2014届高考物理一轮复习讲义：第六章第2讲 电场能的性质(人教版)2014届高考物理一轮复习讲义：第六章第2讲 电场能的性质(人教版).doc

第2讲　电场能的性质 一、电场力做功与电势能 1．静电力做功 (1)特点：静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关． (2)计算方法 ①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离． ②WAB＝qUAB，适用于任何电场． 2．电势能 (1)定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力所做的功． (2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp. 二、电势和等势面 1．电势 (1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能与它的电荷量的比值． (2)定义式：φ＝. (3)矢标性：电势是标量，有正负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)． (4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同． 2．等势面 (1)定义：电场中电势相等的各点组成的面． (2)四个特点 ①等势面一定与电场线垂直． ②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功． ③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面． ④等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小． 3．几种常见的典型电场的等势面比较 电场 等势面(实线)图样 重要描述 匀强电场 垂直于电场线的一簇平面 点电荷的电场 以点电荷为球心的一簇球面 等量异种点电荷的电场 连线的中垂面上的电势为零 等量同种正点电荷的电场 连线上，中点电势最低，而在中垂线上，中点电势最高 三、电势差　匀强电场中电势差与电场强度的关系 1．电势差 (1)定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力做的功与移动的电荷的电荷量的比值． (2)定义式：UAB＝. (3)电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA. (4)影响因素 电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB无关，与零电势点的选取无关． 2．匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)电势差与场强的关系式：U＝Ed，其中d为电场中A、B两点间沿电场线方向的距离． (2)电场强度的方向和大小 电场中，场强方向是指电势降落最快的方向．在匀强电场中，场强在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势． 1．如图的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中电势和场强都相同的是(　　) 解析：选项A中，a、b两点场强的方向不同，A项错误；选项B中a、b两点电势和场强均相同，B项正确；选项C中a点电势高于b点电势，C项错误；选项D中a、b两点场强的方向不同，D项错误． 答案：B 2．如图所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间距离等于b、c间距离．用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定(　　) A．φaφbφc　　B．φa－φb＝φb－φc C．EaEbEc D．Ea＝Eb＝Ec 解析：判断电场强度的大小，需看电场线的疏密，此题不具备作出判断的条件．根据沿着电场线的方向电势降低，可以判断A选项正确．虽然a、b间距离等于b、c间距离，但只有在匀强电场中，沿场强方向相同距离的电势差才相等，因此电势差的大小也就无法判断． 答案：A 3．(2013·九江检测)一电荷量为＋2×10－8C的点电荷在外力作用下，从静电场中的a点运动到b点，在这个过程中静电力对点电荷做功为8×10－6J，若a点电势为φa，b点电势为φb，则下列结论中正确的是(　　) A．可以判定φa－φb＝400 V B．可以判定φa－φb＝－400 V C．φa－φb可能等于零 D．不可能判断φa－φb的值 解析：　应用φa－φb＝可求得． 答案：A 4．(2013·大同期中)如图所示，是一个点电荷电场的电场线(箭头线)和等势面(虚线)，两等势面之间的电势差大小为2 V，有一个带电荷量为q＝－1.0×10－8C的电荷，从A点沿不规则曲线路径移到B点，静电力做功为(　　) A．2.0×10－8 J B．－2.0×10－8 J C．1.60×10－7 J D．－4.0×10－8 J 解析： 由WAB＝qUAB得WAB＝－1.0×10－8 J×2 J＝－2.0×10－8 J，故选项B正确． 答案：B 5.如图所示，正点电荷Q产生的电场中，已知A、B间的电势差为 U，现将电荷量为q的正点电荷从B移到A，则(　　) A．外力克服电场力做功QU，电势能增加qU B．外力克服电场力做功qU，电势能增加QU C．外力克服电场力做功qU，电势能增加qU D．外力克服电场力做功QU，电势能减少QU 解析：本题考查电场力做功的计算，电场力做功和电势能的变化关系等知识点．根据顺着电场线的方向，电势依次降低，可知UBA0，那么正点电荷从B移动到A过程中，电场力做功为W＝qUBA0，表示