2020年高考物理一轮复习第8章静电场第36讲电场能的性质学案（含解析）

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1、第36讲　电场能的性质考点一　电势能、电势、电势差的理解1．电势能(1)静电力做功①特点：静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关。②计算方法a．W＝qEd，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。b．WAB＝qUAB，适用于任何电场，计算时q要带正负号。(2)电势能①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。②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WAB＝EpA－EpB。③大小：电荷在某点的电势能，等于将电荷从该点移

2、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①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。②定义式：φ＝。③矢标性：电势

3、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。(2)等势面①定义：电场中电势相同的各点构成的面。②四个特点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．

4、电势差(1)定义：电场中两点间电势的差值。(2)定义式：UAB＝φA－φB。显然，UAB＝－UBA。(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UAB＝Ed，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①表达式：E＝。(只适用于匀强

5、电场)②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①定义：导体放入电场中时，附加电场与原电场在导体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。②处于静电平衡状态的导体的特点a．导体内部的场

6、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方向答案　A解析　由Ep＝qφ知正

7、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φ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．关于静电场，下列说法中正确的是(　　)A．将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能一定增加B．无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，静电力做的正功越多，电荷在该点的电势能就越大C．在同一个等势面上的各点处场强的大小一定是相等的D．电势降低的方向就是场强的方向答案　B解析　将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电场力做正功，因此电

8、势能一定减小，故A错误；无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，因无穷远处电势能为零，因此静电力做的正功越多，电荷在该点的电势能就越大，故B正确；在等势面上，电势处处相等，但场强不一定相等，故C错误；电势降低最快的方向才是场强的方向，故D错误。3.如图所示，下列说法正确的是(　　)A．φA>φBB．负电荷在A点时的电势