2026高考物理复习讲义（含解析）第八章 第2讲　电场能的性质.docxVIP

第2讲电场能的性质

学习目标1.理解电势、电势能、电势差的概念，掌握静电力做功与电势能变化的关系。2.掌握匀强电场中电势差与电场强度的关系。3.会处理电场线、等势面与运动轨迹结合问题。

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1.思考判断

(1)电场中电场强度为零的地方电势一定为零。(×)

(2)等势面是客观存在的，电场线与等势面一定垂直。(×)

(3)静电力做功与路径无关。(√)

(4)带电粒子仅受静电力作用时，一定从电势能大的地方向电势能小的地方移动。(×)

(5)由于静电力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关。(√)

(6)等差等势面越密的地方，电场线越密，电场强度越大。(√)

(7)电场中电势降低的方向，就是电场强度的方向。(×)

2.(人教版必修第三册P34T3改编)如图所示，下列说法正确的是()

A.φAφB

B.负电荷在A点时的电势能大于在B点时的电势能

C.负电荷由B移动到A时静电力做正功

D.UAB0

答案B

考点一静电力做功、电势能和电势

1.静电力做功

2.电势高低的判断

判断依据

判断方法

电场线方向

沿电场线方向电势逐渐降低

场源电荷

的正负

取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低

静电力

做功

根据UAB＝WABq，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φ

3.电势能大小的判断

判断方法

方法解读

公式法

将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Ep＝qφ，计算得到的值越大，电势能越大

电势法

正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大

做功法

静电力做正功，电势能减小;静电力做负功，电势能增加

能量

守恒法

在电场中，若只有静电力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，动能减小，电势能增加

例1(多选)(2025·湖南长沙雅礼中学开学考)带电荷量分别为＋Q1和－Q2(Q1Q2)的两个点电荷固定放置，两点电荷连线中点为O，M、N两点位于两电荷连线上，P点位于两点电荷连线中垂线上，如图所示，则下列判断正确的是()

A.O点的电场强度小于P点的电场强度

B.N点的电势高于M点的电势

C.负试探电荷在N点的电势能小于其在M点的电势能

D.将正点电荷由N点移到M点，静电力做负功

答案BC

解析由于O点离两点电荷的距离比P点离两点电荷的距离小，可知两点电荷在O点产生的电场强度都比在P点产生的电场强度大，且两点电荷在O点产生的电场强度方向相同，根据叠加原理可知，O点的电场强度大于P点的电场强度，A错误;两点电荷连线之间的电场方向由正电荷指向负电荷，根据沿电场强度方向电势降低可知，N点的电势高于M点的电势，B正确;根据Ep＝qφ，可知负试探电荷在N点的电势能小于在M点的电势能，C正确;将正点电荷由N点移到M点，则有W＝qUNM0，D错误。

例2(多选)(2023·辽宁卷，9)如图(a)为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图，图(b)为四极杆内垂直于x轴的任意截面内的等势面分布图，相邻两等势面间电势差相等，则()

A.P点电势比M点的低

B.P点电场强度大小比M点的大

C.M点电场强度方向沿z轴正方向

D.沿x轴运动的带电粒子，电势能不变

答案CD

解析由题图可知M点靠近带负电的极杆，P点靠近带正电的极杆，又电势沿电场强度方向降低，则P点的电势比M点的电势高，A错误;等势面的疏密程度反映电场强度的大小，由题图(b)可知M点处的等势面密，则M点的电场强度大，B错误;由对称性可知两带正电的极杆在M点产生的电场强度方向沿z轴正方向，两带负电的极杆在M点产生的电场强度方向也沿z轴正方向，则由电场强度的叠加可知M点的电场强度方向沿z轴的正方向，C正确;由对称性可知x轴上的电场强度为零，则带电粒子沿x轴运动时始终不受电场力的作用，所以电场力不做功，电势能保持不变，D正确。

跟踪训练

1.(多选)(2023·海南卷，12)如图所示，正三角形三个顶点固定三个带等量电荷的点电荷，其中A、B带正电，C带负电，O、M、N为AB边的四等分点，下列说法正确的是()

A.M、N两点电场强度相同

B.M、N两点电势相同

C.负电荷在M点的电势能比在O点时要小

D.负电荷在N点的电势能比在O点时要大

答案BC

解析根据电场强度叠加原理可知，M、N两点电场强度的大小相等，方向不同，A错误;M、N两点在A、B的电场中电势相等，且比O点电势要高，同时M、N两点在C的电场中电势也相等，也比O点电势要高，所以M、N两点电势相等，B正确;由于M、N两点的电势均高于O点的电势，根据Ep＝qφ可知，负电荷在M、N点的电势能均小于在O点的电势能，C正确，D错误。