第02讲 电场能的性质（原卷版）-2024-2025学年高二物理上学期中期末复习精细讲义.docx

第02讲电场能的性质

——划重点之高二期中期末复习精细讲义

考点1

对电场能的物理量的理解

考点2

带电粒子在静电场中的运动问题

考点3

电场强中电势差与电场强度的关系

考点4

静电场中的四类图象问题

考点1：对电场能的物理量的理解

1.电势

定义

电荷在电场中某点具有的电势能与它的电荷量的比值

定义式

φ＝eq\f(Ep,q).

矢标性

电势是标量，有正负之分，其正(负)表示该点电势比零势点高(低)

相对性

电势具有相对性，同一点的电势因选取零势点的不同而不同，通常取无限远或地球的电势为零

2.等势面的特点

(1)同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功．

(2)等势面一定跟电场线垂直，即跟场强的方向垂直．

(3)电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．

(4)等差等势面越密的地方场强越大，反之越小．

(5)任意两个等势面都不相交。

3.电势能

(1)定义：电荷在电场中某点具有的势能，等于将电荷从该点移到零势点位置时电场力所做的功．

(2)电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp.

4.静电力做功的计算方法

（1）静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。

（2）静电力做功的计算方法：

5.电势高低的判断

判断角度

判断方法

依据电场线方向

沿电场线方向电势逐渐降低

依据场源电荷的正负

取无穷远处电势为零，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

依据电场力做功

根据UAB＝eq\f(WAB,q)，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB的高低

依据电势能的高低

正电荷在电势较高处电势能大，负电荷在电势较低处电势能大

6.电势能大小的判断

判断角度

判断方法

做功判断法

电场力做正功，电势能减小

电场力做负功，电势能增加

电荷电势法

正电荷在电势高的地方电势能大

负电荷在电势低的地方电势能大

公式法

将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Ep＝qφ，正Ep的绝对值越大，电势能越大；负Ep的绝对值越大，电势能越小

能量守恒法

在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，动能减小，电势能增加

7.几种常见的典型电场等势面的对比分析

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等间距平面

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．关于中点左右对称或上下对称的点电势相等

【典例1】如图所示，下列说法错误的是（）

A．同一电荷从电场中的A点分别沿路径1、2、3运动到B点，静电力做功相同

B．电荷在A点的电势能一定比在B点的电势能大

C．正电荷从A运动到B，静电力对正电荷做正功；负电荷从A运动到B，静电力对负电荷做负功

D．无论是正电荷还是负电荷，电场力做负功时其电势能一定增加

【典例2】如图所示，O点为均匀带电圆环的圆心，圆环的带电量为?Q，直线OA垂直于圆环平面，圆环的半径r=3a，O，A两点间的距离L=4a，若取无穷远处电势为0，点电荷电场中电势φ=kQr，Q表示点电荷的电荷量，r表示与点电荷间的距离，k为静电力常量，下列判断正确的是（

A．O点的电场强度为0，电势为0

B．A点的电场强度大小为4kQ

C．A点的电势大小为?

D．电子在O点的电势能小于在A点的电势能

【典例3】如图所示，带箭头的实线表示某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。A、B为电场中两点。下列说法中正确的是（）

A．A点的电势比B点的电势高

B．正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能

C．负电荷由A点运动到B点的过程中电场力做正功

D．负电荷在A点受到的电场力小于在B点受到的电场力

【典例4】如图，a、b、c、d为一边长为2l的正方形的顶点。电荷量均为qq0的两个点电荷分别固定在a、c两点，静电力常量为k

A．b点的电场强度大小为2

B．电子在b、d点时的电势能不相等

C．电子在b到d运动过程中，速度先减少后增加

D．在两点电荷产生的电场中，ac连线上中点的电势最高

【典例5】如图所示，A、B、C、D为边长为l的正四面体的四个顶点，M、N分别为CD边、BC边的中点。将带电量均为+Q的同种点电荷分别固定在A、B两顶点处，则下列说法正确的是（????）

A．N点处的电场强度大小为4

B．C点与D点处的电场强度相同

C．C、D、M三点的电势大小关系为φ

D．将一带电量为+q的试探电荷从C点沿直线移至D点过程中其电势能先减小后增大

【典例6】如图，两对等量异号点电荷+q、?q固定于正方形的4个顶点上。L、N是该正方形两条对角