专题10 静电场中的能量（知识梳理 5大考点精讲精练 实战训练）（解析版）-2025年高中物理学业水平合格性考试总复习（江苏专用）.docx

专题10静电场中的能量

目录

目录

第一部分明晰学考要求·精准复习

第二部分基础知识梳理·全面提升

第三部分考点精讲精练·对点突破

考点一：电势能和电势

考点二：电势差

考点三：电势差与电场强度的关系

考点四：电容器

考点五：带电粒子在电场中的运动

第四部分实战能力训练·满分必刷

1、了解电势能和电势；

2、了解电势差；

3、了解电势差与电场强度的关系；

4、了解电容器、电容；

5、了解带电粒子在电场中的运动。

知识点一、电势能和电势

1．静电力做功的特点

（1）在静电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的初位置和末位置有关，与电荷经过的路径无关。

（2）正电荷顺着电场线方向移动时电场力做正功，负电荷顺着电场线方向移动时电场力做负功。

2．电势能

（1）概念：电荷在电场中具有的能叫做电势能，可用Ep表示。

（2）大小：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。电势能是标量，有正负但没有方向，其正负表示大小。

（3）与电场力做功的关系：静电力做的功等于电势能的减少量，用公式表示WAB＝EPA－EPB。即电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加。

（4）电势能特点

①WAB＝EPA－EPB既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场；既适用于正电荷，也适用于负电荷。

②相对性：电势能的数值大小与零势能点的选取有关。通常把离场源电荷无穷远处或地球表面的电势能规定为零。确定电荷的电势能，首先应确定参考点，也就是零势能点的位置。

③系统性：电势能是由电场和电荷共同决定的，属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷的电势能。

（5）电势能增减的判断方法：无论正、负电荷，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小；只要电场力做负功，电荷的电势能一定增大。

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的比值，叫做这一点的电势。

（2）定义式：φ＝eq\f(Ep,q)。伏特，符号是V。

（3）特点

①电势的固有性：电场中某点处φ的大小是由电场本身的条件决定的，与在该点处是否放着电荷、电荷的电性、电荷量均无关。

②相对性：电势是相对的，电场中各点电势的高低，与所选取的零电势点的位置有关。在实际处理问题中，又常取大地为零电势。

③标量性：电势是标量，只有大小，没有方向的物理量，但有正负，且表示大小。

（4）判断电势高低的办法——电场线法：沿电场线方向，电势越来越低。

知识点二、电势差

1．定义：电场中两点间电势的之差，也叫电压。单位伏特，符号V。

2．关系式：设电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则A、B两点之间的电势差为：UAB＝φA?φB。

在A、B两点间移动电荷q，电场力做功为WAB，则则A、B两点之间的电势差为UAB＝eq\f(WAB,q)。

B、A两点之间的电势差可以表示为：UBA＝φB?φA。所以UAB＝?UBA。

3．电势差的正负：电势差是标量，但有正、负，正、负表示两点间电势的高低。所以电场中各点间的电势差可依次用代数相加。

4．等势面

（1）定义：在电场中，电势相等的点所构成的面叫做等势面。

（2）等势面特点

①等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做功。

②等势面一定跟电场线垂直，而且电场线总是由电势较高的等势面指向较低的等势面。

③规定：画等势面时，相邻两等势面间电势差相等，这样，在等势面密处电场强度较大，在等势面疏处，电场强度较小。

知识点三、电势差与电场强度的关系

1．关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。

（1）关系式：UAB=Ed或E=eq\f(UAB,d)。

（2）适用条件：只适用于匀强电场。

2．电场强度与电势差关系的另一种表述

（1）表达式：E=eq\f(UAB,d)。

（2）物理意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值。

（3）单位：由E=eq\f(U,d)得电场强度的另一个单位：V/m。

（4）适用范围：只适用于匀强电场。

3．对关系式U=Ed及E=eq\f(U,d)的进一步理解：关系式表明了电场强度与电势差的关系。

（1）大小关系：由E=eq\f(U,d)可知，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。

（2）方向关系：电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向。

（3）物理意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间的电势差与这两点沿电场强度方向的距离之比。电场强度是电势差对空间位置的变化率，反映了电势随空间变化的快慢。

知识点四、电容器电容

1．电容器

（1）构造：彼此绝缘而又相距很近的两个导体，就构成一个电容器。

（2）功能

（3）带电荷量：充电后一个极板上的带电荷量的绝对值。

（4）电容器的额定电压和击穿电压

加在电容器