2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 靜電場教案.doc

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2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 靜電場教案 考 綱 要 求 考 情 分 析 物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒 Ⅰ 電勢能、電勢 Ⅰ 　1.命題規(guī)律 從近幾年高考試題來看，高考對本章內(nèi)容主要以選擇題的形式考查靜電場的基本性質(zhì)，以綜合題的形式考查靜電場知識(shí)與其他知識(shí)的綜合應(yīng)用。 2.考查熱點(diǎn) (1)電場的基本概念和性質(zhì)； (2)牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理及功能關(guān)系在靜電場中的應(yīng)用； (3)帶電粒子在電場中的加速、偏轉(zhuǎn)等問題。 靜電現(xiàn)象的解釋 Ⅰ 電勢差 Ⅱ 點(diǎn)電荷 Ⅰ 勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 Ⅱ 庫侖定律 Ⅱ 帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng) Ⅱ 靜電場 Ⅰ 示波管 Ⅰ 電場強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場強(qiáng) Ⅱ 常見電容器 Ⅰ 電場線 Ⅰ 電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系 Ⅰ 一、靜電現(xiàn)象、電荷守恒 1.電荷 (1)三種起電方式：摩擦起電，接觸起電，感應(yīng)起電。 (2)兩種電荷：自然界中只存在兩種電荷——正電荷和負(fù)電荷。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。 (3)元電荷：電荷的多少叫作電荷量，通常把e＝1.610－19 C的電荷量叫作元電荷。 2．對元電荷的理解 (1)元電荷是自然界中最小的電荷量，任何帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍。 (2)元電荷等于電子所帶的電荷量，也等于質(zhì)子所帶的電荷量，但元電荷沒有正負(fù)之分。 (3)元電荷不是點(diǎn)電荷，電子、質(zhì)子等微粒也不是元電荷。 3．電荷守恒定律 電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。 [小題練通] 1．M和N是原來都不帶電的物體，它們互相摩擦后M帶正電荷1.610－10 C，下列判斷中正確的是(　　) A．在摩擦前M和N的內(nèi)部沒有任何電荷 B．摩擦過程中電子從N轉(zhuǎn)移到了M C．N在摩擦后一定帶負(fù)電荷1.610－10 C D．M在摩擦過程中失去了1.61010個(gè)電子 解析：選C　由物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)可知，摩擦前M、N內(nèi)部存在電荷，A錯(cuò)誤；摩擦后M帶正電，故摩擦過程中電子從M轉(zhuǎn)移到N，B錯(cuò)誤；由電荷守恒定律，C正確；電子所帶電荷量為1.610－19 C，可見D錯(cuò)誤。 2.如圖所示，把一個(gè)不帶電且與外界絕緣的導(dǎo)體兩端分別設(shè)計(jì)上兩個(gè)開關(guān)，當(dāng)帶正電的小球靠近時(shí)，由于靜電感應(yīng)，在a、b端分別出現(xiàn)正、負(fù)電荷，則以下說法中正確的是(　　) A．閉合K1，有電子從導(dǎo)體流向大地 B．閉合K2，有電子從導(dǎo)體流向大地 C．閉合K2，有電子從大地流向?qū)w D．閉合K1，沒有電子通過 解析：選C　K1、K2閉合前，由于靜電感應(yīng)和電荷守恒定律，a、b出現(xiàn)等量異種電荷，當(dāng)閉合任何一個(gè)開關(guān)以后，整個(gè)導(dǎo)體與大地連接，都是電子從大地被吸引過來，故C正確。 完全相同的兩個(gè)金屬球接觸后再分開，如果金屬球帶同種電荷，總電荷量直接平分；如果金屬球帶異種電荷，需要先中和，剩余電荷再平均分配。 二、庫侖定律 1.庫侖定律的內(nèi)容和表達(dá)式 (1)內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。 (2)表達(dá)式：F＝k。式中k＝9.0109 Nm2/C2，稱為靜電力常量。 2．庫侖定律的適用條件 (1)適用條件：真空中的點(diǎn)電荷。 (2)帶電體看成點(diǎn)電荷的條件：要看帶電體本身的線度是否比它們之間的距離小得多。即使是兩個(gè)比較大的帶電體，只要它們之間的距離足夠大，也可以視為點(diǎn)電荷。 [小題練通] 1．(xx北京西城期末)如圖所示，兩個(gè)電荷量均為＋q的小球用長為l的輕質(zhì)絕緣細(xì)繩連接，靜止在光滑的絕緣水平面上。兩個(gè)小球的半徑r?l，k表示靜電力常量，則輕繩的張力大小為(　　) A．0　　　　　　　　　　 　　　 B. C．2 D. 解析：選B　輕繩的張力大小等于兩個(gè)帶電小球之間的庫侖力，由庫侖定律得F＝，選項(xiàng)B正確。 2.(xx鄭州模擬)如圖所示，半徑相同的兩個(gè)金屬球A、B帶有相等的電荷量，相隔一定距離，兩球之間相互吸引力的大小是F。今讓第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A、B兩球接觸后移開。這時(shí)，A、B兩球之間的相互作用力的大小是(　　) A.　　　　　　　　　 　B. C. D. 解析：選A　A、B兩球互相吸引，說明它們必帶異種電荷，設(shè)它們帶的電荷量分別為＋q、－q。當(dāng)?shù)谌齻€(gè)不帶電的C球與A球接觸后，A、C兩球帶電荷量平分，每個(gè)球帶電荷量為q1＝＋，當(dāng)再把C球與B球接觸后，兩球的電荷先中和再平分，每球帶電荷量q2＝－。由庫侖定律F＝k知，當(dāng)移開C球后，A、B兩球之間的相互作用力的大小變?yōu)镕′＝，A項(xiàng)正確。 對庫侖定律適用條件的三點(diǎn)理解 (1)對于兩個(gè)均勻帶電絕緣球體，可以將其視為電荷集中于球心的點(diǎn)電荷，r為兩球心之間的距離。 (2)對于兩個(gè)帶電金屬球，距離足夠遠(yuǎn)時(shí)同(1)，距離較近時(shí)要考慮金屬球表面電荷的重新分布。 (3)不能根據(jù)公式錯(cuò)誤地推論：當(dāng)r→0時(shí)，F(xiàn)→∞。其實(shí)，在這樣的條件下，兩個(gè)帶電體已經(jīng)不能再看成點(diǎn)電荷了。 三、庫侖力作用下的平衡問題 [三個(gè)點(diǎn)電荷的平衡問題] (1)平衡的條件：每個(gè)點(diǎn)電荷受到另外兩個(gè)點(diǎn)電荷的合力為零或每個(gè)點(diǎn)電荷處于另外兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的合電場強(qiáng)度為零的位置。 (2) [例1]　如圖所示，在一條直線上有兩個(gè)相距0.4 m的點(diǎn)電荷A、B，A帶電＋Q，B帶電－9Q?，F(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，恰好使三個(gè)點(diǎn)電荷均在電場力的作用下處于平衡狀態(tài)，則C的帶電性質(zhì)及位置應(yīng)為(　　) A．正，B的右邊0.4 m處 B．正，B的左邊0.2 m處 C．負(fù)，A的左邊0.2 m處 D．負(fù)，A的右邊0.2 m處 [解析]　要使三個(gè)電荷均處于平衡狀態(tài)，必須滿足“兩同夾異”、“兩大夾小”的原則，所以選項(xiàng)C正確。 [答案]　C [庫侖力和其他力的平衡問題] 庫侖力作用下的平衡問題，可以是只有庫侖力，也可以結(jié)合其他力。但其首先是平衡問題，只是多一個(gè)庫侖力而已。解題的關(guān)鍵是進(jìn)行受力分析并列出平衡方程。 [例2]　(多選)(xx浙江高考)如圖所示，用兩根長度相同的絕緣細(xì)線把一個(gè)質(zhì)量為0.1 kg的小球A懸掛到水平板的M、N兩點(diǎn)，A上帶有Q＝3.010－6 C的正電荷。兩線夾角為120，兩線上的拉力大小分別為F1和F2。A的正下方0.3 m處放有一帶等量異種電荷的小球B，B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2 kg(重力加速度取g＝10 m/s2；靜電力常量k＝9.0109 Nm2/C2，A、B球可視為點(diǎn)電荷)，則(　　) A．支架對地面的壓力大小為2.0 N B．兩線上的拉力大小F1＝F2＝1.9 N C．將B水平右移，使M、A、B在同一直線上，此時(shí)兩線上的拉力大小F1＝1.225 N，F(xiàn)2＝1.0 N D．將B移到無窮遠(yuǎn)處，兩線上的拉力大小F1＝F2＝0.866 N [解析]　A對B有豎直向上的庫侖力，大小為FAB＝＝0.9 N；對B與支架整體分析，豎直方向上合力為零，則FN＋FAB＝mg，可得FN＝mg－FAB＝1.1 N，由牛頓第三定律知FN′＝FN，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。因兩細(xì)線長度相等，B在A的正下方，則兩繩拉力大小相等，小球A受到豎直向下的重力、庫侖力和F1、F2作用而處于平衡狀態(tài)，因兩線夾角為120，根據(jù)力的合成特點(diǎn)可知：F1＝F2＝GA＋FAB＝1.9 N；當(dāng)B移到無窮遠(yuǎn)處時(shí)，F(xiàn)1＝F2＝GA＝1 N，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。當(dāng)B水平向右移至M、A、B在同一條直線上時(shí)，如圖所示， 對A受力分析并沿水平和豎直方向正交分解， 水平方向：F1 cos 30＝F2 cos 30＋F′cos 30 豎直方向：F1sin 30＋F2sin 30＝GA＋F′sin 30 由庫侖定律知，A、B間庫侖力大小 F′＝＝＝0.225 N， 聯(lián)立以上各式可得F1＝1.225 N，F(xiàn)2＝1.0 N，選項(xiàng)C正確。 [答案]　BC [通法歸納] 　　“三步”處理庫侖力作用下電荷的平衡問題 庫侖力作用下電荷的平衡問題與力學(xué)中物體的平衡問題處理方式相同，也就是將力進(jìn)行合成與分解。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1．(多選)如圖所示，光滑絕緣水平桌面上有A、B兩個(gè)帶電小球(可以看成點(diǎn)電荷)，A球帶電量為＋3q，B球帶電量為－q，由靜止同時(shí)釋放后A球加速度大小為B球的兩倍?，F(xiàn)在A、B中點(diǎn)固定一個(gè)帶正電C球(也可看成點(diǎn)電荷)，再由靜止同時(shí)釋放A、B兩球，結(jié)果兩球加速度大小相等。則C球帶電量可能為(　　) A.q　　　　　　　　　 　B.q C.q D.q 解析：選AB　設(shè)A、B兩小球間距為L，將A、B兩球釋放時(shí)，對A球有k＝mA2a，對B球有：k＝mBa，得mB＝2mA，在A、B中點(diǎn)固定C球后，對A球有k－k＝mAa′或k－k＝mAa′，對B球有k ＋k＝mBa′，解得qC＝q或qC＝q，故A、B選項(xiàng)正確。 2．(多選)(xx浙江高考)如圖所示，水平地面上固定一個(gè)光滑絕緣斜面，斜面與水平面的夾角為θ。一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一端固定在斜面頂端，另一端系有一個(gè)帶電小球A，細(xì)線與斜面平行。小球A的質(zhì)量為m、電量為q。小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B，兩球心的高度相同、間距為d。靜電力常量為k，重力加速度為g，兩帶電小球可視為點(diǎn)電荷。小球A靜止在斜面上，則(　　) A．小球A與B之間庫侖力的大小為 B．當(dāng)＝時(shí)，細(xì)線上的拉力為0 C．當(dāng)＝時(shí)，細(xì)線上的拉力為0 D．當(dāng)＝時(shí)，斜面對小球A的支持力為0 解析：選AC　根據(jù)庫侖定律可得兩小球之間的庫侖力大小為F＝，選項(xiàng)A正確；當(dāng)細(xì)線上的拉力為0時(shí)，小球A受到庫侖力、斜面支持力、重力，由平衡條件得＝mgtan θ，解得＝，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；由受力分析可知，斜面對小球的支持力不可能為0，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 一、單項(xiàng)選擇題 1.如圖所示，Q帶負(fù)電荷，導(dǎo)體P在a處接地，下列說法中正確的是(　　) A．導(dǎo)體P的a端不帶電荷，b端帶負(fù)電荷 B．導(dǎo)體P的a端帶正電荷，b端不帶電 C．導(dǎo)體P的a端帶正電荷，b端帶負(fù)電荷，且正、負(fù)電荷的電荷量相等 D．導(dǎo)體P的a端帶正電荷，b端帶負(fù)電荷，正電荷的電荷量大于負(fù)電荷的電荷量 解析：選B　導(dǎo)體接地，它與大地組成一個(gè)導(dǎo)體，相對于負(fù)電荷Q，a端離Q較近。根據(jù)“近異遠(yuǎn)同”“兩端等量”的規(guī)律，導(dǎo)體a端帶正電，b端不帶電，大地作為遠(yuǎn)端帶有等量的負(fù)電荷。故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。 2．三個(gè)完全相同的金屬球，A球帶電荷量為q，B、C均不帶電?，F(xiàn)要使B球帶電荷量為，正確的操作方法是(　　) A．將A球同時(shí)與B球、C球接觸 B．先將A球與B球接觸，分開后將B球與C球接觸 C．先將A球與C球接觸，分開后將B球與C球接觸 D．先將A球與C球接觸，分開后將B球與C球接觸，再分開后將B球與A球接觸 解析：選D　將三球同時(shí)接觸時(shí)，三個(gè)小球平分電荷，則各占三分之一，故A錯(cuò)誤；A、B接觸時(shí)，A、B平分電荷，則B中有q；B與C接觸時(shí)，再平分，則B中還有，故B錯(cuò)誤；因B、C均不帶電，則A先與C接觸的情況與先與B接觸是相同的，最后B中有，故C錯(cuò)誤；A與C接觸時(shí)，C中有的電量；B再與C接觸時(shí)，B中有的電量；現(xiàn)將B與A接觸，則B中電量為＝，故D正確。 3.兩個(gè)可自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷分別放在A、B兩處，如圖所示。A處電荷帶正電荷量Q1，B處電荷帶負(fù)電荷量Q2，且Q2＝4Q1，另取一個(gè)可以自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷Q3，放在AB直線上，欲使整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則(　　) A．Q3為負(fù)電荷，且放于A左方 B．Q3為負(fù)電荷，且放于B右方 C．Q3為正電荷，且放于A、B之間 D．Q3為正電荷，且放于B右方 解析：選A　因?yàn)槊總€(gè)電荷都受到其余兩個(gè)電荷的庫侖力作用，且已知Q1和Q2是異種電荷，對Q3的作用力一為引力，一為斥力，所以Q3要平衡就不能放在A、B之間。根據(jù)庫侖定律知，由于B處的電荷Q2電荷量較大，Q3應(yīng)放在離Q2較遠(yuǎn)而離Q1較近的地方才有可能處于平衡，故應(yīng)放在Q1的左側(cè)。要使Q1和Q2也處于平衡狀態(tài)，Q3必須帶負(fù)電，故選項(xiàng)A正確。 4．(xx大連期中)如圖所示，在光滑絕緣水平面上有三個(gè)孤立的點(diǎn)電荷Q1、Q、Q2，Q恰好靜止不動(dòng)，Q1、Q2圍繞Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中三個(gè)點(diǎn)電荷始終共線。已知Q1、Q2分別與Q相距r1、r2，不計(jì)點(diǎn)電荷間的萬有引力，下列說法正確的是(　　) A．Q1、Q2的電荷量之比為 B．Q1、Q2的電荷量之比為2 C．Q1、Q2的質(zhì)量之比為 D．Q1、Q2的質(zhì)量之比為2 解析：選C　由于Q處于靜止，則有＝，所以＝2，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；對Q1有－＝m1ω2r1，對Q2有－＝m2ω2r2，將＝2代入，得m1r1＝m2r2，解得＝，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 5.在光滑的絕緣水平面上，有兩個(gè)質(zhì)量均為m、帶電荷量分別為＋q和－q的甲、乙兩個(gè)小球，在力F的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則甲、乙兩球之間的距離r為(　　) A. 　　　　　　　 　B．q C．2q D．2q 解析：選B　選甲、乙整體為研究對象，由牛頓第二定律得，加速度a＝。選乙為研究對象，由牛頓第二定律得，＝ma，聯(lián)立得r＝q ，選項(xiàng)B正確。 二、多項(xiàng)選擇題 6.如圖所示，在光滑絕緣的水平桌面上有四個(gè)小球，帶電荷量分別為－q、Q、－q、Q。四個(gè)小球構(gòu)成一個(gè)菱形，－q、－q的連線與－q、Q的連線之間的夾角為α。若此系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則正確的關(guān)系式可能是(　　) A．cos3α＝ B．cos3α＝ C．sin3α＝ D．sin3α＝ 解析：選AC　設(shè)菱形邊長為a，則兩個(gè)Q之間距離為2asin α，兩個(gè)－q之間距離為2acos α。選?。璹作為研究對象，由庫侖定律和平衡條件得2kcos α＝k，解得cos3α＝，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤。選取Q作為研究對象，由庫侖定律和平衡條件得2ksin α＝k，解得sin3α＝，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 7.兩個(gè)完全相同的小金屬球(皆可視為點(diǎn)電荷)，所帶電荷量之比為5∶1，它們在相距一定距離時(shí)相互間的作用力為F1，如果讓它們充分接觸后再放回各自原來的位置上，此時(shí)相互作用力變?yōu)镕2，則F1∶F2為(　　) A．5∶2 B．5∶4 C．5∶6 D．5∶9 解析：選BD　設(shè)兩金屬球的電荷量大小分別為5q和q，由庫侖定律得F1＝，若兩金屬球帶異種電荷，充分接觸后再放回各自原來的位置上，兩電荷帶同種電荷，帶電荷量分別為2q，則F2＝，所以F1∶F2＝5∶4；若兩金屬球帶同種電荷，充分接觸后再放回各自原來的位置上，兩電荷帶同種電荷，電荷量均為3q，則F2＝，所以F1∶F2＝5∶9。 8.(xx浙江高考)如圖所示，把A、B兩個(gè)相同的導(dǎo)電小球分別用長為0.10 m的絕緣細(xì)線懸掛于OA和OB兩點(diǎn)。用絲綢摩擦過的玻璃棒與A球接觸，棒移開后將懸點(diǎn)OB移到OA點(diǎn)固定。兩球接觸后分開，平衡時(shí)距離為0.12 m。已測得每個(gè)小球質(zhì)量是8.010－4 kg，帶電小球可視為點(diǎn)電荷，重力加速度 g＝10 m/s2，靜電力常量k＝9.0109Nm2/C2，則(　　) A．兩球所帶電荷量相等 B．A球所受的靜電力為1.010－2 N C．B球所帶的電荷量為410－8 C D．A、B兩球連線中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為0 解析：選ACD　用絲綢摩擦過的玻璃棒接觸A球，使A球帶正電，由題意知A、B兩球接觸后分開，則兩球所帶電荷量相等，選項(xiàng)A正確；兩球平衡后球B受力如圖所示，所受靜電力F＝mgtan α＝6.010－3 N，球A、B所受靜電力大小相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由F＝及q1＝q2知，小球所帶電荷量q＝410－8 C，選項(xiàng)C正確；A、B兩球所帶電荷在其連線的中點(diǎn)處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小相等、方向相反，場強(qiáng)為0，選項(xiàng)D正確。 第36課時(shí)　電場強(qiáng)度、電場線(雙基落實(shí)課) [說]　本課時(shí)內(nèi)容主要包括電場強(qiáng)度、電場力的概念，用電場線描述電場的方法。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，可以對電場力的性質(zhì)有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)。電場強(qiáng)度、電場力、電場線等是高考熱點(diǎn)，常在比較綜合的題目中有所涉及。 一、電場強(qiáng)度的理解 1.電場 (1)定義：存在于電荷周圍，能傳遞電荷間相互作用的一種特殊物質(zhì)； (2)基本性質(zhì)：對放入其中的電荷有力的作用。 2．電場強(qiáng)度 (1)定義：放入電場中某點(diǎn)的電荷受到的電場力F與它的電荷量q的比值； (2)矢量性：規(guī)定正電荷在電場中某點(diǎn)受電場力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場強(qiáng)度的方向。 3．電場強(qiáng)度三個(gè)公式的比較 公式 E＝ E＝k E＝ 意義 電場強(qiáng)度 的定義式 真空中點(diǎn)電荷的 電場強(qiáng)度公式 勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度 與電勢差的關(guān)系式 適用 范圍 任何電場 真空中的點(diǎn)電荷 勻強(qiáng)電場 [小題練通] 1.在電場中的A、B兩處分別引入不同的試探電荷q，得到試探電荷所受的電場力隨電荷量變化的關(guān)系如圖所示，則(　　) A．EA＞EB　　　　　　　 B．EA＜EB C．EA＝EB D．不能判定EA、EB的大小 解析：選A　根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式E＝，電場強(qiáng)度與圖中圖線的斜率相對應(yīng)，故EA＞EB，A項(xiàng)正確。 2．真空中，A、B兩點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q的距離分別為r和3r，則A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小之比為(　　) A．3∶1 B．1∶3 C．9∶1 D．1∶9 解析：選C　由點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式有：E＝k∝r－2，故有＝2＝2＝9∶1，C項(xiàng)正確。 電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度E的大小和方向是唯一的，其大小只由電場本身的特性決定，與F、q的大小及是否存在試探電荷無關(guān)，即不能認(rèn)為E∝F或E∝。 二、電場強(qiáng)度的疊加 [典例]　(xx山東高考)直角坐標(biāo)系xOy中，M、N兩點(diǎn)位于x軸上，G、H兩點(diǎn)坐標(biāo)如圖。M、N兩點(diǎn)各固定一負(fù)點(diǎn)電荷，一電量為Q的正點(diǎn)電荷置于O點(diǎn)時(shí)，G點(diǎn)處的電場強(qiáng)度恰好為零。靜電力常量用k表示。若將該正點(diǎn)電荷移到G點(diǎn)，則H點(diǎn)處場強(qiáng)的大小和方向分別為(　　) A.，沿y軸正向 B.，沿y軸負(fù)向 C.，沿y軸正向 D.，沿y軸負(fù)向 [解析]　處于O點(diǎn)的正點(diǎn)電荷在G點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)E1＝k，方向沿y軸負(fù)向；又因?yàn)镚點(diǎn)處場強(qiáng)為零，所以M、N處兩負(fù)點(diǎn)電荷在G點(diǎn)共同產(chǎn)生的場強(qiáng)E2＝E1＝k，方向沿y軸正向；根據(jù)對稱性，M、N處兩負(fù)點(diǎn)電荷在H點(diǎn)共同產(chǎn)生的場強(qiáng)E3＝E2＝k，方向沿y軸負(fù)向；將該正點(diǎn)電荷移到G處，該正點(diǎn)電荷在H點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)E4＝k，方向沿y軸正向，所以H點(diǎn)的場強(qiáng)E＝E3－E4＝，方向沿y軸負(fù)向。 [答案]　B 電場強(qiáng)度疊加問題的分析步驟 電場強(qiáng)度是矢量，疊加時(shí)應(yīng)遵從平行四邊形定則，分析電場的疊加問題的一般步驟是： (1)確定分析計(jì)算場強(qiáng)的空間位置； (2)分析該處有幾個(gè)分電場，先計(jì)算出各個(gè)分電場在該點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小和方向； (3)依次利用矢量合成的法則求出矢量和。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1．(xx江蘇高考)下列選項(xiàng)中的各圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標(biāo)出，且電荷均勻分布，各圓環(huán)間彼此絕緣。坐標(biāo)原點(diǎn)O處電場強(qiáng)度最大的是(　　) 解析：選B　將圓環(huán)分割成微元，根據(jù)對稱性和矢量疊加，D項(xiàng)O點(diǎn)的場強(qiáng)為零，C項(xiàng)等效為第二象限內(nèi)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場，大小與A項(xiàng)的相等，B項(xiàng)正、負(fù)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等，方向互相垂直，合場強(qiáng)是其中一個(gè)的倍，也是A、C項(xiàng)場強(qiáng)的倍，因此B項(xiàng)正確。 2.如圖所示，均勻帶電圓環(huán)所帶電荷量為Q，半徑為R，圓心為O，P為垂直于圓環(huán)平面中心軸上的一點(diǎn)，OP＝L，試求P點(diǎn)的場強(qiáng)。 解析：設(shè)想將圓環(huán)看成由n個(gè)小段組成，當(dāng)n相當(dāng)大時(shí)，每一小段都可以看成點(diǎn)電荷，其所帶電荷量Q′＝，由點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式可求得每一小段帶電體在P處產(chǎn)生的場強(qiáng)為 E＝＝。由對稱性知，各小段帶電體在P處場強(qiáng)E的垂直于中心軸的分量Ey相互抵消，而其軸向分量Ex之和即為帶電環(huán)在P處的場強(qiáng)EP， EP＝nEx＝nkcos θ＝k。 答案：k 三、電場線的理解及應(yīng)用 (1)定義：為了形象地描述電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小及方向，在電場中畫出一些有方向的曲線，曲線上每一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向。 (2) (3)六種典型電場的電場線 [小題練通] 1．(xx成都模擬)如圖所示為電場中的一條電場線，在該電場線上有a、b兩點(diǎn)，用Ea、Eb分別表示這兩處的電場強(qiáng)度的大小，則(　　) A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向相反 B．因?yàn)殡妶鼍€由a指向b，所以Ea>Eb C．因?yàn)殡妶鼍€是直線，所以Ea＝Eb D．因不清楚a、b兩點(diǎn)附近的電場線分布情況，所以不能確定Ea、Eb的大小關(guān)系 解析：選D　由電場線方向可知a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向都向右，A錯(cuò)；僅一條電場線無法比較電場線的疏密程度和電場強(qiáng)度大小關(guān)系，B、C錯(cuò)，D對。 2.(多選)(xx三明模擬)如圖所示，實(shí)線為不知方向的三條電場線，從電場中M點(diǎn)以相同速度垂直于電場線方向飛出a、b兩個(gè)帶電粒子，僅在電場力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，則(　　) A．a(chǎn)一定帶正電，b一定帶負(fù)電 B．a(chǎn)的速度將減小，b的速度將增加 C．a(chǎn)的加速度將減小，b的加速度將增大 D．兩個(gè)粒子的動(dòng)能均增加 解析：選CD　根據(jù)兩粒子的偏轉(zhuǎn)方向，可知兩粒子帶異性電荷，但無法確定其具體電性，故A錯(cuò)誤；由粒子受力方向與速度方向的關(guān)系，可判斷電場力對兩粒子均做正功，兩粒子的速度、動(dòng)能均增大，故B錯(cuò)誤，D正確；從兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡判斷，a粒子經(jīng)過的電場的電場線逐漸變得稀疏，b粒子經(jīng)過的電場的電場線逐漸變密，說明a的加速度減小，b的加速度增大，故C正確。 3.(多選)某電場的電場線分布如圖所示，則(　　) A．電荷P帶正電 B．電荷P帶負(fù)電 C．a(chǎn)點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度 D．正檢驗(yàn)電荷在c點(diǎn)受到的電場力大于在d點(diǎn)受到的電場力 解析：選AD　電場線從正電荷出發(fā)，故A正確，B錯(cuò)誤；從電場線的分布情況可知，b處的電場線比a處的密，所以b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于a點(diǎn)的電場強(qiáng)度，故C錯(cuò)誤；c點(diǎn)的場強(qiáng)大于d點(diǎn)的場強(qiáng)，所以正檢驗(yàn)電荷在c點(diǎn)受到的電場力大于在d點(diǎn)受到的電場力，故D正確。 (1)根據(jù)電場線確定電荷受力情況要分清正、負(fù)電荷。 (2)根據(jù)電場線方向只能確定電荷受力方向，不能確定運(yùn)動(dòng)軌跡。 一、單項(xiàng)選擇題 1．在電場中某點(diǎn)，當(dāng)放入正電荷時(shí)受到的電場力方向向右；當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí)受到的電場力方向向左，則下列說法中正確的是(　　) A．當(dāng)放入正電荷時(shí)，該點(diǎn)場強(qiáng)方向向右；當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí)，該點(diǎn)場強(qiáng)方向向左 B．該點(diǎn)場強(qiáng)方向一定向右 C．該點(diǎn)場強(qiáng)方向一定向左 D．該點(diǎn)場強(qiáng)方向可能向右，也可能向左 解析：選B　電場中某一點(diǎn)的電場方向取決于電場本身，其方向與放在該點(diǎn)的正電荷的受力方向一致，與負(fù)電荷的受力方向相反，故只有B正確。 2．檢驗(yàn)電荷在電場中某點(diǎn)受到的電場力為F，這點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E，在圖中能正確反映q、E、F三者關(guān)系的是(　　) 解析：選D　電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度由電場本身的性質(zhì)決定，與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷及其所受電場力無關(guān)，A、B錯(cuò)誤；檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)受到的電場力F＝Eq，F(xiàn)正比于q，C錯(cuò)誤，D正確。 3.(xx石家莊質(zhì)檢)均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場。如圖所示，在半球面AB上均勻分布正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過半球頂點(diǎn)與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點(diǎn)，OM＝ON＝2R，已知M點(diǎn)的場強(qiáng)大小為E，則N點(diǎn)的場強(qiáng)大小為(　　) A.　　　　　　　　　　　　 B.－E C.－E D.＋E 解析：選B　把半個(gè)帶正電荷的球面等效為整個(gè)帶正電荷的球面跟半個(gè)帶負(fù)電荷球面疊加在一起。整個(gè)帶正電荷的球面在N點(diǎn)的場強(qiáng)E1＝k＝k，半個(gè)帶負(fù)電荷球面在N點(diǎn)的場強(qiáng)E2＝E，N點(diǎn)的場強(qiáng)EN＝E1－E2＝k－E，則B項(xiàng)正確。 4．(xx全國卷Ⅱ)如圖，在光滑絕緣水平面上，三個(gè)帶電小球a、b和c分別位于邊長為l的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上；a、b帶正電，電荷量均為q，c帶負(fù)電。整個(gè)系統(tǒng)置于方向水平的勻強(qiáng)電場中。已知靜電力常量為k。若三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的大小為(　　) A. B. C. D. 解析：選B　設(shè)小球c帶電荷量為Q，由庫侖定律可知小球a對小球c的庫侖引力為F＝k，小球b對小球c的庫侖引力為F＝k，二力合力為2Fcos 30。設(shè)水平勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的大小為E，對c球，由平衡條件可得：QE＝2Fcos 30，解得：E＝，選項(xiàng)B正確。 5.如圖所示，在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細(xì)管的圓心O處放一點(diǎn)電荷，將質(zhì)量為m，帶電量為q的小球從圓弧管的水平直徑端點(diǎn)C由靜止釋放，小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí)，對管壁恰好無壓力。則放于圓心處的點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為(　　) A. B. C. D. 解析：選B　在B點(diǎn)由庫侖力和重力的合力提供向心力，得F－mg＝m，即qE＝m＋mg，小球從C到B電場力不做功，由動(dòng)能定理mgR＝mv2，兩個(gè)式子聯(lián)立可知E＝。點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小與B點(diǎn)相同，故B正確。 二、多項(xiàng)選擇題 6．在如圖所示的四種電場中，分別標(biāo)記有a、b兩點(diǎn)。其中a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等的是(　　) A．甲圖中與點(diǎn)電荷等距的a、b兩點(diǎn) B．乙圖中兩等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點(diǎn) C．丙圖中兩等量同種點(diǎn)電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點(diǎn) D．丁圖中非勻強(qiáng)電場中的a、b兩點(diǎn) 解析：選ABC　甲圖中與點(diǎn)電荷等距的a、b兩點(diǎn)，電場強(qiáng)度大小相等，選項(xiàng)A正確；對乙圖，根據(jù)電場線的疏密及對稱性可判斷，a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，選項(xiàng)B正確；丙圖中兩等量同種點(diǎn)電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點(diǎn)，電場強(qiáng)度大小相等，選項(xiàng)C正確；對丁圖，根據(jù)電場線的疏密可判斷，b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于a點(diǎn)的電場強(qiáng)度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 7.某電場區(qū)域的電場線如圖所示，a、b是其中一條電場線上的兩點(diǎn)，下列說法正確的是(　　) A．負(fù)電荷在a點(diǎn)受到的電場力一定小于它在b點(diǎn)受到的電場力 B．a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)方向一定沿著a點(diǎn)的電場線向右 C．正電荷在a點(diǎn)受到的電場力一定大于它在b點(diǎn)受到的電場力 D．a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)一定大于b點(diǎn)的場強(qiáng) 解析：選BCD　電場線越密，場強(qiáng)越大，所以a點(diǎn)的場強(qiáng)一定大于b點(diǎn)的場強(qiáng)，根據(jù)F＝Eq得電荷在a點(diǎn)受到的電場力一定大于它在b點(diǎn)受到的電場力，故A錯(cuò)誤，C、D正確；電場線某點(diǎn)的切線方向表示場強(qiáng)的方向，所以a點(diǎn)的場強(qiáng)方向一定沿著a點(diǎn)的電場線向右，故B正確。 8.某靜電場中的電場線如圖所示，帶電粒子在電場中僅受電場力作用，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，由M運(yùn)動(dòng)到N，以下說法正確的是(　　) A．粒子必定帶正電荷 B．粒子在M點(diǎn)的加速度大于它在N點(diǎn)的加速度 C．粒子在M點(diǎn)的加速度小于它在N點(diǎn)的加速度 D．粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能小于它在N點(diǎn)的動(dòng)能 解析：選ACD　根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲的情況，可以確定粒子受電場力的方向沿電場線切線方向，故此粒子帶正電荷，選項(xiàng)A正確；由于電場線越密，場強(qiáng)越大，粒子受電場力就越大，根據(jù)牛頓第二定律可知其加速度也越大，故此粒子在N點(diǎn)加速度大，選項(xiàng)C正確；粒子從M點(diǎn)到N點(diǎn)，電場力做正功，根據(jù)動(dòng)能定理得此粒子在N點(diǎn)動(dòng)能大，故選項(xiàng)D正確。 第37課時(shí)　電勢　電勢能　電勢差(重點(diǎn)突破課) [必備知識(shí)] 一、電場力做功與電勢能 1．電場力做功 (1)特點(diǎn)：靜電力做功與路徑無關(guān)，只與初、末位置有關(guān)。如圖，WAC＝WABC。 (2)計(jì)算 ①W＝qEd，適用于勻強(qiáng)電場。 ②WAB＝qUAB，適用于任何電場。 2．電勢能 (1)大?。旱扔趯㈦姾蓮脑擖c(diǎn)移到零勢能位置時(shí)電場力做的功。 (2)公式：Ep＝qφ (3)電場力做功與電勢能變化的關(guān)系：WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp，即電場力的功等于電勢能變化量的負(fù)值。 (4)電勢能的相對性：電勢能是相對的，零勢能點(diǎn)選取不同，電勢能的值不同。通常選取無窮遠(yuǎn)處或大地表面電勢能為零。 二、電勢和等勢面 1．電勢 (1)定義式：φ＝。 (2)矢標(biāo)性：電勢是標(biāo)量，有正負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點(diǎn)電勢比零電勢高(低)。 (3)相對性：電勢具有相對性，同一點(diǎn)的電勢因選取零電勢點(diǎn)的不同而不同。 2．等勢面 (1)定義：電場中電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫作等勢面。 (2)等勢面的特點(diǎn) ①在同一等勢面上移動(dòng)電荷時(shí)，電場力不做功。 ②電場線與等勢面垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。 ③任意兩個(gè)等勢面都不相交。 ④等差等勢面越密的地方，電場強(qiáng)度越大。 (3)幾種典型電場的等差等勢面分布(如圖中虛線所示)。 三、電勢差　勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 (1)定義：電場中兩點(diǎn)間電勢的差值叫作電勢差。 (2)定義式：UAB＝φA－φB。 (3)與電場力做功的關(guān)系：UAB＝。 (4)勻強(qiáng)電場中與場強(qiáng)的關(guān)系：U＝Ed。 [小題熱身] 1．(多選)(xx洛陽一模)一帶電小球在空中由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，只受重力和電場力作用。若重力做功－3 J，電場力做功1 J，則小球的(　　) A．重力勢能增加3 J　　　 　B．電勢能增加1 J C．動(dòng)能減少3 J D．機(jī)械能增加1 J 解析：選AD　重力做功－3 J，重力勢能增加3 J，A正確；電場力做功1 J，則電勢能減少1 J，B錯(cuò)誤；合外力做功－2 J，則動(dòng)能減少2 J，C錯(cuò)誤；電場力做功1 J，則機(jī)械能增加1 J，D正確。 2．(多選)下列關(guān)于電勢高低的判斷，正確的是(　　) A．負(fù)電荷從A移到B時(shí)，外力做正功，A點(diǎn)的電勢一定較高 B．負(fù)電荷從A移到B時(shí)，電勢能增加，A點(diǎn)的電勢一定較低 C．正電荷從A移到B時(shí)，電勢能增加，A點(diǎn)的電勢一定較低 D．正電荷只在電場力作用下從靜止開始，由A移到B，A點(diǎn)的電勢一定較高 解析：選CD　根據(jù)電場力做功和電勢能變化的關(guān)系，不管是正電荷還是負(fù)電荷，只要電場力做正功電勢能就減少；只要電場力做負(fù)功電勢能就增加。正、負(fù)電荷在電勢高低不同的位置具有的電勢能不同，正電荷在電勢高處具有的電勢能大；負(fù)電荷在電勢低處具有的電勢能大，可以確定選項(xiàng)C、D正確。 3．(xx全國丙卷)關(guān)于靜電場的等勢面，下列說法正確的是(　　) A．兩個(gè)電勢不同的等勢面可能相交 B．電場線與等勢面處處相互垂直 C．同一等勢面上各點(diǎn)電場強(qiáng)度一定相等 D．將一負(fù)的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面，電場力做正功 解析：選B　在靜電場中，兩個(gè)電勢不同的等勢面不會(huì)相交，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電場線與等勢面一定相互垂直，選項(xiàng)B正確；同一等勢面上的電場強(qiáng)度可能相等，也可能不相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，移動(dòng)負(fù)試探電荷時(shí)，電場力做負(fù)功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 提能點(diǎn)(一)　電場力做功與電勢能 [典例]　(多選)(xx全國乙卷)如圖，一帶負(fù)電荷的油滴在勻 強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)，其軌跡在豎直面(紙面)內(nèi)，且相對于過軌跡最低點(diǎn)P的豎直線對稱。忽略空氣阻力。由此可知(　　) A．Q點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)高 B．油滴在Q點(diǎn)的動(dòng)能比它在P點(diǎn)的大 C．油滴在Q點(diǎn)的電勢能比它在P點(diǎn)的大 D．油滴在Q點(diǎn)的加速度大小比它在P點(diǎn)的小 [審題指導(dǎo)] (1)審題關(guān)注“勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)”，從而明確帶負(fù)電荷的油滴所受電場力不變。 (2)審題關(guān)注“軌跡在豎直平面內(nèi)相對于過軌跡最低點(diǎn)P的豎直線對稱”，從而明確電場線方向。 [解析]　由于帶負(fù)電荷的油滴在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)，其軌跡關(guān)于過最低點(diǎn)P的豎直線對稱，由此可判斷勻強(qiáng)電場方向豎直向下，Q點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)高，油滴的加速度不變，A對D錯(cuò)；油滴由P到Q過程電場力做正功，電勢能減小，動(dòng)能增大，B對C錯(cuò)。 [答案]　AB 　電勢能大小的判斷 判斷依據(jù) 判斷方法 電場力做功 電場力做正功，電勢能減小，電場力做負(fù)功，電勢能增加 公式Ep＝qφ 正電荷在電勢高的地方電勢能大，而負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大 能量守恒 在只有電場力做功時(shí)動(dòng)能和電勢能之和保持不變，動(dòng)能增加時(shí)，電勢能減小 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1．(xx開封一模)在電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場中，將一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電小球由靜止開始釋放，帶電小球沿與豎直方向成θ角的方向做直線運(yùn)動(dòng)。關(guān)于帶電小球的電勢能Ep和機(jī)械能W的判斷，正確的是(　　) A．若sin θ<，則Ep一定減少，W一定增加 B．若sin θ＝，則Ep、W一定不變 C．若sin θ＝，則Ep一定增加，W一定減小 D．若tan θ＝，則Ep可能增加，W一定增加 解析：選B　帶電小球由靜止開始釋放，只受重力和電場力，其電勢能與機(jī)械能之和保持不變。畫出帶電小球運(yùn)動(dòng)中可能的受力圖，由圖可知，若sin θ＝，則所受電場力與位移垂直，電場力不做功，電勢能Ep一定不變，而重力做正功，重力勢能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能W一定不變，選項(xiàng)B正確、C錯(cuò)誤。若sin θ<，則電場力與位移夾角可能小于90，電場力做正功，電勢能Ep減少，機(jī)械能W增加，也可能大于90，電場力做負(fù)功，電勢能Ep增加，機(jī)械能W減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。若tan θ＝，則電場力與位移夾角小于90，電場力做正功，電勢能Ep減少，機(jī)械能W增加，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 2.(xx太原測評)如圖，空間中存在水平向左的勻強(qiáng)電場。在電場中將一帶電液滴從b點(diǎn)由靜止釋放，液滴沿直線由b運(yùn)動(dòng)到d，且直線bd方向與豎直方向成45角，下列判斷正確的是(　　) A．液滴帶正電荷 B．液滴的電勢能減少 C．液滴的重力勢能和電勢能之和不變 D．液滴的電勢能和動(dòng)能之和不變 解析：選B　帶電液滴受重力和電場力兩個(gè)力的作用，由靜止釋放后，沿直線由b運(yùn)動(dòng)到d，說明液滴所受合外力沿b到d的方向，又因?yàn)橹亓Ψ较蜇Q直向下，所以電場力的方向水平向右，而電場線水平向左，故帶電液滴帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；液滴沿直線由b運(yùn)動(dòng)到d的過程中，重力和電場力均做正功，重力勢能和電勢能都減少，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；重力和電場力合力所做的功，等于液滴動(dòng)能的增量，又因?yàn)橹亓碗妶隽λ龅墓Φ扔谥亓菽芎碗妱菽艿臏p少量，故液滴的重力勢能、電勢能、動(dòng)能三者之和不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 提能點(diǎn)(二)　電勢的理解和電勢高低的判斷 1.電勢是反映電場能的性質(zhì)的物理量。即確定了電場中某點(diǎn)的電勢，就可以知道任意電荷放在該點(diǎn)時(shí)的電勢能。 2．電勢的高低與電場強(qiáng)度的大小無關(guān)。 3．電勢具有相對性，規(guī)定電勢能為零的地方電勢也為零。 4．沿電場線的方向電勢是逐漸降低的。 [典例]　(xx淄博模擬)如圖所示，一圓環(huán)上均勻分布著負(fù)電荷，x軸垂直于環(huán)面且過圓心O。下列關(guān)于x軸上的電場強(qiáng)度和電勢的說法正確的是(　　) A．從O點(diǎn)沿x軸正方向，電場強(qiáng)度先增大后減小，電勢一直降低 B．從O點(diǎn)沿x軸正方向，電場強(qiáng)度先增大后減小，電勢先降低后升高 C．O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，電勢最低 D．O點(diǎn)的電場強(qiáng)度不為零，電勢最高 [解析]　根據(jù)電荷分布的對稱性可知O點(diǎn)電場強(qiáng)度為零，而沿x軸正方向無限遠(yuǎn)處電場強(qiáng)度也為零，故從O點(diǎn)沿x軸正方向電場強(qiáng)度先增大后減小。由于圓環(huán)帶負(fù)電荷，故圓環(huán)右側(cè)x軸上電場方向沿x軸負(fù)方向，所以從O點(diǎn)沿x軸正方向，電勢一直升高，故選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，C正確。 [答案]　C 電勢高低的判斷 判斷依據(jù) 判斷方法 電場線 沿電場線方向電勢逐漸降低 場源電荷 離正電荷越近的地方電勢越高，離負(fù)電荷越近的地方電勢越低 電勢能 正電荷在某點(diǎn)的電勢能越大，該點(diǎn)電勢越高，負(fù)電荷在某點(diǎn)電勢能越大，該點(diǎn)電勢越低 電場力做功 已知WAB可根據(jù)UAB＝確定UAB，再根據(jù)UAB＝φA－φB判斷電勢高低 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1．(多選)(xx昆明七校聯(lián)考)如圖甲所示，a、b是某電場中一條電場線上的兩點(diǎn)，若在a點(diǎn)釋放一初速度為零的帶負(fù)電的粒子，粒子僅在電場力作用下沿電場線由a運(yùn)動(dòng)到b，其電勢能W隨位移x變化的規(guī)律如圖乙所示。設(shè)a、b兩點(diǎn)的電勢分別為φa和φb，電場強(qiáng)度的大小分別為Ea和Eb。則下列判斷正確的是(　　) A．φa>φb　　　　　　　　　 B．φa<φb C．EaaB，EkA>EkB B．a(chǎn)AEpB C．a(chǎn)AaB，EpAEkB，EpAEB C．φA>φB D．φA<φB 解析：選D　由速度平方v2與位移x的關(guān)系與v2－v02＝2ax對比可得，電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律，合力(電場力)恒定，此電場為勻強(qiáng)電場，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；電子從A到B，電場力做正功，電勢能減小，電勢增大，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤。 4.(xx石家莊模擬)如圖所示，a、b是真空中兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷，A、B兩點(diǎn)在兩電荷連線上且關(guān)于兩電荷連線的中垂線對稱，O為中點(diǎn)?，F(xiàn)將一負(fù)點(diǎn)電荷q由A點(diǎn)沿ab連線移到B點(diǎn)，下列說法中正確的是(　　) A．A點(diǎn)電勢高于O點(diǎn)電勢 B．A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢 C．電荷q移動(dòng)過程中，電勢能一直減少 D．電荷q移動(dòng)過程中，電場力先做正功后做負(fù)功 解析：選A　由于a、b帶電量相同，故兩電荷合電場的方向?yàn)橛葾指向O，由B指向O，由此可知由于沿著電場線的方向電勢將降低，故A項(xiàng)說法正確；由a、b帶電量相同，可知其中垂線上各點(diǎn)電勢相等，由對稱性可知A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相等，從A、B兩點(diǎn)移動(dòng)相同電荷到O點(diǎn)電場力的功相等，故其電勢相同，B項(xiàng)說法不正確；負(fù)點(diǎn)電荷q由A點(diǎn)沿ab連線移到B點(diǎn)的過程中，從A點(diǎn)到O點(diǎn)電場力做負(fù)功電勢能增加，從O點(diǎn)到B點(diǎn)電場力做正功電勢能減小，故C、D項(xiàng)說法均不正確。 5．如圖所示，僅在靜電力作用下，一帶電粒子沿圖中虛線從A運(yùn)動(dòng)到B，則(　　) A．靜電力做正功　　 B．動(dòng)能增加 C．粒子帶正電　 　 　 D．