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.

W A B= E_PA

⑵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—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.

⑵定义式：0=导.

(3)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.

⑸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=囂.

2.电势差与电势的关系：U AB=4A二车，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关.

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.

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.

⑵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U协> 恫,

若U AB<0，贝U g< 帕.

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.

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

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

等量同种

的电场

2.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法

(1)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. 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+ (S B

结论1:匀强电场中的任一线段 AB 的中点C 的电势 杞=—^，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=g —柜),

如图乙所示.

2.在非匀强电场中，不能用 U = Ed 进行计算，但可以进行定性分析，一般沿电场线方向取

相同的长度d ，线段处于场强较大的区域所对应的电势差 U 较大.

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;

⑶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

正点电荷

连线上，中点电势最低，而在

中垂线上，中点电势最高

考点三匀强电场中电势差与电场强度的关系 X

* \fl E

(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.

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 P A — 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, 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.

W= qElcos a

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