第七章 第2节 电场能的性质-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（旧教材，人教版）

第2节　电场能的性质 一、静电力做功和电势能 1.静电力做功 (1)特点:静电力做功与路径无关,只与初、末位置有关。 (2)计算方法。 ①W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为带电体在沿电场方向的位移。 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,数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力做的功。 (2)说明:电势能具有相对性,通常把无穷远处或大地的电势能规定 为零。 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=-ΔEp。 (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;电荷克服静电力做多少功,电荷电势能就增加多少。 二、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:=。 (3)标矢性: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:电场中电势相同的各点组成的面。 (2)特点。 ①在同一等势面上移动电荷时静电力不做功。 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。 三、电势差 1.定义:电荷在电场中由一点A移到另一点B时,静电力所做的功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及静电力做的功WAB无关,与零电势点的选取无关。 4.电势差与电势的关系:UAB=A-B,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。 1.易错辨析 (1)电场强度为零的点,电势一定为零。(　×　) (2)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。(　×　) (3)A、B两点的电势差与试探电荷无关,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。(　√　) (5)电场线与等势面互相垂直,电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面。(　√　) 2.小题试做 (1)电场中某三条等势线如图中实线a、b、c所示。一电子仅在静电力作用下沿直线从P运动到Q,已知电势a>b>c,这一过程电子运动的v-t图象可能是选项图中的(　A　) (2)某电场等势面分布情况如图所示,则(　C　) A.A点的电势比B点的电势大 B.电子在A点和B点受到的静电力大小相等 C.电子在e等势面时的电势能比在c等势面时的电势能小 D.电子从b等势面移到d等势面,电势能增加10 eV (3)如图所示,边长为1 cm的正三角形ABC处于匀强电场中,电场方向平行于三角形所在平面。将电子由A点移动到B点,静电力做功4 eV;将电子由A点移动到C点,静电力做功2 eV。电场强度大小为(　D　) A.200 V/m B.300 V/m C.200 V/m D.400 V/m 解析:(1)结合a>b>c,由题图等势线的特点可确定此电场为非匀强电场,且Q点处电场强度小于P点处电场强度,电子仅在静电力作用下沿直线从P运动到Q,做加速度越来越小的加速运动,A正确。 (2)A、B两点在同一等势面上,电势相等,A错误;A点的等势面密,电场强度大,电子受到的静电力大,B错误;把电子从e等势面移到c等势面,静电力做负功,电势能增加,C正确;电子从b等势面移到d等势面静电力做正功,电势能减少10 eV,D错误。 (3)电子由A点移动到B点,静电力做功4 eV,则UAB===-4 V;电子由A点移动到C点,静电力做功2 eV,UAC===-2 V,设AB的中点为D,则C、D两点电势相等,CD为等势线,电场方向沿BA方向,则E== V/m=400 V/m,D正确。 考点一　电势高低、电势能大小的判断 1.(电势高低的判断)(2022·广西柳州三诊)(多选)如图所示,四个带电荷量绝对值相等的点电荷分别固定在竖直平面内某一正方形的四个顶点上,A、B、C、D四个点分别为对应的四条边的中点,现有某一带正电的试探电荷在四个电荷产生的电场中运动,下列说法正确的是(　AD　) A.D点的电势小于A点的电势 B.D点的电势小于C点的电势 C.试探电荷仅在静电力作用下从A点沿AC运动到C点,其加速度逐渐增大 D.直线BD所在的水平面为等势面