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。[注 1](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。[注 2]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。[注 3]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。(2)定义式：φ＝。(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的等势面指向电势的等势面。[注 4]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。2．定义式：UAB＝。[注 5] 3．电势差与电势的关系：UAB＝φA－ φ B，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这两点沿电场线方向的距离的乘积。即 U＝Ed，也可以写作 E＝。2．公式 U＝Ed 的适用范围：匀强电场。【注解释疑】[注 1] 电场力做功的特点与重力做功的特点类似。[注 2] 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。[注 3] 电势能的变化特点与重力势能的变化特点类似。[注 4] 沿着电场线的方向，电势降低最快。[注 5] 推导过程为 WAB＝EpA－EpB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)＝qUAB[深化理解]1．在应用描述电势、电势能、电势差的公式时，q、W、U、Ep、φ 都直接代入正负号进行运算，而应用描述电场力、电场强度的公式运算时可以不代入正负号。2．在匀强电场中：① 同一直线上(直线与电场线可成任意角)，相等距离的两点间电势差相等；② 相互平行的直线上任意相等距离的两点间电势差相等。3．电势的高低与电场强度的大小没有联系。如等量异种点电荷连线上，从正电荷到负电荷电势一直降低，而电场强度先减小后增大；连线的中垂线是电势为零的等势面，而电场强度沿中垂线向外逐渐减小。[基础自测]一、判断题(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...
