届一轮复习人教版电场的能的性质学案.docx

届一轮复习人教版电场的能的性质学案.docx

《届一轮复习人教版电场的能的性质学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届一轮复习人教版电场的能的性质学案.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

届一轮复习人教版电场的能的性质学案

2019届一轮复习人教版电场的能的性质学案

方法2比较电势高低的方法

诠释：

比较电势高低的方法

（1）根据电场线方向：

沿电场线方向电势越来越低；

（2）根据UAB＝φA－φB：

若UAB＞0，则φA＞φB，若UAB＜0，则φA＜φB；

（3）根据场源电荷：

取无穷远处电势为零，则正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低。

题组6比较电势高低的方法

1．关于电势的高低，下列说法正确的是（　　）

A．沿着电场线的方向电势逐渐降低

B．电势降低的方向一定是电场线的方向

C．正电荷只在电场力的作用下，一定向电势低的地方移动

D．负电荷只在电场力的作用下，由静止释放，一定向电势高的地方移动

【答案】AD

2．（多选）两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示．c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则（　　）

A．a点的电场强度比b点的大

B．a点的电势比b点的高

C．c点的电场强度比d点的大

D．c点的电势比d点的低

【答案】ACD　

3．如下图所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则下图中a、b两点电场强度和电势均相同的是（　　）

【答案】C

【解析】：

C图中a、b两点处在＋q、－q连线的中垂线上，且关于两电荷连线对称分布，电场强度和电势均相同。

4．如图所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电荷量为＋Q的小球P，带电荷量分别为－q和＋2q的小球M和N，由绝缘细杆相连，静止在桌面上，P与M相距L，P、M和N视为点电荷，下列说法正确的是（　　）

A．M与N的距离大于L

B．P、M和N在同一直线上

C．在P产生的电场中，M、N处的电势相同

D．M、N及细杆组成的系统所受合外力为零

【答案】BD　

【解析】：

M、N处于静止状态，则M、N和杆组成的系统所受合外力为0，则FPM＝FPN，即k

＝k

，则有x＝

L，那么M、N间距离为（

－1）L，故选项A错误，选项D正确；由于M、N静止不动，P对M和对N的力应该在一条直线上，故选项B正确；在P产生电场中，M处电势较高，故选项C错误。

点评：

正电荷在电势高处电势能较大，负电荷在电势低处电势能较大。

方法3比较电势能大小的方法

诠释：

判断电势能大小的常用方法

判断方法

电势能的变化

做功判断法

电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加

电荷电势法

正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大

公式法

由Ep＝qφ，将q、φ的大小、正负号一起代入公式，Ep的正值越大，电势能越大；Ep的负值越小，电势能越大

能量守恒法

在电场中，若只有电场力做功时，电荷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

题组7比较电势能大小的方法

1．如图所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷＋Q，在x轴上C点有点电荷－Q，且CO＝OD，∠ADO＝60°。

下列判断正确的是（　　）

A．O点电场强度为零

B．D点电场强度为零

C．若将点电荷＋q从O移向C，电势能增大

D．若将点电荷－q从O移向C，电势能增大

【答案】BD

2．如图所示，在点电荷Q产生的电场中，虚线表示等势线，两个带负电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点。

取无穷远处为零电势点，将q1、q2分别移动到无穷远的过程中，静电力对两个点电荷做了相等的正功，则（　　）

A．A点的电势一定高于B点的电势

B．A点的电场强度等于B点的电场强度

C．q1所带的电荷量一定小于q2所带的电荷量

q1在A点的电势能一定大于q2在B点的电势能

【答案】C　

3．地球表面附近某区域存在大小为150N/C、方向竖直向下的电场．一质量为1.00×10－4kg、带电荷量为－1.00×10－7C的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0m．对此过程，该小球的电势能和动能的改变量分别为（重力加速度大小取9.80m/s2，忽略空气阻力）（　　）

A．－1.50×10－4J和9.95×10－3JB．1.50×10－4J和9.95×10－3J

C．－1.50×10－4J和9.65×10－3JD．1.50×10－4J和9.65×10－3J

【答案】D　

【解析】：

设小球下落的高度为h，则电场力做的功W1＝－qEh＝－1.5×10－4J，电场力做负功，电势能增加，所以电势能增加1.5×10－4J；重力做的功W2＝mgh＝9.8×10－3J，合力做的功W＝W1＋W2＝9.65×10－3J，根据动能定理可知ΔEk＝W＝9.65×10－3J，因此D项正确。

学

4．如图所示为一负点电荷Q产生的电场中的A、B两点，两点间的电势差为150V.现有电荷量为7×10－6C的电荷从B沿直线移到A，它的电势能变化量为J；如果电荷从B沿图中曲线移到A，则它的电势能又变化J。

A点电势比B点的电势。

（填“高”、“低”）

【答案】减少1.05×10－3J　减少1.05×10－3J　　φB>φA

点评：

正电荷在电势高处电势能较大，负电荷在电势低处电势能较大。

方法4利用“等分法”确定匀强电场中电势及场强方向的方法

诠释：

在匀强电场中同一直线上，若B是A、C的中点，则B点电势等于A、C两点电势的算术平均值。

题组8利用“等分法”确定匀强电场中电势及场强方向的方法

1．如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为3.0V、4.0V、5.0V，正六边形所在平面与电场线平行，下列说法中正确的是（　　）

A．通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线

B．匀强电场的电场强度大小为10V/m

C．匀强电场的电场强度方向由C指向A

D．将一个电子由B点移到D点，电子的电势能将减少1.6×10-19J

【答案】:

ACD

【解析】:

CA两点的电势差为2V，由U=Ed可知CA连线中点的电势为4V，因此EB连线是电势为4V的等势线，与此平行的DC、FA是电势为5V、3V的等势面,电场强度方向垂直等势面并由高电势点指向低电势点，即由C指向A,选项A、C正确；E=

V/m，选项B错误;将一个电子由B点移到D点，电场力的功为W=eUBD=1.6×10-19J，电势能减少1.6×10-19J，选项D正确。

3．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一个以坐标原点为圆心、半径为1cm的圆与两坐标轴的交点，已知A、B、C三点的电势分别为φA=15V、φB=3V、φC=-3V。

由此可得D点的电势为（　　）

A．3VB．6VC．12VD．9V

【答案】:

D

【解析】:

由于电场为匀强电场，则φA-φB=φD-φC,解得φD=9V，选项D正确。

4．如图所示，A、B、C是匀强电场中平行于电场线的某一平面上的三个点，各点的电势分别为φA＝5V，φB＝2V，φC＝3V，H、F三等分AB，G为AC的中点，在下列各示意图中，能正确表示电场强度方向的是（　　）

【答案】BC　

5．如图所示，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M＝30°.M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示，已知φM＝φN，φF＝φP，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则（　　）

A．点电荷Q一定在MP的连线上

B．连接PF的线段一定在同一等势面上

C．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功

D．φP大于φM

【答案】AD　

【解析】：

根据题意，点电荷Q必在MN的中垂线和PF的中垂线的交点处，过F作MN的垂直平分线交MP于O点，由几何关系可知ON恰好垂直平分PF，故点电荷Q一定位于O点，A项正确，由正点电荷的等势面分布特点可知B项错误；因为是正电荷形成的电场，将正电荷从P点搬运到N点，电场力做正功，C项错误；因为是正电荷形成的电场，越靠近场源电荷的等势面电势越高，D项正确。

学

6．如图所示，平行直线AA′、BB′、CC′、DD′、EE′，分别表示电势－4V、－2V、0V、2V、4V的等势面，若AB＝BC＝CD＝DE＝2cm，且与直线MN成30°角，则（　　）

A．该电场是匀强电场，场强垂直于AA′，且指向右下

B．该电场是匀强电场，场强大小为E＝2V/m

C．该电场是匀强电场，距C点距离为2cm的所有点中，最高电势为4V，最低电势为－4V

D．该电场是匀强电场，距C点距离为2cm的所有点中，最高电势为2V，最低电势为－2V

【答案】C

点评：

匀强电场中相互平行的直线上，若A、B两点间距离lAB是C、D两点间距离lCD的n倍，则A、B两点间电势差UAB是C、D两点间的n倍。

方法5解决电场中图像类问题的方法

诠释：

（1）E－x图象

①反映了电场强度随位移变化的规律；

②E＞0表示场强沿x轴正方向；E＜0表示场强沿x轴负方向；

③图线与x轴围。

（2）φ－x图象

①描述了电势随位移变化的规律；

②根据电势的高低可以判断电场强度的方向是沿x轴正方向还是负方向；

③斜率的大小表示场强的大小，斜率为零处场强为零。

题组9解决电场中图像类问题的方法

1．两个等量异种点电荷位于x轴上，相对于原点对称分布，下列图中能正确描述电势φ随位置x变化规律的是（　　）

【答案】A

【解析】：

等量异种点电荷形成的电场在x轴上的电场线如图所示，

因为沿着电场线方向电势降低，所以，以正电荷为参考点，左右两侧电势都是降低的；因为逆着电场线方向电势升高，所以，以负电荷为参考点，左右两侧电势都是升高的。

可见，在x轴上，正电荷所在位置电势最高，负电荷所在位置电势最低，符合这种电势变化情况的只有A选项。

2．空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示。

下列说法中正确的是（　　）

A．O点的电势最低B．x2点的电势最高

C．x1和－x1两点的电势相等D．O到x1和O到x3两点的电势差相等

【答案】C

3．两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是（　　）

A．q1、q2为等量同种电荷

B．C点的电场强度大小为零

C．NC两点间电场强度方向沿x轴负方向

D．将一正点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功

【答案】:

AB

【解析】:

如果q1、q2为等量异种电荷，从q1到q2，电势一直减小，所以选项A正确;C点切线水平，电场强度为零，B正确;从N到C电势逐渐减小，电场强度方向沿x轴正方向，C错误；N点移到D点，电势先减小后增加，电场力先做正功后做负功，D错误。

4．某静电场在x轴上各点的电势φ随坐标x的分布图象如图所示．x轴上A、O、B三点的电势值分别为φA、φO、φB，电场强度沿x轴方向的分量大小分别为EAx、EOx、EBx，电子在A、O、B三点的电势能分别为EpA、EpO、EpB.下列判断正确的是（　　）

A．φO>φB>φA　　　B．EOx>EBx>EAx

C．EpOEpO－EpB

【答案】D　

5．空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示，x轴上两点B、C点电场强度在x方向上的分量分别是EBx、Ecx,下列说法中正确的有（　　）

A．B、C两点的电场强度大小EBx>ECx

B．EBx的方向沿x轴正方向

C．电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大

D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中,电场力先做正功,后做负功

【答案】:

AD

【解析】:

根据φ

x图像的斜率表示沿轴方向电场的强弱,可知B、C两点的电场强度大小EBx>ECx,选项A正确;根据顺着电场线电势降低可知EBx的方向沿x轴负方向,选项B错误;由于O点在x轴方向上的φ

x图像切线斜率为零,可知电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量为零,选项C错误;根据题中φ

x图像可知:

负电荷沿x轴从B移到C的过程中,电势能先减小后增大,所以电场力对其先做正功,后做负功,选项D正确。

6．（多选）如图所示，以等量同种点电荷的连线中点为原点，两点电荷连线的中垂线为x轴，E表示电场强度，φ表示电势，根据你已经学过的知识判断，在下列Ex图象和φx图象中，可能正确的是（　　）

【答案】AD　

【解析】如图所示为等量正电荷周围电场线的分布情况，

7.如图所示，空间中存在沿x轴的静电场，其电势φ沿x轴的分布如图所示．x1、x2、x3、x4是x轴上的四个点，质量为m、带电量为－q的粒子（不计重力），以初速度v0从O点沿x轴正方向进入电场，在粒子沿x轴运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．粒子在x2点的速度为0

B．从x1到x3点的过程中，粒子的电势能先减小后增大

C．若粒子能到达x4处，则v0的大小至少应为

D．若v0＝

，则粒子在运动过程中的最大动能为3qφ0

【答案】C　

电场力所做正功的最大值为qφ0，若v0＝

，则动能最大值为2qφ0，选项D错误．学

点评：

当图像与粒子运动相结合时，可利用电场力与场强、加速度的关系及电场力做功与动能、电势能和电势等的关系来解决涉及粒子电性、电场力、电势能、动能、速度、加速度等的相关问题。

方法6求解给定带电粒子运动轨迹类问题的方法

诠释：

在涉及带电粒子运动轨迹的问题中，主要有三种类型：

一是与电场线相结合，其中给定电场方向和电场线方向未知的两种情况；二是与等势面相结合，有标出等势线电势数值和未标出电势数值的两种；三是给点场源电荷的情况。

题组10求解给定带电粒子运动轨迹类问题的方法

1．一带负电荷的质点，仅在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。

关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（　　）

【答案】D

【解析】：

点所带电荷是负电荷，电场方向应与负电荷受到的电场力方向相反，又因为质点的速度是递减的，因此力的方向与速度方向夹角应大于90°，故D正确。

2．如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。

粒子先经过M点，再经过N点。

可以判定（　　）

A．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力

B．M点的电势高于N点的电势

C．粒子带正电

D．粒子在M点的动能大于在N点的动能

【答案】BC

【解析】：

电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密集，场强越大．M点所在区域电场线比N点所在区域电场线疏，所以M点的场强小，粒子在M点受到的电场力小．故A错误；沿电场线方向，电势逐渐降低。

从总的趋势看，电场线的方向是从M到N的，所以M点的电势高于N点的电势．故B正确；如图所示，

3．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（　　）

A．带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度

B．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大

C．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大

D．带电粒子在R点时的加速度小于在Q点时的加速度

【答案】A

4．一电子射入固定在O点的点电荷的电场中，电子仅在电场力的作用下运动，其运动轨迹如图中虚线所示。

图中的实线是以O为圆心等间距的同心圆，c是粒子运动轨迹与最小圆的切点，a、b是粒子运动轨迹与另外两个圆的交点，则下列说法中正确的是（　　）

A．电子的加速度aaEpb>Epc

C．电势φa<φb<φcD．电势差Uac=2Uab

【答案】:

A

【解析】:

由电子的运动轨迹可知,电子受到O处的粒子的静电力为斥力，所以O处的粒子带负电。

电子离O点越近，受到的斥力越大,其加速度也越大,选项A正确；电子靠近O点的运动过程中，O点的粒子对电子做负功,所以电子的电势能增加,选项B错误；离O点越近电势越低,越远,电势越高，选项C错误;由于各圆环的间距相等，而越往外，其电场强度越小，所以Uac>2Uab，选项D错误。

5．如图所示,实线表示匀强电场的电场线，虚线表示一个带电粒子射入该电场后的运动轨迹，a、b是轨迹上的两个点。

不计重力。

下列说法中正确的是（　　）

A．该带电粒子一定是从下向上通过该匀强电场的

B．该匀强电场的电场强度方向一定是从左向右的

C．该带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能

D．该带电粒子在a点的动能一定大于在b点的动能

【答案】:

D

6．如图所示,真空中有A、B两个等量异种点电荷,O、M、N是AB连线的中垂线上的三个点,A带正电荷,B带负电荷。

一个试探电荷仅受电场力作用,从M运动到N的轨迹如图中实线所示。

下列判断中正确的是（　　）

A．此试探电荷一定带正电

B．此试探电荷在M、N两点受的电场力一定相同

C．此试探电荷在M、N两点的电势能一定相等

D．此试探电荷在M、N两点的速度一定相同

【答案】:

C

【解析】:

根据等量异种点电荷电场分布规律可知:

AB连线的中垂线为等势线,电场线与该等势线垂直,所以此试探电荷在M、N两点的电势能一定相等,选项C正确;此试探电荷在M、N两点的速度大小相等,但方向（沿轨迹的切线方向）不同,选项D错误;此试探电荷在M受的电场力大于在N受的电场力,选项B错误;根据粒子轨迹和A带正电荷可知此试探电荷一定带负电,选项A错误。

7．如图所示，一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹．M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右端．不计重力，下列表述正确的是（　　）

A．粒子在M点的速率最大

B．粒子所受电场力沿电场方向

C．粒子在电场中的加速度不变

D．粒子在电场中的电势能始终在增加

【答案】C

电场力，根据牛顿第二定律知加速度不变，C正确。

学

点评：

这类问题关键是画出电场线，判断出电场力方向，粒子所受合力（一般仅受电场力）指向轨迹的凹侧，以此为基础再结合其他条件，就可对有关问题作出正确的判断。