第24讲 电场能的性质 讲义 -2027届高三物理一轮复习

第24讲 电场能的性质 讲义

知识梳理：

1．静电力做功

(1)特点：与路径无关，只与初始位置和终止位置有关。

(2)计算方法

①W＝qEd，适用于匀强电场，d为沿电场方向的位移。

②WAB＝qUAB，适用于任何电场。

2．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减少量，即WAB＝EpA－EpB。静电力对电荷做多少正功，电荷电势能就减少多少；电荷克服静电力做多少功，电荷电势能就增加多少。

(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。

3．电势

(1)定义式：φ＝，应用公式时，各量的正负号要代入。

(2)矢标性：标量，但有正负之分，其正(负)表示比零电势高(低)。

(3)相对性：电势大小与零电势点的选取有关。

4．等势面

(1)定义：电场中电势相同的点构成的面。

(2)特点：

①在同一等势面上移动电荷时，静电力不做功。

②电场线和等势面垂直。

③等差等势面的疏密表示电场的强弱。

④等势面不相交。

5．几种常见等势面的比较

6．电势差

(1)定义式：UAB＝。

(2)静电力做功与电势差的关系：WAB＝EpA－EpB＝q(φA－φB)＝qUAB。

(3)电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA。

(4)匀强电场中电势差与电场强度的关系：U＝Ed。

7．静电平衡

(1)概念：导体中的自由电荷不再发生定向移动。

(2)特点：

①导体内部电场强度为零。

②导体是等势体，表面是等势面，电荷只分布在外表面上。

考点一　静电力做功、电势能和电势

1．电场力做功与电势差、电势能变化的关系

关系式WAB＝UABq＝EpA－EpB

(1)注意角标顺序：WAB表示电荷从A移到B电场力做的功；UAB表示φA－φB。

(2)应用的各量均代入正、负号。

(3)WAB＝UABq适用于任何电场。

2．电场力做功正负的判断方法

(1)根据电场力与速度的夹角判断：夹角是锐角，电场力做正功；夹角是钝角，电场力做负功。

(2)根据WAB＝qUAB判断：由q和UAB的正负，判断WAB的正负。

3．电势高低的判断

4.电势能大小的判断

典例1：(多选)如图所示，正三角形三个顶点固定三个带等量电荷的点电荷，其中A、B带正电，C带负电，O、M、N为AB边的四等分点，下列说法正确的是(　　)

A.M、N两点电场强度相同