2023届高考物理二轮小专题复习学案：专题43电场能的性质

专题43电场能的性质 【知识梳理】 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 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 ①功的定义法：W＝qEd，只适用于 电场，其中d为带电体在沿 的位移． ②电势差法：WAB＝qUAB，适用于 电场． ③电势能变化法：静电力做的功等于电荷电势能的 ，即WAB＝ 。 ④动能定理法：. 2．电势能 (1)定义：电荷在电场中具有的 ，称为电势能． (2)说明：电势能具有相对性，通常把 或 的电势能规定为零． (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 位置过程中静电力所做的功． (4) 判断电势能大小的常用方法 ①公式法：根据Ep＝φq：正电荷在电势越高处电势能越 ；负电荷在电势越高处电势能越小 ． (1)功能关系法：静电力做正功，电势能 ；静电力做负功，电势能 ． 二、电势　等势面 1．电势 (1)定义：电荷在电场中某一点的 与它的电荷量的比值． (2)定义式：φ＝. (3)矢标性：电势是 量，有正负之分，正(负)号表示该点电势比零电势 ( )． (4)相对性：电势具有 ，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 的各点构成的面． (2)四个特点： ①在同一等势面上移动电荷时电场力 ． ②电场线一定与等势面 ，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 ，反之 ． ④任意两个等势面都不相交． 3．电势高低的常用判断方法 (1)电场线法：沿 方向电势逐渐降低． (2)电势差法：由UAB的正负判断φA、φB的高低，UAB>0说明φA φB。 (3)定义式法：由φ＝知正电荷在电势能大处电势较 ，负电荷在电势能大处电势较 ． (4)场源电荷法：取离场源电荷无限远处电势为零，正电荷周围电势为 值，负电荷周围电势为 值；靠近正电荷处电势 ，靠近负电荷处电势 ．空间中有多个点电荷时，某点的电势可以代数求和． 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与移动电荷的 的比值． 2．定义式： . 3．影响因素 电势差UAB由 决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB ，与零电势点的选取 ． 4．电势差与电势的关系：UAB＝ ，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 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 最快的方向；在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿 方向每单位距离上降低的电势． 3．两个重要推论： 推论1：匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC＝，如图甲所示． 推论2：匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD，则UAB＝UCD(或φA－φB＝ )，如图乙所示． 4．E＝在非匀强电场中的三点妙用 (1)判断电场强度大小：等差等势面越密，电场强度 ． (2)判断电势差的大小及电势的高低：距离相等的两点间的电势差，E越大，U ，进而判断电势的高低． 5．等分法确定电场线及电势高低的解题思路 五、带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法 1．判断速度方向：带电粒子运动轨迹上某点的 方向为该点处的速度方向．选用轨迹和电场线(等势线)的交点更方便． 2．判断静电力的方向：仅受静电力作用时，因轨迹始终夹在速度方向和带电粒子所受静电力方向之间，而且向 一侧弯曲，可以判断静电力方向． 若已知电场线和轨迹，所受静电力的方向与电场线(或电场线的切线) ． 若已知等势线和轨迹，所受静电力的方向与等势线(或等势线的切线) ． 3．功能关系： ① 做 功，电势能减少； 做 功，