專題02 靜電場中的能量（考點(diǎn)清單）（原卷版）-2024-2025學(xué)年高二物理上學(xué)期期中考點(diǎn)大串講（人教版2019）

專題02靜電場中的能量清單01電勢能和電勢知識點(diǎn)1靜電力做功的特點(diǎn)1．特點(diǎn)：在靜電場中移動電荷時，電場力所做的功與電荷的__________和__________有關(guān)，與電荷經(jīng)過的路徑________．（起始位置，終止位置，無關(guān)）2．在勻強(qiáng)電場中電場力做功W＝qE·Lcosθ，其中θ為電場力與位移間的夾角．知識點(diǎn)2電勢能1．概念：電荷在__________中具有的勢能．用Ep表示．（電場）2．靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系．eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(電場力做正功，電勢能減少；,電場力做負(fù)功，電勢能增加.))3．電勢能的大小：電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移到______________時所做的功．（零勢能位置）4．零勢能點(diǎn)：電場中規(guī)定的電勢能________的位置，通常把離場源電荷___________或__________的電勢能規(guī)定為零．（為零，無窮遠(yuǎn)處，大地處）知識點(diǎn)3電勢1．定義：電荷在電場中某一點(diǎn)的__________與它的__________的比值．（電勢能，電荷量）2．定義式：φ＝______．（）3．單位：國際單位制中，電勢的單位是______，符號是V，1V＝1J/C．伏特4．特點(diǎn)．(1)相對性：電場中各點(diǎn)電勢的高低，與所選取的零電勢的位置有關(guān)，一般情況下取__________或地球表面為零電勢位置.（無窮遠(yuǎn)）(2)標(biāo)矢性：電勢是標(biāo)量，只有大小，沒有方向，但有_______.（正負(fù)）5．與電場線關(guān)系：沿電場線方向電勢____________．（逐漸降低）清單02電勢差知識點(diǎn)4等勢面(1)定義：電場中的各點(diǎn)構(gòu)成的面。（電勢相同）(2)四個特點(diǎn)①在同一等勢面上移動電荷時電場力。（不做功）②電場線一定與等勢面，并且從電勢的等勢面指向電勢的等勢面。（垂直，高，低）③等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度越，反之越。（大，小）④任意兩個等勢面都不相交。知識點(diǎn)5電勢差（1）定義：在電場中，兩點(diǎn)之間電勢的差值。（2）定義式：（UAB＝φA－φB）（3）靜電力做功與電勢差的關(guān)系①電荷q在電場中從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)時，靜電力做的功WAB等于電荷在A、B兩點(diǎn)的電勢能之差。WAB＝EpA－EpB＝q(φA－φB)＝qUAB，UAB＝。（eq\f(WAB,q)）②電勢差UAB由決定，與移動的電荷q及電場力做的功WAB，與零電勢點(diǎn)的選取。（電場本身的性質(zhì)，無關(guān)，無關(guān)）4．電勢差與電勢的關(guān)系：UAB＝，UAB＝－UBA。（φA－φB）5．勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系①電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系式：UAB＝，其中d為電場中兩點(diǎn)間沿電場方向的距離。（Ed）②電場強(qiáng)度的方向和大小與電勢差的關(guān)系：電場中，電場強(qiáng)度方向指向最快的方向；在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿方向每單位距離上降低的電勢。（電勢降低，電場強(qiáng)度）清單03電容器及電容1．電容器(1)組成：由兩個彼此又相距很近的導(dǎo)體組成。（絕緣）(2)帶電荷量：一個極板所帶電荷量的。（絕對值）(3)電容器的充、放電①充電：電容器充電的過程中，兩極板的電荷量增加，極板間的電場強(qiáng)度增大，電源的能量不斷儲存在電容器中。②放電：放電過程中，電容器把儲存的能量通過電流做功轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。2．電容(1)定義：電容器所帶的與電容器兩極板之間的之比。（電荷量Q，電勢差U）(2)定義式：。（C＝eq\f(Q,U)）(3)單位：法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)。1F＝μF＝pF。（106，1012）(4)意義：表示電容器本領(lǐng)的物理量。（容納電荷）(5)決定因素：由電容器本身物理?xiàng)l件(大小、形狀、極板相對位置及電介質(zhì))決定，與電容器是否帶電及電壓。（無關(guān)）3．平行板電容器的電容(1)決定因素：正對面積s，電介質(zhì)ε，兩板間的距離d。(2)決定式：。(C＝eq\f(εrS,4πkd))清單04帶電粒子在電場中的運(yùn)動1．加速(1)在勻強(qiáng)電場中，W＝qEd＝qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)。(2)在非勻強(qiáng)電場中，W＝qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)。2．偏轉(zhuǎn)(1)運(yùn)動情況：如果帶電粒子以初速度v0垂直場強(qiáng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場中，則帶電粒子在電場中做運(yùn)動，如圖1所示。(類平拋)圖1(2)處理方法：將粒子的運(yùn)動分解為沿初速度方向的運(yùn)動和沿電場力方向的運(yùn)動。根據(jù)運(yùn)動的合成與分解的知識解決有關(guān)問題。（勻速直線，勻加速直線）(3)基本關(guān)系式：運(yùn)動時間t＝eq\f(l,v0)，加速度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(qE,m)＝eq\f(qU,md)，偏轉(zhuǎn)量y＝eq\f(1,2)at2＝，偏轉(zhuǎn)角θ的正切值，tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(at,v0)＝（eq\f(qUl2,2mdveq\o\al(2,0))，eq\f(qUl,mdveq\o\al(2,0))）1．(2023年江門名校段考)如圖所示是電子槍部分的原理圖，陰極發(fā)射的電子在強(qiáng)電場的作用下從陰極飛向陽極，虛線是其中一個電子的運(yùn)動路線，實(shí)線是電場線，A、B、C是電場中的三個點(diǎn)，下列說法正確的是()A．C點(diǎn)的電勢比A點(diǎn)低B．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度比B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大C．電子從A運(yùn)動到B的過程中電勢能增大D．從A到B電子的加速度不斷增大2．(多選)一個電荷只在電場力作用下從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時，電場力做了5×10-6J的功，那么()A．電荷在B處時將具有5×10-6J的電勢能B．電荷在B處將具有5×10-6J的動能C．電荷的電勢能減少了5×10-6JD．電荷的動能增加了5×10-6J3．某區(qū)域的電場線分布如圖所示，電場中有A、B兩點(diǎn)．A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小分別為EA、EB，電勢分別為φA、φB.下列判斷正確的是()A．EA<EB B．EA＝EBC．φA<φB D．φA＝φB4．一帶電粒子從某點(diǎn)電荷電場中的A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，徑跡如圖中虛線所示，不計(jì)粒子所受重力，則下列說法正確的是()A．該電場是某正點(diǎn)電荷電場B．粒子的速度逐漸增大C．粒子的加速度逐漸增大D．粒子的電勢能逐漸增大5．如圖所示，三條等勢線上有a、b、c、d四點(diǎn)，若將一正電荷由c經(jīng)a移到d，靜電力做正功W1，若由c經(jīng)b移到d，靜電力做正功W2，則()A．W1>W2，φ1>φ2 B．W1<W2，φ1<φ2C．W1＝W2，φ1<φ2 D．W1＝W2，φ1>φ26．(2023年潮州名校段考)某電場區(qū)域的電場線分布如圖，在電場中有A、B、C、D四個點(diǎn)，下面說法正確的是()A．EA>EB B．EC>EDC．φA<φB D．φC<φD7．(2023年佛山名校段考)如圖，醫(yī)用口罩由多層織物材料構(gòu)成，其中有一層熔噴布經(jīng)過特殊工藝處理后成為駐極體材料，這層材料表面長期帶有正電荷，能有效吸附細(xì)小的粉塵，而這些粉塵通常是細(xì)菌和病毒傳播的載體．則其中即將被吸附的帶電粉塵一定是()A．帶正電B．沿電場線加速靠近熔噴布C．在靠近熔噴布的過程中電場力做正功D．在靠近熔噴布的過程中電勢能增加8．如圖所示，實(shí)線表示電場線，虛線表示等勢線，a、b兩點(diǎn)的電勢分別為φa＝－50V、φb＝－20V，則a、b連線的中點(diǎn)c的電勢滿足()A．φc＝－35V B．φc＞－35VC．φc＜－35V D．以上答案都不對9．如圖所示，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E＝60V/m，A、B兩點(diǎn)相距10cm，A、B連線與電場線的夾角為60°，則UBA的值為()A．－3V B．3VC．－6V D．6V10．某電容器的電容是30μF，額定電壓為200V，擊穿電壓為400V，對于該電容器，下列說法中正確的是()A．為使該電容器兩極板間的電壓增加1V，所需要增加的電荷量是3×10-5CB．當(dāng)電容器帶1C的電荷量時，兩極板間的電壓為3×10-5VC．該電容器能容納的電荷量最多為6×10-3CD．該電容器兩極板間能承受的最大電壓為200V11．在“觀察電容器充、放電現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中，將直流電源、電阻、電容器、電流計(jì)、電壓表以及單刀雙擲開關(guān)組裝成如圖實(shí)驗(yàn)電路，則()A．將開關(guān)接1，電容器處于充電狀態(tài)，上極板帶正電B．將開關(guān)接1，電容器處于放電狀態(tài)，上極板帶正電C．將開關(guān)接2，電容器處于充電狀態(tài)，下極板帶正電D．將開關(guān)接2，電容器處于放電狀態(tài)，下極板帶正電12．如圖所示，a、b兩個帶正電的粒子以相同的速度先后垂直于電場線從同一點(diǎn)進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場，a粒子打在B板的a′點(diǎn)，b粒子打在B板的b′點(diǎn)，若不計(jì)重力，則()A．a(chǎn)的電荷量一定大于b的電荷量B．b的質(zhì)量一定大于a的質(zhì)量C．a(chǎn)的比荷一定大于b的比荷D．b的比荷一定大于a的比荷13．(2023年福州一中期中)圖甲中的粒子直線加速器在科學(xué)研究中發(fā)揮著巨大的作用，簡化如圖乙所示：沿軸線分布O(為薄金屬環(huán))及A、B、C、D、E五個金屬圓筒(又稱漂移管)，相鄰漂移管分別接在高壓電源MN的兩端，O接M端．質(zhì)子飄入(初速度為0)金屬環(huán)O的圓心沿軸線進(jìn)入加速器，質(zhì)子在金屬圓筒內(nèi)做勻速運(yùn)動且時間均為T，在金屬圓筒之間的狹縫被電場加速，加速時電壓U大小相同．質(zhì)子電量為e，質(zhì)量為m，不計(jì)質(zhì)子經(jīng)過狹縫的時間，則() 甲 乙A．質(zhì)子從圓筒E射出時的速度大小為eq\r(\f(5eU,m))B．圓筒E的長度為Teq\r(\f(10eU,m))C．MN所接電源是直流恒壓電源D．金屬圓筒A的長度與金屬圓筒B的長度之比為1∶214．如圖所示，平行板電容器的兩個極板A、B分別接在電壓為60V的恒定電源上，兩板間距為3cm，電容器所帶電荷量為6×10-8C，A極板接地．求：(1)平行板電容器的電容；(2)平行板電容器兩極板間的電場強(qiáng)度；(3)圖中距B板2cm的D點(diǎn)的電勢．15．一束電子流在經(jīng)U＝5000V的加速電壓加速后，在距兩極板等距離處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場，如圖所示．若兩極板間距離d＝1.0cm，板長l＝5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，偏轉(zhuǎn)極板上最大能加多大電壓？16．如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v0垂直于電場方向從A點(diǎn)射入勻強(qiáng)電場，并從電場另一側(cè)B點(diǎn)射出，且射出的速度方向與電場方向的夾角為30°，帶電粒子的重力不計(jì)，已知勻強(qiáng)電場的寬度為L，求：(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；(2)A、B兩點(diǎn)的電勢差UAB.1．（22-23高二上·河北滄州·期中）如圖甲，高大建筑物上通常都裝有避雷針，雷雨天氣時避雷針發(fā)生尖端放電現(xiàn)象，中和空氣中的電荷，達(dá)到避免雷擊的目的。圖乙所示是某次避雷針放電時的電場線分布，電場線關(guān)于直線ac對稱，且。以下說法正確的是（）A．B．接近建筑物的雷雨云帶負(fù)電C．電子在c點(diǎn)的加速度大于在a點(diǎn)的加速度D．將質(zhì)子從圖中d點(diǎn)由靜止釋放，質(zhì)子可能沿電場線運(yùn)動2．如圖所示，在等量異種點(diǎn)電荷形成的電場中有A、B、C三點(diǎn)，A點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，B點(diǎn)為連線上距A點(diǎn)距離為d的一點(diǎn)，C點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線中垂線上距A點(diǎn)距離也為d的一點(diǎn)，則下面關(guān)于三點(diǎn)電場強(qiáng)度E、電勢φ的關(guān)系，正確的是()A．EA＝EC>EB，φA>φBB．EB>EA>EC，φA>φBC．EA<EB，EA<EC，φA>φBD．因?yàn)殡妱萘泓c(diǎn)未規(guī)定，所以無法判斷電勢高低3．(多選)如圖甲所示，AB是電場中的一條直線，電子以某一初速度從A點(diǎn)出發(fā)，僅在電場力作用下沿AB運(yùn)動到B點(diǎn)，其v-t圖像如圖乙所示．關(guān)于A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度EA、EB和電勢φA、φB的關(guān)系，下列判斷正確的是()A．EA>EB B．EA<EBC．φA>φB D．φA<φB4．（23-24高二上·四川成都·期中）如圖，在勻強(qiáng)電場中有一虛線圓，ab和cd是圓的兩條直徑，其中ab與電場方向的夾角為60°，與電場方向平行，兩點(diǎn)的電勢差。則（）A．電場強(qiáng)度的大小 B．點(diǎn)的電勢比點(diǎn)的低5VC．將電子從點(diǎn)移到點(diǎn)，電場力做正功 D．電子在點(diǎn)的電勢能大于在點(diǎn)的電勢能5．一電場的電場線分布如圖所示，電場中有A、B、C三點(diǎn)，且，則下列關(guān)系中正確的是（）A．電場強(qiáng)度大小關(guān)系為B．電勢C．將一帶正電粒子由A經(jīng)B移至C點(diǎn)過程中，電勢能先增大再減小D．將一帶負(fù)電粒子由A經(jīng)B移至C點(diǎn)過程中，電場力先做負(fù)功再做正功6．（23-24高二上·江西南昌·期中）如圖所示，虛線A、B、C、D是某勻強(qiáng)電場中的4個平行且等距的等勢面，兩等勢面間的距離為1cm，其中等勢面B的電勢為0，一電子僅在靜電力的作用下運(yùn)動，經(jīng)過A、D等勢面時的動能分別為22eV和10eV，則下列說法正確的是A．等勢面C的電勢為4VB．該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為200V/m，方向水平向左C．電子在等勢面D的電勢能為8eVD．該電子一定能到達(dá)電勢為-16V的等勢面7．（23-24高二上·四川眉山·期中）如圖，一條電場線上有a、b、c三點(diǎn)，b為ac的中點(diǎn)，a、c兩點(diǎn)的電勢分別為4V和-8V。則（）A．由a點(diǎn)移動電荷到c點(diǎn)，電場力一定做負(fù)功B．a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)可能大于c點(diǎn)的場強(qiáng)C．負(fù)電荷a點(diǎn)的電勢能一定大于c點(diǎn)的電勢能D．b點(diǎn)的電勢一定為-2V8．（23-24高二上·安徽·階段練習(xí)）如圖所示，在直角中，，，勻強(qiáng)電場的電場線平行于所在平面，且A、B、C點(diǎn)的電勢分別為5V、-1V、5V。下列說法正確的是（）A．電場強(qiáng)度的方向沿AB方向B．電場強(qiáng)度的大小為150V/mC．一個電子從A點(diǎn)移動到C點(diǎn)，電場力做功為零D．一個電子從B點(diǎn)移動到C點(diǎn)，電場力做功為-6eV9．如圖所示，一平行板電容器與直流電源連接，一帶電油滴位于極板間的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)將電容器的極板非常緩慢地錯開一些，使正對面積減小，其他條件不變．那么在錯開的過程中()A．電容器的電容C增大B．電容器的電荷量Q增加C．油滴靜止不動，電流計(jì)中的電流從N流向MD．油滴將向下加速運(yùn)動，電流計(jì)中的電流從N流向M10．如圖所示，豎直放置的平行板電容器與電源相連，在兩極板A、B之間用輕質(zhì)絕緣細(xì)線懸掛一帶電小球，閉合開關(guān)S，小球靜止時，細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，則下列說法正確的是()A．小球帶正電B．保持開關(guān)S閉合，僅將兩極板間的距離適當(dāng)增大，θ角將減小C．?dāng)嚅_開關(guān)S，僅將兩極板間的距離適當(dāng)增大，θ角將減小D．?dāng)嚅_開關(guān)S，僅將兩極板間的正對面積適當(dāng)減小，θ角將減小10．（22-23高二上·上海松江·期中）電子從A、B兩平行極板正中央水平射入如圖所示的偏轉(zhuǎn)電場，電子的初動能為，A、B兩極板間電壓始終為U，間距為d，且可以看成電容器，電容大小為C。若A、B極板長為L，不考慮電子所受重力，元電荷為e。（