（江苏专用）2020版高考物理新增分大一轮复习 第六章 静电场 第2讲 电场能的性质讲义（含解析）

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1、第2讲　电场能的性质一、静电力做功和电势能1．静电力做功(1)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)计算方法①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为带电体在沿电场方向的位移．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，称为电势能．(2)说明：电势能具有相对性，通常取无穷远或大地为电势能零点．3．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WAB＝EpA－EpB.(2)通过WAB＝EpA－EpB可知：静电力对电荷做多少正

2、功，电荷电势能就减少多少；静电力对电荷做多少负功，电荷电势能就增加多少．(3)电势能的大小：由WAB＝EpA－EpB可知，若令EpB＝0，则EpA＝WAB，即一个电荷在电场中某点具有的电势能，数值上等于将其从该点移到零势能位置过程中静电力所做的功．自测1　关于静电力做功和电势能的理解，下列说法正确的是(　　)A．静电力做功与重力做功相似，均与路径无关B．正电荷具有的电势能一定是正的，负电荷具有的电势能一定是负的C．静电力做正功，电势能一定增加D．静电力做功为零，电荷的电势能也为零答案　A二、电势　等势面1．电势(1)定义：电荷在

3、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)矢标性：电势是标量，有正负之分，正(负)值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．2．等势面(1)定义：电场中电势相等的各点组成的面．(2)四个特点：①在同一等势面上移动电荷时电场力不做功．②电场线一定与等势面垂直，并且从电势高的等势面指向电势低的等势面．③等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小．④任意两个等势面都不相交．三、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

4、动电荷的电荷量q的比值．2．定义式：UAB＝.3．影响因素电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB无关，与零电势点的选取无关．4．电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA.四、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：UAB＝E·d，其中d为电场中两点间沿电场方向的距离．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电场方向每单位距离上降低的电势．自测2　在电场中把电荷量为2.0×10－9C的

5、正电荷从A点移到B点，电场力做功1.5×10－7J，再把这个电荷从B点移到C点，克服电场力做功4.0×10－7J.(1)求A、C两点间的电势差；(2)电荷从A经B移到C，电势能的变化怎样？答案　(1)－125V　(2)电势能先减少1.5×107J，再增加4.0×10－7J解析　(1)UAC＝＝V＝－125V(2)A点到B点，电场力做正功，电势能减少；B点到C点，克服电场力做功，电势能增加．命题点一　电势、电势能、电势差的理解1．电势高低的四种判断方法(1)依据电场线方向：沿电场线方向电势逐渐降低．(2)依据电场力做功：根据UAB

6、＝，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB的高低．(3)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；越靠近正电荷处电势越高，越靠近负电荷处电势越低．(4)依据电势能的高低：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．2．电势能高低的四种判断方法(1)做功判断法：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大．(2)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．(3)公式法：由Ep＝qφ，将q、φ的大小、正负号一起代入公式进行判断．(4)能量

7、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，动能增大时，电势能减小，反之电势能增大．3．求电场力做功的几种方法(1)由公式W＝Flcosα计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W＝Eqlcosα.(2)由WAB＝qUAB计算，此公式适用于任何电场．(3)由电势能的变化计算：WAB＝EpA－EpB.(4)由动能定理计算：W电场力＋W其他力＝ΔEk.例1　(2018·扬州市一模)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线如图1所示，d是两负电荷连线的中点，c、d两点到中间负电荷的距离相等，则(　　)图1A．a点的

8、电场强度比b点的小B．a点的电势比b点的低C．c点的电场强度比d点的小D．c点的电势比d点的高答案　D解析　由题图可知：a点电场线比b点电场线密集，故a点的电场强度比b点的大，故A错误；由等势面与电场线垂直可知：a点的等势面与b点所在电场线的交点在b点左下方，根