课时2电场的能的性质1.电场力做功与电势能、电势(1)电场力做功①特点:电场力做功与路径无关,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。b.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,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。③电势能具有相对性,和重力势能相似,实际应用不多,实际应用的常是电势能的变化。(3)电势①定义:试探电荷在电场中某点具有的电势能Ep与它的电荷量q的比值。②定义式:φ=Epq。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。2.等势面及几种特殊电场的等势面的分布规律(1)定义:电场中电势相同的各点组成的面。(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。(3)几种特殊电场的等势面分布①点电荷的等势面:点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面。②等量异号点电荷的等势面:等量异号点电荷的连线上,从正电荷到负电荷电势越来越低,中垂面是一等势面。③等量同号点电荷的等势面:等量正点电荷连线的中点电势最低,中垂线上该点的电势最高,从中点沿中垂线向两侧,电势越来越低,连线上和中垂线上关于中点的对称点等势。等量负点电荷连线的中点电势最高,中垂线上该点的电势最低,从中点沿中垂线向两侧,电势越来越高,连线上和中垂线上关于中点的对称点等势。④匀强电场的等势面:匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面。3.电势差、匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)电势差①定义:电荷在电场中,由一点A移到另一点B时,电场力做的功与移动电荷的电荷量的比值。②定义式:UAB=WABq。③电势差与电势的关系:UAB=φA-φB,UAB=-UBA。④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,与零电势点的选取无关。(2)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:UAB=Ed,其中d为电场中两点间沿电场方向的距离。(如图所示)②电场强度的方向和大小:电场中,电场强度方向是指电势降低最快的方向。在匀强电场中,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。(3)E=Ud在非匀强电场中的妙用①解释等差等势面的疏密与电场强度大小的关系,当电势差U一定时,电场强度E越大,则沿电场强度方向的距离d越小,即电场强度越大,等差等势面越密。②定性判断非匀强电场电势差的大小关系,如距离相等的两点间的电势差,E越大,U越大;E越小,U越小。③利用φ-x图象的斜率判断沿x方向电场强度Ex随位置的变化规律。在φ-x图象中斜率k=ΔφΔx=Ud=Ex,斜率的大小表示电场强度的大小,正负表示电场强度的方向。1.(2019江西九江单元检测)电荷量为q的电荷在电场中由A点移到B点时,电场力做功W,由此可算出两点间的电势差为U,若让电荷量为2q的电荷在电场中由A点移到B点,则()。A.电场力做功仍为WB.电场力做功为W2C.两点间的电势差仍为UD.两点间的电势差为U2答案C2.(2018云南玉溪摸底考试)下列说法正确的是()。A.电荷从电场中的A点运动到了B点,路径不同,电场力做功的大小就可能不同B.电荷从电场中的某点开始出发,运动一段时间后,又回到了该点,则这一过程中电场力做功为零C.正电荷一定沿着电场线运动,电场力对正电荷做正功,负电荷一定逆着电场线运动,电场力对负电荷做正功D.电荷在电场中运动,因为电场力可能对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中并不成立答案B3.(2019山西临汾调研)(多选)关于电势与电势能的说法,正确的是()。A.电荷在电势越高的地方,电势能也越大B.电荷在电势越高的地方,它的电荷量越大,所具有的电势能也越大C.在正点电荷电场中的任一处,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能D.在负点电荷电场中的任一点,正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能答案CD4.(2019甘肃武威月考)如图所示,实线为某电场的电场线...
