2022年高一升高二暑期衔接物理讲义：第5讲电势能和电势

第5讲 电势能和电势 【知识点】 一、静电力做功特点 1、静电力做功只与电荷运动的初末位置有关，与电荷运动路径无关。 2、匀强电场中静电力做功： 其中d为沿着电场力（场强）方向的位移（相当于重力做功中的高度差）。 3、判断静电力做正负功，可根据力（F）的方向与速度（v）方向的夹角（）判断： 当时，力（F）做正功； 当时，力（F）做负功； 当时，力（F）不做功。 二、电势能 1、概念：电荷在静电场中具有的势能。用Ep来表示。 2、大小：电荷在电场中某点的电势能的大小等于把电荷从该点移到零势能点，静电力做的功。 即。 3、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或大地的电势能规定为零。 4、静电力做功与电势能变化的关系 (1)静电力做功等于电势能的减少量：。 (2)电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。 5、电势能的性质 (1)标矢性：电势能是标量，有正负但没有方向。 (2)系统性：我们习惯上说成电荷的电势能，实际电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所共有的。 (3)相对性：电势能大小与选定的零势能点有关。因此，确定电荷的电势能，应先确定零势能点。 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： 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、沿电场线方向电势逐渐降低。 5、电势能、电势与电场强度：因电势能和电势均具有相对性，两者大小不固定。而电场强度是电场本身决定的，是绝对的。因此，电势能、电势的大小与电场强度无必然关系。 6、电势的性质 (1)标矢性：电势是标量，没有方向，但有正负。 (2)相对性：电势的大小，与选取的零势能点有关。（电势的定义与电势能有关，电势能具有相对性） (3)固有性：电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的，与在该点是否放有电荷及所放电荷的电荷量和电势能均无关。 四、有关电势能、电势的几点注意 1、电势能、电势均具有相对性，计算二者大小时，应先选定零势能点。 2、电势能、电势均为标量，计算二者大小时，应注意电荷的电性、电场力做功正负等。 3、静电力做功和重力做功有很多相似点，也有不同点：地球产生的重力场，方向唯一（竖直向下），且地球对物体只有引力；而电场方向不固定，对其中的电荷既可产生引力，也可产生斥力，所以计算静电力的功时要注意电荷的电性、移动的方向、电场强度的方向等。 五、电势能增减判断 1、做功法：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加。（与电荷正负无关） 2、电势法：由，对于正（负）电荷，电势越高，所在位置电势能越大（小）。（即正电荷的电势能与电势同变化，负电荷反变化） 3、守恒法：当只有电场力做功时，由能量守恒，电荷动能与电势能互相转化，总量不变，所以电荷的动能增加（减少）量等于电势能减少（增加）量， 六、电势增减判断方法 1、电场线法：沿电场线方向，电势降低。应用时，不必考虑电荷正负；同时应注意是沿电场线方向，不是沿电场线。 2、场源电荷法：离正场源电荷越近，电势越高；离负场源电荷越近，电势越低。 3、电势能法：由，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。 七、通过电场线与运动轨迹判断电势能、电势增减 1、在电场中，正电荷电场力方向沿电场线的切线方向，负电荷电场力方向沿电场线的切线方向的反向。 2、同时，电场力的方向应偏向运动轨迹的凹侧。 3、二者结合，即可推出电场力的方向，进而推出电场力做功正负、场强方向、电荷电性等信息。 八、图像 1、图像斜率，因静电力做功等于电势能的减少量，则，斜率。 2、图像斜率为电场力大小。 【针对训练】 一、单项选择题 1．在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（　　） A．场强为零的地方电势一定为零 B．沿电场线方向，电势越来越低，场强越来越小 C．电场强度大的地方电势一定高 D．电势为零的地方场强可以不为零 2．下列关于电势高低的判断，正确的是（　　） A．正电荷从A点移到B点时，其电势能增加，A点的电势一定较低 B．正电荷从A点移到B点时，电场力做负功，A点的电势一定较高 C．负电荷从A点移到B点时，电场力做负功，A点的电势一定较低． D．负电荷从A点移到B点时，其电势能减小，A点的电势一定较高 3．静电场中有、两点，已知点的电势高于点的电势，则下面说法中正确的是（　　） A．点与点连线方向就是电场线方向 B．一个点电荷在点受的电场力总要大于在点处受到的电场力 C．点的电场强度一定大于点的电场强度 D．一个正点电荷从点移到点，它的电势能一定增加 4．某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是（　　） A．c点的电场强度大于b点的电场强度 B．若将一试探电荷由a点释放，它将沿