第10讲 静电场中的能量（第25课时）-【学考复习】2024年高中物理学业水平考试必备考点归纳与测试（江苏专用）

第10讲 静电场中的能量 第二十五课时 静电场中的能量 1、了解电势能、电势、电势差。 2、了解电势差与电场强度的关系。 3、了解电容器、电容。 4、了解带电粒子在电场中的运动。 考点五十四、电势能 电势 电势差 1．静电力做功的特点 （1）在静电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的初位置和末位置有关，与电荷经过的路径无关。 （2）正电荷顺着电场线方向移动时电场力做正功，负电荷顺着电场线方向移动时电场力做负功。 【典型题例1】如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电荷量为q的正点电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，静电力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，静电力做功为W2；第三次沿曲线ADB移动该电荷，静电力做功为W3，则（　　） A．W1＞W2＞W3 B．W1＜W2＜W3 C．W1＝W2＝W3 D．W1＝W2＞W3 2．电势能 （1）概念：电荷在电场中具有的能叫做电势能，可用Ep表示。 （2）大小：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。电势能是标量，有正负但没有方向，其正负表示大小。 （3）与电场力做功的关系：静电力做的功等于电势能的减少量，用公式表示WAB＝EPA－EPB。即电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加。 （4）电势能特点 ①WAB＝EPA－EPB既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场；既适用于正电荷，也适用于负电荷。 ②相对性：电势能的数值大小与零势能点的选取有关。通常把离场源电荷无穷远处或地球表面的电势能规定为零。确定电荷的电势能，首先应确定参考点，也就是零势能点的位置。 ③系统性：电势能是由电场和电荷共同决定的，属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷的电势能。 （5）电势能增减的判断方法：无论正、负电荷，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小；只要电场力做负功，电荷的电势能一定增大。 【典型题例2】下列说法正确的是（　　） A．电荷从电场中的A点运动到B点，路径不同，静电力做功的大小就可能不同 B．电荷从电场中的某点开始出发，运动一段时间后，又回到了该点，则静电力做功为零 C．正电荷沿着电场线方向运动，静电力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线方向运动，静电力对负电荷做负功 D．电荷在电场中运动，因为静电力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并不成立 【典型题例3】关于静电力做功与电势能的关系，下列说法正确的是（　　） A．静电力做正功，电势能一定增加 B．静电力做正功，电势能一定减小 C．静电力只有对正电荷做正功时，电势能才增加 D．静电力只有对负电荷做正功时，电势能才增加 【典型题例4】如右图所示，是某电场中的一条直线，一电子从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，下列有关该电场情况的判断正确的是 A．该电场一定是匀强电场 B．场强Ea一定小于Eb C．电子的电势能Epa＞Epb D．电子的电势能Epa＜Epb 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的比值，叫做这一点的电势。 （2）定义式：φ＝。伏特，符号是V。 （3）特点 ①电势的固有性：电场中某点处φ的大小是由电场本身的条件决定的，与在该点处是否放着电荷、电荷的电性、电荷量均无关。 ②相对性：电势是相对的，电场中各点电势的高低，与所选取的零电势点的位置有关。在实际处理问题中，又常取大地为零电势。 ③标量性：电势是标量，只有大小，没有方向的物理量，但有正负，且表示大小。 （4）判断电势高低的办法——电场线法：沿电场线方向，电势越来越低。 【典型题例5】如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在静电力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN。下列判断正确的是（　　） A．vM<vN，aM<aN B．vM<vN，φM<φN C．φM<φN，EpM<EpN D．aM<aN，EpM<EpN 【典型题例6】将一正电荷从无限远处移入电场中的M点，电势能减少了8×10－9 J，若将另一等量的负电荷从无限远处移入电场中的N点，电势能增加了9×10－9 J，则下列判断中正确的是（　　） A．φM＜φN＜0 B．φN＞φM＞0 C．φN＜φM＜0 D．φM＞φN＞0 【典型题例7】如图所示，电场中有A、B两点，下列说法正确的是（ ） A．电势φB>φA B．电场强度EA<EB C．同一电荷在A点所受静电力较大 D．同一电荷在A点具有的电势能较大 4．电势差 （1）定义：电场中两点间电势的之差，也叫电压。单位伏特，符号V。 （2）关系式：设电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则A、B两点