1.4 电势能和电势
一、电场力做功的特点 在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的______位置和______位置有关，但与电荷经过的______无关．这个结论对非匀强电场______(填“同样成立”或“不成立”)． 二、电势能
1．电势能：电荷在______中具有的势能叫做电势能．
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______，用公式表示WAB＝________.电场力做正功，电势能________，电场力做负功，电势能______． 3．电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到______位置时所做的功． 三、电势
1．概念：电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的__________．
2．公式和单位：电势的定义公式为__________，单位是__________，符号是V.
3．相对性：电势也是相对的，在应用中常取离场源电荷无限远处电势为零，或大地的电势为零．电势可以是正值，也可以是负值，没有方向，因此是__________． 4．与电场线关系：沿电场线的方向电势__________． 四、等势面
1．等势面：电场中______________相同的各点构成的面叫做等势面．在同一个等势面上移动电荷时静电力__________．
2．等势面的特点：电场线跟__________垂直，并且由电势高的等势面__________电势低的等势面．
3．等势面实例：孤立的点电荷电场的等势面是一簇以点电荷位置______________， 匀强电场的等势面是一族__________．
一、电场力做功的特点 [问题情境]
1．如图试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中，沿直线从A移动到B，静电力做的功为多少？
2．q沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？
1． 根据问题1和问题2可以得到什么结论？
[要点提炼]
电场力做功的特点：电场力对电荷所做的功，与电荷的________有关，与电荷经过的________无关．
(1)虽然此结论从匀强电场中推导出来，但也适用于非匀强电场．
(2)电场力做功与重力做功相似，只要初末位置确定了，移动电荷q做的功就是确定值． (3)课本中提到的“静电力”与“电场力”是同一个力的两种不同说法． [问题延伸]
如何判断电场力做功的正负？
二、电势能 [问题情境]
对比“重力势能的定义”；“重力做功与重力势能的变化关系”回答下列问题． 1．什么是电势能？
2．电场力做功与电势能变化的关系是怎样的？
2． 电势能的零点在什么地方？
[要点提炼]
1．电场力做正功，电势能一定减小；电场力做负功，电势能一定增大．电场力做功的值等于电势能的变化量，即：WAB＝__________.
2．电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到__________位置时所做的功． 三、电势 [问题情境]
如图所示的匀强电场，场强为E，取O点为零势能点，A点距O点为l，AO连线与电场强度反方向的夹角为θ.电荷量分别为q和2q的电荷在A点的电势能为多少．电势能是否相同，电势能与电荷量的比值是否相同． [要点提炼]
1．电场中某点的电势φ＝________，单位为______，符号为______． 2．电场线指向电势______的方向． [问题延伸]
1．电势的相对性：电势的大小是相对于零电势点而言的，零电势点选择的位置不同，则该点的电势就不同．零电势点的选择是任意的，但通常选择______或______为零电势点． 2．电势是标量：规定了零电势点后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值．正值表示该点的电势高于零电势，负值表示该点的电势低于零电势．在同一电场中，正电势一定______负电势．
Ep
3．公式φ＝中涉及三个物理量φ、Ep、q，在计算时应代入各自的正负号．
q
四、等势面 [问题情境]
1．类比于地图上的等高线，回答什么是等势面？
2．为什么等势面一定跟电场线垂直？
[要点提炼]
电场线跟等势面垂直，并且由电势______的等势面指向电势______的等势面． [问题延伸]
1．几种典型的电场的等势面与电场线
2．等势面密集处电场线也________．任意两个等势面不会________．
例1 如图所示，在场强为E的匀强电场中有相距为l的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1＝________；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2＝________；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功W3＝________.
变式训练： 如图所示，在场强为E的水平匀强电场中，一根长为l的绝缘杆两端分别固定着带有电荷量＋q和－q的小球(大小不计)．现让绝缘杆绕中点O逆时针转动α角，则转动中带电小球克服电场力所做的功为________． 例2 下列说法中正确的是( )
A．电荷从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能越大
B．电荷从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能越大 C．电荷从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大 D．电荷从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大
变式训练： 如图所示，Q1和Q2是两个固定的负点电荷，在它们的连线上有a、b、c三点，其中b点的合场强为零．现将另一正点电荷q由a点沿连线移到c点．在移动的过程中，点电荷q的电势能变化的情况是( )
A．不断减小 B．不断增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小
例3 在静电场中，把一个电荷量q＝2.0×10－5 C的负电荷由M点移到N点，电场力做功6.0×10－4 J，由N点移到P点，电场力做负功1.0×10－3 J，则M、N、P三点电势的高低关系是________．
变式训练： 如图所示，电子在一条电场线上从a点运动到b点，电势能增加，试判断a、b两点电势高低．
例4 下列说法正确的是( )
A．在同一等势面上各点的电场强度必定相等 B．两等势面一定相互平行
C．若相邻两等势面间的电势差相等，则等势面密的地方电场强度大 D．沿电场强度的方向，等势面的电势逐渐降低
变式训练4 某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为UP和UQ，则( ) A．EP＞EQ，UP＞UQ B．EP＞EQ，UP＜UQ C．EP＜EQ，UP＞UQ D．EP＜EQ，UP＜UQ