第2节 电场能的性质

一、电势能和电势 1．电势能

(1)电场力做功的特点：电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关。 (2)电势能

①定义：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WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。

2．电势

(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能与它的电荷量的比值。 Ep

(2)定义式：φ＝q。

(3)矢标性：电势是标量，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。

(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。 3．等势面

(1)定义：电场中电势相等的各点组成的面。 (2)四个特点

①等势面一定与电场线垂直。

②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。

③电场线方向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。 二、电势差

1．定义：电荷在电场中由一点A移到另一点B时，电场力做功与移动电荷的电荷量的比值。

WAB2．定义式：UAB＝q。

3．电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA。 三、匀强电场中电势差与电场强度的关系

1．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U

这两点沿电场线方向的距离的乘积。即U＝Ed，也可以写作E＝d。

2．公式U＝Ed的适用范围：匀强电场。

1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)电场中电场强度为零的地方电势一定为零。 (×) (2)沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低。 (×)

(3)A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功。

(×)

(4)A、B两点的电势差是恒定的，所以UAB＝UBA。 (×) (5)等差等势线越密的地方，电场线越密，电场强度越大。

(√)

(6)电场中电势降低的方向，就是电场强度的方向。 (×)

2．(人教版选修3－1P22T3改编)(多选)某电场的电场线和等势面如图所示，下列说法正确的是( )

A．B点的电势高于A点的电势

B．把负电荷从A移到B，静电力做正功，电势能减少 C．负电荷从B移到A时，静电力做负功 D．UAB＝UBA [答案] ABC

3．(人教版选修3－1P23思考讨论改编)如图所示，在E＝500 V/m的匀强电场中，a、b两点相距d＝2 cm，它们的连线跟电场强度方向的夹角是60°，则Uab等于( )

A．5 V C．－5 V [答案] C

4．(人教版选修3－1P20T7改编)电场中某三条等势线如图中实线a、b、c所示。一电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q，已知电势φa>φb>φc，这一过程电子运动的v-t图象可能是下图中的( )

B．10 V D．－10 V