高考物理知识体系总论：电场能的性质

学霸推荐知识体系梳理电场能的性质优秀同龄人的陪伴

让你的青春少走弯路电场能的性质是电场中电场力做功的重点内容，主要考察内容就是电场力的做功的特点和题型，同学要重视电场力做功的条件和特点，在这个基础上进行题型巩固。使用说明-内容说明01目

录梳理知识体系CONTENTS02解决经典问题实例PA

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1梳理知识体系DREAMOFTHEFUTURE电场能的性质大

致

框

架电势能、电势电势差电场能的性质匀强电场中电势差与电场强度的关系考点1.电势能(1)电场力做功的特点：电场能的性质大

致

框

架电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关。(2)电势能①定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功。电势能、电势②电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，即W

＝E

－E

＝－ΔE

。AB2.电势pApBp电势差(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能Ep与它的电荷量q的比值。(2)定义式：φ＝Ep/q。电场能的性质(3)矢标性：电势是标量，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。3.等势面匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)定义：电场中电势相等的各点组成的面。(2)四个特点①等势面一定与电场线垂直。考点②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。④等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。电场能的性质大

致

框

架电势能、电势1.定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力做功与移动电荷的电荷量的比值。电势差2.定义式：U

＝W

/q。ABAB电场能的性质3.电势差与电势的关系：U

＝φ

－φ

，U

＝-U

。匀强电场中电势差与电场强度的关系ABABABBA考点电场能的性质大

致

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架电势能、电势电势差1.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电场线方向的距离的乘积。即U＝Ed，也可以写作E＝U/d。电场能的性质匀强电场中电势差与电场强度的关系2.公式U＝Ed的适用范围：匀强电场。考点电场能的性质大

致

框

架考点一ꢀ电场线、电势、电势能、等势面之间的关系1.电场线与电场强度的关系：电势能、电势电场线越密的地方表示电场强度越大，电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向。电势差匀强电场中电势差与电场强度的关系2.电场线与等势面的关系：电场线与等势面垂直，并从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。3.电场强度大小与电势无直接关系：零电势可人为选取，电场强度的大小由电场本身决定，故电场强度大的地方，电势不一定高。电场能的性质考点4.电势能与电势的关系：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。电场能的性质大

致

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架考点二ꢀ公式E=U/d的应用1.公式E=U/d的三点注意电势能、电势(1)只适用于匀强电场。电势差(2)d为某两点沿电场强度方向上的距离，或两点所在等势面之间的距离。匀强电场中电势差与电场强度的关系(3)电场强度的方向是电势降低最快的方向。2.纵向拓展电场能的性质推论1：匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势，等于φ

=(φ

+φ

)/2。CAB推论2：匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD，则考点U

=U

(或φ

－φ

＝φ

－φ

)。ABCDABCD电场能的性质考点三ꢀ电场中的功能关系大

致

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架1.求电场力做功的几种方法电势能、电势(1)由公式W＝Flcosα计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W＝Eqlcosα。电势差(2)由W

＝qU

计算，此公式适用于任何电场。ABAB(3)由电势能的变化计算：W

＝E

－E

。pB匀强电场中电势差与电场强度的关系ABpA(4)由动能定理计算：W电场力＋W其他力＝ΔEk。2.电场中的功能关系电场能的性质(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变。(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变。(3)除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。考点(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化。电场能的性质知识树原图PA

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2利用知识体系框架来解题此部分务必观看视频讲解DREAMOFTHEFUTURE经典例题1关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是(ꢀꢀ)A.电场强度的方向处处与等电势面垂直B.电场强度为零的地方，电势也为零C.随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向答案解析1答案解析：电场中场强为零的位置是绝对的，而电势为零的位置是人为选取的，场强的大小表征着电势随空间的变化率，而与电势的大小无关，故B错误；由沿电场线方向电势降低，可知电势的升降取决于场强的方向而与场强的大小无关，故C错误。经典例题2如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为ab的中点。已知a、b两点的电势分别为φ

＝3V，φ

＝9V，则下列叙述正确的是(ꢀ)baA.该电场在C点处的电势一定为6VB.a点处的场强Ea一定小于b点处的场强EbC.正电荷从a点运动到b点的过程中电势能一定增大D.正电荷只受电场力作用从a点运动到b点的过程中动能一定增大答案解析2答案解析：本题中电场线只有一条，又没说明是哪种电场的电场线，因此电势降落及场强大小情况都不能确定，A、B错误；a、b两点电势已知，正电荷从a到b是从低电势向高电势运动，电场力做负功，动能减小，电势能增大，C正确，D错误。经典例题3如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φ

、φ

、φ

、φ

。一电子由M点分MNPQ别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等。则(ꢀꢀ)A.直线a位于某一等势面内，φM＞φQB.直线c位于某一等势面内，φM＞φNC.若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点，电场力做负功答案解析3答案解析：电子带负电荷，电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，有W

＝W

＜0，而W

＝qU

，W

＝qU

，q＜0，MNMPMNMNMPMP所以有U

＝U

＞0，即φ

＞φ

＝φ

，匀强电场中等势线为平行的直线，NMNMPMP所以NP和MQ分别是两条等势线，有φ

＝φ

，故A错误，B正确；QM电子由M点到Q点过程中，W

＝q(φ

－φ

)＝0，电子由P点到Q点过程中，QMQMW

＝q(φ

－φ

)＝q(φ

－φ

)＞0，故C、D错误。NPQPQM经典例题4答案解析4PA

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3回顾落实DREAMOFTHEFUTURE要点①对于电场能的性质和整体知识点框架要系统掌握清楚；②对于电场力做功要注意，和路径无关只与起点和终点位