全国版2021高考物理一轮复习专题八电场考点2电场能的性质教案

全国版2021高考物理一轮复习专题八电场考点2电场能的性质教案

考点2　电场能的性质 ‎ ‎408‎ 考向　电场能的性质问题分析与求解 ‎[2019江苏,9,4分,多选]如图所示,ABC为等边三角形,电荷量为+q的点电荷固定在A点.先将一电荷量也为+q的点电荷Q1从无穷远处(电势为0)移到C点,此过程中,电场力做功为-W.再将Q1从C点沿CB移到B点并固定.最后将一电荷量为-2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点.下列说法正确的有(　　)‎ A.Q1移入之前,C点的电势为Wq B.Q1从C点移到B点的过程中,所受电场力做的功为0‎ C.Q2从无穷远处移到C点的过程中,所受电场力做的功为2W D.Q2在移到C点后的电势能为-4W 必备知识:电势概念、电势高低的判断、电场力做功与电势能变化的关系等.‎ 关键能力:对电势概念的理解、物理模型的构建能力.‎ 解题指导:电荷量为+q的点电荷在C点的电势为φC1,将另一电荷量为+q的点电荷从无穷远(φ∞=0)移到C点,电场力做功-W,由-W=qU=q(φ∞-φC1)可求得φC1;由于A、B两点的点电荷在C点的电势为φC2=2φC1,将-2q从无穷远(φ∞=0)移到C点,由W2=-2q(φ∞-2φC1)可求得电场力做的功.‎ 考法1 电场能的性质的理解与应用 ‎1[2015海南高考,7,5分,多选]如图,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 由两等量异种点电荷的电场线分布知:过Q和-Q连线的垂直平分线Ob所在等势面为零势能面,因此将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点,电场力做的功相同,因此试探电荷电势能的变化相同,D错误.点b在零势能面上,b点电势为零,由场强的合成知,b - 3 -‎ 点的场强不为零,方向平行x轴向右,A错误.在a点放一正的试探电荷,则该试探电荷所受的电场力方向向右,当沿x轴正方向移动该试探电荷时,电场力做正功电势能减少,在O点电势能减为零,过了O点电势能为负值,所以正的试探电荷在a点电势能大于零,反之若将正试探电荷从O点移到a点,电场力与运动方向相反,因此电场力做负功即克服电场力做功,B、C正确.‎ BC ‎1.[2020河南示范性高中联考]如图所示,在直角坐标系xOy平面内存在一正点电荷Q,坐标轴上有A、B、C三点,OA=OB=BC=a,其中A点和B点的电势相等,O点和C点的电势相等,静电力常量为k,则下列说法正确的是(　　)‎ A.点电荷Q位于O点 B.O点电势比A点电势高 C.C点的电场强度大小为kQ‎2‎a‎2‎ D.将某一正试探电荷从A点沿直线移动到C点,电势能一直减小 考法2 利用电场线、等势面与粒子轨迹分析问题 ‎2[2016全国Ⅰ,20,6分,多选]如图,一带负电荷的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直面(纸面)内,且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称.忽略空气阻力.由此可知 A.Q点的电势比P点的高 B.油滴在Q点的动能比它在P点的大 C.油滴在Q点的电势能比它在P点的大 D.油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小 本题涉及电势、电势能、带电油滴在复合场中的运动、动能定理、牛顿运动定律及其相关的知识点,分析求解问题的关键是明确电场力与运动轨迹间的关系.‎ 根据带负电的油滴在竖直面内的轨迹可知,油滴所受合外力一定竖直向上,则所受电场力一定竖直向上,且电场力大于重力,故匀强电场的方向竖直向下,Q点的电势比P点的高,选项A正确.若油滴从P点运动到Q点,根据动能定理可知,合外力做正功,动能增大,所以油滴在Q点的动能比它在P点的大,选项B正确.若油滴从P点运动到Q点,电场力做正功,电势能减小,油滴在Q点的电势能比它在P点的小,选项C错误.由于带电油滴所受的电场力和重力均为恒力,所以油滴在Q点的加速度和它在P点的加速度大小相等,选项D错误.‎ AB ‎2.[2015新课标全国Ⅰ,15,6分]如图,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 - 3 -‎ 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 考法3 利用“等分法”求解匀强电场问题 ‎3[2017全国Ⅲ,21,6分,多选]一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V.下列说法正确的是 A.电场强度的大小为2.5 V/cm B.坐标原点处的电势为1 V C.电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV 如图所示,设a、c之间的d点的电势与b点的电势相同,则 - 3 -‎