:2020版高考物理一轮复习第7章第2节电场能的性质教学案新人教版

第2节电场能的性质

知识点一| 电场力做功与电势能变化的关系

1．电场力做功

(1)特点：电场力做功和路径无关，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为沿电场线方向的位移。

②WAB＝qUAB，适用于任何形式的电场。

2．电势能

(1)定义：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。

(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，WAB＝EpA－EpB。

(3)电势能的相对性，电势能是相对的，通常把电荷在离场源电荷无穷远处的电势能规定为零，或把电荷在地球表面的电势能规定为零。

(1)电场力做功与重力做功相似，均与路径无关。 (√)

(2)电势能是一个矢量，所以有正值和负值之分。 (×)

(3)电场力与速度方向夹角小于90°时，电场力做正功。 (√)

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，正Ep的绝对值越大，电势能越大；负Ep的绝对值越大，电势能越小

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

电场力做正功，电势能减小

电场力做负功，电势能增加

能量守恒法

在电场中，若只有电场力做功时，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

[典例] (多选)(2015·四川高考)如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零，则小球a(  )

A．从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小

B．从N到P的过程中，速率先增大后减小

C．从N到Q的过程中，电势能一直增加

D．从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能