《高考物理一轮复习考点全攻关》专题（48）电场能的性质（解析版）

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2021 年高考物理一轮复习考点全攻关
专题（48）电场能的性质（解析版）　
双基过关：
一、电场力做功与电势能
1．电场力做功
(1)特点：电场力做功和路径无关，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：
①W＝qEd，只适用于匀强电 场 ，其中 d为带电体沿电场线方向的位移．
②WAB＝qUAB，适用于任何形式的电场 ．
2．电势能
(1)定义：电荷在电场中某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能位置时静电力所做的功．
(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，WAB＝EpA－EpB.
(3)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷无穷远处的电势能规定为零，或把电荷在
地球表面的电势能规定为零．
【自测 1】下列关于电势和电势能的说法中，正确的是(　　)
A．电场力做正功，电荷的电势能一定增大
B．电势越高处，电荷的电势能一定越大
C．电势能与电荷量大小有关，与电荷种类无关
D．顺着电场的方向，电势越来越低
【答案】D
【解析】　电场力做正功，电荷的电势能一定减小，A错误；电势能与电荷量及电性均有关系，电势越高，
电荷的电势能不一定越大，B、C错误；顺着电场的方向，电势越来越低，故 D正确．
二、电势　等势面
1
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．
(2)定义式：φ＝.
(3)矢标性：电势是标量，有正负之分，正(负)号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
(1)定义：电场中电势相同的各点构成的面．
(2)四个特点：
① 在同一等势面上移动电荷时电场力不做功 ．
② 电场线一定与等势面垂直，并且从电势高的等势面指向电势低的等势面．
③ 等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小 ．
④ 任意两个等势面都不相交．
【自测 2】 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】　若两个不同的等势面相交，则在交点处存在两个不同电势数值，与事实不符，A错；电场线一
定与等势面垂直，B对；同一等势面上的电势相同，但电场强度不一定相等，C错；将一负电荷从电势较
高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做负功，D错．
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 与移动电荷的电荷量
q
的比值．
2．定义式：UAB＝.
2
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，与零电势点的选取无关．
4．电势差与电势的关系：UAB＝φA－ φ B，UAB＝－UBA.
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：UAB＝E·d，其中 d为电场中两点间沿电场方向的距离．
(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，电场强度在数值上等于沿电场强度方向每单位距离上降低的电势．
【自测 3】　(多选)关于电势差的计算公式，下列说法正确的是(　　)
A．电势差的计算公式 UAB＝说明两点间的电势差 UAB 与电场力做功 WAB 成正比，与移动电荷的电荷量 q成
反比
B．把正电荷从 A点移动到 B点电场力做正功，则有 UAB>0
C．电势差的计算公式 UAB＝中，UAB 与移动电荷的电荷量 q无关
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】BC
四、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
感电荷异种的感应电荷，“远端”出现与施感电荷同种的感应电荷．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，附加电场与原电场的场强在导体内部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
① 导体内部的场强处处为零；
② 导体是一个等势体，导体表面是等势面；
③ 导体表面处的场强方向与导体表面垂直；
3
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