第七章 第2讲 电场能的性质-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮教师用书word（老教材，人教版）

第2讲　电场能的性质 [必备知识·填一填] [知识点1]　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． [知识点2]　电势　等势面　 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＝. (3)矢标性：电势是　标　量，有正负之分，其正(负)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． [思维诊断]► 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”． (1)电势等于零的物体一定不带电．( × ) (2)电场强度为零的点，电势一定为零．( × ) (3)同一电场线上的各点，电势一定相等．( × ) (4)负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加．( √ ) [知识点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　，与零势点的选取　无关　. 4．电势差与电势的关系：UAB＝　φA－φB　，UAB＝－UBA. 5．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　电场强度　方向每单位距离上降低的电势． [思维诊断]► 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”． (1)电场中电场强度为零的地方电势一定为零．( × ) (2)A、B两点间的电势差等于将正电荷从A移到B点时静电力所做的功．( × ) (3)A、B两点的电势差是恒定的，所以UAB＝UBA.( × ) (4)等差等势线越密的地方，电场线越密，电场强度越大．( √ ) [知识点4]　静电感应和静电平衡　 1．静电感应 当把一个不带电的金属导体放在电场中时，导体的两端分别感应出等量的正、负电荷，“近端”出现与施感电荷异种的感应电荷，“远端”出现与施感电荷同种的感应电荷．这种现象叫静电感应． 2．静电平衡 (1)定义：导体放入电场中时，附加电场与原电场在导体内部大小相等且方向相反，使得叠加场强为零时，自由电荷不再发生　定向移动　，导体处于静电平衡状态． (2)处于静电平衡状态的导体的特点 ①导体内部的场强　处处为零　. ②导体是一个等势体，导体表面是等势面． ③导体表面处的场强方向与导体表面　垂直　. ④导体内部没有净电荷，净电荷只分布在导体的外表面上． ⑤在导体外表面越尖锐的位置，净电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有净电荷． [教材挖掘·做一做] 1．(人教版选修3－1 P19第2题改编)A、B是静电场中的两点，下列说法正确的是(　　) A．若正电荷在A点的电势能比B点大，则A点的电势比B点的高 B．若负电荷在A点的电势能比B点大，则A点的电势比B点的高 C．若正电荷在A点的电势能为负值，负电荷在B点的电势能是负值，则A点的电势比B点的高 D．以上说法都不对 答案：A 2．(人教版选修3－1 P24第3题改编)如果空气中的电场很强，使得气体分子中带正负电荷的微粒所受的相反的静电力很大，以至于分子破碎，于是空气中出现了可以自由移动的电荷，那么空气变成了导体．这种现象叫做空气的“击穿”．已知高铁上方的高压电接触网的电压为27.5 kV，阴雨天时当雨伞伞尖