2024年新人教版高考物理一轮复习讲义含答案解析 第9章 第2讲　静电场中能的性质.pdfVIP

2024年新人教版高考物理一轮复习讲义含答案解析

第2讲静电场中能的性质

目标要求1.知道静电场中的电荷具有电势能，理解电势能、电势的含义，掌握静电力做功

与电势能变化的关系.2.掌握匀强电场中电势差及其与电场强度的关系.3.会处理电场线、等势

面与运动轨迹结合问题．

考点一描述电场能的性质的物理量

1．静电力做功的特点

静电力做功与路径无关，只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关．

2．电势能

(1)定义：电荷在电场中具有的势能，称为电势能．

(2)说明：电势能具有相对性，通常把无限远处或大地表面的电势能规定为零．

3．电势

(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比．

Ep

(2)定义式：φ＝.

q

(3)标矢性：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．

4．静电力做功与电势能变化的关系

(1)静电力做的功等于电荷电势能的减少量，即W＝E－E.静电力对电荷做多少正功，电

ABpApB

荷电势能就减少多少；电荷克服静电力做多少功，电荷电势能就增加多少．

(2)电势能的大小：由W＝E－E可知，若令E＝0，则E＝W，即一个电荷在电场中

ABpApBpBpAAB

某点具有的电势能，数值上等于将其从该点移到零电势能位置过程中静电力所做的功．

1．电场强度为零的点，电势一定为零．(×)

2．电势有正负之分，但电势是标量．(√)

3．沿电场线的方向电场强度越来越小，电势逐渐降低．(×)

1．求静电力做功的四种方法

1

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2．判断电势能变化的两种方法

(1)根据静电力做功：静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加．

(2)根据E＝qφ：正电荷在电势越高处电势能越大；负电荷在电势越高处电势能越小．

p

3．电势高低的四种判断方法

(1)电场线法：沿电场线方向电势逐渐降低．

WAB

(2)电势差与电势的关系：根据U＝，将W、q的正负号代入，由U的正负判断φ、

ABABABA

q

φ的高低．

B

Ep

(3)E与φ的关系：由φ＝知正电荷在电势能大处电势较高，负电荷在电势能大处电势较低．

p

q

(4)场源电荷的正负：取离场源电荷无限远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围

电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低．空间中有多个点电荷时，某点的

电势可以求代数和．

考向1静电力做功与电势能的关系

例1(多选)(2020·全国卷Ⅲ·21)如图，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q(q0)

的点电荷固定在P点．下列说法正确的是()

A．沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大

B．沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小

C．正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大

D．将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负

答案BC

解析该点电荷形成的电场过M、N两点的等势面如图所示．距P越近，电场强度越大，沿

MN边，从M点到N点，与P点的距离先变小后变大，电场强度先增大后减小，故A错误；

沿电场线方向电势降低，沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小，故B正确；由图

可知，M点电势高于N点电势，根据E＝qφ知，正电荷在M点的电势能大于在N点的电势

p

能，故C正确；将正电荷从M点移动到N点，即从高电势移动到低电势，电场力所做的总