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1、第2节电场能的性质知识梳理考点自诊一、静电力做功和电势能1.静电力做功(1)特点:静电力做功与 路径无关,只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关。(2)计算方法W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为带电体在沿 电场方向上的位移。WAB=qUAB,适用于 任何电场。2.电势能(1)定义:电荷在电场中具有的 势能,称为电势能。(2)说明:电势能具有相对性,通常取无穷远或大地为电势能零点。知识梳理考点自诊3.静电力做功与电势能的关系(1)静电力做的功等于电荷 电势能的减少量,即WAB=EpA-EpB。(2)通过WAB=EpA-EpB可知:静电力对电荷做多少正功,电荷电势能就减少多少;静电力
2、对电荷做多少负功,电荷电势能就增加多少。(3)电势能的大小:由WAB=EpA-EpB可知,若令EpB=0,则EpA=WAB,即一个电荷在电场中某点具有的电势能,数值上等于将电荷从该点移到零势能位置过程中静电力所做的功。知识梳理考点自诊二、电势、等势面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。(3)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因 零电势点的选取不同而不同。知识梳理考点自诊2.等势面(1)定义:电场中 电势相同的各点构成的面。(2)等势面的特点等势面一定与电场线 垂直,即与电场强度的方向 垂直。在 等势面上移动电荷时电场力不做功。电场线总是从 电势高的等势面指向
3、 电势低的等势面。等差等势面越密的地方电场强度越 大,反之越 小。知识梳理考点自诊三、电势差1.定义:电荷在电场中,由一点A移到另一点B时,电场力所做的功WAB与移动的电荷的电荷量q的比值。3.影响因素电势差UAB由 电场本身的性质决定,与移动的电荷q及电场力做的功WAB 无关,与零势点的选取 无关。4.电势差与电势的关系:UAB= A-B,UAB=-UBA。知识梳理考点自诊5.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与电势差的关系:电场中,电场强度方向指向 电势降低最快的方向。在匀强电场中
4、,电场强度在数值上等于沿 电场方向每单位距离上降低的电势。知识梳理考点自诊1.(多选)关于电势差的计算公式,下列说法正确的是 ()D.电场中A、B两点间的电势差UAB等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力所做的功 答案解析解析关闭 答案解析关闭知识梳理考点自诊2.(多选)(2017河北衡水期末)关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是()A.电场强度的方向处处与等势面垂直B.电场强度为零的地方,电势也为零C.随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向 答案解析解析关闭电场中电场强度为零的位置是绝对的,而电势为零的位置是人为选取的,电场强度的
5、大小表征着电势随空间的变化率,而与电势的大小无关,故B错误。由沿电场线方向电势降低,可知电势的升降取决于电场强度的方向,而与电场强度的大小无关,故C错误。 答案解析关闭AD知识梳理考点自诊3.(2017甘肃白银会宁县期中)如图所示,在E=500V/m的匀强电场中,a、b两点相距d=2cm,它们的连线跟电场强度方向的夹角是60,则Uab等于()A.5VB.10VC.-5VD.-10V 答案解析解析关闭在电场线方向上a、b两点间的距离(或a、b两点所在等势面间的距离)为d=dcos60=1cm,则|Uab|=Ed=50010-2V=5V。由题图可知ab,故UabEbB.c大于25VC.c小于25V
6、D.EaEb;由U=Ed可知电势为25V的等势面应在c点的左边,所以c点的电势应小于25V,故选项A、C正确。 答案解析关闭AC命题点一命题点二命题点三命题点四5.(多选)(2017广东惠州二模)空间存在平行于x轴方向的静电场,其电势随x的分布如图所示。一质量为m、电荷量为q的带电的粒子从坐标原点O由静止开始,仅在电场力作用下沿x轴正方向运动。则下列说法正确的是()A.该粒子带正电荷B.空间存在的静电场电场强度E是沿x轴正方向均匀减小的C.该粒子从原点O运动到x0过程中电势能是减小的 答案解析解析关闭 答案解析关闭命题点一命题点二命题点三命题点四等势面及运动轨迹问题等势面及运动轨迹问题1.几种
7、常见的典型电场的等势面比较命题点一命题点二命题点三命题点四命题点一命题点二命题点三命题点四2.在电场中带电粒子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。(2)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。命题点一命题点二命题点三命题点四例3(多选)(2017天津卷)如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB,电势能分别为EpA、EpB。下列说法正确的是()A.电子一定从A向B运动B.若aAaB,则Q靠近M端且为正电荷C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpAaB,则场源电荷必在M端,一定为正电荷,故B正确;电子从A运动到B做减速运动,电场力做负功,电势能增加,故EpA2=01D.x2x3段的电场强度大小、方向均不变 答案解析解析关闭 答案解析关闭
