《提分宝典高考物理一轮复习资料》第22课 电场能的性质

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第22 课 电场能的性质
1．四个关于电场能的概念的理解和应用——电势能、电势、等势面、电场力做功
(1)(2015 全国Ⅰ，6分)如图所示，直线 a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线 ，
M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为 φM、φN、φP、φQ。一电子由 M点分别运
动到 N点和 P点的过程中，电场力所做的负功相等。则(　　)
A．直线 a位于某一等势面内，φM>φQ
B．直线 c位于某一等势面内，φM>φN
C．若电子由 M点运动到 Q点，电场力做正功
D．若电子由 P点运动到 Q点，电场力做负功
答案：B
解析：电子带负电荷，电子由 M点分别运动到 N点和 P点的过程中，电场力所做的负功相
等，有 WMN＝WMP<0，而 WMN＝qUMN，WMP＝qUMP，q<0，所以有 UMN＝UMP>0，即 φM>
φN＝φP，匀强电场中等势线为平行的直线，所以 NP 和MQ 分别是两条等势线，有 φM＝
φQ，故 A项错误、B项正确。电子由 M点到 Q点过程中，WMQ＝q(φM－φQ)＝0，电子由 P
点到 Q点过程中，WPQ＝q(φP－φQ)>0，故 C项、D项均错误。
2．比较电势高低和电势能大小的方法
a．依据电场线方向比较电势高低和电势能大小
(2)(多选)(2013 江苏单科，4分)将一电荷量为＋Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成
的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等。 a、b为电场中的两点，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．检验电荷－q在a点的电势能比在 b点的大
D．将检验电荷－q从a点移到 b点的过程中，电场力做负功
答案：ABD
解析：电场线的疏密表示电场强度的大小，a点附近的电场线较密集，则 a点的电场强度
大于 b点的电场强度，故 A项正确。a点所在的电场线从 Q出发到不带电的金属球终止，
所以 a点的电势高于金属球的电势，而 b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远，所以
金属球的电势高于 b点的电势，故 B项正确。电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小，
即负电荷在 a点的电势能较 b点的小，故 C项错误。由 C项分析可知，检验电荷－q在a点
的电势能较 b点的小，则把检验电荷－q从电势能小的 a点移动到电势能大的 b点，电势能
增加，电场力做负功，故 D项正确。
1
b．依据场源电荷的正负比较电势高低和电势能大小
(3)(多选) (2015 海南单科，5分)如图所示，两电荷量分别为 Q(Q＞0)和－Q的点电荷对称地
放置在 x轴上原点 O的两侧，a点位于 x轴上 O点与点电荷 Q之间，b点位于 y轴O点上方。
取无穷远处的电势为零。下列说法正确的是(　　)
A．b点电势为零，电场强度也为零
B．正的试探电荷在 a点的电势能大于零，所受电场力方向向右
C．将正的试探电荷从 O点移到 a点，必须克服电场力做功
D．将同一正的试探电荷先后从 O、b两点移到 a点，后者电势能的变化较大
答案：BC
解析：因为等量异号电荷连线的中垂线上的电场方向为平行于 x轴指向负电荷，所以电场
方向与中垂线方向垂直，故中垂线为等势线，因为中垂线延伸到无穷远处，所以中垂线的
电势为零，故 b点的电势为零，但是电场强度不为零，故 A项错误。等量异号电荷连线上，
电场方向由正电荷指向负电荷，方向平行于 x轴向右，在中点 O处电势为零，O点左侧电
势为正、右侧电势为负，又知道正电荷在正电势处电势能为正，故 B项正确。O点的电势
低于 a点的电势，电场力做负功，所以必须克服电场力做功，故 C项正确。O点和 b点的
电势相等，所以先后从 O、b点移到 a点，电场力做功相等，电势能变化相同，故 D项错
误。
3．带电粒子运动轨迹类问题
a．根据电场线的特性解决带电粒子在电场中运动轨迹类问题
(4)(多选)(2017 天津理综，6分)如图所示，在点电荷 Q产生的电场中，实线 MN 是一条方向
未标出的电场线，虚线 AB 是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在 A、B两点
的加速度大小分别为 aA、aB，电势能分别为 EpA、EpB。下列说法正确的是(　　)
A．电子一定从 A向B运动
B．若 aA>aB，则 Q靠近 M端且为正电荷
C．无论 Q为正电荷还是负电荷，一定有 EpA<EpB
D．B点电势可能高于 A点电势
答案：BC
解析：电子在电场中做曲线运动，虚线 AB 是电子只在静电力作用下的运动轨迹，静电力
应指向曲线的凹侧，即左侧，电场的方向与静电力的方向相反，即沿 MN 方向向右，如图
所示。
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