内容正文:
第2讲
电场能的性质
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一、电势能 等势面和电势
1.电势能
(1)定义:电荷在电场中某点具有的势能,等于将电荷从该点移到________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。
知识梳理
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2.等势面的特点
(1)同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力________。
(2)等势面一定跟电场线______,即跟场强的方向______。
(3)电场线总是从电势较____的等势面指向电势较____的等势面。
(4)等差等势面越密的地方场强越大,反之越____。
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2.匀强电场中电势差与电场强度的关系
(1)电势差与场强的关系式UAB=Ed,其中d为电场中两点间沿场强方向的距离。
(2)在匀强电场中,场强在数值上等于沿______方向每单位距离上降低的电势。
注意:电场中,场强方向是指电势降落最快的方向。
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一、易混易错判断
1.电场力做功与重力做功相似,均与路径无关。( )
2.电场中电场强度为零的地方电势一定为零。( )
3.电场强度处处相同的区域内,电势一定也处处相同。( )
4.沿电场线方向电场强度越来越小,电势逐渐降低。( )
5.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。( )
6.电场线越密集的地方,等差等势线也越密集。( )
基础过关
√
×
×
×
×
√
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二、经典小题速练
1.(人教版教材原题改编)电荷量为q的电荷在电场中由A点移到B点时,电场力做功W,由此可算出两点间的电势差为U,若让电荷量为2q的电荷在电场中由A点移到B点,则( )
A.电场力做功仍为W
解析:C 两点间电势差与移动的电荷无关,电场力做功变为W′=2qU=2W,C正确。
C
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2.(人教版教材原题改编)如图所示,实线为某电场的电场线,虚线表示该电场的等势面,A、B、C是电场中的三点,下列说法正确的是( )
A.三点中,B点的场强最大
B.三点中,A点的电势最高
C.将一带负电的检验电荷从A移动到B,电势能增大
D.将一带正电的检验电荷从A移动到B和从A移动到C,电势能的变化相同
D
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解析:D 电场线的疏密表示电场强度的大小,所以三点中,A点场强最大,A错误;沿电场线方向,电势逐渐降低,A点电势最低,B错误;将一带负电的检验电荷从A移动到B,电场力做正功,电势能减小,C错误;因为B、C两点在同一等势面上,所以将一带正电的检验电荷从A移动到B和从A移动到C,电场力做的功相同,电势能变化相同,D正确。
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考点一 电势高低与电势能大小的判断(基础考点)
1.电势高低判断的两种常用方法
(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。
精讲导学——深化认知
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2.电势能大小的四种判断方法
判断角度 方法解读
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=qφ,将q、φ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,电荷的动能和电势能相互转化,动能增大,电势能减小;反之,电势能增大
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1.(电势高低的判断)(2022·湖南卷)如图,四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边a、b、c、d上。移去a处的绝缘棒,假定另外三根绝缘棒电荷分布不变。关于长方体几何中心O点处电场强度方向和电势的变化,下列说法正确的是( )
A.电场强度方向垂直指向a,电势减小
B.电场强度方向垂直指向c,电势减小
C.电场强度方向垂直指向a,电势增大
D.电场强度方向垂直指向c