专题1
电势与电势差、电势与电势能、场强与电势差
一、电势与电势差
1.电势的特点
(1)电势的相对性：某点电势的大小是相对于零电势而言的，零电势选择的位置不同，则该点的电势就不同，零电势的选择是任意的，但通常选择地面和无穷远处为零电势点。
(2)电势的固有性：电场中某点的电势大小是由电场本身的条件决定的，与在该点是否放有电荷和所放电荷的电性无关。
(3)电势的标量性：电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值，正负只表示相对于零电势点电势的高低，不表示方向。
2．电势高低的判断方法
(1)根据电场线判定：沿电场线的方向电势逐渐降低。
(2)根据电场力做功和电荷电势能的变化判定
①在两点间移动正电荷：如果电场力做负功，电势能增加，电势升高；如果电场力做正功，电势能减少，电势降低。 ②在两点间移动负电荷：如果电场力做负功，电势能增加，电势降低；如果电场力做正功，电势能减少，电势升高。
(3)在正电荷产生的电场中，离电荷越近，电势越高；在负电荷产生的电场中，离电荷越近，电势越低。
3.电势差
1.电势差反映了电场的能的性质，与带电粒子无关。
2．电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示两点电势的高低，且U AB ＝－U BA ，与零电势点选择无关。
3．由U AB ＝W AB q
可以看出，U AB 在数值上等于单位正电荷由A 点移到B 点时电场力所做的功W AB 。 4．电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关。5．电势差与高度差有很多相似之处，学习中可类比理解。
二、电势与电势能
（一）静电力做功的特点
1．静电力做功：在匀强电场中，静电力做功W ＝qE ·l cos θ。其中θ为静电力与位移之间的夹角。
2．特点：在静电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。以上结论适用于匀强电场和非匀强电场。
[说明]
(1)静电力做功的特点与重力做功相似。
(2)静电力做功的特点不受物理条件限制，不管静电力是否变化，是否是匀强电场，是直线运动还是曲线运动，电场力做功的特点不变。
（二）电势能
1．概念：电荷在电场中的势能，可用E p表示。
2．大小：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。3．与静电力做功的关系：静电力做的功等于电势能的减少量，用公式表示W AB＝E p A－E p B。静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加。
4．电势能的数值大小与零势能点的选取有关，通常把无限远处或大地表面上的电势能规定为零。
[注意] 电势能的特点
(1)系统性：电势能由电场和电荷共同决定，属于电场和电荷系统所共有的，我们习惯说成电场中的电荷所具有的。
(2)相对性：电势能是一个相对量，其数值与零势能点的选取有关，因此确定电荷的电势能首先应确定零势能点的位置，但电荷在某两点之间的电势能之差与零势能点的选取无关。
(3)标量性：电势能是标量，有正负、无方向。电势能为正值表示电势能大于参考点的电势能，电势能为负值表示电势能小于参考点的电势能。
（三）静电力做功与电势能变化
1.电场力做功正负的判断
(1)根据电场力和位移的方向夹角判断：夹角为锐角电场力做正功，夹角为钝角电场力做负功。此法常用于匀强电场中恒定电场力做功情况的判断。
(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断：夹角为锐角时电场力做正功，夹角为钝角时电场力做负功，电场力和瞬时速度方向垂直时电场力不做功。此法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功情况。
(3)根据电势能的变化情况判断：若电势能增加，则电场力做负功；若电势能减少，则电场力做正功。
(4)根据动能的变化情况判断(只受静电力)：根据动能定理，若物体的动能增加，则电场力做正功；若物体的动能减少，则电场力做负功。
2．电势能增减的判断方法
(1)做功判断法无论正、负电荷，只要静电力做正功，电荷的电势能一定减小；只要静电力做负功，电荷的电势能一定增大。
(2)电场线判断法正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大。负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小。
(3)电势判断法由公式E p＝qφ，正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小。
三、场强与电势差
（一）电势差和电场强度的关系
1．关系式：U AB＝Ed，d是沿电场方向的距离。
2．适用条件：匀强电场。
3．物理意义匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点间沿电场方向的距离的乘积。
[注意] 电势差与电场强度的对比
（二）公式E ＝U AB d
的意义 1．意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与这两点沿电场方向的距离的比值。
2．电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等于沿匀场电场方向每单位距离上降低的电势。
3．场强的另一个单位：由E ＝U AB d
可导出场强的另一个单位，即伏特每米，符号为V/m 。1V/m ＝1 N/C 。 [说明] 电场强度的三个计算式的比较
（三）U=Ed 关系式表明了匀强电场中电场强度与电势差的关系
(1)大小关系：由E ＝U d
可知，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势，电场强度是电势差对空间位置的变化率，电势随着空间变化的快慢，反映了电场强度的大小。
(2)方向关系：电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向。
静电场部分概念、公式之间的关系图
