电场能的性质知识点

《电场能的性质》知识点

一、电场力做功与电势能

1电场力做功的特点

(1) 电场中移动电荷时，电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，可见电场力做功与重力做功相似.

⑵在匀强电场中，电场力做的功W= Eqd,其中d为沿电场线方向的位移.

2. 电势能

(1) 定义：电荷在电场中具有的势能.电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势_____________

能位置时电场力所做的功.

(2) 电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，即W AB= E pA —E pB.

(3) 电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规

定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零.

二、电势

1. 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) 定义式：())=E?.

⑶标矢性：电势是标量，其大小有正负之分，其正(负)表示该点电势比电势零点高(低).

(4) 相对性：电势具有相对性，同一点的电势因零电势点的选取的不同而不同.

(5) 沿着电场线方向电势逐渐降低.

2•等势面

(1)定义：电场中电势相等的各点构成的面.

⑵特点

①电场线跟等势面垂直，即场强的方向跟等势面垂直. ________

②在等势面上移动电荷时电场力不做功.

③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面.

④等差等势面越密的地方电场强度越大；反之越小. ________

⑤任意两等势面不相交.

三、电势差

1. 电势差：电荷q在电场中

A、B两点间移动时，电场力所做的功W AB跟它的电荷量q的

比值，叫做A、B间的电势差，也叫电压.

公式：U AB=W A B.

2. 电势差与电势的关系：U AB=4A—B，电势差是标量，可以是正值，也可以是负值，而且

有U AB =—U BA.

3. 电势差U AB由电场中A、B两点的位置决定，与移动的电荷q、电场力做的功W AB无关，与零电势点的选取也无 _______

4. 电势差与电场强度的关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线_____________

方向的距离的乘积.即U = Ed,也可以写作E= U.

d

考点一电势高低及电势能大小的判断方法

1比较电势高低的方法

(1) 沿电场线方向，电势越来越低.

(2) 判断出U AB的正负，再由U AB =协一松，比较协、恫的大小，若U AB>0，贝协〉恫, 若U AB<0，

贝V g< (j)B.

2•电势能大小的比较方法

做功判断法

电场力做正功，电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的地方，反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方.

特别提醒其他各种方法都是在此基础上推理出来的，最终还要回归到电场力做功与电

势能的变化关系上.

考点二电场线、等势面及带电粒子的运动轨迹问题

1. 几种常见的典型电场的等势面比较

电场匀强电场点电荷的电场等势面(实线)图样重要描述

垂直于电场线的一簇平面

以点电荷为球心的一簇球面

等量异种

点电荷的

电场

连线的中垂线上的电势为零

等量冋种

连线上，中点电势取低，而在

正点电荷

的电场

中垂线上，中点电势最咼

2•带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法

⑴从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负；

⑵结合轨迹、速度方向与静电力的方向，确定静电力做功的正负，从而确定电势能、

电势和电势差的变化等;

(3) 根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况.

考点三匀强电场中电势差与电场强度的关系

1.在匀强电场中电势差与电场强度的关系式为U = Ed,其中d

为两点沿电场线方向的距离.由公式U = Ed可以得到下面两个结论:

快+ 6B

结论1:匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势6C=2~，如图6甲所示.

结论2:匀强电场中若两线段AB// CD,且AB = CD，则U AB=U CD(或协一帕=

考点四用功能关系分析带电粒子的运动

1.功能关系

(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；

⑵若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变;

(3) 除重力外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化.

⑷所有力对物体所做功的代数和，等于物体动能的变化.

2. 电场力做功的计算方法[来源:学#科#网Z#X#X#K]

(1)由公式W= Fl cos a计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为:

⑵由W= qU来计算，此公式适用于任何形式的静电场. W= qElcos a

A

⑶由动能定理来计算：W电场力+ W其他力=AE k.

(4)由电势能的变化来计算：W AB=E PA—E PB.

考点五静电场中涉及图象问题的处理方法和技巧

1.主要类型:

(1)v—t 图象；(2M—x 图象；(3)E —t 图象.

2. 应对策略：

(1) v—t图象：根据v—t图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，确定电荷所受电场

力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化.

(2) 0—x图象：①电场强度的大小等于0—x图线的斜率大小，电场强度为零处，0—x

图线存在极值，其切线的斜率为零. ②在0—x图象中可以直接判断各点电势的大小，

并可根据电势大小关系确定电场强度的方向. ③在0—x图象中分析电荷移动时电势能

的变化，可用W AB= qU AB，进而分析W AB的正负，然后作出判断.

⑶E —t图象：根据题中给出的E —t图象，确定E的方向，再在草纸上画出对应电场线

的方向，根据E的大小变化，确定电场的强弱分布.