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2026年高考物理一轮复习第29讲静电场中能的性质(复习讲义)(安徽专用)(学生版+解析)
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01考情解码· 命题预警 \l "_Tc21600" PAGEREF _Tc21600 \h 2
02 \l "_Tc27981" 体系构建 ·思维可视 PAGEREF _Tc27981 \h 2
\l "_Tc26332" 03 核心突破 ·靶向攻坚 PAGEREF _Tc26332 \h 4
\l "_Tc23387" 考点一 电势能与电势的分析 PAGEREF _Tc23387 \h 4
\l "_Tc4035" 知识点一 电势能大小的判断方法 PAGEREF _Tc4035 \h 4
\l "_Tc23696" 知识点二 电势高低的判断方法 PAGEREF _Tc23696 \h 4
\l "_Tc6413" 知识点三 多个场源点电荷形成的电场中电势高低的比较 PAGEREF _Tc6413 \h 4
\l "_Tc6166" 知识点二 几种典型电场的等势线(面) PAGEREF _Tc6166 \h 5
\l "_Tc26094" 考向1 静电力做功与电势能的关系 PAGEREF _Tc26094 \h 6
\l "_Tc8766" 考向2 电势高低的判断 PAGEREF _Tc8766 \h 7
\l "_Tc10160" 考向3 等势面的分析 PAGEREF _Tc10160 \h 8
\l "_Tc9318" 考点二 匀强电场中电势差与电场强度的关系 PAGEREF _Tc9318 \h 9
\l "_Tc4753" 知识点一 匀强电场中电势差与电场强度的关系 PAGEREF _Tc4753 \h 9
\l "_Tc14556" 知识点二 E=eq \f(U,d)在非匀强电场中的两点妙用 PAGEREF _Tc14556 \h 10
\l "_Tc16132" 考向1 匀强电场中电势差与电场强度的关系 PAGEREF _Tc16132 \h 10
\l "_Tc3821" 考向2 等分法确定电场线与电势高低 PAGEREF _Tc3821 \h 11
\l "_Tc26192" 考向3 非匀强电场中电势差与电场强度分析 PAGEREF _Tc26192 \h 12
\l "_Tc5377" 考点三 电场线、等势线(面)及带电粒子的运动轨迹问题 PAGEREF _Tc5377 \h 13
\l "_Tc3025" 知识点一 带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法 PAGEREF _Tc3025 \h 13
\l "_Tc31336" 知识点二 带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线重合的条件 PAGEREF _Tc31336 \h 13
\l "_Tc18389" 考向1 电场线与粒子运动轨迹结合的问题 PAGEREF _Tc18389 \h 14
\l "_Tc21362" 考向2 等势线与粒子运动轨迹结合的问题 PAGEREF _Tc21362 \h 15
\l "_Tc105" 考点四 静电的防止与利用 PAGEREF _Tc105 \h 16
\l "_Tc16908" 知识点一 静电平衡及理解 PAGEREF _Tc16908 \h 16
\l "_Tc15290" 知识点二 处于静电平衡状态的导体的特点 PAGEREF _Tc15290 \h 17
\l "_Tc17703" 考向 静电的防止与利用 PAGEREF _Tc17703 \h 17
\l "_Tc21413" 04 真题溯源·考向感知 PAGEREF _Tc21413 \h 18
考点一 电势能与电势的分析
\l "_Tc25045" 知识点一 电势能大小的判断方法
\l "_Tc25045" 知识点二 电势高低的判断方法
\l "_Tc25045" 知识点三 多个场源点电荷形成的电场中电势高低的比较
(1)根据WAB=-ΔEp及φ=eq \f(Ep,q)判断
(2)根据电势的叠加判断:电势的叠加遵从代数运算法则
\l "_Tc25045" 知识点二 几种典型电场的等势线(面)
得分速记
电势高低与电势能大小两者相辅相成,只要判断其中一个即可判断另一个,常见方法如下:
1.沿电场线的方向电势逐渐降低;
2.依据静电力做功:电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加。
\l "_Tc17630" 考向1 静电力做功与电势能的关系
例1 如图所示,MN为足够大光滑绝缘水平面,A、B是两个关于MN对称的固定点电荷,带电量均为+Q,一个带负电的小球在水平面上P点开始运动,小球始终不离开平面,O为A、B连线与平面的交点,不计小球的大小,则下列判断正确的是( )
A.由静止释放小球,此后小球的电势能将一直减小
B.由静止释放小球,此后小球的加速度将一直减小
C.在P点给小球一个初速度,此后小球的电势能可能保持不变
D.在P点给小球一个初速度,若小球经过O点,则小球可能做曲线运动
【变式训练1·变考法】如图所示是甲、乙两个点电荷电场的部分电场线分布图,下列说法正确的是( )
A.甲带负电,乙带正电,甲的电荷量大于乙的电荷量
B.P点的电场强度大于Q点的电场强度
C.将一个正试探电荷从P点由静止释放,只在静电力的作用下会沿电场线运动到Q点
D.一个负试探电荷在P点电势能比在Q的电势能大
【变式训练2】如图a是电场中的一条电场线,A、B是电场线上的两点。一个点电荷仅在电场力作用下,从A运动到B过程的v-t图像如图b所示。下列说法正确的是( )
A.A点的电势比B点高B.A点的电势比B点低
C.点电荷在A点的电势能比在B点小D.点电荷在A点的电势能比在B点大
\l "_Tc17630" 考向2 电势高低的判断
例2 (2025·安徽·模拟预测)如图所示,实线和虚线分别为两点电荷和产生的电场中的电场线、等势线。已知的电量是的电量的9倍,以点电荷位置作为坐标原点,指向为轴正方向,、距离为。则关于两电荷的电性以及在轴上的范围内电势最低的点的坐标说法正确的是( )
A.两点电荷和为同种电荷,处电势最低
B.两点电荷和为同种电荷,处电势最低
C.两点电荷和为异种电荷,处电势最低
D.两点电荷和为异种电荷,处电势最低
【变式训练1】(2025·山西吕梁·二模)如图所示,A、B两点各固定一个电荷量为的点电荷,C点固定一个电荷量为的点电荷,AB连线与CD连线相互垂直平分,O点为交点,,下列说法正确的是( )
A.O点的场强大于D点的场强,O点的电势大于D点的电势
B.O点的场强大于D点的场强,O点的电势小于D点的电势
C.O点的场强小于D点的场强,O点的电势大于D点的电势
D.O点的场强小于D点的场强,O点的电势小于D点的电势
【变式训练2·变考法】(2025·四川绵阳·模拟预测)(多选)如图所示,三个点电荷分别固定在等边三角形的顶点A、B、C上,M、N、L点为三条边的中点。已知M点的场强方向与BC边平行,N点的场强方向与BC边垂直,A处点电荷的电荷量为+q,则( )
A.B处点电荷带负电
B.C处点电荷电荷量的绝对值小于q
C.带正电荷的试探电荷在M点的电势能比在L点的大
D.将A处点电荷沿NA连线远离BC边,N点的电势降低
\l "_Tc17630" 考向3 等势面的分析
例3 图甲为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图,图乙为四极杆内垂直于x轴的任意截面内的等势面分布图,相邻两等势面间电势差相等,则( )
A.M点电场强度方向沿z轴正方向
B.P点电场强度大小比M点的大
C.P点电势比M点的低
D.沿x轴运动的带电粒子,电势能会变化
【变式训练1】(2025·河南·三模)在不同湿度条件下,人体周围产生的静电电位有所不同。在干燥的季节,人体静电可达几千伏甚至几万伏。如图是人体带上1kV静电时周围的等差等势线分布情形,下列说法正确的是( )
A.人体所带的电荷为负电荷
B.负试探电荷在点的电势能小于在点的电势能
C.手肘处等势线密集,说明手肘附近电场强度大
D.把一电荷从点移动到点和从点移动到点静电力做功不同
【变式训练2·变考法】某带电粒子在电场中运动时,仅受电场力作用,经M点运动到N点,其加速度大小随时间变化的关系如图所示。下列选项中粒子的运动轨迹(实线)与电场的等差等势面(虚线)分布,符合该粒子加速度变化特征的是( )
A.B.
C.D.
考点二 匀强电场中电势差与电场强度的关系
\l "_Tc16775" 知识点一 匀强电场中电势差与电场强度的关系
1.UAB=Ed,d为A、B两点沿电场方向的距离。
2.沿电场强度方向电势降落得最快。
3.在匀强电场中U=Ed,即在沿电场线方向上,U∝d。推论如下:
推论①:如图甲,C点为线段AB的中点,则有φC=eq \f(φA+φB,2)。
推论②:如图乙,AB∥CD,且AB=CD,则UAB=UCD。
\l "_Tc16775" 知识点二 E=eq \f(U,d)在非匀强电场中的两点妙用
1.解释等差等势面的疏密与电场强度大小的关系:当电势差U一定时,电场强度E越大,则沿电场强度方向的距离d越小,即等差等势面越密,电场强度越大。
2.定性判断非匀强电场电势差的大小关系,如距离相等的两点间的电势差,E越大,U越大;E越小,U越小。
得分速记
1.在匀强电场中只要两条长度相等且平行的线段其电势降落相等;
2.电场强度与电势无直接的关系即电场强度大的地方,电势不一定越高(电势的高低与零电势点的选择有关)
考向1 匀强电场中电势差与电场强度的关系
例1(2025·广东·三模)闪电通常由雷电云放电产生,多数闪电发生在云内。如图所示,由于云内冰状颗粒相互碰撞,小颗粒冰晶带正电,随气流上浮到云上端;较大颗粒带负电,下坠到云下端。若某雷电云的厚度为,云层内的电场可视为匀强电场,电场强度大小为,云层上、下两端相当于平行板电容器的两个极板,则该云层上、下两端的电势差为( )
A.B.C.D.
【变式训练1】如图所示,一半径为1m的圆处在平行于圆面的匀强电场中,AB为圆的直径,C为圆上一点,AB与AC夹角为37°。A点电势为2V,圆心O的电势为4V,C点电势为6V,,则( )
A.匀强电场方向平行于AB
B.B点电势大于6V
C.匀强电场的电场强度大小为2V/m
D.圆周上电势最高点的电势为6.5V
【变式训练2】(2025·四川乐山·二模)(多选)如图甲,平面直角坐标系xOy处于匀强电场中,电场强度方向与坐标平面平行,P点是y轴上y=4m处的一点,Q是x轴上x=3m处的一点,x轴上x=0至x=2m区域内的电势分布如图乙,将一个电荷量为q=1×10-5C的正点电荷从坐标原点沿y轴正向移动到P点,电场力做功1.6×10-4J。则( )
A.电场强度的大小为3V/m
B.匀强电场方向与x轴正向夹角的正弦值为0.8
C.y轴上P点的电势为-16V
D.将该点电荷从P点移到Q点,电场力做功为-7×10-5J
考向2 等分法确定电场线与电势高低
例2 (2025·河南信阳·二模)在匀强电场中有一个直角三角形与电场平行,,,的长度为7cm,A、B、C三点的电势分别为10V、3V、7V,则电场强度大小为( )
A.V/mB.V/m
C.V/mD.V/m
【变式训练1】(多选)空间中存在平行于直角三角形所在平面的匀强电场,点有一粒子源,可向各个方向射出质量相同、电荷量均为、初动能均为的带正电的粒子。粒子甲在点的动能为,粒子乙在点的动能为。已知边长为,,为边上的一点,长为,忽略粒子的重力及粒子间的相互作用,取,。下列说法正确的是( )
A.电场强度方向由指向B.、两点电势相等
C.点的电势低于点的电势D.电场强度大小为
【变式训练2】(2025·贵州黔东南·模拟预测)如图所示,平面内有一个半径的圆,该圆处于平行于该圆周平面的匀强电场中,为圆周上的点,其中为圆的一条直径,与相互垂直,。已知点的电势为,和点的电势分别为、,点固定有一个电荷量为的粒子(不计重力),则( )
A.将固定在点粒子静止释放,可能到达点
B.匀强电场的电场强度大小为
C.点的电势为
D.将固定在点的粒子移动到点,电场力不做功
考向3 非匀强电场中电势差与电场强度分析
例3如图所示,在某电场中画出了三条电场线,C点是A、B连线的中点.已知A点的电势φA=30 V,B点的电势φB=-10V,则C点的电势( )
A.φC=10 VB.φC>10 V
C.φCUbc
B.若点电荷是正电荷,则电势差Uab>Ubc
C.只有点电荷是正电荷时,a>b>c
D.若Ea>Eb>Ec,则点电荷是正电荷
考点三 电场线、等势线(面)及带电粒子的运动轨迹问题
\l "_Tc16775" 知识点一 带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法
1.判断速度方向:带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为该点处的速度方向。
2.判断静电力(或电场强度)的方向:仅受静电力作用时,带电粒子所受静电力方向指向轨迹曲线的凹侧,再根据粒子电荷的正负判断电场强度的方向。
3.判断静电力做功的正负及电势能的增减:若静电力与速度方向成锐角,则静电力做正功,电势能减少;若静电力与速度方向成钝角,则静电力做负功,电势能增加。
\l "_Tc16775" 知识点二 带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线重合的条件
1.电场线为直线;
2.电荷初速度为零或初速度方向与电场线平行;
3.电荷仅受静电力或所受合力的方向始终与静电力方向相同或相反。
考向1 电场线与粒子运动轨迹结合的问题
例1 (2025·河北·一模)如图所示,是某点电荷形成电场的部分电场线,电荷量大小为Q。一质量为m、电荷量大小为q的粒子只在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点,A点的速度vA垂直于电场线,下列说法正确的是( )
A.A点电势低于B点电势
B.A点电场强度大于B点电场强度
C.A点到场源电荷Q的距离小于
D.粒子可能带负电,从A到B的过程,电势能减小,机械能增大
【变式训练1·变载体】(2025·吉林·模拟预测)(多选)如图为茶叶生产中将茶叶与茶梗分离的装置,装置中A、B两带电球间存在电场。茶叶和茶梗自漏斗漏下,经A表面时都带上了正电,通过A、B间电场分离,最后沿光滑绝缘分离器表面落入两侧小桶。已知茶叶的比荷大于茶梗的比荷,忽略茶叶、茶梗之间的库仑力,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.茶叶经过A球时,正电荷从A球上转移到茶叶上
B.M处的电场强度比N处小,M处的电势比N处高
C.茶叶和茶梗在电场中运动时的机械能都增加
D.茶叶落入左桶,茶梗落入右桶
【变式训练2】(2025·辽宁沈阳·二模)(多选)如图所示,实线为正点电荷周围的电场线,a、b两带电粒子分别从电场中的P点以相同的速度飞出,两粒子的运动轨迹分别如图中虚线所示,其中a粒子的轨迹是以点电荷为圆心的圆。A、B为轨迹上的两点,不计粒子重力及粒子之间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A.a粒子的加速度不变
B.A点的电势高于B点的电势
C.b粒子做匀变速曲线运动
D.b粒子的电势能减小,a粒子的电势能不变
考向2 等势线与粒子运动轨迹结合的问题
例2 【现代科技与学科知识结合】(2025·四川攀枝花·三模)如图所示,为某静电透镜的示意图,图中实线K、G是电极板,K板电势为120V、带孔的G板电势为30V,虚线为等势线,从K板中心附近沿水平方向向右发射的带电粒子最终都汇聚到B点。不计粒子重力,关于从A点发射的粒子其从A点到B点的过程,下列说法中正确的是( )
A.粒子带正电
B.粒子在A点时的动能大于在B点时的动能
C.粒子在A点时的电势能大于在B点时的电势能
D.粒子动量的变化率一直不变
【变式训练1·变考法】(2025·河北·模拟预测)某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示,虚线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,分别是运动轨迹与等势面的交点,则下列说法正确的是( )
A.粒子带正电
B.点的电场强度比点的大
C.粒子在图示运动阶段的动能最小值为0
D.粒子在点的电势能大于在点的电势能
【变式训练2】(2025·天津红桥·二模)(多选)如图所示,静电场中竖直虚线a、b、c、d、e是等势线且相邻之间电势差相等,一带正电的小液滴从A点以竖直向上的初速度开始运动,经最高点B后回到与点A在同一水平线上的E点,A、B、C、D、E为液滴轨迹与等势线的交点。则下列说法正确的是( )
A.A点的电势低于B点的电势B.液滴的机械能一直增大
C.液滴在B点时的动能最小D.B→E过程静电力所做的功是A→B过程的3倍
考点四 静电的防止与利用
\l "_Tc16775" 知识点一 静电平衡及理解
1.静电平衡
(1)电荷分布的变化情况:金属导体放到电场强度为E0的电场中,金属中的自由电子在电场力作用下定向移动,导致导体一侧感应出负电荷,而另一侧感应出正电荷。
(2)合电场强度的变化情况:感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场,导致合电场强度减小。当感应电荷继续增加,合电场强度逐渐减小,合电场强度为零时,自由电子不再发生定向移动。
2.对静电平衡的三点理解
(1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果,达到静电平衡时,自由电荷不再发生定向移动。
(2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。
(3)导体达到静电平衡后内部电场强度处处为零,是指外电场E0与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合电场强度为零,E′=-E0。
\l "_Tc16775" 知识点二 处于静电平衡状态的导体的特点
(1)导体内部的电场强度处处为0。
(2)导体是一个等势体,导体表面是等势面。
(3)导体表面处的电场强度方向与导体表面垂直。
(4)导体内部没有净剩电荷,电荷只分布在导体的外表面。
(5)在导体外表面,越尖锐的位置,电荷的密度(单位面积的电荷量)越大,周围的电场强度越大。
考向 静电的防止与利用
例1(2025·河北沧州·二模)将一不带电的金属球放置在电场中形成如实线所示的电场线(未画方向),一带负电的粒子在电场中运动的轨迹如虚线所示,a、b为轨迹上两点,不计粒子重力,则下列说法正确的是( )
A.金属球内部电场强度处处相等且不为0
B.金属球左半部分一定带正电
C.a点电势一定高于b点电势
D.该粒子在a点的电势能一定大于其在b点的电势能
【变式训练1·变载体】(2025·浙江绍兴·模拟预测)如图所示为雅各布天梯的实验装置,“雅各布天梯”模型是一对上宽下窄的电极,雅各布天梯的电极在2~5万伏特强电压下,相距最近处的空气首先被击穿,形成大量的正负等离子体,产生电弧放电。空气对流加上电磁力的驱使,使电弧慢慢上升,火花也越升越长,最后自行熄灭,形同我们生活中的梯子。下列说法中正确的是( )
A.电弧将向下弯曲
B.上升过程中电弧通过的电阻减小
C.最上端两个金属小球之间的场强最大
D.等离子体受到的安培力的方向与其运动方向相同
【变式训练2】(2025·海南省直辖县级单位·二模)(多选)如图所示,不带电,长为l的导体棒水平放置,现将一个电荷量为+q(q>0)的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处,A、B分别为导体棒左右两端的一点,O为棒的中心,静电力常量为k。当棒达到静电平衡后,下列说法正确的是( )
A.A、B都感应出负电荷
B.感应电荷在O处产生的电场强度方向水平向右
C.感应电荷在O处产生的电场强度大小
D.若把另一正电荷从A移到B,该电荷在A、B两点的电势能一定相等
1.(2025·北京·高考真题)某小山坡的等高线如图,M表示山顶,是同一等高线上两点,分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下,不考虑阻力,则( )
A.小球沿运动的加速度比沿的大
B.小球分别运动到点时速度大小不同
C.若把等高线看成某静电场的等势线,则A点电场强度比B点大
D.若把等高线看成某静电场的等势线,则右侧电势比左侧降落得快
2.(2025·浙江·高考真题)三个点电荷的电场线和等势线如图所示,其中的d,e与e,f两点间的距离相等,则( )
A.a点电势高于b点电势
B.a、c两点的电场强度相同
C.d、f间电势差为d、e间电势差的两倍
D.从a到b与从f到b,电场力对电子做功相等
3.(2025·云南·高考真题)某介电电泳实验使用非匀强电场,该电场的等势线分布如图所示。a、b、c、d四点分别位于电势为-2V、-1V、1V、2V的等势线上,则( )
A.a、b、c、d中a点电场强度最小
B.a、b、c、d中d点电场强度最大
C.一个电子从b点移动到c点电场力做功为2eV
D.一个电子从a点移动到d点电势能增加了4eV
4.(2025·福建·高考真题)某种静电分析器简化图如图所示,在两条半圆形圆弧板组成的管道中加上径向电场。现将一电子a自A点垂直电场射出,恰好做圆周运动,运动轨迹为ABC,半径为r。另一电子b自A点垂直电场射出,轨迹为弧APQ,其中PBO共线,已知BP电势差为U,|CQ|=2|BP|,a粒子入射动能为Ek,则( )
A.B点的电场强度
B.P点场强大于C点场强
C.b粒子在P点动能小于Q点动能
D.b粒子全程的克服电场力做功小于2eU
5.(2025·湖南·高考真题)(多选)一匀强电场的方向平行于平面,平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为和的三个试探电荷先后分别置于O点、A点和B点时,电势能均为。下列说法正确的是( )
A.中点的电势为零B.电场的方向与x轴正方向成角
C.电场强度的大小为D.电场强度的大小为
6.(2025·山东·高考真题)(多选)球心为O,半径为R的半球形光滑绝缘碗固定于水平地面上,带电量分别为和的小球甲、乙刚好静止于碗内壁A、B两点,过O、A、B的截面如图所示,C、D均为圆弧上的点,OC沿竖直方向,,,A、B两点间距离为,E、F为AB连线的三等分点。下列说法正确的是( )
A.甲的质量小于乙的质量B.C点电势高于D点电势
C.E、F两点电场强度大小相等,方向相同D.沿直线从O点到D点,电势先升高后降低
7.(2025·广西·高考真题)带电粒子绕着带电量为的源电荷做轨迹为椭圆的曲线运动,源电荷固定在椭圆左焦点F上,带电粒子电量为;已知椭圆焦距为c,半长轴为a,电势计算公式为,带电粒子速度的平方与其到电荷的距离的倒数满足如图关系。
(1)求在椭圆轨道半短轴顶点B的电势;
(2)求带电粒子从A到B的运动过程中,电场力对带电粒子做的功;
(3)用推理论证带电粒子动能与电势能之和是否守恒;若守恒,求其动能与电势能之和;若不守恒,说明理由。
8.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)如图,有两个电性相同且质量分别为m、的粒子A、B,初始时刻相距,粒子A以速度沿两粒子连线向速度为0的粒子B运动,此时A、B两粒子系统的电势能等于。经时间粒子B到达P点,此时两粒子速度相同,同时开始给粒子B施加一恒力,方向与速度方向相同。当粒子B的速度为时,粒子A恰好运动至P点且速度为0,A、B粒子间距离恢复为,这时撤去恒力。已知任意两带电粒子系统的电势能与其距离成反比,忽略两粒子所受重力。求:(m、、、均为已知量)
(1)粒子B到达P点时的速度大小;
(2)时间内粒子B的位移大小;
(3)恒力作用的时间。
考点要求
考察形式
2025年
2024年
2023年
电势能与电势的分析
选择题
非选择题
安徽卷T10,5分
匀强电场中电势差与电场强度的关系
选择题
非选择题
电场线、等势线(面)及带电粒子的运动轨迹问题
选择题
非选择题
静电的防止与利用
选择题
非选择题
考情分析:
电势、电势能、电势差、静电力的考查多以选择题的形式出现,近几年高考题中出现了很多源于课本的基础题目,本部分内容考查以物理观念为基,以科学思维的考查为主。多以学习探究问题情境为主,近年也有少量生活实践问题情境,善于利用类比法将复杂、抽象的电场问题转化为较熟悉的力学问题,掌握对称法、等效法、微元法等解题方法,学会解决带电粒子在静电场中轨迹问题。
复习目标:
目标一:知道静电场中的电荷具有电势能,理解电势能、电势的含义,掌握电场力做功与电势能变化的关系。
目标二:掌握匀强电场中电势差及其与电场强度的关系。
目标三:会处理电场线、等势面与运动轨迹结合问题。
判断方法
具体应用
根据电场线的方向判断
(1)正电荷顺着电场线运动电势能减小;
(2)负电荷顺着电场线运动电势能增加
根据静电力做功判断
(1)静电力做正功,电势能必减小;
(2)静电力做负功,电势能必增加
根据电势判断
由Ep=qφ知,电势越高,正电荷的电势能越大,负电荷的电势能越小
根据能量守恒判断
在电场中,若只有静电力做功,带电粒子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
判断方法
具体应用
依据电场线方向
沿电场线的方向电势逐渐降低,电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面
依据静电力做功
根据UAB=eq \f(WAB,q)=φA-φB,将WAB、q的正负号代入,由UAB的正负判断φA、φB的高低
依据电势能大小
正电荷在电势较高处电势能较大,负电荷在电势较低处电势能较大
依据场源
电荷的正、负
取无限远处为零电势点,正电荷周围电势为正值,且离正电荷越近电势越高;负电荷周围电势为负值,且离负电荷越近电势越低
电场
等势线(面)
重要描述
匀强电场
垂直于电场线的一簇平面
点电荷的电场
以点电荷为球心的一簇球面
等量异种点电荷的电场
连线的中垂线上电势处处为零
等量同种(正)点电荷的电场
两点电荷连线上,中点的电势最低;中垂线上,中点的电势最高
判断方法
具体应用
依据电场线方向
沿电场线的方向电势逐渐降低,电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面
依据静电力做功
根据UAB=eq \f(WAB,q)=φA-φB,将WAB、q的正负号代入,由UAB的正负判断φA、φB的高低
依据电势能大小
正电荷在电势较高处电势能较大,负电荷在电势较低处电势能较大
依据场源
电荷的正、负
取无限远处为零电势点,正电荷周围电势为正值,且离正电荷越近电势越高;负电荷周围电势为负值,且离负电荷越近电势越低
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