(配套教参)第七章 第2讲 电场能的性质-【高考领航】2024高考物理大一轮复习教师用书word+课件PPT（新教材，人教版）

第2讲　电场能的性质 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零势点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。 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不做功。 (2)等势面一定跟电场线垂直，即跟场强的方向垂直。 (3)电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。 (4)等差等势面越密的地方场强越大，反之越小。 3．电势 (1)定义：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)表示该点电势比零势点高(低)。 (4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零势点的不同而不同，通常取无限远或地球的电势为零。 二、电势差　匀强电场中电势差与场强的关系 1．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F做的功与移动的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。 (4)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及电场力做的功WAB无关，与零电势点的选取无关。 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场强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。 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。(√) 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 B.电场力做功为 C.两点间的电势差仍为U D.两点间的电势差为 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。 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 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。 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。 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 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，电势增大 解析：A　由对称性与电场叠加原理可知，a、b、c、d处四根完全相同、均匀带正电绝缘长棒在O点的合场强为零，类比正点电荷电场可知，一根带正电绝缘长棒在空间某点的场强方向沿该棒所在直线的垂线指向该点，故撤去a处的绝缘棒后，O点的电场强度方向由O点垂直指向a，B、D项错误；设每根带