第2天 电场能的性质（原卷版）-【寒假自学课】2023年高二物理寒假精品课（人教版2019）

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第2天 电场能的性质 （复习篇）
1.知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化之间的关系.理解电势能、电势的概念
2.理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关.知道什么是等势面，并能理解等势面的特
点.会用 UAB＝φA－φB及UAB＝进行有关计算.
3. 会用关系式 U＝Ed 处理匀强电场问题.
1. 将带电荷量为 6×10－6 C 的负电荷从电场中的 A点移到 B点，克服静电力做了 3×10－5 J 的功，再
从B点移到 C点，静电力做了 1.2×10－5 J 的功，则：
(1)该电荷从 A点移到 B点，再从 B点移到 C点的过程中电势能共改变了多少？
(2)如果规定 A点的电势能为零，则该电荷在 B点和 C点的电势能分别为多少？B点和 C点的电势分
别为多少？
(3)如果规定 B点的电势能为零，则该电荷在 A点和 C点的电势能分别为多少？A点和 C点的电势分
别为多少？
2. 如图，在水平向右的匀强电场中，AB 间距离 L＝4 m，与水平方向夹角为 60°，A、B间电势差
UAB＝16 V，求：
(1)电场强度 E的大小；
(2)电荷量 q＝－2×10－7 C 的点电荷从 A点运动到 B点，静电力所做的功.
1.静电力做功的特点
静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与具体路径无关，这与重力做功的特点相似.
2.对电势能的理解
(1)系统性：电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷
的电势能.
(2)相对性：电势能是相对的，其大小与选定的电势能为零的参考点有关 .确定电荷的电势能，首先
应确定参考点.
(3)电势能是标量，有正负但没有方向.
(4)电荷在电场中某点的电势能，等于把它从该点移动到零电势能位置时静电力所做的功.
3.静电力做功与电势能变化的关系
WAB＝EpA－EpB.
静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加.
4.电势差的理解
(1)电势差反映了电场的能的性质，决定于电场本身，与试探电荷无关.
(2)电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示两点电势的高低； UAB＝－UBA，与零电势点
的选取无关.
(3)电场中某点的电势在数值上等于该点与零电势点之间的电势差.
5.电势差与静电力做功的关系
(1)公式：UAB＝或 WAB＝qUAB，其中 WAB 仅是静电力做的功.
(2)把电荷 q的电性和电势差 U的正负代入进行运算，功为正，说明静电力做正功，电荷的电势能减
小；功为负，说明静电力做负功，电荷的电势能增大.
6.匀强电场中电势差与电场强度
(1)公式 E＝及 UAB＝Ed 的适用条件都是匀强电场.
(2)由E＝可知，电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上降低的电势.式中 d不是两点间的距离，
而是沿电场方向的距离.
(3)电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向.
一、电势差
例题 1. 有一个带电荷量 q＝－3×10－6 C 的点电荷，从某电场中的 A点移到 B点，电荷克服静电力
做6×10－4 J 的功，从 B点移到 C点，静电力对电荷做 9×10－4 J 的功，问：
(1)AB、BC、CA 间电势差各为多少？
(2)若以 B点电势为零，则 A、C两点的电势各为多少？电荷在 A、C两点的电势能各为多少？
解题归纳：电势和电势差的比较
概念
比较内容 电势 φ电势差 U
区别 定义 电势能与电荷量的比值
φ＝
静电力做的功与电荷量的比值 UAB
＝
决定 由电场和在电场中的位 由电场和场内两点位置决定，与
因素 置决定，与 q、Ep无关 q、WAB 无关
相对性 与零电势点的选取有关 与零电势点的选取无关
联系
数值
关系 UAB＝φA－φB
单位 相同，国际单位制中均是伏特(V)
标矢性 都是标量，但均有正负
二、利用 E＝定性分析非匀强电场
例题 2. (1)某一电场的电场线和等势面如图甲所示，已知 φa＝5 V，φc＝3 V，ab＝bc，则(　　)
A.φb＝4 V B.φb＞4 V
C.φb＜4 V D.上述情况都有可能
(2)若电场线和等势面如图乙所示，其他条件不变，则答案为(1)中的(　　)
　
解题归纳：
U＝Ed 只适用于匀强电场的定量计算，在非匀强电场中，不能进行定量计算，但可以定性地分析有
关问题.
(1)在非匀强电场中，U＝Ed 中的 E可理解为距离为 d的两点间电场强度的平均值.
(2)当电势差 U一定时，场强 E越大，则沿场强方向的距离 d越小，即场强越大，等差等势面越密.
(3)非等势面上距离相等的两点间的电势差：E越大，U越大；E越小，U越小.
（建议用时：30 分钟）
一、单选题
1．如图所示，在匀强电场中有 A、B两点，将一电荷量为 q的正点电荷从 A点移到 B点，第一次沿
直线 AB 移动该电荷，静电力做功为 W1；第二次沿路径 ACB 移动该电荷，静电力做功为 W2；第三
次沿曲线 ADB 移动该电荷，静电力做功为 W3，则(　　)
A.W1＞W2＞W3 B.W1＜W2＜W3
C.W1＝W2＝W3 D.W1＝W2＞W3
2．如图所示，实线为一正点电荷的电场线，虚线为其等势面.A、B是同一等势面上的两点，C为另
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