2027届高三物理一轮复习课件第9章 第2讲 电场能的性质

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考点一　电势高低和电势能大小的判断
考点二　电势差和电场强度的关系
目 录 索 引
考点三　电场线、等势面及运动轨迹问题
一、电势能1.电势能(1)静电力做功的特点:静电力做功与电荷经过的　　　　无关,只与电荷的初、末位置有关。(2)电势能:电荷在　　　　中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到　　　　　位置时静电力所做的功。2.静电力做功与电势能变化的关系　　　 类比重力做功静电力做的功等于电势能的　　　　　,即WAB=EpA-EpB=-ΔEp。
1.求静电力做功的四种方法
3.电势能大小的判断
考向一　电势和电势能变化的判断典题1 (多选)(2025辽宁沈阳二模)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
解析 a粒子做圆周运动的加速度方向时刻在改变,故A错误;离正点电荷越远,电势越低,则A点的电势高于B点的电势,故B正确;由题图可知b粒子远离正点电荷,所受静电力减小,由牛顿第二定律可知,b粒子的加速度逐渐减小,不是做匀变速曲线运动,故C错误;由题图可知静电力对b粒子做正功,电势能减小,对a粒子不做功,a粒子的电势能不变,故D正确。
考向一　电势差计算式的综合应用典题3 (2025江苏徐州二模)如图所示,在匀强电场中有一个圆心为O、直径为1 m的虚线圆,电场方向与圆所在的平面平行,A、B、C、D分别为圆上的四个点,其中AC过圆心,AB=0.6 m,AD=0.8 m。现将一个电子从A点移到B点,静电力做的功为36 eV;若将该电子从A点移到C点,则静电力做的功为100 eV。电子电荷量绝对值为e,下列说法正确的是(　　)A.若取A点处的电势为0,则圆心O点处的电势为15 VB.D点处的电势比B点处的电势低C.该匀强电场的电场强度大小为100 V/m,方向由C点指向A点D.若将电子从A点移到D点,则其电势能减小36 eV
1.等势面(1)定义:电场中电势　　　　的各点构成的面。(2)特点①等势面一定与　　　　　垂直。②在同一　　　　　　上移动电荷时静电力不做功。③电场线方向总是从　　　　的等势面指向　　　　的等势面。④在同一电场中,等差等势面越密的地方电场强度　　　　,反之　　　　。
2.几种典型电场的等势面比较
1.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负。(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等。(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况。
2.带电粒子运动轨迹的分析(1)判断速度方向:带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为粒子在该点处的速度方向。(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的弯曲方向,再根据粒子的正、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。
考向一　等势面的理解与应用典题6 (2025浙江1月选考)三个点电荷的电场线和等势面如图所示,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点到b点与从f点到b点,静电力对电子做功相等
解析 电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面,即电场线从图中的正电荷指向负电荷,因此b点所在的等势面的电势高于a点所在的等势面的电势,A错误;a、c两点电场强度方向不同,则电场强度不同,B错误;从d→e→f电场强度逐渐减小,间距相等,结合U=Ed可知0