第二章 电势能与电势差 知识点总结 -2023-2024学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

新教材 鲁科版2019版 物理必修第三册 第2章知识点清单 目录 第2章　电势能与电势差 第1节　静电力做功与电势能 第2节　电势与等势面 第3节　电势差与电场强度的关系 第4节　带电粒子在电场中的运动 第5节　科学探究 电容器 2 / 2 第2章　电势能与电势差 第1节　静电力做功与电势能 一、静电力做功的特点 1. 在匀强电场中，电场力做的功为W=qEd，其中d为电荷的始末位置沿电场线方向上的距离。 2. 在匀强电场中移动电荷时，电场力做功与路径无关，与电荷的始末位置有关。 二、电势能 1. 电势能：电荷在电场中具有的势能，用Ep表示。 2. 静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量。 表达式：WAB=EpA-EpB。 静电力做正功，电势能减小，静电力做负功，电势能增加。 3. 电势能的大小：电荷在电场中某点的电势能，等于电荷从该点移动到零电势能点静电力做的功。 4. 电势能具有相对性 电势能零点的规定：通常将电荷在大地表面的电势能规定为零，或者将电荷在离场源电荷无穷远处的电势能规定为零。 三、对电场力做功的理解与计算 1. 对静电力做功特点的理解 (1)在电场中移动电荷时，电场力做功只与电荷的始、末位置有关，与电荷移动的路径无关。 (2)无论带电体在电场中做直线运动还是做曲线运动，无论带电体只受静电力作用还是受多个力作用，无论静电力做正功还是做负功，静电力做功的特点不变。 (3)正电荷顺着电场线方向移动时，电场力做正功，负电荷顺着电场线方向移动时，电场力做负功。 2. 电场力做功的计算 (1)若电荷在匀强电场中做直线运动，可直接应用功的定义式W=Fs cos θ求解。 (2)若电荷在非匀强电场中，可应用动能定理求电场力所做的功：W电=ΔEk。 (3)若电荷做非直线运动，可以转化为若干直线运动阶段，应用直线运动规律求解；也可直接应用电场力做功的特点，直接求出初、末位置沿电场力方向的位移，再求解电场力做的功。 四、对电势能的理解 1. 电势能的特点 (1)电势能是由电场和电荷共同决定的，属于电荷和电场共有，我们习惯上说成电荷的电势能。 (2)电势能是标量，有正负但没有方向，其正负表示大小。 (3)电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关。确定电荷的电势能，首先应确定参考点，也就是零势能点。 2. 零势能点的选取 (1)零势能点的选取是任意的，但通常选取大地或无穷远处为零势能点，不论电荷的电性和电荷量如何，电荷在零势能点的电势能都为零。 (2)在正电荷产生的电场中，取无穷远处为零势能点，正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任意一点具有的电势能都为负。 (3)在负电荷产生的电场中，取无穷远处为零势能点，正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。 3. 静电力做功与电势能变化的关系 (1)WAB=EpA-EpB 静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加。 (2)在同一电场中，正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势高的地方电势能小。 第2节　电势与等势面 一、电势 1. 定义：电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量之比。 2. 定义式：φ=。 3. 单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V，1 V=1 J/C。 4. 标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正、负之分，同一电场中电势为正表示比零电势高，电势为负表示比零电势低。 5. 电势的相对性：电场中各点的电势值与所选取的零电势点位置有关，一般情况下选距离场源电荷无穷远处或地球为零电势点。 6. 电势的固定性：电势是表示电场中某点电场能性质的物理量，仅与电场本身有关，与电势能的值及试探电荷的电荷量、电性均无关。类似于电场强度定义式E=，φ=也是比值定义式。 7. 电势与电场线的关系：沿着电场线的方向电势逐渐降低。 二、等势面 1. 定义：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。 2. 特点 (1)在同一等势面上移动电荷，电场力不做功。 (2)等势面是虚拟的，是为描述电场能的性质而假想的面。 (3)通常使相邻两等势面电势的差值相等，等势面密的地方电场较强，等势面疏的地方电场较弱。 (4)电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 三、电势高低的判断 1. 比较电场中两点电势高低的方法 (1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低。 (2)场源电荷判断法：离场源正电荷越近的点，电势越高；离场源负电荷越近的点，电势越低。 (3)电势能判断法：由φ=知，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。 四、对等势面的理解及应用 1. 等势面的特点 (1)在等势面内的任意两点间移动电荷，电场力不做功。 (2)在空间中两等势面不相交。 (3)电