2014年高考物理復(fù)習(xí) 第6章 第3課時(shí) 電場(chǎng)能的性質(zhì)訓(xùn)練題（含解析） 新人教版

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1、第3課時(shí)　電場(chǎng)能的性質(zhì) 考綱解讀1.掌握電勢(shì)、電勢(shì)能、電勢(shì)差的概念，理解電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)；會(huì)判斷電場(chǎng)中電勢(shì)的高低、電勢(shì)能的變化.2.會(huì)計(jì)算電場(chǎng)力做功及分析電場(chǎng)中的功能關(guān)系． 1．[對(duì)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化關(guān)系的理解]如圖1所示，a、b為某電 場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，那么以下結(jié)論正確的是 (　　) 圖1 A．把正電荷從a移到b，電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減小 B．把負(fù)電荷從a移到b，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加 C．把負(fù)電荷從a移到b，電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能增加 D．不論正電荷還是負(fù)電荷，從a到b電勢(shì)能都逐漸降低 答案　AB 解析　若正電荷從a移到b，由于電場(chǎng)力方

2、向和位移方向同向，電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減小，A對(duì)；若把負(fù)電荷從a移到b，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加，B對(duì)，C、D錯(cuò)． 2．[對(duì)電勢(shì)差的理解]關(guān)于電勢(shì)差的計(jì)算公式，下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．電勢(shì)差的公式UAB＝說(shuō)明兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB與電場(chǎng)力做功WAB成正比，與移動(dòng)電荷的電荷量q成反比 B．把正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場(chǎng)力做正功，則有UAB>0 C．電勢(shì)差的公式UAB＝中，UAB與移動(dòng)電荷的電荷量q無(wú)關(guān) D．電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB等于把正電荷q從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功 答案　BC 解析　電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是一個(gè)定值，不會(huì)隨著電場(chǎng)力做的功WAB和

3、移動(dòng)電荷的電荷量q的變化而變化，故A錯(cuò)，C對(duì)；又由UAB＝知，電場(chǎng)力做正功，q為正電荷，則電勢(shì)差為正，即B正確；電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB等于把單位正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功，故D錯(cuò)誤． 3．[對(duì)電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系的理解]在靜電場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零的區(qū)域內(nèi)，電勢(shì)一定也處處為零 B．電場(chǎng)強(qiáng)度處處相同的區(qū)域內(nèi)，電勢(shì)一定也處處相同 C．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是跟等勢(shì)面垂直 D．電勢(shì)降低的方向就是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向 答案　C 解析　電場(chǎng)強(qiáng)度大小和電勢(shì)高低沒(méi)有直接關(guān)系，不能根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度大小判斷電勢(shì)高低，也不能根據(jù)電勢(shì)的高低判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，故

4、A、B錯(cuò)；電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定跟等勢(shì)面垂直，C對(duì)；沿電場(chǎng)強(qiáng)度的方向電勢(shì)降低，但電勢(shì)降低的方向不一定是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，D錯(cuò)． 4．[對(duì)電場(chǎng)線和等勢(shì)面關(guān)系的理解]圖2甲、乙、丙分別是等量異種點(diǎn)電荷、等量正點(diǎn)電荷、正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線與等勢(shì)面的分布情況．問(wèn)： 甲　 　　　　 乙　　　　　　　丙 圖2 (1)在圖甲中，比較A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)大??？ (2)在圖乙中，O點(diǎn)、M點(diǎn)電勢(shì)一樣嗎？ (3)在圖丙中，A、B、C三點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系如何？電勢(shì)關(guān)系如何？ 答案　(1)φA>φB>φC，且φA>0，φB＝0，φC<0 (2)不一樣，φO>φM (3)場(chǎng)強(qiáng)的大小關(guān)系EA＝EB>EC，方向不同

5、；電勢(shì)的大小關(guān)系φA＝φB>φC 考點(diǎn)梳理 一、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能 1．電場(chǎng)力做功的特點(diǎn) (1)在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān)，可見(jiàn)電場(chǎng)力做功與重力做功相似． (2)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)力做的功W＝Eqd，其中d為沿電場(chǎng)線方向的位移． 2．電勢(shì)能 (1)定義：電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能．電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于把它從該點(diǎn)移到零勢(shì)能位置時(shí)電場(chǎng)力所做的功． (2)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系 電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的減少量，即WAB＝EpA－EpB. (3)電勢(shì)能的相對(duì)性：電勢(shì)能是相對(duì)的，通常把電荷在離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上

6、的電勢(shì)能規(guī)定為零． 二、電勢(shì) 1．電勢(shì) (1)定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值． (2)定義式：φ＝. (3)標(biāo)矢性：電勢(shì)是標(biāo)量，其大小有正負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點(diǎn)電勢(shì)比電勢(shì)零點(diǎn)高(低)． (4)相對(duì)性：電勢(shì)具有相對(duì)性，同一點(diǎn)的電勢(shì)因零電勢(shì)點(diǎn)的選取的不同而不同． (5)沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低． 2．等勢(shì)面 (1)定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相等的各點(diǎn)構(gòu)成的面． (2)特點(diǎn) ①電場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直，即場(chǎng)強(qiáng)的方向跟等勢(shì)面垂直． ②在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功． ③電場(chǎng)線總是從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面． ④等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大；反之越?。?/p>

7、 ⑤任意兩等勢(shì)面不相交． 深化拓展　(1)電勢(shì)是描述電場(chǎng)本身的能的性質(zhì)的物理量，由電場(chǎng)本身決定，而電勢(shì)能反映電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所具有的電勢(shì)能，由電荷與電場(chǎng)共同決定． (2)φ＝或Ep＝φq. 三、電勢(shì)差 1．電勢(shì)差：電荷q在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力所做的功WAB跟它的電荷量q的比值，叫做A、B間的電勢(shì)差，也叫電壓． 公式：UAB＝.單位：伏(V)． 2．電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系：UAB＝φA－φB，電勢(shì)差是標(biāo)量，可以是正值，也可以是負(fù)值，而且有UAB＝－UBA. 3．電勢(shì)差UAB由電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的位置決定，與移動(dòng)的電荷q、電場(chǎng)力做的功WAB無(wú)關(guān)，與零電勢(shì)點(diǎn)的選取也無(wú)關(guān)． 4

8、．電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系：勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離的乘積．即U＝Ed，也可以寫(xiě)作E＝. 5．[電場(chǎng)力做功與重力做功特點(diǎn)的比較]下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 (　　) A．重力做功與路徑無(wú)關(guān)，與移動(dòng)物體的初末位置的豎直高度差有關(guān)，即WAB＝mghAB B．電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，與移動(dòng)電荷的初末位置的電勢(shì)差有關(guān)，即WAB＝qUAB C．重力對(duì)物體做正功，其重力勢(shì)能減少，做負(fù)功，則重力勢(shì)能增加 D．電場(chǎng)力對(duì)正電荷做正功，正電荷電勢(shì)能減少，對(duì)負(fù)電荷做正功，負(fù)電荷電勢(shì)能增加 答案　D 解析　電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)與重力做功的特點(diǎn)相同，且有電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功

9、等于其電勢(shì)能的減少量．做正功，電勢(shì)能減少，做負(fù)功，電勢(shì)能增加，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 6．[幾個(gè)功能關(guān)系的理解]如圖3為一勻強(qiáng)電場(chǎng)，某帶電粒子從 A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服重力做的功為3.0 J， 電場(chǎng)力做的功為2.0 J．則下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．粒子帶正電 圖3 B．粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)少2.0 J C．粒子在A點(diǎn)的機(jī)械能比在B點(diǎn)少1.0 J D．粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)多1.0 J 答案　AD 規(guī)律總結(jié) 1．電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)是：與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān). 2．電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的減少量． 3．電場(chǎng)力做功時(shí)，伴隨著能

10、量的轉(zhuǎn)化與守恒． 考點(diǎn)一　電勢(shì)高低及電勢(shì)能大小的判斷與比較 1．比較電勢(shì)高低的方法 (1)沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低． (2)判斷出UAB的正負(fù)，再由UAB＝φA－φB，比較φA、φB的大小，若UAB>0，則φA>φB，若UAB<0，則φA<φB. (3)取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則正電荷周?chē)妱?shì)為正值，負(fù)電荷周?chē)妱?shì)為負(fù)值；靠近正電荷處電勢(shì)高，靠近負(fù)電荷處電勢(shì)低． 2．電勢(shì)能大小的比較方法 (1)做功判斷法 電場(chǎng)力做正功，電荷(無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷)從電勢(shì)能較大的地方移向電勢(shì)能較小的地方，反之，如果電荷克服電場(chǎng)力做功，那么電荷將從電勢(shì)能較小的地方移向電勢(shì)能較大的地方． 特別

11、提醒　其他各種方法都是在此基礎(chǔ)上推理出來(lái)的，最終還要回歸到電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化關(guān)系上． (2)場(chǎng)電荷判斷法 ①離場(chǎng)正電荷越近，正電荷的電勢(shì)能越大；負(fù)電荷的電勢(shì)能越?。? ②離場(chǎng)負(fù)電荷越近，正電荷的電勢(shì)能越小；負(fù)電荷的電勢(shì)能越大． (3)電場(chǎng)線法 ①正電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸減?。荒嬷妶?chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸增大． ②負(fù)電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸增大；逆著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸減小． (4)公式法 由Ep＝qφ，將q、φ的大小、正負(fù)號(hào)一起代入公式，Ep的正值越大，電勢(shì)能越大；Ep的負(fù)值越大，電勢(shì)能越?。? 例1　如圖4所示，xOy平面內(nèi)有一

12、勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，方向未知， 電場(chǎng)線跟x軸的負(fù)方向夾角為θ，電子在坐標(biāo)平面xOy內(nèi)，從原點(diǎn) O以大小為v0、方向沿x軸正方向的初速度射入電場(chǎng)，最后打在y 軸上的M點(diǎn)．電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，重力不計(jì)．則(　　) 圖4 A．O點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn)電勢(shì) B．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電子在M點(diǎn)電勢(shì)能最大 C．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電子的電勢(shì)能先減少后增加 D．電場(chǎng)力對(duì)電子先做負(fù)功，后做正功 解析　由電子的運(yùn)動(dòng)軌跡知，電子受到的電場(chǎng)力方向斜向左上，故電場(chǎng)方向斜向右下，M點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn)電勢(shì)，A錯(cuò)誤；電子在M點(diǎn)電勢(shì)能最小，B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電子先克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能增加，后電場(chǎng)力對(duì)電子做正功，電勢(shì)能減少，

13、故C錯(cuò)誤，D正確． 答案　D 　　　　　電勢(shì)、電勢(shì)能的高低的判斷方法有多種，選擇哪種方法要根據(jù) 具體情況而定．例如在本題中，可根據(jù)電場(chǎng)線的方向直接判斷電勢(shì)的 高低，也可根據(jù)電場(chǎng)力的做功情況來(lái)判斷． 突破訓(xùn)練1　如圖5是某一點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線， A、B是電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，一負(fù)電荷q僅在電場(chǎng)力作用下以 初速度v0從A向B運(yùn)動(dòng)并經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，一段時(shí)間后q以速度 圖5 v又一次經(jīng)過(guò)A點(diǎn)，且v與v0的方向相反，則以下說(shuō)法中正確的是 (　　) A．A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是EAφB C．負(fù)電荷q在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能EpA

14、．負(fù)電荷q先后經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度大小v0＝v 答案　BCD 解析　由于負(fù)電荷從A至B減速運(yùn)動(dòng)，則電場(chǎng)力的方向由B→A，電場(chǎng)E的方向應(yīng)由A→B，所以φA>φB，EpA

15、中垂線上的電勢(shì)為零 等量同種正點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 連線上，中點(diǎn)電勢(shì)最低，而在中垂線上，中點(diǎn)電勢(shì)最高 2．解決該類(lèi)問(wèn)題應(yīng)熟練掌握以下知識(shí)及規(guī)律 (1)帶電粒子所受合力(往往僅為電場(chǎng)力)指向軌跡曲線的內(nèi)側(cè)． (2)該點(diǎn)速度方向?yàn)檐壽E切線方向． (3)電場(chǎng)線或等差等勢(shì)面密集的地方場(chǎng)強(qiáng)大． (4)電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面． (5)順著電場(chǎng)線電勢(shì)降低最快． (6)電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大．有時(shí)還要用到牛頓第二定律、動(dòng)能定理等知識(shí)． 例2　(2011·江蘇單科·8)一粒子從A點(diǎn)射入電場(chǎng)，從B點(diǎn)射出， 電場(chǎng)的等勢(shì)面和粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖6所示，圖中左側(cè)前三

16、個(gè)等勢(shì)面彼此平行，不計(jì)粒子的重力．下列說(shuō)法正確的有(　　) A．粒子帶負(fù)電荷 圖6 B．粒子的加速度先不變，后變小 C．粒子的速度不斷增大 D．粒子的電勢(shì)能先減小，后增大 解析　電場(chǎng)線如圖所示，由于受力總指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)， 故粒子帶負(fù)電荷，A對(duì)；由電場(chǎng)線分布知電場(chǎng)力先不變， 后越來(lái)越小，由a＝知B對(duì)；電場(chǎng)力一直做負(fù)功，粒子 速度一直減小，電勢(shì)能一直增大，C、D錯(cuò)． 答案　AB 　　　　 解題突破口：根據(jù)所給的等勢(shì)面，明確電場(chǎng)分布　 情況，畫(huà)出 電場(chǎng)線，再根據(jù)電荷電性找到電荷的受力方向、受力大小變化；根據(jù) 運(yùn)動(dòng)軌跡或路徑，判斷功的正負(fù)、動(dòng)能及

17、電勢(shì)能的變化． 突破訓(xùn)練2　如圖7所示，O是一固定的點(diǎn)電荷，虛線是該點(diǎn)電荷 產(chǎn)生的電場(chǎng)中的三條等勢(shì)線，正點(diǎn)電荷q僅受電場(chǎng)力的作用下沿 實(shí)線所示的軌跡從a處運(yùn)動(dòng)到b處，然后又運(yùn)動(dòng)到c處．由此 可知 (　　) A．O為負(fù)電荷 B．在整個(gè)過(guò)程中q的速度先變大后變小 圖7 C．在整個(gè)過(guò)程中q的加速度先變大后變小 D．在整個(gè)過(guò)程中，電場(chǎng)力做功為零 答案　CD 解析　由運(yùn)動(dòng)軌跡可以分析可知q受到庫(kù)侖斥力的作用，O點(diǎn)的電荷應(yīng)為正電荷，A錯(cuò)；從a到b的過(guò)程q受到逐漸變大的庫(kù)侖斥力，速度逐漸減小，加速度增大，而從b到c的過(guò)程q受到逐漸變小的庫(kù)

18、侖斥力，速度逐漸增大，加速度減小，B錯(cuò)，C對(duì)；由于a、c兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，整個(gè)過(guò)程中，電場(chǎng)力不做功，D對(duì)． 考點(diǎn)三　電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 1．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中U＝Ed，即在沿電場(chǎng)線方向上，U∝d. 2．在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中U＝Ed雖不能直接應(yīng)用，但可以做定性判斷． 例3　如圖8所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)，在以它們?yōu)轫旤c(diǎn) 的三角形中，∠a＝30°，∠c＝90°.電場(chǎng)方向與三角形所在平面 平行．已知a、b和c點(diǎn)的電勢(shì)分別為(2－) V、(2＋) V和 2 V．該三角形的外接圓上最低、最高電勢(shì)分別為 (　　) 圖8 A．(2－) V、(2＋) V B．0、4 V C

19、. V、 V D．0、2 V 解析　如圖，圓心O是ab的中點(diǎn)，所以圓心O點(diǎn)的電勢(shì)為2 V， 所以O(shè)c是等勢(shì)線，則電場(chǎng)線如圖中MN所示，方向由M指向N. 沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)均勻降低，過(guò)圓心的電勢(shì)為2 V，則圓周上電勢(shì) 最低為0，最高為4 V，選B. 答案　B 　　　　　1.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電勢(shì)沿直線是均勻變化的，即直線上距離相等的 線段兩端的電勢(shì)差值相等． 2．等分線段找等勢(shì)點(diǎn)法：將電勢(shì)最高點(diǎn)和電勢(shì)最低點(diǎn)連接后根據(jù)需要平分成 若干段，必能找到第三點(diǎn)電勢(shì)的等勢(shì)點(diǎn)，它們的連線即等勢(shì)面(或等勢(shì)線)， 與其垂直的線即為電場(chǎng)線． 突破訓(xùn)練3　a、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)

20、點(diǎn)，它們正好是 一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)．電場(chǎng)線與矩形所在平面平行．已知a 點(diǎn)的電勢(shì)為20 V，b點(diǎn)的電勢(shì)為24 V，d點(diǎn)的電勢(shì)為4 V， 如圖9所示，由此可知c點(diǎn)的電勢(shì)為 (　　) 圖9 A．4 V B．8 V C．12 V D．24 V 答案　B 考點(diǎn)四　電場(chǎng)中的功能關(guān)系 1．功能關(guān)系 (1)若只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變； (2)若只有電場(chǎng)力和重力做功，電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變； (3)除重力外，其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化． (4)所有力對(duì)物體所做功的代數(shù)和，等于物體動(dòng)能的變化． 2．電場(chǎng)

21、力做功的計(jì)算方法 (1)由公式W＝Flcos α計(jì)算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，可變形為：W＝qElcos α. (2)由W＝qU來(lái)計(jì)算，此公式適用于任何形式的靜電場(chǎng)． (3)由動(dòng)能定理來(lái)計(jì)算：W電場(chǎng)力＋W其他力＝ΔEk. (4)由電勢(shì)能的變化來(lái)計(jì)算：WAB＝EpA－EpB. 例4　如圖10所示，豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于 水平地面上，上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球，小球與彈簧不連接， 施加外力F將小球向下壓至某位置靜止．現(xiàn)撤去F，小球從靜止開(kāi) 始運(yùn)動(dòng)到離開(kāi)彈簧的過(guò)程中，重力、電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功分別為 W1和W2，小球離開(kāi)彈簧時(shí)速度為v，不計(jì)空氣阻力，則上述過(guò)程

22、 圖10 中 (　　) A．小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 B．小球的重力勢(shì)能增加－W1 C．小球的機(jī)械能增加W1＋mv2 D．小球的電勢(shì)能減少W2 解析　本題考查勢(shì)能大小和機(jī)械能守恒定律．由于電場(chǎng)力做正功，故小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加，機(jī)械能不守恒，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；重力做功是重力勢(shì)能變化的量度，由題意知重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，故B選項(xiàng)正確；小球增加的機(jī)械能在數(shù)值上等于除重力和彈力外，電場(chǎng)力所做的功即W2，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)力做功是電勢(shì)能變化的量度，電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減少，電場(chǎng)力做負(fù)功電勢(shì)能增加，故D選項(xiàng)正確． 答案　BD 　　　　　

23、在解決電場(chǎng)中的能量問(wèn)題時(shí)常用到的基本規(guī)律有動(dòng)能定理、能量守恒 定律，有時(shí)也會(huì)用到功能關(guān)系． (1)應(yīng)用動(dòng)能定理解決問(wèn)題需研究合外力的功(或總功)． (2)應(yīng)用能量守恒定律解決問(wèn)題需注意電勢(shì)能和其他形式能之間的轉(zhuǎn)化． (3)應(yīng)用功能關(guān)系解決該類(lèi)問(wèn)題需明確電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系． 突破訓(xùn)練4　在電場(chǎng)和重力場(chǎng)都存在的空間中，一帶電小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做了10 J的功，重力做了6 J的功，克服阻力做了7 J的功，則此過(guò)程中帶電小球的(　　) A．機(jī)械能增加了10 J，動(dòng)能減少了7 J B．機(jī)械能減少了7 J，動(dòng)能增加了10 J C．電勢(shì)能增加了10 J，動(dòng)能增

24、加了9 J D．電勢(shì)能減少了10 J，重力勢(shì)能減少了6 J 答案　D 32．靜電場(chǎng)中涉及圖象問(wèn)題的處理方法和技巧 1．主要類(lèi)型： (1)v－t圖象；(2)φ－x圖象；(3)E－t圖象． 2．應(yīng)對(duì)策略： (1)v－t圖象：根據(jù)v－t圖象的速度變化、斜率變化(即加速度大小的變化)，確定電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)力的大小變化情況，進(jìn)而確定電場(chǎng)的方向、電勢(shì)的高低及電勢(shì)能的變化． (2)φ－x圖象：①電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于φ－x圖線的斜率大小，電場(chǎng)強(qiáng)度為零處，φ－x圖線存在極值，其切線的斜率為零．②在φ－x圖象中可以直接判斷各點(diǎn)電勢(shì)的大小，并可根據(jù)電勢(shì)大小

25、關(guān)系確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向．③在φ－x圖象中分析電荷移動(dòng)時(shí)電勢(shì)能的變化，可用WAB＝qUAB，進(jìn)而分析WAB的正負(fù)，然后作出判斷． (3)E－t圖象：根據(jù)題中給出的E－t圖象，確定E的方向的正負(fù)，再在草紙上畫(huà)出對(duì)應(yīng)電場(chǎng)線的方向，根據(jù)E的大小變化，確定電場(chǎng)的強(qiáng)弱分布． 例5　(2010·江蘇單科·5)空間有一沿x軸對(duì)稱(chēng)分布的電場(chǎng)，其電場(chǎng) 強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖11所示．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．O點(diǎn)的電勢(shì)最低 B．x2點(diǎn)的電勢(shì)最高 圖11 C．x1和－x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等 D．x1和x3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等 解析　由題圖知，O點(diǎn)兩側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，因電場(chǎng)強(qiáng)度的

26、方向沿x軸，故O點(diǎn)可能電勢(shì)最低，也可能電勢(shì)最高，A不正確；x1、x2、x3三點(diǎn)在同一電場(chǎng)線上，由沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低可知，無(wú)論O點(diǎn)右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸向右還是向左，x2點(diǎn)電勢(shì)都不是最高，x1、x3兩點(diǎn)的電勢(shì)也不相等，故B、D不正確；由題圖知，電場(chǎng)強(qiáng)度在O點(diǎn)兩側(cè)對(duì)稱(chēng)，故x1、－x1兩點(diǎn)電勢(shì)相等，C正確． 答案　C 例6　兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的O、M 兩點(diǎn)，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系如圖12 所示，其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)為零，ND段中C點(diǎn)電勢(shì)最 高，則 (　　) A．C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零 圖12 B．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大

27、小為零 C．NC間場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸正方向 D．將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功 解析　由題圖可知，由O點(diǎn)到M點(diǎn)，電勢(shì)一直降低，且圖線在A點(diǎn)的斜率也不為零，故A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不為零，而C點(diǎn)向N、向D兩個(gè)方向電勢(shì)均降低，說(shuō)明C點(diǎn)兩側(cè)電場(chǎng)方向相反，且圖線在C點(diǎn)的切線斜率為零，故C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零，故A正確，B錯(cuò)誤；由N到C電勢(shì)升高，故NC間電場(chǎng)方向沿x軸負(fù)方向，C錯(cuò)誤；WNC＝UNC·q，UNC<0，q<0，故WNC>0，而WCD＝UCD·q，UCD>0，q<0，所以WCD<0，D正確． 答案　AD 突破訓(xùn)練5　a、b是x軸上兩個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量分別為q1 和q2，沿x

28、軸a、b之間各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電勢(shì)高低如圖13中 曲線所示，a、p間距離大于p、b間距離．從圖中可以 判斷以下說(shuō)法正確的是 (　　) A．a(chǎn)和b均為負(fù)電荷且q1一定大于q2 B．電勢(shì)最低的p點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零 圖13 C．將一負(fù)的檢驗(yàn)電荷從b處移到p處，電荷電勢(shì)能增加 D．a(chǎn)、p間的電場(chǎng)方向都指向a點(diǎn) 答案　BC 解析　由于從a到b，電勢(shì)φ先減小再增加，所以a、b應(yīng)均為正電荷；從b處φ－x圖象的斜率大于a處的φ－x圖象斜率，可確定Eb>Ea，即qb>qa，所以A錯(cuò)誤；由φ－x圖象的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度E，知B對(duì)；由Ep＝qφ知，C對(duì)；a、p間的電場(chǎng)方向應(yīng)都指向p點(diǎn)，D錯(cuò)

29、誤. 高考題組 1．(2012·山東理綜·19)圖14中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處 固定一帶正電的點(diǎn)電荷．一帶電粒子以一定初速度射入電場(chǎng)，實(shí)線 為粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線 的交點(diǎn)．則該粒子 (　　) A．帶負(fù)電 圖14 B．在c點(diǎn)受力最大 C．在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能 D．由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化 答案　CD 解析　由帶電粒子進(jìn)入正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡可以看出兩者相互排斥，故帶電粒子帶正電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)庫(kù)侖定律F＝k可知，a、b、

30、c三點(diǎn)中，在a點(diǎn)時(shí)受力最大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；帶電粒子從b點(diǎn)到c點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)C正確；由于虛線為等間距的同心圓，故Uab>Ubc，所以Wab>Wbc，根據(jù)動(dòng)能定理，帶電粒子由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化，選項(xiàng)D正確． 2．(2012·天津理綜·5)兩個(gè)固定的等量異號(hào)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生電場(chǎng)的 等勢(shì)面如圖15中虛線所示，一帶負(fù)電的粒子以某一速度從 圖中A點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入電場(chǎng)在紙面內(nèi)飛行，最后離開(kāi)電場(chǎng)， 粒子只受靜電力作用，則粒子在電場(chǎng)中 (　　) 圖15 A．做直線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大 B．做直線運(yùn)動(dòng)，

31、電勢(shì)能先變大后變小 C．做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大 D．做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小 答案　C 解析　帶負(fù)電的粒子以速度v進(jìn)入電場(chǎng)后，電場(chǎng)力的方向與v的方向不在一條直線上，故帶負(fù)電的粒子做曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤．帶負(fù)電的粒子先由低電勢(shì)面運(yùn)動(dòng)到高電勢(shì)面，然后由高電勢(shì)面運(yùn)動(dòng)到低電勢(shì)面，所以電勢(shì)能先減小后增大，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 3．(2011·上海單科·14)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷位于x軸上，相對(duì)原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)分布，正確描述電勢(shì)φ隨位置x變化規(guī)律的是圖 (　　) 答案　A 解析　距正電荷越近電勢(shì)越高，且φ>0；距負(fù)電荷越近電勢(shì)越低，且φ<0，故選A.

32、 模擬題組 4．如圖16所示，一帶電粒子以某速度進(jìn)入水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中， 在電場(chǎng)力作用下形成圖中所示的運(yùn)動(dòng)軌跡．M和N是軌跡上的 兩點(diǎn)，其中M點(diǎn)是軌跡的最右點(diǎn)．不計(jì)重力，下列表述正確的 是 (　　) A．粒子在M點(diǎn)的速率最大 圖16 B．粒子所受電場(chǎng)力沿電場(chǎng)方向 C．粒子在電場(chǎng)中的加速度不變 D．粒子在電場(chǎng)中的電勢(shì)能始終在增加 答案　C 解析　根據(jù)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力指向軌跡的凹側(cè)的特點(diǎn)，再結(jié)合電場(chǎng)力的特點(diǎn)可知粒子帶負(fù)電，即受到的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)線方向相反，B錯(cuò)；從N點(diǎn)到M點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功，粒子做減速運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能增加，當(dāng)經(jīng)過(guò)M

33、點(diǎn)后電場(chǎng)力做正功，粒子做加速運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能減小，則粒子在M點(diǎn)的速度最小，A、D錯(cuò)；在整個(gè)過(guò)程中粒子只受電場(chǎng)力，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度不變，C正確． 5．位于正方形四角上的四個(gè)等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布如圖17 所示，ab、cd分別是正方形兩條邊的中垂線，O點(diǎn)為中垂 線的交點(diǎn)，P、Q分別為cd、ab上的點(diǎn)．則下列說(shuō)法正確 的是 (　　) A．P、O兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為φP<φO B．P、Q兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小關(guān)系為EPEQ，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)；P、Q等勢(shì)，所以把負(fù)電荷從P沿圖中曲線移到Q電場(chǎng)力做功為零，D項(xiàng)錯(cuò)；由對(duì)稱(chēng)性可知，EO＝0，因此C項(xiàng)正確．