1.4 电势能与电势 电场力做功 1.电场力做功 如图,在场强为E的匀强电场中,电量为+q的试探电荷沿三种不同路径从点A移动到点B,则: (1)沿s1(AB)路径的电场力做功W1=qEd(正功). (2)沿s2(ACB)路径的电场力做功W2=qELcos θ=qEd(正功). (3)沿s3(ACB)路径的电场力做功W3=qEd1+qEd2+qEd3=qEd(正功). 2.电场力做功的特点 在匀强电场中移动电荷时,电场力所做的功只与电荷的电量及其 、 的位置有关,与路径 .这个结论也适用于非匀强电场. 【典例突破】 [典例1] (2023·江苏学业考试)如图所示,电场强度为E的匀强电场中,带电荷量为-q 的电荷沿直线AB、折线ACB、曲线ANB运动,已知AB长为d.关于静电力做的功和大小关系,下列说法正确的是( ) A.沿三个路径运动时,静电力做功一样多 B.沿直线AB运动时,静电力做功最少 C.沿折线ACB运动时,静电力做功最多 D.沿直线AB运动时,静电力做功最多 电势能 一、电势能的定义 一个电荷在静电场中的某一位置具有的势能叫作电势能,用符号Ep表示. 二、电场力做功与电势能间的关系 若电荷从电场中的点A移动到点B,电场力做功WAB等于始点的电势能EpA 终点的电势能EpB,即WAB= . 1.电场力做正功,电荷的电势能 . 2.电场力做负功,电荷的电势能 . 三、电荷在某点的电势能 1.电势能的大小 若将无穷远点O处的电势能定为零,则电荷在电场中点A的电势能大小就等于将电荷从该点移到 处电场力所做的功,即EpA= . 2.单位 在国际单位制中,电势能的单位是 ,简称焦,符号是 J. 四、电势能的性质 性质 理解 系统性 电荷的电势能是由电荷和电场共同决定的,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 相对性 电势能是相对的,其大小与选定的零电势能位置有关,确定电荷的电势能,首先应确定零电势能位置 标矢性 电势能是标量,有正负但没有方向 五、判断电势能大小的方法 1.做功判定法:无论是哪种电荷,只要是电场力做了正功,电荷的电势能一定是减少的;只要是电场力做了负功(克服电场力做功),电荷的电势能一定是增加的. 2.电场线法:正电荷顺着电场线的方向移动,电势能一定减少,逆着电场线的方向移动,电势能一定增加;负电荷顺着电场线的方向移动,电势能一定增加,逆着电场线的方向移动,电势能一定减少. 3.电性判定法:同种电荷相距越近,电势能越大,相距越远,电势能越小;异种电荷相距越近,电势能越小,相距越远,电势能越大. 【典例突破】 [典例2] (2023·宁夏学业考试)两个带同种电荷的带电小球,在光滑水平面上互相靠近的过程中,下列说法正确的是( ) A.静电力做正功,电势能增加 B.静电力做负功,电势能增加 C.静电力做正功,电势能减少 D.静电力做负功,电势能减少 [典例3] 一电荷量为q=-2 C的电荷从电场中A点移动到零电势能位置,克服电场力做功8 J,则该电荷在A点的电势能为( ) A.-8 J B.8 J C.-4 J D.4 J [典例4] 在电场中,把点电荷从A点移动到B点,克服电场力做功6×108 J,下列说法正确的是( ) A.该电荷在B点具有的电势能为6×108 J B.该电荷在B点具有的电势能为-6×108 J C.该电荷的电势能增加了6×108 J D.该电荷的电势能减少了6×108 J 电势 一、电荷的电势能与电量的比值 1.在匀强电场中,电荷在任意一点A的电势能EpA与q成正比;无论电量q是多少,它的电势能与电量之比都是 的. 2.研究表明,电荷在电场中某一点的电势能与它的电量之比,是由电场中这点的电场性质决定的,与试探电荷本身 .这个结论对非匀强电场同样适用. 二、电势 1.定义 电荷在电场中某一点的 与它的 之比. 2.公式 A= . 3.单位 在国际单位制中,电势的单位是伏特,简称伏,符号是V,1 V=1 J/C. 4.相对性 确定某点的电势时,同样要规定电势的零点.在物 ... ...
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