高中物理人教专题44 电场能的性质（解析版）.docx

2023届高中物理一轮复****多维度导学与分层专练
专题44 电场能的性质
导练目标
导练内容
目标1
电势高低及电势能大小的判断
目标2
电势差与电场强度的关系
目标3
电场线、等势面及运动轨迹的问题
【知识导学与典例导练】
电势高低及电势能大小的判断
1．电势高低的判断“四法”
判断方法
方法解读
电场线
方向法
沿电场线方向电势逐渐降低
场源电荷正负法
取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；越靠近正电荷处电势越高，越靠近负电荷处电势越低
电势能
大小法
同一正电荷的电势能越大的位置处电势越高，同一负电荷的电势能越大的位置处电势越低
静电力
做功法
根据UAB＝，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB的高低
2．电势能的大小判断“四法”
判断方法
方法解读
公式法
将电荷量、电势及正负号一起代入公式EpA＝qφA计算，EpA＞0时值越大，电势能越大；EpA＜0时绝对值越大，电势能越小
电势高
低法
同一正电荷在电势越高的地方电势能越大；同一负电荷在电势越低的地方电势能越大
静电力
做功法
静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加
能量守
恒法
在电场中，若只有静电力做功时，电荷的动能和电势能相互转化而且其和守恒，动能增加，电势能减小；反之，动能减小，电势能增加
【例1】真空中有一竖直向上的匀强电场，其场强大小为E，电场中的A、B两点固定着两个电荷量均为Q的正点电荷，A、B两点的连线水平，O为其连线的中点，是两点电荷连线垂直平分线上的两点，且，两点在两点电荷的连线上，四边形恰好形成一个菱形，则下列说法中正确的是（　　）
A．两点的电势不同，a点的电势低于b点的电势
B．若带正电的试探电荷（忽略重力）在d点可处于静止状态，那么仅改变电性，试探电荷仍能静止在d点
C．将质子从O点沿竖直方向移到c点的过程中，电场力一直变大
D．电子在O点时的电势能大于其在b点时的电势能
【答案】BD
【详解】A．根据等量正点电荷的电场特点可知，在点电荷产生的电场中两点等电势，而在匀强电场中在同一等势面上，故两点电势相同，A错误；
C．匀强电场中各点的场强相同，但两正点电荷产生的电场沿方向场强可能先变大后变小，C错误；
D．根据等量正点电荷的电场特点可知，在点电荷产生的电场中b点电势高于O点电势，而在匀强电场中在同一等势面上，故电子在b点电势能低于在O点电势能，D正确；
B．若带正电的试探电荷（忽略重力）在d点可处于静止状态，那么d点的场强一定为零，则仅改变试探电荷的电性，其仍可以静止，B正确；故选BD。
【例2】下图为静电植绒的原理图。带负电的金属网中盛有绒毛，真空中带负电的绒毛一旦与布匹上的黏合剂接触就粘贴在布匹上，则带负电的绒毛从带负电的金属网到布匹的运动过程中（　　）
A．做匀速运动
B．做加速运动
C．电势能逐渐增大
D．运动经过处各点电势逐渐升高
【答案】BD
【详解】AB．带负电的绒毛从带负电的金属网到布匹的运动过程中由于受到向下的电场力，故绒毛做加速运动，故A错误，B正确；
C．由于绒毛受到向下的电场力，电场力做正功，电势能减小，故C错误；
D．绒毛带负电，向下运动过程中电势能不断减小，则电势不断升高，故D正确。故选BD。
电势差与电场强度的关系
1．在匀强电场中由公式U＝Ed得出的“一式二结论”
2．等分法及其应用
(1)等分法：
如果把某两点间的距离等分为n段，则每段两端点的电势差等于原电势差的，采用这种等分间距求电势问题的方法，叫作等分法。
(2)“等分法”的应用思路：
【例3】如图所示，在匀强电场中有一直角三角形ABC，，；AC边长1m。电场强度的方向与三角形ABC在同一平面内。一电子从A点移到B点克服电场力做功为10 eV，从A点移到C点克服电场力做功为5eV。则（　　）
A． B、C两点间的电势差UBC为-10 V
B．电场强度的方向由A点指向B点
C．电场强度的大小为10 V/m
D．一电子从B点移到C点，电势能增加5eV
【答案】C
【详解】A．根据电势差的定义可得；因为UBC=φB-φC=φB-φA+φA-φC=-5 V
故A错误；
BC．D为AB的中点，△CDB为等边三角形，所以φC=φD，BE⊥CD则电场方向由E指向B，如图所示
根据几何关系可得电场强度为故B错误，C正确；
D．一电子从B点移到C点，电场力做功WBC=UBC（-e)= 5eV所以电势能降低5eV，故D错误。故选C。
【例4】如图，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与