精品解析：9.2 静电场中能的性质（讲）

第九章 静电场 　第2讲　静电场中能的性质 一、描述电场能的性质的物理量 1.静电力做功的特点 静电力做功与________无关，只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关。 2.电势能 （1）定义：电荷在电场中具有的__________，称为电势能。 （2）说明：电势能具有相对性，通常把________或____________的电势能规定为零。 3.电势 （1）定义：电荷在电场中某一点的____________与它的________________之比。 （2）定义式：φ＝________________。 （3）标矢性：电势是________，有正、负之分，其正（负）表示该点电势比________高（低）。 （4）相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取________________的不同而不同。 4.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________________，即WAB＝EpA－EpB。静电力对电荷做多少正功，电荷电势能就________多少；电荷克服静电力做多少功，电荷电势能就________多少。 （2）电势能的大小：由WAB＝EpA－EpB可知，若令EpB＝0，则EpA＝WAB，即一个电荷在电场中某点具有的电势能，数值上等于将其从该点移到零电势能位置过程中静电力所做的功。 二、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）定义式：UAB＝________。 2.电势差与电势的关系 UAB＝________________，UAB＝－UBA。 3.匀强电场中电势差与电场强度的关系 （1）UAB＝Ed，d为____________________。 （2）沿电场方向电势降低得最快。 三、电场线、等势面及运动轨迹问题 1.等势面 （1）定义：电场中________________的各点构成的面。 （2）四个特点： ①在同一等势面上移动电荷时静电力________。 ②电场线一定与等势面垂直，并且从电势__________的等势面指向电势____________的等势面。 ③等差等势面越密的地方电场强度________，反之________。 ④任意两个等势面都不相交。 2.几种常见等势面的比较 电场 等势面（虚线）图样 特点 匀强电场 垂直于电场线的一簇平面 点电荷的电场 以点电荷为球心的一簇球面 等量异种点电荷的电场 两电荷连线的中垂面为等势面 等量同种正点电荷的电场 在电荷连线上，中点电势最低；在中垂线上，中点电势最高 考点一　描述电场能的性质的物理量　 1.求静电力做功的四种方法 2.判断电势能变化的两种方法 （1）根据静电力做功：静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加。 （2）根据Ep＝qφ：正电荷在电势越高处电势能越大；负电荷在电势越高处电势能越小。 3.电势高低的四种判断方法 （1）电场线法：沿电场线方向电势逐渐降低。 （2）电势差与电势的关系：根据UAB＝，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB的高低。 （3）Ep与φ的关系：由φ＝知正电荷在电势能大处电势较高，负电荷在电势能大处电势较低。 （4）场源电荷的正负：取离场源电荷无限远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低。空间中有多个点电荷时，某点的电势可以求代数和。 典例精析 变式巩固 【例题1】 1. 如图，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q（q>0）的点电荷固定在P点。下列说法正确的是（　　） A. 沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大 B. 沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小 C. 正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大 D. 将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负 【例题2】 2. 如图所示，虚线表示某电场中的三个等势面，a、a′、b、b′、c、c′为分布在等势面上的点。一带电粒子从a点运动到c点的过程中电场力做功为Wac，从a′点运动到c′点的过程中电场力做功为Wa′c′。下列说法正确的是（　　） A. c点的电场方向一定指向b点 B. a′点电势一定比c′点电势高 C. 带电粒子从c点运动到c′点，电场力做功为0 D. 【变式题1】 3. 如图所示，真空中xOy坐标系平面内有以O为圆心的两个同心圆，分别与坐标轴交于a、b、c、d和e、f、g、h。在a、c两点固定两个正点电荷，b、d两点固定两个负点电荷，四个点电荷所带电荷量均相等。下列说法正确的是（　　） A. 、h两点的电场强度相同 B. e、g两点的电势相等 C. 质子在e点所受电场力大于在h点所受电场力 D. 质子在e点电势