电场能的性质

1.3 电场能的性质 知识梳理

一、电势能

1.定义：电荷在静电场中由于相对位置而具有的能量，其大小等于把该电荷从该位置移到零势能参考面电场力所做的功，即E A =W A →0.

2.决定因素：与电荷量q 、零势能参考面的选取及其相对位置有关.

3.与电场力做功的关系：电势能的改变只由电场力做功决定，有ΔE AB =E B -E A =-W AB

(1)场源电荷判断法——离场源正电荷越近，试探正电荷的电势能越大，试探负电荷的电势能越小.

(2)电场线法——正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大.

(3)做功判断法——无论正负电荷，电场力做正功，电荷的电势能就一定减小；电场力做负功，电荷的电势能就一定增大.

二、电势

1.定义：电场中某点的电势，等于单位正电荷从该点移到零电势参考面电场力所做的

功， .（这里的q 根据电性带正负号） 2.单位：伏特（V ），1 V=1 J/C.

3.决定因素：与该点在电场中的位置以及零势面的选取有关，与检验电荷无关.若空间某处的电场由几个电荷共同产生，则该点电势等于各电荷单独存在时该点电势的代数和.

4.关于零电势面：由电势的定义知它与零电势能参考面重合，和其他零势面一样可以根据问题最简化的原则来选取.在实际应用中我们常会取大地和无限远处为零电势面.

5.电场中沿电场线的方向电势越来越低.

三、电势差

1.定义：电荷q 在电场中由一点A 移动到另一点B 时，电场力所做的功与电荷量的比值,叫做A 、B 两点间的电势差，用U AB 表示.其定义式为：

2.决定式：U AB =Ed ,适用于匀强电场.

3.电势差的单位为导出单位，在国际单位制中为伏特，简称伏；符号为V.

1 V=1 J/C,即1 C 的正电荷在电场中由一点移到另一点,电场力所做的功为1 J,则这两点间的电势差就是1 V.

4.电势（差）与电场强度的关系

四、等势面

1.定义：电场中电势相等的点构成的面

.

ϕ→A 0A A W E ==q q ϕϕAB AB A B W U ==-q

2.特点：

（1）在同一等势面上移动电荷时电场力不做功，说明电场力方向与电荷移动方向相互垂直，即等势面必定与电场线相互垂直.

（2）沿着电场线的方向，电势越来越低，电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面.

（3）等势面的疏密表示电场的强弱，等势面密的地方，电场强；等势面疏的地方，电场弱. 五、对公式 的理解及应用 公式 反映了电场强度与电势差之间的关系,由公式可知:电场强度的方向就是电势降低最快的方向. 公式 只适用于匀强电场,且应用时注意d 的含义是表示某两点沿电场线方向的距离，或两点所在等势面之间的距离. 高考连线

1.（2009年上海物理卷）位于A 、B 处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线,则( )

A.a 点和b 点的电场强度相同

B.正电荷从c 点移到d 点，电场力做正功

C.负电荷从a 点移到c 点，电场力做正功

D.正电荷从e 点沿图中虚线移到f 点，电势能先减

小后增大

【解析】电场线的疏密可以表示电场的强弱，可见

A 错误；正电荷从c 点移到d 点，电场力做负功,负电荷从a 点移到c 点，电场力做正功，所以

B 错误，

C 正确；正电荷从e 点沿图中虚线移到f 点，电场力先做正功，后做负功，但整个过程电场力做正功，

D 正确.

【答案】CD

2.（2009年广东物理卷）如图所示,在一个粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块.由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止.在物块的运动过程中,下列表述正确的是（ ）

A.两个物块的电势能逐渐减少

B.物块受到的库仑力不做功

C.两个物块的机械能守恒

D.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力

【解析】由于两电荷的电性相同，则二者之间的作用力为斥力，因此在远离过程中，电场力做正功，电势能逐渐减少，A 正确，B 错误；由于运动过程中有重力以外的力(电场力和摩擦力）做功，故机械能不守恒，C 错误；在远离过程中，开始时电场力大于摩擦力，后来电场力小于摩擦力，D 错误.

【答案】A U E =d U E =d U E =

d