电场能的性质知识点

《电场能的性质》知识点

一、电场力做功与电势能

1.电场力做功的特点

(1)电场中移动电荷时，电场力做功与路径无关,只与初末位置有关,可见电场力做功

与重力做功相似.

(2)在匀强电场中，电场力做的功其中d为沿电场线方向的位移.

2.电势能

(1)定义：电荷在电场中具有的势能.电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势

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WAli=E^

-EQB.

(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限远处的电势能规

定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零.

二、电势

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：0=今

(3)标矢性：电势是标量，其大小有正负之分，其正(负)表示该点电势比电势零点高(低).

(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因零电势点的选取的不同而不同.

(5)沿着电场线方向电势逐渐降低.

2.等势面

(1)定义：电场中电势相等的各点构成的面.

(2)特点

①电场线跟等势面垂直,即场强的方向跟等势面垂直.

②在等势面上移动电荷时电场力不做功.

③电场线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.

⑤任意两等势面不相交.

三、电势差

1.电势差：电荷q在电场中4、B两点间移动时，电场力所做的功WAB跟它的电荷量q的

比值，叫做A、8间的电势差，也叫电压.

公式：UAB=^~.

2.电势差与电势的关系：UAH=<DA-<PB,电势差是标量，可以是正值，也可以是负值，而且

有UAB=-UBA-

3.电势差UAB由电场中A、B两点的位置决定,与移动的电荷q、电场力做的功WAS无关，

与零电势点的选取也无关.

4.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^/=&/,也可以写作

考点一电势高低及电势能大小的判断方法

1.比较电势高低的方法

(1)沿电场线方向，电势越来越低.

(2)判断出以6的正负，再由以8=的一夕8，比较的、夕8的大小，若“8>0,则的>98,

若UA/3<0>则(pA<(pB.

2.电势能大小的比较方法

做功判断法

电场力做正功，电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的

地方，反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较

大的地方.

特别提醒其他各种方法都是在此基础上推理出来的，最终还要回归到电场力做功与电

势能的变化关系上.

考点二电场线、等势面及带电粒子的运动轨迹问题

1.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

电场鹏漕势面

匀强电场垂直于电场线的一簇平面

电夕受势面

点电荷务

以点电荷为球心的一簇球面

的电场

等量异种必

点电荷的连线的中垂线上的电势为零

电场

等量同种

连线上，中点电势最低，而在

正点电荷

中垂线上，中点电势最高

的电场

2.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法

(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或电荷

的正负；

(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向，确定静电力做功的正负，从而确定电势能、

电势和电势差的变化等；

(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况.,/

考点三匀强电场中电势差与电场强度的关系-An

1.在匀强电场中电势差与电场强度的关系式为U=Ed,其中d为两点沿电场线方向的距

离.由公式U=Ed可以得到下面两个结论：

结论1:匀强电场中的任一线段A8的中点C的电势叱=”四，如图6甲所示.

结论2:匀强电场中若两线段A8〃C£),且AB=CD,则UAB=UCD(纵(PA一甲B=9L(PD),

如图乙所示.

2.在非匀强电场中，不能用进行计算，但可以进行定性分析，一般沿电场线方向取

相同的长度d,线段处于场强较大的区域所对应的电势差U较大.

考点四用功能关系分析带电粒子的运动

1.功能关系

(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；

(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变；

(3)除重力外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化.

(4)所有力对物体所做功的代数和，等于物体动能的变化.

2.电场力做功的计算方法

⑴由公式W=F/cosa计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为：W=qElcosa.

(2)由W=gU来计算，此公式适用于任何形式的静电场.

(3)由动能定理来计算:W电场力+W井他力=A£k.

(4)由电势能的变化来计算：WAB=EPA-EPB.

考点五静电场中涉及图象问题的处理方法和技巧

1.主要类型：

(1)。-f图象；(2)p-x图象；(3)E-f图象.

2.应对策略：

(1)。一，图象：根据。一/图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，确定电荷

所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场的方向、电势的高低及电

势能的变化.

(2)<p-x图象：①电场强度的大小等于<p-x图线的斜率大小，电场强度为零处，(p-x

图线存在极值，其切线的斜率为零.②在夕一》图象中可以直接判断各点电势的大小，

并可根据电势大