电场能的性质知识点及题型归纳与练习.docx
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电场能的性质知识点及题型归纳与练习
电场能的性质知识点及题型归纳与练习．
电场能的性质知识点及题型归纳与练习
1、一、电势差
电荷从电场中的一点移到另一点，电场力做的功
跟其电量的比值叫做这两点的电势差，U=W/q，是标量．（W=qU求电场力做功相当快捷）
★注：
电势差很类似于重力场中的高度差．物体从重力场中的一点移到另一点，重力做的功跟其重量的比值叫做这两点的高度差h＝W/G．
二、电势
某点相对零电势的电势差叫做该点的电势，是标量．在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功.由电场本身因素决定，与检验电荷无关。
★注：
类似于重力场中的高度．某点相对参考面的高度差为该点的高度．
注意：
（1）电势是相对的与零电势的选取有关，而电势差是绝对的，与零电势的选取无关．
（2）一般选取无限远处或大地的电势为零．当零电势选定以后，电场中各点的电势为定值．
（3）电场中A、B两点电势差等于A、B电势之差,即U=φ－φ,沿电场线方向电势降低.ABBA三、电场力做功与电势能
1．电势能：
电场中电荷具有的势能称为该电荷电势能．电势能是电荷与所在电场所共有的。
2．电势能的变化：
电场力做正功电势能减少；
电场力做负功电势能增加．
重力势能变化：
重力做正功重力势能减少；重力做负功重力势能增加．
3．电势能ε=qφw=Δε=qΔU
★注：
电场力做功跟路径无关，是由初末位置的电势差与电量决定
四、等势面
1．电场中电势相等的点所组成的面为等势面．
2．特点1）各点电势相等．等势面上任意两点间的电势差为零．电荷沿着等势面运动，电场力不做功．
（2）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其面为等势面．
（3）匀强电场，电势差相等的等势面间距离相等，点电荷形成的电场，电势差相等的等势面间距不相等，越向外距离越大．（因此等差等势面的疏密也能表示电场的强弱）
（4）等势面上各点的电势相等但电场强度不一定相等．
）电场线跟等势面垂直，且由电势高的面指5（．
6）两个等势面永不相交．向电势低的面（五、电容．定义；电容器所带的电量跟它的两极间的电1
C=Q/U势差的比值叫做电容器的电容．）电容器定了则电容是定值，跟电（12．说明：
容器所带电量及板间电势差无关．微法皮法）单位：
法（2C/V
）电容器所带电量是指任意一板上的电量绝3（对值．C=．ε为介电常数，真（4）平行板电容器?
S?
dk4空中ε＝1，空气中通常也取1，S为板间正对面积，不可简单的理解为板的面积，d为板间的距离．
（5）电容器被击穿相当于短路，而灯泡坏了相当于断路。
（6）常用电容器：
可变电容、固定电容（纸介电容器与电解电容器）．
（7）C＝ΔQ/ΔU因为U=Q/C．U=Q/C．所以C＝ΔQ/ΔU2211（8）电容器两极板接入电路中，它两端的电压等于这部分电路两端电压，当电容变化时，电压一般情况下电容电容器充电后断开电源，不变；
变化，电容器所带电量不变．②公式、基本题型①概念的理解与应用2的理解与等式面应用E=U/d
④平行板③电场力做功与能量的变化应用电容器问题的分析⑤带电体在电场中的运动
①概念的理解与应用】关于电势与电势能的说法正确的是【例1）（
A．电荷在电场中电势高的地方电势能大．在电场中的某点，电量大的电荷具有的电势B能比电量小的电荷具有的电势能大．正电荷形成的电场中，正电荷具有的电势能C比负电荷具有的电势能大．负电荷形成的电场中，正电荷具有的电势能D比负电荷具有的电势能小－8的点电荷，从2】将一电量为一2×10C【例点，克服电场力做点移到电场中的M零电势S－8；若将该电荷10J，则φ=×功4M－8N电场力做功14×10则J，N从M点移到点，两点电势、NM；点电势φ＝N．差为
【例3】（2012全国高考福建理综卷）如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q、q分别置于A、B两点，虚线为等势线．取21
无穷远处为零电势点，若将q、q移动到无穷远21的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是（）
两点的、BB．A．AA点电势大于B点电势
电场强度相等q的电荷量C．q的电荷量小于21点的电势能q在B在D．qA点的电势能小于21是真空中的两个等量B】如图所示，A、【例4连线的垂线上的ABO是异种点电荷，M、N、
。
一带负电的试探电荷仅受电场点，且AO>OB为轨、N力作用，运动轨迹如图中实线所示，M两点的场强大小分别N迹和垂线的交点，设M、。
下列说法中正确的，电势分别为E、ENM
）
（是B．E小于EA．点电荷A一定带正电NM处的电势能小．此试探电荷在M．CD
N处的电势能于
②公式E=U/d的理解与等式面应用是匀D、C、B、A】如图所示，5【例
C、AB、强电场中一正方形的四个顶点，已知3φ=－φ=3V,三点的电势分别为φ=15V,CAB=V，由此可得D点电势φ。
D
【例6】某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则（）
A、在0～x之间不存在沿x方向的电场lB、在0～x之间存在着沿x方向的匀强电场lC、在x～x之间存在着沿x方向的匀强电场21D、在x～x之间存在着沿x方向的非匀强电场21【例7】如图所示，L、L、L为等势面，两相312邻等势面间电势差相同，取L的电
2势为零，有一负电荷在L处动能为130J，运动到L处动能为10J，则电荷的电势能3为4J时，它的动能是（不汁重力和空气阻力）（）
（A）6J（B）4J（C）16J（D）14J
【例8】如图所示，在范围很大的水平向右的匀强电场中，一个电荷量为-q的油滴，从A点以
速度v竖直向上射人电场.已知油滴质量为m，重力加速度为g，当油滴到达运动轨迹的最高点电场强度:
（1）问，v/2测得它的速度大小恰为时，
E为多大?
（2）A点至最高点的电势差为多少?
【例9】以下说法正确的是（）
A.场强相等的点，电势差必为零B.如果某两点的电势差为零，则这两点的场强必相等
C.电势差跟电势一样，其大小与零电势的选择无关
D.电场中某两点的电势差与零电势的选取无关
③电场力做功与能量的变化应用
【例10】如图所示，实线是一个电
场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从）（ba处运动到处，以下判断正确的是：
处电势能．b到b加速度减小;BaA．电荷从大b．电荷在处速度小bC．处电势高;D的2L11【例】在光滑绝缘的水平面上，用长为BmA。
的带电小球绝缘轻杆连接两个质量均为和
Aqq，组成-3，B球的带电量为+2球的带电量为MPAB两球连线如图所示。
虚线为一带电系统，NQMPL。
4的垂直平分线，虚线平行且相距与
ABMPMP的最初距和的两侧，分别静止于虚线LANQL。
若3，且的距离为球距虚线距离均为MPNQ，不计轻杆的质量，在虚线视小球为质点,E后，间加上水平向右的匀强电场则带电系统从B球电势能的变化开始运动到速度第一次为零量（）
BEqLB球电A．．球电势能增加了8BEqL6势能增加了AEqLA球电球电势能增加了6．DC．EqL8势能增加了【例12】有三根长度皆为l＝1.00m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的－210m＝1.00×O点，另一端分别拴有质量皆为
，它们的电A和Bkg的带电小球－710＝1.00×，q量分别为－和+qq之间用第三根线连接起、B．CA6的匀＝N/C101.00×E来．空间中存在大小为球、BA强电场，场强方向沿水平向右，平衡时由之间的线烧断，B、O现将的位置如图所示．
于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置．求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少．（不计两小球间相互作用静电
力）
【例13】（2012·浙江宁波八校联考）如图所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平
CAC距地（）面成45°角的绝缘直杆端，其下端h的带电小500g0.8m面高度．有一质量为＝小环套在直杆上，正以某一速度沿杆匀速下滑，gCP取端的正下方点处．环离杆后正好通过（2小环离开直杆后运动的加速度求：
（1）10m/s）PC过程中的动运动到小环从大小和方向．
（2）小环在直杆上匀速运动速度的大小（3）能增量．v.
0．
一定要分清两种④平行板电容器问题的分析
常见的模式：
恒⑴电键保持闭合，则电容器两端的电压KU定（等于电源电动势），这种情况下带?
?
SUS1?
E?
?
，而C?
，电量Q?
CU?
C?
kddd4d⑵充电后断开K，保持电容器带电量Q恒定，?
sd1这种情况下?
,U?
EC?
?
?
sds【例14】两个较大的平行金属板A、B相距为d，
分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m，带电量为一q的油滴恰好静止在两极之间，如图所示，在其它条件不变的情况下，如果将两极非常缓慢地错开一）些，那么在错开的过程中（．
A．油滴将向上加速运动，电流计中电流从b流向a。
a．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从B
。
流向b。
流向a电流计中的电流从C．油滴静止不动，b。
流向bD．油滴静止不动，电流计中的电流从a为一理想二极管（正向电阻】如图，D15【例，平行板电容器通过二0，反向电阻无穷大）为下列是有关极板极管与电动势不变的电源相连，随板间距离、极板间的电场强度E上的电量Q增大；②板间变化的说法：
①板间距离变小，Q减小；Q距离变小，E增大；③板间距离变大，是确的，其中正不变板④间距离大，E变___________、带电物体（一般要1⑤带电体在电场中的运动考虑重力）在电场中受到除电场力以外的重力、由牛顿第二定律来确定其运动状摩擦力，弹力、所以这部分问题将涉及到力学中的动力学和态，多以圆周运动题型考（涉及复合场，运动学知识、带电粒子在电场中的运动与前面的2。
查）
带电物体在电场中的运动的不同点就是不考虑粒子的重力．带电粒子在电场中运动分两种情．
况：
第一种是带电粒子沿电场线进入电场，作直线运动．第二种情况是带电粒子垂直于电场方向进入电场，在沿电场力的方向上初速为零，作类
似平抛运动．
【例16】用长为l的细线悬挂一质量为m的带正电的小球于水平的匀强电场中，电场方向向右，如图所示．若小球所受到的电场力大小为重力的3／4倍，求：
若从悬线竖直位置A点由静止开始释放小球，则①悬线对小球的最大拉力为多大？
②该小球能上升的最大高度是多少？
③若使小球在竖直面内做圆周运动，则小球在A点具有的最小速度是多大？
板间形成匀强电的平行金属板，l【例17】长为以m、一个带电为十场，q质量为的带电粒子，
初速v紧贴上板垂直于电场线方向射入该电场，00角，30末速度恰与下板成刚好从下板边缘射出，如图所示．求：
（1）粒子未速度的大小；
（2）匀
强电场的场强；（3）两板间的距离d．
答案【例1】解析：
正电荷在电势高处的电势能比电势低处的电势能大，负电荷则反之，所以A错．当具有电势为正值时，电量大的电荷具有的电势能大于电量小的电荷具有的电势能，当电势为负值，恰好相反，所以B错．正电荷形成的电场中，电势为正值，这样电势与正电荷的电量来积为正值，而负电荷在正电荷形成的电场中电势能为负值，因此C正确．负电荷形成的电场中，电势为负值，因而正电荷具有的电势
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