第9.4节 电势能 电势-【帮课堂】2024-2025学年高二物理同步学与练（沪科版2020上海必修第三册）

第九章 静电场 第4节 电势能 电势 🧭目标导航 知识要点 难易度 1. 电场力做功与路径无关 W＝qElcosθ 2. WAB＝EpA－EpB 类比重力做功 3. 电势定义式： φ＝ 比值定义法 4. 电场力做正功，电势能降低 5. 沿着电场线，电势降低 6. 易错点：各种正负号 ★★ ★★★ ★★ ★★★ ★★ ★★★ 📚知识精讲 一、静电力做功的特点 1. 静电力做功：在匀强电场中，静电力做功W＝qElcos θ。其中θ为静电力与位移方向之间的夹角。 2. 静电力做功的特点：在静电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。 类比：重力做功。 3. 此公式使用时，E以正值代入，q按正负电荷代入符号。结果为正表示静电力做正功。 例1. 在场强为4×105 V/m的匀强电场中，一质子从A点移动到B点，如图所示。已知AB间距离为20 cm，AB连线与电场线成30°角，求静电力做的功。 二、电势能 1.电势能：电荷在电场中具有的势能，用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。 表达式：WAB＝EpA－EpB。 类比：重力做正功，重力势能减少。 ★超重要的第一句话：电场力做正功，电势能减小 3.电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功EpA＝WA0。 如果正电荷在某点地电势能为正，则负电荷在该点地电势能为负。 4.零势能位置：电场中规定电势能为零的位置，通常把离场源电荷无穷远处或大地处的电势能规定为零。 5.电势能的性质 (1)电势能Ep是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所共有的。 而电势是电场的属性，由场源电荷决定的，与试探电荷无关。 (2)电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关。 (3)电势能为正值表示电势能大于零电势参考点，负值表示小于零电势参考点，正负表示大小。 例2. 将带电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了3×10－5 J的功，再从B移到C，静电力做了1.2×10－5 J的功，则： (1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能改变了多少？ (2)如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？ (3)如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？ 三、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。 2.公式：φ＝。 又是比值定义法！什么特征 3.单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V，1 V＝1 J/C。 4.特点： (1) 相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的零电势的位置有关。 (2) 标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负。 正负表示大小，3V>-5V 注意：此公式中，3个物理量都有正负，但其含义不同。 5.电势与电场线关系：沿电场线方向电势逐渐降低。（★超重要的第二句话） 6.扩展理解 (1)一电荷在某电场中运动了一周又回到出发点，由功的定义式可知，电荷运动一周位移为0，故静电力对该电荷一定不做功。 (2)在电场中确定的两点间移动等量的正、负电荷时，静电力做功的绝对值相等，正负不同，电势能的变化量相等，增减情况相反。 (3)电势具有相对性，与零势面的选择有关。但两点间电势差与零势面选择无关，后面再细讲。 (4) φ＝是电势的定义式。电场中某点处φ的大小是由电场本身决定的，与在该点处是否放入试探电荷、电荷的电性、电荷量均无关。 【思考判断】 (1)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。（ ） (2)电荷从电场中的某点出发，运动一段时间后，又回到了该点，则静电力做功为零。（ ） (3)正电荷沿电场线运动，静电力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，静电力对负电荷做正功。（ ） (4)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。（ ） (5)沿着电场线的方向电势逐渐降低。（ ） (6)电势降低的方向一定是电场线的方向。（ ） (7)正电荷只在静电力的作用下，一定向电势低的地方移动。（ ） (8)负电荷只在静电力的作用下，由静止释放，一定向电势高的地方移动。（ ） 例3. 如果把电荷量为q＝＋1.0×10－8 C的电荷从无限远处移到电场中的A点，需要克服静电力做功 W＝1.2×10－4 J，求： (1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少？ (2)q未移入电场前，A点的电势是多少？ 🚀考点题型 考点01 　静电力做功与电势能 【归纳总结】 1.静电力做功与电势能变化的关系 (1)WAB＝EpA－EpB （此公式对正负电荷都适用，注意是起点减终点） 由此公