《备战2021届高考高三物理一轮复习专题：第35讲 电场的能的性质讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备战2021届高考高三物理一轮复习专题：第35讲 电场的能的性质讲义（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第35讲电场的能的性质基础命题点电势能、电势、电势差的理解1电势能(1)静电力做功特点：静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关。计算方法aWqEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离，计算时q要带正负号。bWABqUAB，适用于任何电场，计算时q要带正负号。(2)电势能定义：电荷在电场中由于受到电场力的作用而具有的与其相对位置有关的能量叫做电势能，用符号Ep表示。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，即WABEpAEpB。大小：电荷在某点的电势能，等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力做的功。(1)电势能由电场和电荷共同决定，属于电场和电荷系统所共有的，我们习惯
2、说成电场中的电荷所具有的。(2)电势能是相对的，与零势能位置的选取有关，但电势能的变化是绝对的，与零势能位置的选取无关。(3)电势能是标量，有正负，无方向。电势能为正值表示电势能大于在参考点时的电势能，电势能为负值表示电势能小于在参考点时的电势能。(4)零势能位置的选取是任意的，但通常选取大地或无穷远处为零势能位置。2电势(1)电势定义：电荷在电场中某一点的电势能Ep与它的电荷量q的比值。定义式：。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)。相对性：电势具有相对性，同一点的电势与选取的电势零点的位置有关。一般选取无穷远处为电势零点，在实际应用中常取大地的电势为零。(
3、2)等势面定义：电场中电势相同的各点构成的面。四个特点a在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。b等势面一定与电场线垂直。c电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。d等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的，与在该点是否放有电荷和所放电荷的电性、电荷量及电势能均无关。3电势差(1)定义：电场中两点间电势的差值。(2)定义式：UABAB。显然，UABUBA。(3)影响因素：电场中两点间电势差由电场本身决定，与电势零点的选取无关。(4)电势差与电场力做功的关系：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力做的功WAB与移动的电荷的电荷量q的比值等
4、于A、B两点间的电势差，即UAB，计算时q要带正负号。4电势差与电场强度的关系(1)匀强电场中电势差与场强的关系式UABEd，其中d为匀强电场中A、B两点沿电场方向的距离。(2)电场强度的另一表达式表达式：E。(只适用于匀强电场)意义：电场中，场强方向是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单位长度降低的电势。5静电感应和静电平衡(1)静电感应当把一个不带电的金属导体放在电场中时，导体的两端分别感应出等量的正、负电荷，“近端”出现与施感电荷异号的感应电荷，“远端”出现与施感电荷同号的感应电荷，这种现象叫静电感应。(2)静电平衡定义：导体放入电场中时，附加电场与原电场在导体
5、内部处处大小相等且方向相反，使得叠加场强为零时，自由电荷不再发生定向移动，导体处于静电平衡状态。处于静电平衡状态的导体的特点a导体内部的场强处处为零。b导体是一个等势体，导体表面是等势面。c导体表面处的场强方向与导体表面垂直。d导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面上。e在导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷。1关于电场中两点电势的高低的判断，下列说法正确的是()A若q在A点的电势能比在B点的大，则A点电势高于B点电势B若q在C点的电势能比在D点的大，则C点电势高于D点电势C若q在E点的电势能为负值，则E点电势为负值D电势降低的方向即为电场线
6、方向答案A解析由Epq知，正电荷在电势越高的地方电势能越大，负电荷在电势越低的地方电势能越大，故A正确，B错误；若Ep与q均为负值，则为正值，故C错误；电势降低最快的方向为电场线方向，故D错误。2(2016全国卷)关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A两个电势不同的等势面可能相交B电场线与等势面处处相互垂直C同一等势面上各点电场强度一定相等D将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功答案B解析假设两个电势不同的等势面相交，则交点处的电势就是两个不同的值，这是不可能的，A错误；电场线与等势面处处垂直，B正确；同一等势面上各点电势相等，而场强不一定相等，C错误；负电荷
7、从高电势处移到低电势处，电势能增加，电场力做负功，D错误。3.(2016江苏高考)一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示。容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是()AA点的电场强度比B点的大B小球表面的电势比容器内表面的低CB点的电场强度方向与该处内表面垂直D将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力所做的功不同答案C解析电场线的疏密表示场强的大小，因为A点处电场线较B点处稀疏，所以EABB负电荷在A点时的电势能大于在B点时的电势能C负电荷由B移动到A时静电力做正功DUAB0答案B解析沿着电场线的方向是电势降低的方向，由图知
8、AB，UAB0，故A、D错误；WBAqUBA，其中q0，则WBA0，故C错误；由Epq知负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，故B正确。能力命题点二电场线、等势面及带电粒子在电场中的运动轨迹问题1等势线总是和电场线垂直，已知电场线可以画出等势线，已知等势线也可以画出电场线。2几种重要电场的电场线和等势面电场等势面(实线)图样重要描述匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异号点电荷的电场连线的中垂线上的电势为零等量同号正点电荷的电场连线上，中点电势最低，而在中垂线上，中点电势最高3解决运动轨迹问题应熟练掌握的知识及规律(1)带电粒子所受的合力(往往仅为电场力)指
9、向轨迹曲线的内侧。(2)某点的速度方向为轨迹的切线方向。(3)电场线(或等差等势面)密集的地方场强大。(4)电场线垂直于等势面。(5)顺着电场线方向电势降低最快。(6)电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大。有时还要用到牛顿第二定律、动能定理等知识。(2019甘肃武威六中二模)(多选)如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即UabUbc，实线为一带正电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知()A三个等势面中，a的电势最高B带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大C带电质点通过P点时的动能比通过Q点时的大D带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时的大解析电荷所受电场力指向轨迹内侧。由于质点带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故a等势面的电势最高，c的电势最低，A正确；根据Epq，质点在P点的电势能大于在Q点的电势
