专题1.3 电势能、电势、等势面 讲义-2027届高三物理一轮复习

专题1.3：电势能、电势、等势面

【课程标准】

1.知道静电场中的电荷具有电势能，了解电势能、电势、电势差的物理含义。

2.通过重力场类比静电场，理解静电力做功与电势能变化的对应关系，体会比值定义法、类比法的科学思维。

3.认识等势面的基本特征，能结合电场线、等势面分析电场能量性质；知道匀强电场中电势差与电场强度的关系。

【考向】

本专题多以选择题考查，偶尔融入电场计算题。考题侧重辨析电势、电势能、场强概念，依托静电力做功与电势能变化规律完成定量运算；结合等势面、粒子轨迹综合判断电势、能量变化，运用等分法处理匀强电场电势问题，解读 φ-x 图像信息，还常结合动能定理开展力电综合分析，侧重图像推理与符号运算。

【知识点】

一、电势能

1.静电力做功

(1)特点:静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷量和电荷移动过程起始位置和终止位置有关。 

(2)计算方法

①W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为带电体沿电场方向　　　　　　　的位移。 

②WAB=qUAB,适用于任何电场　　　　　　　。 

2.电势能

(1)静电力做功的特点:静电力做功与路径无关,只与初、末位置有关。 

(2)电势能:电荷在电场中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到

　　　　　零势能位置时静电力所做的功。 

（3）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。 

（4）电势能大小的判断

 

例题1：匀强电场中电场强度大小，方向水平向右。将电荷量的负电荷，沿平行电场方向从 A 点向右移动到达 B 点。
(1) 求静电力做的功；
(2) 判断该过程电荷电势能变化情况，求出电势能变化量；
(3) 若取 B 点为零势能点，求电荷在 A 点的电势能。

【解析与答案】(1)匀强电场静电力做功公式，位移沿电场方向，代入数据：
(2) 静电力做负功，电势能增加；
由，得
(3) ，

例题 2：某非匀强静电场中，仅受静电力作用的带电粒子运动轨迹如图。下列说法正确的是（ ）（多选）
A. 粒子可能带负电
B. a 点电势高于 b 点电势
C. 粒子从 a 到 b，静电力做负功，电势能增大
D. 粒子从a 到 b，动能与电势能之和保持不变
E. 若将等量正电荷分别放在a、b 两点，电荷在b点电势能更大

【解析与答案】 ACD  轨迹凹侧为静电力受力方向，若受力与电场线反向→粒子带负电，A 正确；沿电场线电势降低，若场强方向向右，a更靠近电场线起点，错误，B 错；粒子受力与运动速度夹角为钝角，静电力做负功，电势能增加，C 对；只有静电力做功，动能、电势能总和守恒，D 正确；正电荷电势越高电势能越大，场强方向未知大小不能确定，E错误。