2027届高三物理一轮复习课件：第九章　第43课时　静电场中能的性质(含解析)

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1.理解电势、电势能、电势差的概念，电势差与电场强度的关系，静电力做功与电势能变化的关系。2.会解决电场线、等势面及运动轨迹的综合问题。
考点一　静电力做功与电势能　电势　电势差　等势面
考点二　电势差与电场强度的关系
考点三　电场线与运动轨迹的关系
静电力做功与电势能　电势　电势差　等势面
1.静电力做功的特点静电力做的功与路径 ，与电荷的起始位置和终止位置 。2.电势能(1)定义：电荷在电场中具有的势能，称为电势能。(2)说明：电势能具有相对性，通常把 或 的电势能规定为零。
(3)静电力做功与电势能变化的关系①静电力做的功WAB= 。静电力对电荷做多少正功，电荷电势能就 多少；电荷克服静电力做多少功，电荷电势能就 多少。②电势能的大小：若令EpB=0，则EpA=WAB，即一个电荷在电场中某点具有的电势能，数值上等于将其从该点移到零电势能位置过程中静电力所做的功。
4.电势差(1)电场中两点间的电势的差值，也叫 。公式表示为UAB= ，UAB=-UBA；(2)静电力做功与电势差的关系：UAB=_____；(3)电势差的大小与零电势点的选取 。
5.等势面(1)定义：电场中 的各点构成的面。(2)四个特点：①在同一等势面上移动电荷时静电力 。②电场线一定与等势面垂直，并且从电势 的等势面指向电势 的等势面。③等差等势面越密的地方电场强度 ，电场线越 ，反之 。④任意两个等势面都不相交。
1.试画出以下电场的等势面，并总结它们的特点。(1)匀强电场
等势面为垂直于电场线的一簇　　　　。
(2)点电荷电场 等势面为以点电荷为球心的一簇　　　　。
(3)等量异种点电荷的电场 两等量异种点电荷连线的中垂面为　　　　(电势为零)。
(4)等量正点电荷的电场 两等量正点电荷连线上，中点电势最　　　　；在连线的中垂线上，中点电势最　　　　。
2.(来自教材改编)(1)如图甲，M、N为等量正点电荷，A、B为电荷连线上的两点(其中B为中点)，C为连线中垂线上的一点。则：①A、B、C三点的电势关系为φA　　　φB　　　φC(选填“>”“=”或“0)的试探电荷在A、B、C三点处的电势能EpA　　　EpB　　　EpC(选填“>”“=”或“”“=”或“0)的试探电荷在A、B、C三点的电势能EpA　　　EpB　　　EpC(选填“>”“=”或“φB>0，φCφND.将B处点电荷沿BD连线向D点移动，其电势能一定 逐渐增大
电势差与电场强度的关系
1.匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)电势差与电场强度的关系式：U= ，其中d为电场中两点间沿_____ 的距离。(2)电场强度的方向和大小：电场中，电场强度方向是指 最快的方向。在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿 单位距离上降低的 。
针对训练　(2025·江苏徐州市二模)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点移动到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。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
电场线与运动轨迹的关系
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且与电场线相切，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。
(多选)(2025·海南海口市模拟)如图所示，在两个点电荷q1、q2形成的电场中，一带电粒子仅在静电力的作用下，以一定的初速度从A点运动至B点，运动轨迹如图中实线所示，虚线为电场线。下列说法正确的是A.粒子在A点的加速度小于在B点的加速度B.q1、q2为异种电荷且|q1|φB>φCB.EC>EB>EAC.UAB0)的带电小球。另一个电荷量为q(q>0且q≪Q)的带电小球以一定初速度从a点进入管道，沿管道运动后从f点离开。忽略空气阻力。则A.小球在e点所受库仑力大于在b点所受库仑力B.小球从c点到e点电势能先不变后减小C.小球过f点的动能等于过d点的动能D.小球过b点的速度大于过a点的速度
6.(2025·云南卷·4)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-2 V、-1 V、1 V、2 V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2 eVD.一个电子从a点移动到d点电势能增加了4 eV
7.(2025·河南卷·4)如图，在与纸面平行的匀强电场中有a、b、c三点，其电势分别为6 V、4 V、2 V；a、b、c分别位于纸面内一等边三角形的顶点上。下列图中箭头表示a点电场的方向，则正确的是
9.(2026·云南丽江市检测)如图所示，正方体ABCD-A'B'C'D'，E、F、G、H分别是AD、B'C'、CD、A'B'的中点，A点和C'点分别放置等量异种点电荷+q和-q，正方体不会对电场造成影响，取无穷远处电势为零。关于该电场，下列说法正确的是A.A'、C点的电势相同B.B'、D点的电场强度大小相等，方向不同C.带正电的试探电荷从G点沿直线到H点电势能不变化D.带正电的试探电荷从E点沿直线到F点静电力一直做 负功
12.(多选)(2023·河北卷·10)如图，在x轴上放置四个点电荷q1、q2、q3和q4，q1、q2位于A点两侧，q3、q4位于B点两侧。C点在y轴上，且OA=OB=OC。取无穷远处电势为零，电荷位置与电荷量满足一定关系，使得以O点为球心、以OC为半径的球面上各点的电势均为零。下列说法正确的是A.A、B两点电场强度的方向一定沿x轴正方向B.若在O点放一正点电荷，则A、B两点的电势一定升高C.试探电荷q沿y轴运动过程中，若静电力始终不做功， 则它受到的静电力始终为零D.试探电荷q沿y轴运动过程中，若静电力始终不做功，则C点的电场强度一定 为零