第7章 第2节 电场能的性质(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)江苏专用

　电场能的性质 (对应学生用书第169页) 一、电势能和电势 1．静电力做功 (1)特点：静电力做功的多少与路径无关，只与电荷在电场中的始、末位置有关。 (2)计算方法 ①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离。 ②WAB＝qUAB，适用于任何电场。 (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。静电力对电荷做多少正功，电荷电势能就减少多少；电荷克服静电力做多少功，电荷电势能就增加多少。 ②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电势能位置过程中静电力所做的功。 2．电势能 (1)定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功。 (2)电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。 3．电势 (1)定义：试探电荷在电场中某点具有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。 4．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等势面一定与电场线垂直。 ②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。 ③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。 ④等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。 二、电势差 1．定义：电荷在电场中由一点A移到另一点B时，电场力做功与移动电荷的电荷量的比值。 2．定义式：UAB＝。 3．电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA。 三、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：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积。即U＝Ed，也可以写作E＝。 2．公式U＝Ed的适用范围：匀强电场。 3．沿电场方向电势降落得最快。 一、易错易误辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电场中电场强度为零的地方电势一定为零。(×) (2)沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低。(×) (3)A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功。(×) (4)A、B两点的电势差是恒定的，所以UAB＝UBA。(×) (5)等差等势线越密的地方，电场线越密，电场强度越大。(√) (6)电场中电势降低的方向，就是电场强度的方向。(×) 二、教材习题衍生 1．(电势高低和电势能大小的判断)某电场的电场线和等势面如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．B点的电势高于A点的电势 B．把负电荷从A移到B，静电力做正功，电势能减少 C．负电荷从B移到A时，静电力做负功 D．UAB＝UBA [答案]　D 2．(电势差与电场强度的关系)如图所示，在E＝500 V/m的匀强电场中，a、b两点相距d＝2 cm，它们的连线跟电场强度方向的夹角是60°，则Uab等于(　　) A．5 V B．10 V C．－5 V D．－10 V [答案]　C 3．(电场线、等势面及运动轨迹问题)如图所示，实线表示某电场的电场线，虚线表示一带正电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设A和B点的电势分别为φA和φB，粒子在A、B两点加速度大小分别为aA和aB，速度大小为vA和vB，电势能分别为EpA和EpB，下列判断正确的是(　　) A．vA<vB B．aA<aB C．φA<φB D．EpA>EpB C　[带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，粒子从A到B过程，电场力方向与速度方向成钝角，电场力做负功，动能减小，速度减小，电势能增加，故带电粒子通过A点时的速度比通过B点时的速度大，即vA>vB，EpA<EpB，选项A、D错误；根据电场线疏密可知，EA>EB，根据F＝Eq和牛顿第二定律可知，aA>aB，选项B错误；根据沿着电场线方向，电势逐渐降低，故φA<φB，选项C正确。] 电势高低和电势能大小的判断　 (对应学生用书第170页) 1．电势高低常用的两种判断方法 (1)沿电场线方向电势逐渐降低。 (2)若UAB>0，则φA>φB；若UAB<0，则φA<φB。 2．电势能大小的判断方法 判断角度 判断方法 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 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 公式法 由Ep＝qφp，将q、φp的大小、正负号一起代入公式，Ep的正值越大，电势能越大；Ep的负值的绝对值越小，电势能越大 能量 守恒法 在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和