第2讲 电场能的性质
一、电场力做功与电势能
1．静电力做功
(1)特点：静电力做功与路径无关，只与初末位置有关。
(2)计算方法
①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离。
②WAB＝qUAB，适用于任何电场。
2.电势能
(1)定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力所做的功。
(2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。
二、电势和等势面
1．电势
(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能与它的电荷量的比值。
(2)定义式：φ＝。
(3)矢标性：电势是标量，有正负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。
(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。
2．等势面
(1)定义：电场中电势相等的各点组成的面。
(2)四个特点
①等势面一定与电场线垂直。
②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。
③电场线方向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。
3．几种常见的典型电场的等势面比较
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电场
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等势面
(实线)图样
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重要描述
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匀强电场
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垂直于电场线的一簇平面
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点电荷
的电场
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以点电荷为球心的一簇球面
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等量异种点
电荷的电场
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连线的中垂面上的电势相等
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等量同种正点
电荷的电场
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连线上，中点电势最低，而在中垂线上，中点电势最高
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三、电势差 匀强电场中电势差与电场强度的关系
1．电势差
(1)定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力做的功与移动的电荷的电荷量的比值。
(2)定义式：UAB＝。
(3)电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA。
(4)影响因素
电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB无关，与零电势点的选取无关。
2．匀强电场中电势差与电场强度的关系
(1)电势差与场强的关系式：U＝Ed，其中d为电场中A、B两点间沿电场线方向的距离。
(2)电场强度的方向和大小
电场中，场强方向是指电势降落最快的方向。在匀强电场中，场强在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。
(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。)
1．电场力做功与重力做功相似，均与路径无关。(√)
2．电场中电场强度为零的地方电势一定为零。(×)
3．电势降低的方向是电场强度的方向。(×)
4．电场线与等势面在相交处垂直。(√)
5．带电粒子只在电场力作用下一定从电势高的地方向电势低的地方运动。(×)
