易错点17 电场力、电场能的性质（原卷版） -备战2023年高考物理考试易错题

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易错点 17 电场力、电场能的性质

例题 1. （多选）如图所示匀强电场 E的区域内，在 O点处放置一点电荷＋

Q，a、b、c、d、e、f为以 O为球心的球面上的点，aecf 平面与电场平行，bedf 平面与电

场垂直，则下列说法中正确的是（）

A．a、c两点的电场强度相同

B．b点的电势等于 d点的电势

C．点电荷＋q在球面上任意两点之间移动时，静电力一定做功

D．将点电荷＋q在球面上任意两点之间移动，从 a点移动到 c点电势能的变化量一定最大

例题 2. （多选）（2022·辽宁·高三开学考试）如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨

道上方的 P点，固定一电荷量为+Q的点电荷。一质量为 m、带电荷量为+q的物块（可视为

质点的检验电荷），从轨道上的 A点以初速度 v0沿轨道向右运动，当运动到 P点正下方的

B点时速度为 v。已知点电荷产生的电场在 A点的电势为 φ（取无穷远处电势为零），P到

物块的重心竖直距离为 h，P、A连线与水平轨道的夹角为 45°，k为静电常数，下列说法正

确的是（　　）

A．点电荷+Q产生的电场在 B点的电场强度大小为

B．物块在 A点时受到轨道的支持力大小为

C．物块从 A到B机械能减少量为 qφ

D．点电荷+Q产生的电场在 B点的电势为

一、电荷、电荷守恒定律

1、两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。

2、元电荷：一个元电荷的电量为 1．6×10－19C，是一个电子所带的电量。

说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。

3、起电：使物体带电叫起电，使物体带电的方式有三种①摩擦起电，②接触起电，③感应

起电。

4、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物

体，或者从物体的一部分转移到另一部分，系统的电荷总数是不变的．

二、库仑定律

1.内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们

的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

2.公式：F=kQ1Q2／r2 k＝9．0×109N·m2／C2

3．适用条件：（1）真空中；（2）点电荷．

点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以

忽略不计时，就可以把带电体视为点电荷．（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对

质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，

电荷会重新分布，不能再用球心距代替 r）。点电荷很相似于我们力学中的质点．

注意：①两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律

②使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同种电荷互相排斥，异

种电荷互相吸引”的规律定性判定。

三、电势高低及电势能大小的判断方法

1．比较电势高低的方法

(1)沿电场线方向，电势越来越低．

(2)判断出 UAB 的正负，再由 UAB ＝φA－φB，比较φA、φB的大小，若UAB>0，则 φA>φB，若

UAB<0，则 φA<φB.

2．电势能大小的比较方法

做功判断法

电场力做正功，电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的地

方，反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的

地方．

特别提醒　其他各种方法都是在此基础上推理出来的，最终还要回归到电场力做功与电势

能的变化关系上．

四、电场线、等势面及带电粒子的运动轨迹问题

1．几种常见的典型电场的等势面比较

电场等势面(实线)图样重要描述

匀强电场垂直于电场线的一簇平面

点电荷

的电场以点电荷为球心的一簇球面

等量异种

点电荷的

电场

连线的中垂线上的电势为零

等量同种

正点电荷

的电场

连线上，中点电势最低，而在

中垂线上，中点电势最高

2.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(轨迹向合外力方向弯曲)，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．

五、匀强电场中电势差与电场强度的关系

1．在匀强电场中电势差与电场强度的关系式为 U＝Ed，其

中d为两点沿电场线方向的距离．由公式 U＝Ed 可以得到下

面两个结论：

结论1：匀强电场中的任一线段AB 的中点 C的电势 φC＝，如图 6甲所示．

结论2：匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD，则 UAB＝UCD(或φA－φB＝φC－φD)，如

图乙所示．

2．在非匀强电场中，不能用 U＝Ed 进行计算，但可以进行定性分析，一般沿电场线方向

取相同的长度 d，线段处于场强较大的区域所对应的电势差U较大．

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