2023年新高二暑期物理衔接讲义 第2讲 电场能的性质

第2讲 电场能的性质 一、电势能与电势 重点梳理： 1、电势能 (1)电势能是电荷在电场中具备一种能量，为电荷与电场共同所有。 (2)类似重力时能，电势能具有相对性．一般取无穷远处为零势能 (1)电场力做功是电势能变化的量度，用公式表示为WAB＝EpA－EpB，即电场力做正功，电荷的电势能减少，电场力做负功，电荷的电势能增加． 2、电势 (1)定义：φ＝，在计算时应代入各自的正负号． (2)电势的标量性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负之分，电势为正表示比零电势高，电势为负表示比零电势低． (3)电势的相对性：零电势点的选取原则：一般选大地或无限远处为零电势，只有选取了零电势点才能确定某点的电势大小． (4)电势是描述电场性质的物理量，决定于电场本身，与试探电荷无关． (5)判断电势高低的方法： ①利用电场线：沿着电场线方向电势逐渐降低(此为主要方法)； ②利用公式φ＝判断，即在正电荷的电势能越大处，电势越高，负电荷电势能越大处，电势越低． 【例题1】 (多选)在如图所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是(　　) A.电势φA＞φB，场强EA＞EB B.电势φA＞φB，场强EA＜EB C.将电荷量为q的正电荷从A点移到B点，静电力做正功，电势能减少 D.将电荷量为q的负电荷从A点移到B点，电荷具有的电势能EpA＞EpB 【变式1】(多选)如图是某一点电荷形成的电场中的一条电场线，A、B是电场线上的两点，一负电荷q仅在静电力作用下以初速度v0从A向B运动并经过B点，一段时间后q以速度v又一次经过A点，且v与v0的方向相反，则以下说法中正确的是(　　) A.A、B两点的电场强度是EA＜EB B.A、B两点的电势是φA＞φB C.负电荷q在A、B两点的电势能EpA＜EpB D.负电荷q先后经过A点的速度大小v0＝v 二、等势面 重点梳理： 1.电场中电势相等的点构成的面叫等势面。 2．等势面的特点： (1) 电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面．电场线与在等势面上移动电荷时，静电力不做功． (2)电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面． (3)等势面密的地方，电场强度较强；等势面疏的地方，电场强度较弱． (4)任意两个等势面不相交． 3、常见的等势面 (1)点电荷的等势面：点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面． (2)等量异号点电荷的等势面：等量异号点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，中垂线是一等势线． (3)等量同号点电荷的等势面：等量正点电荷连线的中点电势最低，中垂线上该点的电势最高，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越低．连线上和中垂线上关于中点的对称点等势．等量负点电荷连线的中点电势最高，中垂线上该点的电势最低．从中点沿中垂线向两侧，电势越来越高，连线上和中垂线上关于中点的对称点等势． (4)匀强电场的等势面：匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面． 说明：等势面密集处电场线也密集．任意两个等势面不会相交． 三、电势差 重点梳理： 1．电场中两点间电势差的计算公式：UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，UAB＝－UBA. 2．电势差是标量，有正负，电势差的正负表示电势的高低．UAB＞0，表示A点电势比B点电势高． 3、静电力做功与电势差的关系：WAB＝qUAB或UAB＝. 【例题2-1】在某点电荷产生的电场中，一带正电小球(视为质点)在外力的作用下从A点匀速运动到B点，在同一水平线上的A、两点的电场强度方向如图所示，下列说法正确的是(　　) A．A点的电场强度大于点的电场强度 B．A点的电势低于点的电势 C．小球从A点运动到点的过程中，电势能先增大后减小 D．小球从A点运动到点的过程中，外力一直做正功 【例题2-2】(2022·浙江台州·高一期末)用电场线能直观、方便地比较电场中各点场强的强弱和电势的高低。图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：是两点电荷连线的中点，、是连线中垂线上相对于点对称的两点，B、C和A、D也相对于点对称。则下列说法正确的是(　　) A．A、D两点的场强相同 B．B、C两点的电势相等 C．B、O、C三点比较，O点场强最强 D．E、O、F三点比较，O点电势最高 【变式2-3】(2022·浙江宁波·高一期末)如图所示，真空中一椭圆的两焦点M、N处固定两个等量异种电荷+Q、，O为椭圆中心，ab、cd分别是椭圆长轴和短轴，ef是椭圆上关于O点对称的两个点，下列说法中正确的是(　　) A．电势差 B．a、b两点场强不同， C．e、f两点场强相同 D．将一正电荷由e点沿椭圆移到f点，电势能不变 【变式2-1】(2022·浙江·温州中学高二期末)如图所示为处于等边三角形顶点的两个正点电荷与一个负点电荷所形成的电