势为零；电势差是绝对的，与选择零电势的位置无关．电势和电势差是标量，只有大小，没有方向，但有正、负之分，正负只反映相对高低．2.电势能是对电荷而言的，是相对的．电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少；电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加．3.电场中A、B两点间移动电荷时，电场力做功等于电荷量与两点间电势差的乘积，即WAB＝qUAB.4.电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器本身的性质(导体大小、形状、相对位置及电介质)决定的．【例1】有关电场，下列说法正确的是()A.某点的电场强度大，该点的电势一定高B.某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大C.某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零D.某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零笔记：【例2】(2019届南京学业水平模拟)某电场的电场线分布如图所示，A、B两点的场强大小分别为EA和EB，则下列判断正确的是()A.EAEBB.EA＝EBC.将正电荷从A点移到B点电场力做负功D.将正电荷从A点移到B点电场力做正功笔记：【例3】在如图所示的负点电荷产生的电场中，一检验电荷从A点分别移到B、C、D、E(四点均在以O为圆心的圆周上)，则下列情况正确的是()A.从A到B做功最大B.从A到E做功最大C.做功一样大D.A点比D点电势高笔记：【例4】下列关于电容器和电容的说法中，不正确的是()A.根据C＝QU可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B.对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)成正比C.无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值恒定不变D.电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关【例5】(2019届镇江学业水平模拟)如图所示，匀强电场中a、b两点的距离为0.4m，两点的连线与电场线成37°，两点间的电势差为32V，则匀强电场的场强大小为V/m，把电量为10－10C的正电荷从a点移到b点电势能将减少J．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)笔记：1.关于电容器的电容，下列说法中正确的是()A.电容器两极的电势差越大，电容就越大B.电容器所带电荷量越多，电容就越大C.电容器所带电荷量为零，电容就为零D.电容器的电容与两极的电势差及所带电荷量均无关，仅由电容器本身因素决定2.下列说法正确的是()A.由公式U＝Ed可知，在电场中两点间电势差等于场强与两点间距离的乘积B.由公式E＝Ud可知，在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大，电场强度就越小C.在匀强电场中，任意两点间电势差等于电场强度和这两点间距离的乘积D.公式U＝Ed只适用匀强电场3.如图所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离．用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度．则下列关系正确的是()A.φa＞φb＞φcB.Ea＞Eb＞EcC.φa－φb＝φb－φcD.Ea＝Eb＝Ec4.如果将q＝－2×10－8C的点电荷从电场中的a点移动到b点，电场力对该电荷做了4×10－7J的正功，则该电荷的电势能()A.增加了20JB.增加了4×10－7JC.减少了8×10－7JD.减少了4×10－7J5.(2018届无锡学业水平模拟)电场中沿着电场线方向电势逐渐(选填“升高”或“降低”)．在电场中确定的两点间移动电荷时，电场力所做的功与电荷的运动路径(选填“有关”或“无关”)．6.如图所示的电路，当开关与a相连时，通过灵敏电流表的电流方向(选填“向左”或“向右”)．然后将开关与b相连，此时通过灵敏电流表的电流方向(选填“向左”或“向右”)．7.(2020届连云港学业水平模拟)如图所示，a、b是匀强电场中的两点，两点间的距离为0.5m，两点的连线与电场线平行，两点间的电势差为5.0V，则匀强电场的场强大小为V/m，把电子从a点移到b点，电子的电势能将(选填“增大”“减小”或“不变”)．8.(2019届扬州学业水平模拟)如图所示，a、b是匀强电场中相距0.4m的两点，把电子从a点移到b点，电子的电势能将(选填“增大”“减小”或“不变”)，若匀强电场的场强大小为10V/m，则a、b两点间的电势差为V.9.(2019届扬州学业水平模拟)如图所示，在同一条电场线上有A、B两点，电荷量q＝6×10－6C的正点电荷在A点的电势能为J，将该点电荷由A点移到B点，电场力做功为J.10.(2019届南京学业水平模拟)两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连的电路如图所示，电源的电动势为4V．接通开关S，电源即给电容器充电，电容器上极板带电，充电完成后，电容器两端的电压(选填“等于”“大于”或“小于”)4V.11.(2020届扬州学业水平模拟)如图所示，开始时开关与a相连．当将开关与b相连后的瞬间，通过灵敏电流表的电流方向(选填“向左”或“向右”)；开关与b相连后，电容器的电容(选填“变大”“变小”或“不变”).12.(2020届南京学业水平模拟)在一个点电荷电场中，把电荷量为2.0×10－10C的带正电的检验电荷，从电场中P点移到无穷远处，电场力做了1.6×10－8J的功，则检验电荷的电势能(选填“增加”“减少”或“不变”)；若以无穷远处为零电势能位置，则P点的电势为V.第二十二讲静电场中的能量【知识扫描】1.(1)由电荷相对位置(2)电场力2.单位正电荷φA＝qWAO伏特(V)低3.(1)电荷量(2)UAB＝qWAB4.沿电场方向的距离5.(1)彼此绝缘(2)C＝UQ法拉(F)(3)正对面积两板间距离电介质6.牛顿运动定律或者动能定理【典例透析】【例1】D解析：电势零点与电势能零点是一个点，因此D正确；电势虽然由电场本身决定，但与电场强度没有因果关系，A错误；电势的高低由电场决定，而电势能的大小由电场与电荷共同决定，因此B错误；场强为零的点，电势和电势能都不一定为零，故C错误．【例2】C解析：B处电场线比A处密集，所以场强大小EAEB，A、B错误；正电荷所受电场力与场强方向相同，将正电荷从A点移到B点电场力做负功，C正确，D错误．【例3】C解析：因为点电荷的等势面是以负电荷为球心的同心球面，B、C、D、E在同一个等势面上，故检验电荷在B、C、D、E具有的电势能相等，故从A点分别移到B、C、D、E各点电势能的变化量相同，静电力做的功也相同，沿电场线的方向电势降落，故A点电势低于D点．【例4】A解析：电容是电容器容纳电荷本领的属性，与某个时刻所带的电荷量无关，A错误；由定义可知C＝UQ，可见B、C正确；电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关，与带电量多少无关，D正确．故选A.【例5】1003.2×10－9解析：匀强电场的场强大小E＝dU＝Lcos37°U＝0.4×0.832V/m＝100V/m，电量为10－10C的正电荷从a点移到b点电场力做功：W＝qU＝10－10×32J＝3.2×10－9J，则电势能减小3.2×10－9J.【冲关集训】1.D2.D3.A4.D5.降低无关6.向右向左7.10增大8.增大4.09.3×10－51.2×10－510.正等于11.向左不变12.减少80