第十六讲 第十章 静电场的能量单元复习-【暑假辅导班】2021年新高二物理暑假精品课程（人教版2019）（解析版）

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【暑假辅导班】2021 年新高二物理暑假精品课程（人教版 2019）
第十六讲 第十章 静电场的能量单元复习
【基础知识 梳理 】
一、电场力做功和电势能
1．电场力做功
(1)特点：静电力做功与实际路径无关，只与初末位置有关．
(2)计算方法
①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中 d为沿电场方向的距离．
②WAB＝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，即 WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp.
(3)电势能具有相对性．
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． (2)定义式：φ＝.
(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．
2．等势面
(1)定义：电场中电势相同的各点构成的面．
(2)特点
① 在等势面上移动电荷，电场力不做功．
② 等势面一定与电场线垂直，即与场强方向垂直．
③ 电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面．
④ 等差等势面的疏密表示电场的强弱(等差等势面越密的地方，电场线越密)．
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 与移动的电荷的电量 q的比
值．
2．定义式：UAB＝.
3．电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA.
4．电势差与电场强度的关系
匀强电场两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积，即 UAB＝Ed.
【重要考点归纳】　　　　
1．比较电势高低的方法
(1)根据电场线方向：沿电场线方向电势越来越低．
(2)根据 UAB＝φA－φB：若 UAB＞0，则 φA＞φB，若 UAB＜0，则 φA＜φB.
(3)根据场源电荷：取无穷远处电势为零，则正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正
电荷处电势高，靠近负电荷处电势低．
2．电势能大小的比较方法
(1)做功判断法
电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加(与其他力做功无关)．
(2)电荷电势法
正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势低处电势能大．
3．几种常见的典型电场的等势面比较
电场 等势面(实线)图样 重要描述
匀强电场 垂直于电场线的一簇平面
点电荷的
电场 以点电荷为球心的一簇球面
等量异种
点电荷的
电场
连线的中垂线上的电势为零
等量同种
正点电荷
的电场
连线上，中点电势最低，而在中垂
线上，中点电势最高
4．在匀强电场中 U＝Ed，即在沿电场线方向上，U∝d.推论如下：
(1)如图甲，C点为线段 AB 的中点，则有 φC＝.
(2)如图乙，AB∥CD，且 AB＝CD，则 UAB＝UCD.
5.E－x和φ－x图象的处理方法
1．E－x图象
(1)反映了电场强度随位移变化的规律．
(2)E＞0表示场强沿 x轴正方向；E＜0表示场强沿 x轴负方向．
(3)图线与 x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据电场
方向判定．
2．φ－x图象
(1)描述了电势随位移变化的规律．
(2)根据电势的高低可以判断电场强度的方向是沿 x轴正方向还是负方向．
(3)斜率的大小表示场强的大小，斜率为零处场强为零．
电容器与电容　带电粒子在电场中的运动
一、电容器、电容
1．电容器
(1)组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成．
(2)带电量：一个极板所带电量的绝对值．
(3)电容器的充、放电
充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能．
放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能．
2．电容
(1)定义式：C＝.
(2)单位：法拉(F)，1 F＝106μF＝1012pF.
3．平行板电容器
(1)影响因素：平行板电容器的电容与正对面积成正比，与介质的介电常数成正比，与两极板间距离成
反比．
(2)决定式：C＝，k为静电力常量．
特别提醒：C＝适用于任何电容器，但C＝仅适用于平行板电容器．
二、带电粒子在电场中的运动
1．加速问题
(1)在匀强电场中：W＝qEd＝qU＝mv2－mv；
(2)在非匀强电场中：W＝qU＝mv2－mv.
2．偏转问题
(1)条件分析：不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场．
(2)运动性质：匀变速曲线运动．
(3)处理方法：利用运动的合成与分解．
① 沿初速度方向：做匀速运动．
② 沿电场方向：做初速度为零的匀加速运动．
特别提示：带电粒子在电场中的重力问题
(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并
不忽略质量)．
(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力．
【重要考点归纳】
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