1、 1 / 7 素养提升素养提升微微突破突破 09 电势电势 电势能电势能 电势差电势差 培养抽象思维能力 电势 电势能 电势差 电势电势能电势差都用来描述电场能的性质。电场力对电荷做正功，电势能减少，反之电 势能增加；正电荷在高电势具有的电势能多，在低电势具有的电势能少，负电荷正好相反；电 场力做功的多少等于电荷量与电势差的乘积，与路径无关。这里充分体现了能量的观点，培养 物理学科抽象思维的科学素养。 (多选)图中虚线 a、b、c、d、f 代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面 b 上的电势为 2 V。一电 子经过 a 时的动能为 10 eV，从 a 到 d 的过程中克服电场力所做的功为
2、 6 eV。下列说法正确的是 A平面 c 上的电势为零 B该电子可能到达不了平面 f C该电子经过平面 d 时，其电势能为 4 eV D该电子经过平面 b 时的速率是经过 d 时的 2 倍 一、电场力做功与电势能 2 / 7 本考点概念多且比较抽象，主要包括电场力做功的正负判断、电势能的相对性、电势能大小的比较、 电场中功能关系等，这些问题虽然比较基础，但考生却常常理解不透、混淆不清。 如图所示，分别在 M、N 两点固定放置两个点电荷Q 和q(Qq)，以 MN 连线的中点 O 为圆心的圆周上 有 A、B、C、D 四点。下列说法正确的是 AA 点和 B 点电场强度相同 BC 点和 D 点电场强度
3、相同 C将某正电荷从 C 点沿直线移到 D 点，电势能先增大再减小 D将某正电荷从 C 点沿直线移到 D 点，电势能先减小再增大 【规律方法】【规律方法】 电势能大小的判断方法电势能大小的判断方法 做功法做功法 电场力做正功，电势能减小，做多少正功，就减少多少电势能；电场力做负功，电场力做正功，电势能减小，做多少正功，就减少多少电势能；电场力做负功， 电势能增大，做多少负功，就增加多少电势能电势能增大，做多少负功，就增加多少电势能 公式法公式法 将电荷量、电势连同正负号一起代入公式将电荷量、电势连同正负号一起代入公式 Epq，带符号比较电势能大小，带符号比较电势能大小 正电荷在电势高的地方电势
4、能大，而负电荷在电势低的地方电势能大正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势低的地方电势能大 守恒法守恒法 在只有电场力做功时，动能和电势能之和保持不变，动能增加时，电势能减小在只有电场力做功时，动能和电势能之和保持不变，动能增加时，电势能减小 二、电势和电势高低的判断 电势是静电场中比较抽象、难理解的概念，电势的物理意义、电势的相对性、电势高低的判断是高考 的重点，也是学生常常出现困惑的地方。 (多选)如图所示，正方形 ABCD 的四个顶点各固定一个点电荷，所带电荷量分别为q、q、q、q，E、 F、O 分别为 AB、BC 及 AC 的中点。下列说法正确的是 3 / 7 AE 点电势低于
5、F 点电势 BE 点电势等于 F 点电势 CE 点电场强度与 F 点电场强度相同 DF 点电场强度大于 O 点电场强度 【规律方法】电势高低的判断依据和方法【规律方法】电势高低的判断依据和方法 电场线电场线 沿电场线方向电势逐渐降低沿电场线方向电势逐渐降低 场源电荷场源电荷 离正电荷越近的地方电势越高，离负电荷越近的地方电势越低离正电荷越近的地方电势越高，离负电荷越近的地方电势越低 电势能电势能 正电荷在某点的电势能越大，该点电势越高，负电荷在某点的电正电荷在某点的电势能越大，该点电势越高，负电荷在某点的电 势能越大，该点电势越低势能越大，该点电势越低 电势差电势差 根据根据 UABAB，UA
6、B0 则则 A高高 B低，低，UAB0 则则 B高高 A低；低； 已知已知 WAB时，可先根据时，可先根据 UABWAB q 确定确定 UAB正负正负 三、等势面的理解和应用 高考命题中，等势面和电场线经常综合考查，由等势面的分布情况，要能判断出电场线大致的分布情 况，进而确定电场力做功的情况和电势能变化的情况，因此该考点是学生的难点和易错点。 (多选)如图所示，在正点电荷 Q 的电场中有 M、N、P、F 四点，M、N、P 为直角三角形的三个顶点，F 为 MN 的中点，M、N、P、F 四点处的电势分别用 M、N、P、F表示，已知 MN、PF，点电荷 Q 在 M、N、P 三点所在平面内，则 A连
7、接 PF 的线段一定在同一等势面上 B将正试探电荷从 P 点搬运到 N 点，电场力做负功 C将正试探电荷从 P 点搬运到 N 点，电势能减少 D点电荷 Q 一定在 MP 的连线上 四、电势差 4 / 7 电势差和电势容易混淆，又和电场力做功、电势能的变化联系密切，同时，在匀强电场中 UEd 体现 了电场中力和能量之间的关系，因此电势差是一个非常重要的概念，高考中经常和电场强度、电场力做功、 电势能等综合考查。 【2018 全国卷】(多选)如图，同一平面内的 a、b、c、d 四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行， M 为 a、c 连线的中点，N 为 b、d 连线的中点。一电荷量为 q(q0)
8、的粒子从 a 点移动到 b 点，其电势 能减小 W1；若该粒子从 c 点移动到 d 点，其电势能减小 W2。下列说法正确的是 A此匀强电场的场强方向一定与 a、b 两点连线平行 B若该粒子从 M 点移动到 N 点，则电场力做功一定为W1W2 2 C若 c、d 之间的距离为 L，则该电场的场强大小一定为W2 qL D若 W1W2，则 a、M 两点之间的电势差一定等于 b、N 两点之间的电势差 【规律方法】 (1)在匀强电场中，沿任意一个方向，电势降落都是均匀的，故在同一直线上间距相同的两点间电势差 大小相等。如果把某两点间的距离等分为 n 段，则每段两端点的电势差大小等于原电势差的1 n，采用这
9、种等 分间距求解电势问题的方法，叫等分法。 (2)若已知匀强电场中某几点的电势，要求其他点的电势时，一般采用“等分法”在电场中找与待求点的 电势相同的等势点。等分法也常用在画电场线的问题中。 (3)在匀强电场中，相互平行的相等线段的两端点电势差相等。 1(多选)如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是 O，最低点是 P，直径 MN 水平，a、b 是两个完全 相同的带正电小球(视为点电荷)，b 固定在 M 点，a 从 N 点静止释放，沿半圆槽运动经过 P 点到达某点 Q(图中未画出)时速度为零，则小球 a 5 / 7 A从 N 到 Q 的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小 B从 N 到 P
10、的过程中，速率先增大后减小 C从 N 到 Q 的过程中，电势能一直增加 D从 P 到 Q 的过程中，动能减少量小于电势能增加量 2(多选)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示。c 是两负电荷连线的中点，d 点在正 电荷的正上方，c、d 到正电荷的距离相等，则 Aa 点的电场强度比 b 点的大 Ba 点的电势比 b 点的高 Cc 点的电场强度比 d 点的大 Dc 点的电势比 d 点的低 3两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中 A 点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受电场力作用，则粒子在电场中 A做直线运动，电
11、势能先变小后变大 B做直线运动，电势能先变大后变小 C做曲线运动，电势能先变小后变大 6 / 7 D做曲线运动，电势能先变大后变小 4如图所示，在点电荷 Q 产生的电场中，将两个带正电的试探电荷 q1、q2分别置于 A、B 两点，虚线为等 势线。取无穷远处为零电势点，若将 q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列 说法正确的是 AA 点电势大于 B 点电势 BA、B 两点的电场强度相等 Cq1的电荷量小于 q2的电荷量 Dq1在 A 点的电势能小于 q2在 B 点的电势能 5如图所示，某点电荷电场中的一簇电场线关于 y 轴对称分布，O 点是坐标原点，M、N、P、Q 是以 O 为 圆心的一个圆周上的四个点，其中 M、N 在 y 轴上，Q 在 x 轴上，则 AM 点电势比 P 点电势高 BOM 间的电势差等于 NO 间的电势差 C一正电荷在 O 点的电势能小于在 Q 点的电势能 D将一负电荷从 M 点移到 P 点，电场力做正功 7 / 7
