第2講靜電場(chǎng)中的能量課標(biāo)要求1.知道靜電場(chǎng)中的電荷具有電勢(shì)能．2．了解電勢(shì)能、電勢(shì)和電勢(shì)差的含義．3．知道勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系．考點(diǎn)一PART01第一部分考點(diǎn)一靜電力做功和電勢(shì)能

1．靜電力做功的特點(diǎn)：靜電力做功與______無(wú)關(guān)，只與____________有關(guān)．2．電勢(shì)能：電荷在______中具有的勢(shì)能，數(shù)值上等于將電荷從該點(diǎn)移到____________位置時(shí)靜電力所做的功．路徑初、末位置電場(chǎng)零勢(shì)能3．電場(chǎng)中的功能關(guān)系(1)若只有靜電力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變．(2)若只有靜電力和重力做功，電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變．(3)除重力、系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力之外，其他各力對(duì)系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化．(4)所有外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化．4．電勢(shì)能大小的判斷方法(1)做功判斷法：靜電力做正功，電勢(shì)能減小；靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增大．(2)電荷電勢(shì)法：正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大，負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大．(3)能量守恒法：在電場(chǎng)中，若只有靜電力做功，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能增大時(shí)，電勢(shì)能減小，反之電勢(shì)能增大．

如圖所示，負(fù)電荷僅受靜電力作用沿虛線從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，則運(yùn)動(dòng)過(guò)程中靜電力對(duì)其做功和電勢(shì)能變化情況分別是(

)A.做負(fù)功、電勢(shì)能增加B．做正功、電勢(shì)能增加C．做負(fù)功、電勢(shì)能減小D．做正功、電勢(shì)能減小√解析：由圖可知，負(fù)電荷僅受電場(chǎng)力作用沿虛線從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力的方向大致向左，根據(jù)功的定義可知，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少．【跟蹤訓(xùn)練1】下列說(shuō)法正確的是(

)A．正電荷放于電勢(shì)越低處，電勢(shì)能越小B．負(fù)電荷放于電場(chǎng)線越密處，電勢(shì)能越小C．正電荷由電勢(shì)低處移到電勢(shì)高處，靜電力做正功D．負(fù)電荷沿電場(chǎng)線移動(dòng)，電勢(shì)能減小√解析：根據(jù)推論可知，正電荷放于電勢(shì)越低處，電勢(shì)能越小，故A正確；負(fù)電荷放于電場(chǎng)線越密處，受到的靜電力越大，但電勢(shì)能不一定越小，故B錯(cuò)誤；正電荷由電勢(shì)低處移到電勢(shì)高處，電荷的電勢(shì)能增加，則靜電力做負(fù)功，故C錯(cuò)誤；負(fù)電荷受到的靜電力的方向與電場(chǎng)線的方向相反，順著電場(chǎng)線移動(dòng)，負(fù)電荷電勢(shì)能增大，故D錯(cuò)誤．【跟蹤訓(xùn)練2】某區(qū)域電場(chǎng)線如圖所示，A、B為區(qū)域上兩點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．正電荷在A點(diǎn)所受靜電力比在B點(diǎn)所受靜電力小B．A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì)C．正電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能D．將電子從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，靜電力做正功√解析：電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，則A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定大于B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度，正電荷在A點(diǎn)所受靜電力比在B點(diǎn)所受靜電力大，故A錯(cuò)誤；因?yàn)轫樦妶?chǎng)線方向電勢(shì)降低，則A點(diǎn)電勢(shì)一定高于B點(diǎn)電勢(shì)，故B錯(cuò)誤；若正電荷從A移動(dòng)到B，靜電力做正功，電勢(shì)能減小，則知正電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能，故C正確；將電子從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，靜電力方向向左，靜電力做負(fù)功，故D錯(cuò)誤．考點(diǎn)二PART02第二部分考點(diǎn)二電勢(shì)及電勢(shì)高低的判斷

1．電勢(shì)(1)定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的_____________________之比，叫作電場(chǎng)在這一點(diǎn)的電勢(shì)．(2)定義式：φ＝_______．(3)矢標(biāo)性：電勢(shì)是_______，有正、負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點(diǎn)電勢(shì)比_______高(低).(4)相對(duì)性：電勢(shì)具有_______，同一點(diǎn)的電勢(shì)因選取______________的不同而不同．電勢(shì)能與它的電荷量標(biāo)量零電勢(shì)相對(duì)性零電勢(shì)點(diǎn)(2023·廣東學(xué)考)點(diǎn)電荷M和金屬平板N周圍的電場(chǎng)線分布如圖所示，a、b為同一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．M帶正電，N的上表面帶正電B．M帶負(fù)電，N的上表面帶負(fù)電C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相等D．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的電勢(shì)高√解析：電場(chǎng)線起始于正電荷終止于負(fù)電荷，所以點(diǎn)電荷M帶正電，N的上表面帶負(fù)電，故A、B錯(cuò)誤；電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，所以a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度，故C錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，所以a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)，故D正確．【跟蹤訓(xùn)練3】如圖所示，實(shí)線表示勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線．一個(gè)帶負(fù)電荷的粒子以某一速度射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，只在靜電力作用下，運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖中的虛線所示，a、b為軌跡上的兩點(diǎn)．若a點(diǎn)電勢(shì)為φa，b點(diǎn)電勢(shì)為φb，則(

)A．電場(chǎng)強(qiáng)度方向一定向左，且電勢(shì)φa＜φbB．電場(chǎng)強(qiáng)度方向一定向左，且電勢(shì)φa＞φbC．電場(chǎng)強(qiáng)度方向一定向右，且電勢(shì)φa＞φbD．電場(chǎng)強(qiáng)度方向一定向右，且電勢(shì)φa＜φb√解析：由做曲線運(yùn)動(dòng)條件可知合力指向曲線的內(nèi)側(cè)，而電場(chǎng)強(qiáng)度方向應(yīng)該是電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向，所以該帶電粒子所受的靜電力方向一定向右．由于該粒子是負(fù)電荷，所以電場(chǎng)強(qiáng)度方向一定向左，根據(jù)沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，可判定a點(diǎn)的電勢(shì)小于b點(diǎn)，即φa＜φb，故A正確．【跟蹤訓(xùn)練4】(多選)圓弧形電極MN與電源負(fù)極相連，圓弧圓心處的電極與電源正極相連，電場(chǎng)線分布如圖所示，P、Q為一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)．下列說(shuō)法正確的是(

)A．P、Q兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等B．P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C．P點(diǎn)的電勢(shì)高于Q點(diǎn)的電勢(shì)D．P點(diǎn)的電勢(shì)等于Q點(diǎn)的電勢(shì)√√考點(diǎn)三PART03第三部分考點(diǎn)三等勢(shì)面與電勢(shì)差

1．等勢(shì)面(1)定義：電場(chǎng)中____________的各點(diǎn)組成的面．(2)四個(gè)特點(diǎn)

①等勢(shì)面一定與____________垂直．電勢(shì)相等電場(chǎng)線②在____________上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力不做功．③電場(chǎng)線方向總是從____________的等勢(shì)面指向____________的等勢(shì)面．④等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度______，反之______．同一等勢(shì)面電勢(shì)高電勢(shì)低越大越小2．電勢(shì)差(1)定義：在電場(chǎng)中，兩點(diǎn)之間____________叫作電勢(shì)差．(2)電勢(shì)差與靜電力做功的關(guān)系：UAB＝______．(3)電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系：UAB＝________，UAB＝－UBA.(4)影響因素：電勢(shì)差UAB由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定，與移動(dòng)的電荷q及靜電力做的功WAB______，與零電勢(shì)點(diǎn)的選取______．電勢(shì)的差值φA－φB無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)√【跟蹤訓(xùn)練5】正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線和等勢(shì)線如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(

)A．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的高B．b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比c點(diǎn)的小C．正點(diǎn)電荷從c點(diǎn)移到b點(diǎn)，靜電力做正功D．負(fù)點(diǎn)電荷從c點(diǎn)沿圓弧移到d點(diǎn)，電勢(shì)能增大√解析：沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，故有φa>φb>φc＝φd，A正確；電場(chǎng)線的疏密程度表示場(chǎng)強(qiáng)大小，故有Ea>Eb>Ec＝Ed，B錯(cuò)誤；正點(diǎn)電荷從c點(diǎn)移到b，即從電勢(shì)低處移到電勢(shì)高處，電勢(shì)能增加，靜電力做負(fù)功，C錯(cuò)誤；無(wú)論正電荷還是負(fù)電荷，在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)，靜電力均不做功，電勢(shì)能均不變，D錯(cuò)誤．【跟蹤訓(xùn)練6】如圖所示，虛線代表電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等．實(shí)線為一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)僅在靜電力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)，據(jù)此可知(

)A．三個(gè)等勢(shì)面中，a的電勢(shì)較低B．帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能較大C．帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能較大D．帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度較大√解析：帶電質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)所受靜電力指向軌跡內(nèi)側(cè)，由于質(zhì)點(diǎn)帶負(fù)電，因此電場(chǎng)線指向右上方，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，故a等勢(shì)面的電勢(shì)最高，c等勢(shì)面的電勢(shì)最低，A錯(cuò)誤；根據(jù)質(zhì)點(diǎn)受力情況可知，從P到Q過(guò)程中靜電力做正功，電勢(shì)能減小，故通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于通過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能，B正確；從P到Q過(guò)程中靜電力做正功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，故通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小于通過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能，C錯(cuò)誤；等勢(shì)線密的地方電場(chǎng)線密，則場(chǎng)強(qiáng)大，故Q點(diǎn)位置場(chǎng)強(qiáng)小，則靜電力小，根據(jù)牛頓第二定律知加速度也小，D錯(cuò)誤．考點(diǎn)四PART04第四部分

對(duì)公式U＝Ed的理解，下列說(shuō)法正確的是(

)A．在相同的距離上的兩點(diǎn)，電勢(shì)差大的其場(chǎng)強(qiáng)也必定大B．勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿著電場(chǎng)線方向相等的距離上的電勢(shì)降落必定相等C．此公式適用于所有電場(chǎng)D．公式中的d是任意兩點(diǎn)間的距離√解析：在相同距離上的兩點(diǎn)，電勢(shì)差大，場(chǎng)強(qiáng)不一定大，若沿電場(chǎng)線方向相同距離上的兩點(diǎn)，電勢(shì)差大的其場(chǎng)強(qiáng)才必定大，故A錯(cuò)誤；勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿著電場(chǎng)線方向相等的距離上的電勢(shì)降