10《静电场中的能量》-2025高中物理水平合格考备考知识清单+习题巩固.docxVIP

2025高中物理水平合格考备考知识清单

《第十章静电场中的能量》

【考试要求】

考试要求

1.电势能和电势

1.知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化之间的关系。2.理解电势能、电势的概念，知道电势、电势能的相对性。

2.电势差

1.理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关。2.掌握电势差的表达式，知道电势差的正、负号与电势高低之间的对应关系。

3.知道什么是等势面，并能理解等势面的特点。

4.会用UAB=φA-φB及UAB=进行有关计算。

3.电势差与电场强度的关系

1.知道电势差与电场强度的关系式，了解其适用条件。2.会用关系式U=Ed处理匀强电场问题。

3.知道电场强度的另一种求法，理解电场强度的另一个单位“伏（特）每米”的意义。

4.电容器的电容

1.知道什么是电容器及电容器的主要构造。2.理解电容的概念及其定义式。

3.了解电容器充电和放电现象及能量转换。

4.会应用平行板电容器的电容公式分析有关问题。

5.带电粒子在电场中的运动

1.会分析带电粒子在电场中的直线运动，掌握求解带电粒子直线运动问题的两种方法。2.会用运动的合成与分解的知识，分析带电粒子在电场中的偏转问题。

【思维导图】

【知识清单】

10.1电势能和电势

一、静电力做功的特点

1.特点：静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。

（1）静电力做功与重力做功相似，只要初、末位置确定了，移动电荷q做的功就是确定值。

（2）静电力做功的特点不受物理条件限制，不管静电力是否变化，是否是匀强电场，是直线运动还是曲线运动，静电力做功的特点不变。

2.在匀强电场中静电力做功：WAB＝qE·LABcosθ，其中θ为静电力与位移间的夹角。

???

复习扩展：①力与位移方向所形成的的夹角小于90°时，力做正功；②力与位移方向所形成的夹角大于90°时，力做负功；③力与位移的方向所形成的夹角等于90°时，力不做功；

二、电势能

1.概念：电荷在静电场中具有的势能。用Ep表示。

2.单位：焦耳，符号J。

3.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，WAB＝EpA－EpB。

4.电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到零势能位置时所做的功。正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势高的地方电势能小。

5.零势能点：电场中规定的电势能为零的位置，通常把离场源电荷无限远处或大地处的电势能规定为零。

6.电势能具有相对性，通常所说的电势能都是相对于零势能面来说的，因此对于同一个点所选取的零势能面不同时，电势能可能也不同。

三、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＝。

3.单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V，1V＝1J/C。

4.特点

（1）相对性：电场中各点电势的大小，与所选取的零电势的位置有关，一般情况下取离场源电荷无限远或大地为零电势位置。

（2）标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负。

5.与电场线关系：沿电场线方向电势逐渐降低。

6.电势高低的判断：

电场线法：沿着电场线的方向电势逐渐降低。

电势能判断法：由φ＝知，对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高。公式中的Ep、q在运算时均需代入正、负号。

（3）电势的标量性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正、负之分，电势为正表示比零电势高，电势为负表示比零电势低。

（4）电势的相对性：零电势点的规定原则，一般选大地或无限远处的电势为0，只有规定了电势零点才能确定某点的电势大小。

（5）电势描述电场能的性质，决定于电场本身，与试探电荷无关。

10.2??电势差

一、电势差

1.定义：电场中两点间电势的差值叫作电势差，也叫电压。

2.公式

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，B、A两点之间的电势差为：UBA＝φB－φA，所以UAB＝－UBA。

3.电势差的正负

电势差是标量，但有正、负。电势差的正、负表示两点电势的高低。所以电场中各点间的电势差可依次用代数法相加。

4.静电力做功与电势差的关系：

（1）公式推导

由静电力做功与电势能变化的关系可得：

WAB＝EpA－EpB，又因EpA＝qφA，EpB＝qφB，可得：WAB＝qφA－qφB＝q（φA－φB）＝q·UAB，所以有UAB＝。

（2）物理意义：电场中A、B两点间的电势差等于这两点之间移动电荷时静电力做的功与电荷量q的比值。

5.电势差的影响因素：电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动电荷q及电场力是否做功无关。

6.电势和电势差的比较

概念

比较内容

电势φ

电势差U

区别

定义

电势能与电荷量比值φ＝

电场力做功