《课堂新坐标》2014届高考物理一轮复习配套word版文档：第六章 第2讲 电场能的性质描述

第2讲研究电场能的性质

(对应学生用书第98页)

电场力做功与电势能

1.电场力做功

(1)特点：电场力做功和路径无关，只与初、末位置有关．

(2)计算方法

①W AB＝qEL，只适用于匀强电场，其中L为沿电场线方向的位移．

②W AB＝qU AB，适用于任何形式的电场．

2．电势能

(1)定义：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功．

(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，W E＝E p A－E p B.

(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穷远处的电势能规定为零，或把电荷在地球表面的电势能规定为零．

【针对训练】

1.

图6－2－1

(2013届青岛二中检测)如图6－2－1所示，已知菱形ABCD处于一静电场中，AC与BD 相交于O，若一个电子从A点运动到B点动能减小10 eV，将电子从B点移动到C点，电场力做功也是10 eV，则由此可推断此空间存在的静电场可能是()

A．匀强电场，方向垂直于AC由O指向B

B．匀强电场，方向垂直于AC由B指向O

C．位于O点的负点电荷形成的电场

D．位于D点的负点电荷形成的电场

【解析】电子从A点运动到B点动能减小10 eV，则电势能增大10 eV，由于电子带负电，故电势降低10 V，将电子从B点移动到C点，电场力做正功则电势能减小10 eV，故电势升高10 V，由此推得A、C两点电势相等且比B点电势高10 V，如果是匀强电场，则电场方向一定垂直AC，由电势高的O点指向电势低的B点，故选项A正确、B错误；如果是负点电荷产生的电场，则电势外高内低，由图可知负点电荷位于O点和D点都是B点电势高于A、C点的电势，故选项C、D错误．

【答案】 A

电势与等势面

1.电势

(1)定义式：φM＝E p M q.

(2)矢标性：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(或

低)．

(3)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因电势零点选取的不同而不同．

2．等势面的特点

(1)等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直．

(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．

【针对训练】

2．(2013届安庆一中检测)一个匀强电场的电场线分布如图6－2－2甲所示．把一个空心导体引入到该匀强电场后的电场线分布如图6－2－2乙所示．在电场中有A、B、C、D 四个点(B、C两点在空心导体的表面上)，下面说法正确的是()

甲乙

图6－2－2

A．φA＝φB B．φB＝φC

C．E A＝E D D．E A＜E D

【解析】沿电场线方向电势逐渐降低，φA＞φB，选项A错误；空心导体是等势体，表面是等势面，φB＝φC，选项B正确；电场线疏密表示电场强度大小，E A＜E D，选项C错误，D正确．

【答案】BD

电势差

1.定义式：U AB＝W AB q.

2．电势差与电势的关系：U AB＝φA－φB.

3．影响因素

电势差U AB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功W AB无关，与零势点的选取无关．

4．匀强电场中电势差与电场强度的关系

(1)电势差与场强的关系式：U＝Ed，其中d为电场中两点间沿电场线方向的距离．

(2)电场强度的方向和大小：电场中，场强方向是指电势降低最快的方向．在匀强电场中，场强在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势．

错误!

【针对训练】

3.

图6－2－3

如图6－2－3所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB＝BC，电场中的A、B、C

三点的场强分别为E A、E B、E C，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为U AB、U BC，则下列关系中正确的有()

A．φA>φB>φC

B．E C>E B>E A

C．U AB

D．U AB＝U BC

【解析】A、B、C三点处在一条电场线上，沿着电场线的方向电势降落，故φA>φB>φC，A正确；由电场线的疏密程度可以看出电场强度大小关系为E C>E B>E A，B对；电场线密集的地方电势降落较快，故U BC>U AB，C对，D错．

【答案】ABC

(对应学生用书第99页)

电势高低与电势能大小的判断方法

1.电势高低的判断

判断角度判断方法

依据电场线方向沿电场线方向电势逐渐降低

依据电场力做功根据U AB＝

W AB

q，将W AB、q的正负号代入，由U AB的正负判断φA、φB的

高低

依据场源

电荷的正负取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；

靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低

2.电势能大小的判断

判断角度判断方法

做功判断法电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加续表

判断角度判断方法

电荷电势法正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大

公式法由E p M＝qφM，将q、φM的大小、正负号一起代入公式，E p M的正值越大，电势能越大；E p M的负值越小，电势能越大

能量守恒法在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小；反之，动能减小，电势能增加

(1)电势、电势能的正负表示大小，正的电势比负的电势高、正的电势能比负的电势能大，而电势差的正负表示两点电势的相对高低．

(2)电场线或等差等势面越密的地方电场强度越大，但电势不一定越高．