第2讲静电场中的能量【必备知识·自主排查】一、电场力做功电势能1．电场力做功(1)特点：电场力做功与________无关，只与________有关．(2)计算：①W＝________，适用于________电场．②WAB＝________，适用于任何电场．2．电势能(1)定义：电荷在________中具有的势能．数值上等于将电荷从该点移到________位置时电场力所做的功．(2)电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于________，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp.(3)电势能的相对性：电势能是相对的，电势零点选取不同，电势能的值________．通常选取________处或________电势能为零．二、电势等势面1．电势(1)定义：电荷在电场中某一点的________与它的________之比．(2)定义式：φ＝________．(3)矢标性：电势是________，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比________高(低)．(4)相对性：电势具有________，同一点的电势因选取________的不同而不同．2．等势面(1)定义：电场中________的各点构成的面．(2)四个特点①等势面一定与________垂直．②在________上移动电荷时电场力不做功．③电场线方向总是从________的等势面指向________的等势面．④等差等势面越密的地方电场强度________，反之________．三、电势差匀强电场中电势差与电场强度的关系1．定义：在电场中，两点之间电势的差值叫作电势差．电荷q在电场中，从A点移到B点时，________等于电荷在A、B两点的电势能之差．2．静电力做功与电势差的关系：UAB＝________．3．电势差与电势的关系：UAB＝________，UAB＝－UBA.4．电势差与电场强度的关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿________方向的距离的乘积．即U＝Ed，也可以写作E＝Ud.【生活情境】1.静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着与电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面上的一种喷涂方法，其工作原理如图所示．忽略运动中涂料微粒间的相互作用和涂料微粒的重力．(1)图中A点电势高于B点电势．()(2)涂料微粒在运动过程中电势能减小．()(3)涂料微粒在向被喷涂工件运动的轨迹中，在直线轨迹上电势升高最快．()【教材拓展】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．φA>φBB．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．UAB>0【关键能力·分层突破】考点一电场力做功、电势和电势能1．判断电场力做功的正负：(1)根据电场力与速度夹角：夹角是锐角，电场力做正功．夹角是钝角，电场力做负功．(2)根据WAB＝qUAB：由q和UAB的正负，判断WAB的正负．2．判断电势能的变化：(1)根据电场力做功：电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加．(2)根据Ep＝φq：正电荷在电势越高处电势能越大；负电荷在电势越高处电势能越小．3．判断电势高低：(1)根据电场线：沿电场线的方向电势降低．(2)根据UAB＝WABq：判断UAB正负，确定φA和φB的高低．例1[2021·广东卷，6]如图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面．在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点．不计液滴重力．下列说法正确的是()A．a点的电势比b点的低B．a点的电场强度比b点的小C．液滴在a点的加速度比在b点的小D．液滴在a点的电势能比在b点的大[解题心得]命题分析试题情境属于基础性题目，以静电推进装置为素材创设学习探索问题情境必备知识考查电势、等势面、电场力及电势能等知识关键能力考查理解能力，即理解等势面的特点，掌握电场力做功与电势能变化的关系学科素养考查物理观念、科学思维．要求考生利用题目涉及各物理量间的关系解决问题例2[2021·全国甲卷，19](多选)某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则()A．一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功B．一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eVC．b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右D．a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大[解题心得]命题分析试题情境属于基础性题目，以等势面为素材创设学习探索问题情境必备知识考查电场的性质、电场强度与等势面间的关系、电场力做功等知