電場能的性質(zhì)知識點

《電場能的性質(zhì)》知識點

一、電場力做功與電勢能

1.電場力做功的特點

(1)電場中移動電荷時，電場力做功與路徑無關(guān),只與初末位置有關(guān),可見電場力做功

與重力做功相似.

(2)在勻強電場中，電場力做的功其中d為沿電場線方向的位移.

2.電勢能

(1)定義：電荷在電場中具有的勢能.電荷在某點的電勢能，等于把它從該點移到零勢

能位置時電場力所做的功.

(2)電場力做功與電勢能變化的關(guān)系：電場力做的功等于電勢能的減少量,即WAli=E^

-EQB.

(3)電勢能的相對性：電勢能是相對的，通常把電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)

定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零.

二、電勢

1.電勢

(1)定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值.

(2)定義式：0=今

(3)標(biāo)矢性：電勢是標(biāo)量，其大小有正負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點電勢比電勢零點高(低).

(4)相對性：電勢具有相對性，同一點的電勢因零電勢點的選取的不同而不同.

(5)沿著電場線方向電勢逐漸降低.

2.等勢面

(1)定義：電場中電勢相等的各點構(gòu)成的面.

(2)特點

①電場線跟等勢面垂直,即場強的方向跟等勢面垂直.

②在等勢面上移動電荷時電場力不做功.

③電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面.

④等差等勢面越密的地方電場強度越大；反之越小.

⑤任意兩等勢面不相交.

三、電勢差

1.電勢差：電荷q在電場中4、B兩點間移動時，電場力所做的功WAB跟它的電荷量q的

比值，叫做A、8間的電勢差，也叫電壓.

公式：UAB=^~.

2.電勢差與電勢的關(guān)系：UAH=<DA-<PB,電勢差是標(biāo)量，可以是正值，也可以是負(fù)值，而且

有UAB=-UBA-

3.電勢差UAB由電場中A、B兩點的位置決定,與移動的電荷q、電場力做的功WAS無關(guān)，

與零電勢點的選取也無關(guān).

4.電勢差與電場強度的關(guān)系：勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點沿電場線

方向的距離的乘積.即^/=&/,也可以寫作

考點一電勢高低及電勢能大小的判斷方法

1.比較電勢高低的方法

(1)沿電場線方向，電勢越來越低.

(2)判斷出以6的正負(fù)，再由以8=的一夕8，比較的、夕8的大小，若“8>0,則的>98,

若UA/3<0>則(pA<(pB.

2.電勢能大小的比較方法

做功判斷法

電場力做正功，電荷(無論是正電荷還是負(fù)電荷)從電勢能較大的地方移向電勢能較小的

地方，反之，如果電荷克服電場力做功，那么電荷將從電勢能較小的地方移向電勢能較

大的地方.

特別提醒其他各種方法都是在此基礎(chǔ)上推理出來的，最終還要回歸到電場力做功與電

勢能的變化關(guān)系上.

考點二電場線、等勢面及帶電粒子的運動軌跡問題

1.幾種常見的典型電場的等勢面比較

電場等勢面(實線)圖樣重要描述

電場鵬漕勢面

勻強電場垂直于電場線的一簇平面

電夕受勢面

點電荷務(wù)

以點電荷為球心的一簇球面

的電場

等量異種必

點電荷的連線的中垂線上的電勢為零

電場

等量同種

連線上，中點電勢最低，而在

正點電荷

中垂線上，中點電勢最高

的電場

2.帶電粒子在電場中運動軌跡問題的分析方法

(1)從軌跡的彎曲方向判斷受力方向(軌跡向合外力方向彎曲)，從而分析電場方向或電荷

的正負(fù)；

(2)結(jié)合軌跡、速度方向與靜電力的方向，確定靜電力做功的正負(fù)，從而確定電勢能、

電勢和電勢差的變化等；

(3)根據(jù)動能定理或能量守恒定律判斷動能的變化情況.,/

考點三勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系-An

1.在勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系式為U=Ed,其中d為兩點沿電場線方向的距

離.由公式U=Ed可以得到下面兩個結(jié)論：

結(jié)論1:勻強電場中的任一線段A8的中點C的電勢叱=”四，如圖6甲所示.

結(jié)論2:勻強電場中若兩線段A8〃C￡),且AB=CD,則UAB=UCD(縱(PA一甲B=9L(PD),

如圖乙所示.

2.在非勻強電場中，不能用進(jìn)行計算，但可以進(jìn)行定性分析，一般沿電場線方向取

相同的長度d,線段處于場強較大的區(qū)域所對應(yīng)的電勢差U較大.

考點四用功能關(guān)系分析帶電粒子的運動

1.功能關(guān)系

(1)若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變；

(2)若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能之和保持不變；

(3)除重力外，其他各力對物體做的功等于物體機械能的變化.

(4)所有力對物體所做功的代數(shù)和，等于物體動能的變化.

2.電場力做功的計算方法

⑴由公式W=F/cosa計算，此公式只適用于勻強電場，可變形為：W=qElcosa.

(2)由W=gU來計算，此公式適用于任何形式的靜電場.

(3)由動能定理來計算:W電場力+W井他力=A￡k.

(4)由電勢能的變化來計算：WAB=EPA-EPB.

考點五靜電場中涉及圖象問題的處理方法和技巧

1.主要類型：

(1)。-f圖象；(2)p-x圖象；(3)E-f圖象.

2.應(yīng)對策略：

(1)。一，圖象：根據(jù)。一/圖象的速度變化、斜率變化(即加速度大小的變化)，確定電荷

所受電場力的方向與電場力的大小變化情況，進(jìn)而確定電場的方向、電勢的高低及電

勢能的變化.

(2)<p-x圖象：①電場強度的大小等于<p-x圖線的斜率大小，電場強度為零處，(p-x

圖線存在極值，其切線的斜率為零.②在夕一》圖象中可以直接判斷各點電勢的大小，

并可根據(jù)電勢大