2025年高考物理复习讲义第七章第2讲　电场能的性质（含解析）.docxVIP

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素养目标1.理解描述电场能量的概念，如电势、电势差、电势能等．(物理观念)2.具有分析匀强电场中电势差与电场强度的关系的观念．(物理观念)3.电势高低、电势能大小的判断方法．(科学思维)

一、电场力做功和电势能

1．电场力做功

(1)特点：静电力做功与实际路径无关，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.

(3)电势能具有相对性．

二、电势、等势面、电势差

1．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．

(2)定义式：φ＝eq\f(Ep,q).

(3)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因零电势点的选取不同而不同．

2．等势面

(1)定义：电场中电势相等的各点构成的面．

(2)特点

①在等势面上移动电荷，电场力不做功．

②等势面一定与电场线垂直，即与场强方向垂直．

③电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面．

④等差等势面的疏密表示电场的强弱(等差等势面越密的地方，电场线越密).

直

观

情

境

常见电场中的电场线与等势面

3.电势差

(1)定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力所做的功WAB与移动的电荷的电量q的比值．

(2)定义式：UAB＝eq\f(WAB,q).

(3)电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA.

三、匀强电场中电势差与电场强度的关系

1．电势差与电场强度的关系式：U＝Ed，其中d为电场中两点间沿场强方向的距离．

2．电场强度的方向和大小与电势差的关系：电场中，电场强度方向指向电势降低最快的方向．在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势．

1．思维辨析

(1)电场力做功与重力做功相似，均与路径无关．()

(2)电场中电场强度为零的地方电势一定为零．()

(3)沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低．()

(4)A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功．()

(5)电场中电势降低的方向，就是电场强度的方向．()

2．(2021·辽宁卷)等量异号点电荷固定在水平向右的匀强电场中，电场分布如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势线．将同一负电荷先后置于a、b两点，电势能分别为Epa和Epb，电荷所受电场力大小分别为Fa和Fb，则()

A．EpaEpb，FaFb

B．EpaEpb，FaFb

C．EpaEpb，FaFb

D．EpaEpb，FaFb

3．带有等量异号电荷、相距10cm的平行板A和B之间有一匀强电场，如图所示，电场强度E＝2×104V/m，方向向下．电场中C点距B板为3cm，D点距A板为2cm.下列说法正确的是()

A．UCD＝1000V

B．让B板接地，则C点的电势φC＝600V

C．让A板接地，则D点的电势φD＝400V

D．将一个电子从C点移到D点静电力做的功，与将电子先从C点移到P点再移到D点静电力做的功数值不同

考点电势高低及电势能大小的比较

1．电势高低的判断

判断依据

判断方法

电场线方向

沿电场线方向电势逐渐降低

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

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

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

2.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的值越大，电势能越大；负Ep的绝对值越大，电势能越小

典例1(多选)如图所示，电荷量分别为q和－q(q0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点．则()

A．a点和b点的电势相等

B．a点和b点的电场强度大小相等

C．a点和b点的电场强度方向相同

D．将负电荷从a点移到b点，电势能增加

1．[对电势、电势能的理解](多选)电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示，P、Q是电场中的两点．K为阴极，A为阳极，在两极之间加上高