2015高考物理大一轮复习 电势差 电势 电势能 沪科版

1 电势能 电势 电势差

内容 基本要求 略高要求 较高要求

电场力做功 总结电场力做功的特点 计算电场力做功

电势能 电势能的定义，电势能的相对性 电场力做功与电势能改变之间的关系 有关电势能的计算

电势 电势的定义，电势的相对性 有关电势的计算

等势面 等势面的特点 知道常见带电体等势面的分布特点

电势差 电势差的定义，绝对性 匀强电场中电势差与场强的关系 电势差的综合计算

1、在电场中有A、B两点，它们的电势分别为φA=—100V，φB=200V，把电荷量q=—2.0×10-7C的电荷从A点移动到B点，是电场力做功还是克服电场力做功？做了多少功？

2、已知ΔABC处于匀强电场中。将一个带电量q=—2×10-6C的点电荷从A移到B的过程中，电场力做功W1=—1.2×10-5J；再将该点电荷从B移到C，电场力做功W2=6×10-6J。已知A点的电势φA=5V，则B、C两点的电势分别为 V和 V。试在右图中画出通过A点的电场线。

3、如图所示，电量q=—2.0×10-5C的电荷在匀强电场中由A点移至B点时电场力做功为6.0×10-4J，若把它从A点移至电场中的C点，电场力做功为—3.0×10-4J,已知AB连线与AC连线成120°角，AB=9.0cm，AC=4.5cm，求AB两点间电势差和匀强电场的场强.

120CBA 2 4、如图，直角三角形的斜边AC（足够长）倾角为30°，底边BC长为2L，处在水平位置，斜边AC是光滑绝缘的，在底边BC的中点处O放置一个正点电荷，其电荷量为Q，有一个质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从斜面顶端A点处沿斜边由静止滑下，滑到斜边上的垂足D时，速度为v，加速度为a．求它刚刚滑到C点时的速度大小和加速度大小．

5、如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B点为AC的中点，C点位于圆周最低点．现有一质量为m、电荷量为q、套在杆上的带负电小球（可视为质点）从A点由静止开始沿杆下滑．已知重力加速度为g，A点距过C点的水平面的竖直高度为3R，小球滑到B点时的速度大小为2gR．求：

高考物理电势能、电势、电势差、等势面知识点专项讲解

电势能、电势、电势差

电场的两个基本性质：

1：电场对放入其中的电荷有力的作用（电场的力的性质，用场强描述）；

2：电场中的电荷具有能量（电场的能的性质：电势能）。

一、静电力做功的特点

要考虑电场的能的性质，必涉及到电场力的做功。对它的讨论可类比于重力场中的重力做功。

问题：重力做功有什么特点？

结论：重力做功与路径无关，仅跟物体的重力，物体移动的两位置的高度差有关。对同一物体，两位置

的高度差越大，重力做功就越多。只要两位置确定，即高度差确定，移动同一物体重力做功就相同。

问题：同样为场力做功，电场力做功是否也具有同样的特点呢？

试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点移动到B点，我们计算这几种情况下静

电力所做的功。

ABE

MqFθABEN

推导：

（1）：q在沿直线从A移往B的过程中，静电力对q所的功为W＝Fcosθ·|AB|＝qE·|AM|；

（2）：q在沿折线AMB从A移往B的过程中，线段AM上静电力做功W1＝qE·|AM|，线段MB上移动方

向跟静电力垂直，静电力不做功W2＝0，所以W＝qE·|AM|；

（3）：使q沿任意曲线ANB从A移往B，用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近曲线ANB，垂直

则静电力都不做功，平行则静电力做功，而与静电力平行的短折线的长度之和等于|AM|，因此，静电力所

做的功还是W＝qE·|AM|。

可见，在匀强电场中静电力做功与电荷的起始和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。可以证明，

对于非匀强电场，也是适用的。

结论：在任何静电场中，静电力对电荷所做的功，只与起始和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。

二、电势能

1．由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，电荷在电场中具有势能，这种势能叫做电势能。可

用EP表示。由电荷与电场间相对位置决定的能称之为电势能。

（1）定义：电荷在电场中具有的势能。电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。

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参考学习 新航标教育学科教师辅导讲义

课 题 电势能、电势、电势差、

教学目标

1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。

2、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。

3、理解电势差的概念；会计算点电荷在电场力作用下，从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功；

4、理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系．对于公式 要知道推导过程．

5、能够熟练应用 解决有关问题．

重点、难点

1、理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。

2、掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。

3、电势差的概念，电势能的改变与电场力做功的关系，电功计算。

4、研究电势差与电场强度的关系，注意电场强度是描述电场力的性质。

考点及考试要求

以各种的形式考察，综合性较强，要求学生的处理问题能力高，是高考中得一个重点、难点。

教学内容 . . .

参考学习 1．电势能

⑴ 由电荷在电场中的位置所决定的势能叫电势能．电荷在电场中受到电场力的作用，在电场中某两点间移动电荷时，电场力做功，电荷的电势能就会改变，若电场力做正功，电荷的电势能就减少；若电场力做负功(或电荷克服电场力做功)，电荷的电势能就增加．电场力对电荷做功的多少等于电荷电势能的变化量，所以电场力的功是电荷电势能变化的量度．跟重力对物体做功与物体重力势能变化的关系相似．

⑵ 若规定电荷在B点的电势能为零，即EPB＝0，则EPA＝WAB ．即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．

①上述关系既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场．既适用于正电荷，也适用于负电荷．

②电荷在电场中某点的电势能的大小与零电势能点的选取有关，但电荷在某两点之间的电势能之差与零电势能点的选取无关．

周围

周围 其中电荷

其中物体 引起

引起 电势能 电势 电势差

一．静电力做功的特点

在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与初末位置及移送电荷的电荷量有关，而与电荷运动路径无关。

重力做功只与初末位置及移送物体的质量有关，而与物体运动路径无关。

带电体 ——→ 电 场 ————→ 静电力 ——→ 电势能变化

相似对比：

地 球 ——→ 重力场 ————→ 重 力 ——→ 重力势能变化

二．电势能：电荷在电场中具有势能，这种势能叫做电势能。

1．系统性：电势能属于电荷与电场构成系统所具有的能量。

2．相对性：与零势能位置的选取有关。

三．静电力做功与电势能变化的关系：

1．静电力做正功，电荷的电势能减小， 电场力做多少正功，电势能就减少多少。

2．静电力做负功，电荷的电势能增加，克服电场力做多少正功，电势能就增加多少。

WAB=EPA-EPB= -ΔEP

四．电势能大小的确定：

电荷在某点的电势能等于静电力把它从该点移送到零势能位置时静电力所做的功。（一般选取无穷远或大地为零势能位置）

五．电势

1． 定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。

2． 定义式：qEp

3． 单位：伏特（V） 1V=1J/C

4． 量性：标量，只有大小，没有方向，但有正负

5． 物理意义：1）在数值上等于单位正电荷从电场中某点移送到零势能位置时静电力所做的功；

2）在数值上等于单位正电荷在某点的电势能。

说明：1）可用EP/q计算，但与EP和q无关，与电场有关。

2）应用qEp计算时，各量带正负号。

3）当ε=0时，=0；>0表示该点的电势比零电势高；<0表示该点的电势比零电势低。

4）零电势位置的选取具有相对性，因此电势的值与零电势的位置选取有关（一般将大地或无穷远处的电势默认为零）