高三物理课件-电场能的性质的描述课件

物理课件是我们学习可以借鉴的重要工具，大家在预习课本上的知识的时候可以阅读相关的教案，这样能够使同学们抓住学习的重点，下面学大教育网为大家带来高三物理课件-电场能的性质的描述课件，希望能对大家有帮助。

【考纲知识梳理】

一、电势差

1. 定义：电荷在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功与该电荷电荷量的比值就叫做AB两点的电势差，用表示。

2. 定义式：

3. 单位：

4. 矢标性：是标量，当有正负，正负代表电势的高低

二.电势

1. 定义：电势实际上是和标准位置的电势差，即电场中某点的电势。在数值上等于把1C正电荷从某点移到标准位置(零电势点)是静电力说做的功。

2. 定义式：

3. 单位：

4. 矢标性：是标量，当有正负，电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低。

三.电势能

1. 定义：电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这一点到电势能为零处(电势为零)静电力所做的功。

2. 定义式：

3. 单位：焦耳(J)

4. 矢标性：是标量，当有正负，电势能的正负表示该点电势能比零电势能点高还是低。

5. 电场力做功与电势能变化的关系

⑴静电力对电荷做正功电势能就减小，静电力对电荷做负功电势能就增加。

⑵静电力对电荷做功等于电荷电势能的变化量，所以静电力的功是电荷电势能变化的量度。用表示电势能，则将电荷从A点移到B点，有

四.等势面

1. 定义：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。

2. 等势面的特点

⑴等势面一定跟电场线垂直

⑵电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面[来源:]

⑶任意两等势面都不会相交

⑷电荷在同一等势面上移动时，电场力做功为零

⑸电场强度较大的地方，等差等势面较密

⑹几种常见的等势面如下：

五.匀强电场中电势差和电场强度的关系

1.匀强电场中电势差U和电场强度E的关系式为：

2.说明⑴只适用于匀强电场的计算⑵式中的d的含义是某两点沿电场线方向上的距离，或两点所在等势面间距。由此可以知道：电场强度的方向是电势降落最快的方向。

【要点名师精解】

一、电场强度、电势、电势差、电势能的比较

电场强度

电势

电势差

电势能

意义

描述电场的力的性质

描述电场的能的性质

描述电场的做功的本领

描述电荷在电场中的能量，电荷做功的本领

定义

矢标性

矢量：方向为放在电场中的正电荷的受力方向

标量，有正负，正负只表示大小

标量，有正负，正负只表示电势的高低

正电荷在正电势位置有正电势能，简化为：正正得正，正负的负，负负的正

决定因素

场强由本身决定，与试探电荷无关

场强由本身决定，与试探电荷无关，其大小与参考点的选取有关，有相对性

由电场本身的两点间差异决定，与试探电荷无关，与参考点的选取无关

由电荷量与该点电势二者决定，与参考点选取有关

关系

场强为零的地方电势不一定为零

电势为零的地方场强不一定为零

零场强区域两点间电势一定为零，电势差为零的区域场强不一定为零

场强为零，电势能不一定为零，电势为零，电势能一定为零

联系

匀强电场中(d为AB间沿场强方向上的距离);电势沿着场强方向降低最快;

【例1】如图(1)，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1.0V、2.0V、3.0V，则下列说法正确的是( )

A.匀强电场的场强大小为10V/m

B.匀强电场的场强大小为 V/m

C.电荷量为1.6×10-19 C的正点电荷从E点移到F点，电荷克服电场力做功为1.6×10-19 J

D.电荷量为1.6×10-19 C的负点电荷从F点移到D点，电荷的电势能减少4.8×10-19 J

解析：AB选项：要找出等势面，求出两个等势面之间的距离。

CD选项：直接利用计算电场力做功的公式，和电场力的功与电势能的关系解决。

答案：B

名师点评：找等势面是解决场强问题的一条重要途径尤其是在匀强电场中，在匀强电场中有目的性的找出电势相等的两点，用直尺连线就为这种电势的等势面。

【感悟高考真题】

1.(2010·重庆·17)某电容式话筒的原理示意图如题18图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属基板。对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动。在P、Q间距增大过程中，

A.P、Q购车的电容器的电容增大

B.P上电荷量保持不变

C.M点的电势比N点的低

D.M点的电势比N点的高

【答案】D

【解析】电容式话筒与电源串联，电压保持不变。在P、Q间距增大过程中，根据电容决定式得电容减小，又根据电容定义式得电容器所带电量减小，电容器的放电电流通过R的方向由M到N，所以M点的电势比N点的高。D正确

2.(2010·全国卷Ⅰ·16)关于静电场，下列结论普遍成立的是

A.电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关

B.电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低

C.将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零

D.在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向

【答案】C

【解析】在正电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，电势高，离正电荷远，电场强度小，电势低;而在负电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，电势低，离负电荷远，电场强度小，电势高，A错误。电势差的大小决定于两点间距和电场强度，B错误;沿电场方向电势降低，而且速度最快，C正确;场强为零，电势不一定为零，如从带正电荷的导体球上将正电荷移动到另一带负电荷的导体球上，电场力做正功。

【命题意图与考点定位】考查静电场中电场强度和电势的特点，应该根据所学知识举例逐个排除。

3. (2010·天津·5)在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则

A.b点的电场强度一定比a点大 B.电场线方向一定从b指向a

C.b点的电势一定比a点高 D.该电荷的动能一定减小

答案：C

4. (2010·江苏物理·5)空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随X变化的图像如图所示。下列说法正确的是

(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)X1和X3两点的电势相等

答案：C

5.(2010·北京·18)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图)。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，若

A.保持S不变，增大d,则θ变大

B.保持S不变，增大d,则θ变小

C.保持d不变，减小S,则θ变小

D.保持d不变，减小S,则θ不变

【答案】A

【解析】由知保持S不变，增大d，电容减小，电容器带电能力降低，电容器电量减小，静电计所带电量增加，θ变大;保持d不变，减小S，电容减小，θ变大。正确答案A。

6.(2010·上海物理·9)三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中a、b两点出的场强

大小分别为、，电势分别为，则

(A)>，>

(B)<，<

(C)>，<

(D)<，>

【解析】根据电场线的疏密表示场强大小，沿电场线电势降落(最快)，选C。本题考查电场线与场强与电势的关系。难度：易。

7.(09·年全国Ⅰ·18)如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN，P点在y轴的右侧，MP⊥ON，则 ( )

A.M点的电势比P点的电势高

B.将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功

C. M、N 两点间的电势差大于O、M两点间的电势差

D.在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动

解析：本题考查电场、电势、等势线、以及带电粒子在电场中的运动.由图和几何关系可知M和P两点不处在同一等势线上而且有,A对.将负电荷由O点移到P要克服电场力做功,及电场力做负功,B错.根据,O到M的平均电场强度大于M到N的平均电场强度,所以有,C错.从O点释放正电子后,电场力做正功,该粒子将沿y轴做加速直线运动。

8.(09·全国卷Ⅱ·19)图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线。两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c 点。若不计重力，则 ( )

A. M带负电荷，N带正电荷

B. N在a点的速度与M在c点的速度大小相同

C. N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功

D. M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零

解析：本题考查带电粒子在电场中的运动.图中的虚线为等势线,所以M点从O点到b点的过程中电场力对粒子做功等于零,D正确.根据MN粒子的运动轨迹可知N受到的电场力向上M受到的电场力向下,电荷的正负不清楚但为异种电荷.A错.o到a的电势差等于o到c的两点的电势差,而且电荷和质量大小相等,而且电场力都做的是正功根据动能定理得a与c两点的速度大小相同,但方向不同,B对。

9.(09·北京·16)某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为UP和UQ，则 ( )

A.EP>EQ，UP>UQ

B.EP>EQ，UP

C.EPUQ

D.EP

解析：从图可以看出P点的电场线的密集程度大于Q点的密集程度，故P点的场强大于Q点的场强，因电场线

的方向由P指向Q，而沿电场线的方向电势逐渐降低， P点的电势高于Q点的电势，故A项正确。

10.(09·上海物理·7)位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则 ( )

A.a点和b点的电场强度相同

B.正电荷从c点移到d点，电场力做正功

C.负电荷从a点移到c点，电场力做正功

D.正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能先减小后增大

解析：电场线的疏密可以表示电场的强弱，可见A错误;正电荷从c点移到d点，电场力做负功，负电荷从a点移到c点，电场力做正功，所以B错误，C正确;正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电场力先做正功，后做负功，但整个过程电场力做正功，D正确。

11.(09·四川·20)如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度V1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为V2(V2

[来源:]

A.小物体上升的最大高度为

B.从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小

C.从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功

D.从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小

解析：设斜面倾角为θ、上升过程沿斜面运动的最大距离为L。

因为OM=ON，则MN两点电势相等，小物体从M到N、从N到M电场力做功均为0。上滑和下滑经过同一个位置时，垂直斜面方向上电场力的分力相等，则经过相等的一小段位移在上滑和下滑过程中电场力分力对应的摩擦力所作的功均为相等的负功，所以上滑和下滑过程克服电场力产生的摩擦力所作的功相等、并设为W1。在上滑和下滑过程，对小物体，应用动能定理分别有：-mgsinθL-μmgcosθL-W1=-和mgsinθL-μmgcosθL-W1=，上两式相减可得sinθL=，A对;由OM=ON，可知电场力对小物体先作正功后作负功，电势能先减小后增大，BC错;从N到M的过程中，小物体受到的电场力垂直斜面的分力先增大后减小，而重力分力不变，则摩擦力先增大后减小，在此过程中小物体到O的距离先减小后增大，根据库仑定律可知小物体受到的电场力先增大后减小，D对。

12.(09·宁夏·16)医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160μV，磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为 ( A )

A. 1.3m/s ，a正、b负 B. 2.7m/s ， a正、b负

C.1.3m/s，a负、b正 D. 2.7m/s ， a负、b正

13.(09·江苏物理·8)空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示，轴上两点B、C点电场强度在方向上的分量分别是、，下列说法中正确的有 ( )

A.的大小大于的大小

B.的方向沿轴正方向

C.电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大

D.负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功

解析：本题的入手点在于如何判断和的大小，由图象可知在x轴上各点的电场强度在x方向的分量不相同，如果在x方向上取极小的一段，可以把此段看做是匀强磁场，用匀强磁场的处理方法思考，从而得到结论，此方法为微元法;需要对电场力的性质和能的性质由较为全面的理解。在B点和C点附近分别取很小的一段d，由图象，B点段对应的电势差大于C点段对应的电势差，看做匀强电场有，可见>，A项正确;同理可知O点场强最小，电荷在该点受到的电场力最小，C项错误;沿电场方向电势降低，在O点左侧，的方向沿x轴负方向，在O点右侧，的方向沿x轴正方向，所以B项错误，D项正确。

14.(09·广东理科基础·12)关于同一电场的电场线，下列表述正确的是 ( )

A.电场线是客观存在的

B.电场线越密，电场强度越小

C.沿着电场线方向，电势越来越低

D.电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小

解析：电场是客观存在的，而电场线是假想的，A错;电场线越密的地方电场越大B错;沿着电场线的方向电势逐渐降低C对;负电荷沿着电场线方向移动时电场力做负功电势能增加D错。

15.(09·东理科基础·16)如图所示，一带负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点在轨迹的最右点。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

解析：根据做曲线运动物体的受力特点合力指向轨迹的凹一侧,再结合电场力的特点可知粒子带负电，即受到的电场力方向与电场线方向相反，B错;从N到M电场力做负功，减速，电势能在增加，当达到M点后电场力做正功加速电势能在减小则在M点的速度最小A错,D错;在整个过程中只受电场力，根据牛顿第二定律加速度不变。

16.(09·山东·20)如图所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q和-Q，x轴上的P点位于的右侧。下列判断正确的是 ( )

A.在x轴上还有一点与P点电场强度相同

B.在x轴上还有两点与P点电场强度相同

C.若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能增大

D.若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能减小

解析：根据等量正负点电荷的电场分布可知，在x轴上还有一点与P点电场强度相同，即和P点关于O点对称，A正确。若将一试探电荷+q从P点移至O点，电场力先做正功后做负功，所以电势能先减小后增大。一般规定无穷远电势为零，过0点的中垂线电势也为零，所以试探电荷+q在P点时电势能为负值，移至O点时电势能为零，所以电势能增大，C正确。

考点：电场线、电场强度、电势能

名师点评：熟悉掌握等量正负点电荷的电场分布。知道，即电场力做正功，电势能转化为其他形式的能，电势能减少;电场力做负功，其他形式的能转化为电势能，电势能增加，即。

17.(09·安徽·18.)在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示。若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动。粒子从b点运动到d点的过程中 ( )

A. 先作匀加速运动，后作匀减速运动

B. 先从高电势到低电势，后从低电势到高电势

C. 电势能与机械能之和先增大，后减小

D. 电势能先减小，后增大

解析：由于负电荷受到的电场力是变力，加速度是变化的。所以A错;由等量正电荷的电场分布知道，在两电荷连线的中垂线O点的电势最高，所以从b到a，电势是先增大后减小，故B错;由于只有电场力做功，所以只有电势能与动能的相互转化，故电势能与机械能的和守恒，C错;由b到O电场力做正功，电势能减小，由O到d电场力做负功，电势能增加，D对。

18.(09·宁夏·18)空间有一均匀强电场，在电场中建立如图所示的直角坐标系，M、N、P为电场中的三个点，M点的坐标，N点的坐标为，P点的坐标为。已知电场方向平行于直线MN，M点电势为0，N点电势为1V，则P点的电势为 ( )

A. B.

C. D.

答案;D

19.(09·江苏物理·1)两个分别带有电荷量和+的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为的两处，它们间库仑力的大小为。两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为 ( C )

A. B. C. D.

解析：本题考查库仑定律及带电题电量的转移问题。接触前两个点电荷之间的库仑力大小为，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+Q，距离又变为原来的，库仑力为，所以两球间库仑力的大小为，C项正确。如两球原来带正电，则接触各自带电均为+2Q。

【考点精题精练】

1、某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为UP和UQ，则-------------( )

(A) EP>EQ，UP>UQ

(B) EP>EQ，UP

(C)EPUQ

(D)EP

答案：A

2、 在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块，由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止，在物块的运动过程中，下列表述正确的是-------------------------------------------------------------( )

(A)两个物块的电势能逐渐减少

(B) 物块受到的库仑力不做功

(C)两个物块的机械能守恒

(D) 物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力

答案：A

3、 如图所示，虚线a、b和c 是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa、φb和φc，φa>φb>φc，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知

(说明：图中的abc应改为cba)

A. 粒子从K到L的过程中，电场力做负功

B. 粒子从L到M的过程中，电场力做负功

C. 粒子从K到L的过程中，静电势能增加

D. 粒子从L到M的过程中，动能减小

答案：.AC

4、 如图所示，水平固定的小圆盘A带电量为Q，电势为零，从盘心处O释放一质量为m、带电量为+q的小球，由于电场力的作用，小球竖直上升的最大高度可达盘中心竖直线上的C点，已知OC=h。又知道过竖直线上B点时小球的速度最大，由此可确定Q所形成的电场中的物理量是(　　　)

(A)B点的场强

(B)C点的场强

(C)B点的电势

(D)C点的电势

答案：AD

5、 如图所示，a、b、c为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c为ab中点.a、b电势分别为，.下列叙述正确的是

A.该电场在c点处的电势一定为4 V

B.a点处的场强一定大于b点处的场强

C.一正电荷从c点运动到b点电势能一定减少

D.一正电荷运动到c点时受到的电场力由c指向a

答案：C

6、一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中，受重力和电场力作用.若重力做功-3J，电场力做功1J，则小球的

A.重力势能增加3J B.电势能增加1J

C.动能减少3J D.机械能增加1J

答案：AD

7、 如图所示，在正点电荷Q形成的电场中，已知ab两点在同一等势面上，重力不计的甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线，两个粒子经过a点时具有相同的动能，下列判断错误的是( )

A、甲粒子经过c点时与乙粒子经过d点时具有相同的动能

B、甲、乙两个粒子带异号电荷

C、若取无穷远处为零电势，则甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能

D、两粒子经过b点时具有相同的动能

答案：A

8、(2010·山东省德州市高三一模)如图所示，真空中有A、B两个等量异种点电荷，O、M、N是AB连线的垂线上的三个点，且AO>OB。一带正电的试探电荷仅受电场力作用，运动轨迹如图中实线所示，设M、N两点的场强大小分别为EM、EN，电势分别为 M、 N。下列判断中正确的是：

A.点电荷B一定带正电

B.EM小于EN

C. M大于 N

D.此试探电荷在M处的电势能小于在N处的电势能

答案：AC

9、 如图2(甲)所示，A、B是电场中的一条直线形的电场线，若将一个带正电的点电荷从A由静止释放，它只在电场力作用下沿电场线从A向B运动过程中的速度图象如图2(乙)所示，比较A、B两点的电势和场强E，下列说法中正确的是 (　　)

A.，　 B.，

C.，　 D.，

答案：C

10、 如图4所示，AB是一个接地的很大的薄金属板，其右侧P点有一带正电量为Q的正点电荷，N为金属板外表面上一点，P到金属板上N的垂直距离为d，M为P、N连线的中点，下列说法正确的是：

A、N点的电势为零，场强不为零

B、N点的电势与场强都为零

C、M点的电势大于零，电场强度大小为

D、将一带电的绝缘小球沿金属板从A移到B，小球电势能不变

答案：AD

11、 如图5所示，绝缘水平面上固定一正点电荷Q，另一电荷量为-q，质量为m的滑块(可看作点电荷)，从a点以初速度v0沿水平面向Q运动，到b点速度为零，已知a、b间距为s，滑块与水平面间的动摩擦因素为u，重力加速度为g，以下说法正确的是：

A、滑块在运动过程中所受Q的库仑力有可能大于滑动摩擦力

B、滑块在运动过程中的中间时刻速率大于

C、此过程中产生的内能为

D、Q产生的电场中a、b两点间的电势差

答案：D

12、 如图1所示，Q是带负电的点电荷，P1和P2是其电场中的两点，一个电子在P1和P2两点所受的电场力分别为F1和F2，所具有的电势能分别为EP1和EP2，则( )

A、F1>F2，EP1F2，EP1>EP2;

C、F1EP2

答案：B

13、 如图3所示，虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一簇等势线及其电势的值，一带电粒子只在电场力作用下飞经该电场时，恰能沿图中的实线从A点飞到C点，则下列判断正确的是( )

A、粒子一定带负电;

B、粒子在A点的电势能大于在C点的电势能;

C、A点的场强大于C点的场强;

D、粒子从A点到B点电场力所做的功大于从B到C点电场力所做的功

答案：C

14、 如图11甲所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、A、B为轴上三点。放在A、B两点的检验电荷受到的电场力跟检验电荷所带电荷量的关系如图11乙所示。以x轴的正方向为电场力的正方向，则( )

A、点电荷Q一定为正电荷; B、点电荷Q在AB之间;

C、A点的电场强度大小为2×103N/C;D、A点的电势比B点的电势高。

答案：BC

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