第8章 第2讲 电场能的性质-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（粤教版 新教材 新高考）

第2讲　电场能的性质 授课提示：对应学生用书第211页 一、静电力做功　电势能　电势　等势面 1．静电力做功 (1)特点：静电力做功与路径无关，只与起始和终止位置有关。 (2)计算方法 ①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离。 ②WAB＝qUAB，适用于任何电场。 2．电势能 (1)定义：电荷在电场中也具有势能，我们称这种形式的能为电势能，用符号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，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。 (3)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。 3．电势 (1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比。 (2)定义式：φ＝。 (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。 4．等势面 (1)定义：电场中的电势相等的各点组成的面。 (2)特点 ①等势面一定与电场线垂直。 ②在同一等势面上移动电荷时静电力不做功。 ③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。 ④等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。 二、电势差　电势差与电场强度的关系 1．电势差 (1)定义 在电场中，两点之间电势的差值叫作电势差。 (2)表达式：UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA。 (3)静电力做功与电势差的关系 ①公式：WAB＝qUAB或UAB＝。 ②适用范围：任意电场。 (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及静电力做的功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)电势差与电场强度的关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积，即U＝Ed。 (2)电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势，即E＝。 (3)公式U＝Ed的适用范围：匀强电场。 一、判断题 1．电场中电场强度为零的地方电势一定为零。(×) 2．沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低。(×) 3．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。(×) 4．A、B两点的电势差是恒定的，所以UAB＝UBA。(×) 5．等差等势线越密的地方，电场线越密，电场强度越大。(√) 6．电场中电势降低的方向，就是电场强度的方向。(×) 二、选择题 1．关于电场中两点电势的高低的判断，下列说法正确的是(　　) A．若＋q在A点的电势能比在B点的大，则A点电势高于B点电势 B．若－q在C点的电势能比在D点的大，则C点电势高于D点电势 C．若－q在E点的电势能为负值，则E点电势为负值 D．电势降低的方向即为电场线方向 解析：由Ep＝qφ知，正电荷在电势越高的地方电势能越大，负电荷在电势越低的地方电势能越大，故A正确，B错误；若Ep与q均为负值，则φ为正值，故C错误；电势降低最快的方向为电场线方向，故D错误。 答案：A 2．(2016·全国Ⅲ卷)关于静电场的等势面，下列说法正确的是(　　) A．两个电势不同的等势面可能相交 B．电场线与等势面处处相互垂直 C．同一等势面上各点电场强度一定相等 D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，静电力做正功 解析：若两个不同的等势面相交，则在交点处存在两个不同电势数值，与事实不符，选项A错误；电场线一定与等势面垂直，选项B正确；同一等势面上的电势相同，但电场强度不一定相同，选项C错误；将一负试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，静电力做负功，选项D错误。 答案：B 3．电场中A、B两点间的电势差UAB＝75 V，B、C两点间的电势差UBC＝－200 V，则A、B、C三点电势的高低关系为(　　) A．φA>φB>φC　　　　 B．φB>φC>φA C．φC>φA>φB D．φC>φB>φA 解析：由题意，UAB＝φA－φB＝75 V，则得φA＞φB；UBC＝φB－φC＝－200 V，则得φB＜φC；又UAC＝UAB＋UBC＝(75－200)V＝－125 V，则得φA＜φC。故有φC＞φA＞φB，A、B、D错误，C正确。 答案：C 授课提示：对应学生用书第212页 考点一　电势高低及电势能大小的判断 1．电势高低的判断“四法” 判断方法 方法解读 电场线方向法 沿电场线方向电势逐渐降低 场源电荷正负法 取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；越靠近正电荷处电势越高，越靠近负电荷处电势越低 电势能大小法 同一正电荷的电势能越大的位置处电势越高，同一负电荷的电势能越大的位置处电势越低 静