2021-2022年人教版（2019）高中物理必修三电场重点难点易错点——电势能、电势、电势差、电场强度关系

人教版必修三电场——电势能、电势、电势差、电场强度关系1.电场强度——E——矢量—与试探电荷无关！（1）E=F/q——任何电场(N/C)（2）公式： E=kQ/r2——点电荷场（3）E=U/d——匀强电场（V/m）（4）与电场线的关系：电场线密的场强大，电场线某点的切线方向为该点场强方向。2.电势能——W:J——标量——与检验电荷有关、电场中的位置有关；（1）电场力作正功，电势能减小，做了多少功，电势能减少多少；克服电场力做功，电势能增加，做了多少功，电势能增加多少！（2）3电势（ψ）——V——标量：电场本身的性质——与试探电荷无关！（1）（2）UAB=φA-φB（3）与电场线的关系：沿电场线方向电势逐渐降低，且降得最快4.电势差（UAB）——V——标量电场本身的性质：与验电荷无关!（1）定义式：UAB=WAB/q（2）UAB=φA-φB（3）UAB=-UBA等量电荷两条特殊线上的场强、电势分布特点一、等量异种电荷电场强度1、两电荷连线上小结：等量异种电荷连线中点场强最小，靠近点电荷场强渐强，方向从正点荷指向负电荷。2、中垂线上小结：等量异种电荷的中垂线上电场强度由中点向上向下减小，方向与两点电荷的连线平行且由正电荷指向负电荷。电势1、两电荷连线上：小结：由于沿着电场线的方向电势降低，所以连线上从正点电荷到负点电荷电势降低。2、两点电荷连线中垂线上：小结：由于中垂线上场强方向与中垂线垂直，所以某检验荷在中垂线上移动时，电场力不做功，由知，中垂线上任意两点的电势差为零，即中垂线上电势均为零。二、等量同种电荷电场强度1、两电荷连线上小结：等量同种电荷连线上中点场强为零，向两侧逐渐增大。2、中垂线上小结：等量同种电荷连线的中垂线上，从中点向两侧电场强度先增大后减小，两侧方向相反，关于O点对称的点数值相等。若两电荷为等量正电荷，则电场强度方向均沿中垂线方向从中点指向无限远；若两电荷为等量负电荷，则电场强度方向均沿中垂线方向从无限远指向中点。电势-4- 1、两电荷连线上小结：可根据电势与电场线的关系（沿着电场线的方向电势降低）直接判断：连线上，中点电势最小，从中点往两边电势升高；2、中垂线上小结：中垂线上从中点往两边电势降低，无穷远处为零。电场线的分布如右图所示。【同步练习】1．如图1所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是（）A．把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少B．把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加C．把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能增加D．把负电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加2．从电势差定义式可以看出（）A．电场中两点间的电势差与电场力做的功W成正比，与移送的电量q成反比B．电场力在电场中两点间移动的电荷越多，电场力做的功越大C．将1库的负电荷从一点移到另一点电场做了1焦的功，这两点间的电势差的大小是1伏D．两点间的电势差，等于把正点电荷从一点移到另一点电场力做的功3．如图2所示，电场中a、b、c三点，ab=bc，则把点电荷+q从a点经b移到c的过程中，电场力做功的大小关系有（）A．Wab＞WbcB．Wab＝WbcC．Wab＜WbcD．无法比较4.如图3所示，在真空中有两个等量正电荷Q1和Q2,分别置于a、b两点，dc为ab连线的中垂线,d为无穷远处,现将另一正电荷由c点沿cd移向d点的过程中，下述中正确的是（）A．q的电势能逐渐增大B．q的电势能逐渐减小C．q受到的电场力一直在减小D．q受到的电场力先增大后减小5．在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是()A．电场强度大的地方电势一定高B．电势为零的地方场强也一定为零C．场强为零的地方电势也一定为零D．场强大小相同的点电势不一定相同6．若带正电的小球只受电场力的作用，则它在任意一段时间内()A．一定沿着电场线由高电势向低电势运动B．一定沿着电场线由低电势向高电势运动C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势向低电势运动7．一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么()A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能B．电荷在B处将具有5×10－6J的动能C．电荷的电势能减少了5×10－6JD．电荷的动能增加了5×10－6J-4- 8．一个点电荷，从静电场中的a点移到b点，其电势能的变化为零，则()A．a、b两点场强一定相等B．该点电荷一定沿等势面移动C．作用于该点的电场力与其移动方向总是垂直的D．a、b两点的电势一定相等9．图9中A．B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC=60°，BC=20cm．把一个电量q=10-5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为－1.73×10-3J，则该匀强电场的场强大小和方向是（）A．865V／m，垂直AC向左B．865V／m，垂直AC向右C．1000V／m，垂直AB斜向上D．1000V／m，垂直AB斜向下10.图12所示的匀强电场场强为103N/C，ab＝dc＝4cm，bc＝ad＝3cm．则下述计算结果正确的是（）A．ab之间的电势差为40V．B．ac之间的电势差为50V．C．将q＝－5×10－3C的点电荷沿矩形路径abcd移动一周，电场力做功为零．D．将q＝－5×10－3C的点电荷沿abc或adc从a移动到c，电场力做功都是－0.25J．11．如图4所示，在场强为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一电量为q的正电荷从A点移到B点．若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1＝________；若沿路经ACB移动该电荷，电场力做的功W2＝________；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功W3＝________．由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是________．12.将带电量为6×10-6Ｃ的负电荷从电场中A点移到B点，克服电场力做了3×10－５Ｊ的功，再将电荷从B点移到C点，电场力做了1.2×10－5Ｊ的功，则A、C间的电势差为Ｖ，电荷从A点移到B点再从B点移到C点的过程中，电势能变化了Ｊ13如果把q＝1.0×10－8Ｃ的正电荷，从无穷远移至电场中的A点，需要克服电场力做功Ｊ，那么：(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少?(2)q未移入电场前A点的电势是多少?-4- 14．如图6，两平行金属板A、B间为一匀强电场，A、B相距6cm，C、D为电场中的两点，且CD＝4cm，CD连线和场强方向成60°角．已知电子从D点移到C点电场力做3.2×10－17J的功，求：（1）匀强电场的场强；（2）A、B两点间的电势差；（3）若A板接地，D点电势为多少？15.如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面，现将电荷量为10－8C的正点电荷从A点移到B点，电场力做功为3×l0－6J，将另一电荷量为10－8C的负点电荷从A点移到C点，克服电场力做功3×10－6J。(1)求电场线的方向及UAB、UAC、UBC的值。(2)若AB边长为2cm，求电场强度。16.如图所示，在范围很大的水平向右的匀强电场中，一个电荷量为-q的油滴，从A点以速度v竖直向上射人电场.已知油滴质量为m，重力加速度为g，当油滴到达运动轨迹的最高点时，测得它的速度大小恰为v/2，问:(1)电场强度E为多大?(2)A点至最高点的电势差为多少?-4-