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2018版提分宝典-物理A:全国版-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。
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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            EpAaB,说明电子在      A 点受到的静
电力较大,A      点的电场强度较大,根据点电荷的电场分布可知,靠近                       M 端为场源电荷的位

置,应带正电,故        B 项正确。无论      Q 为正电荷还是负电荷,一定有电势                φA>φB,电子电势
能

Ep=-eφ,电势能是标量,所以一定有               EpA
	
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