第8章　第2讲　电场能的性质-+2027届高考物理一轮专题复习

第八章静电场第2讲电场能的性质内容索引学习目标活动方案学习目标1.了解静电力做功的特点，知道静电力做功与电势能改变的关系.2.了解电势、电势差的概念及其定义式，了解等势面.3.知道电势差与电场强度的关系，能分析有关问题．活动方案活动一理解描述电场能的性质的物理量一、

静电力做功与电势能改变的关系[2026教材改编]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点分别沿不同的路径(曲线ADB、直线AB、折线ACB)移到B点的过程中(

)A.沿曲线ADB电场力做的功最大B.静电力对电荷做负功C.电荷的电势能减小D.电荷电势能的变化量为qELsinθ1C1.静电力做功的特点：静电力做功与________无关，只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关．2.静电力做功与电势能变化的关系．(1)静电力做的功等于电荷电势能的__________，即WAB＝EpA－EpB.静电力对电荷做多少正功，电荷电势能就________多少；电荷克服静电力做多少功，电荷电势能就________多少．(2)电势能的大小：由WAB＝EpA－EpB可知，若令EpB＝0，则EpA＝WAB，即一个电荷在电场中某点具有的电势能，数值上等于将其从该点移到____________位置过程中静电力所做的功．路径减少量减少增加零电势能3.求静电力做功的四种方法．

如图所示，在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下．已知在金属块滑下的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J，则以下判断正确的是(

)A.金属块带负电荷B.金属块的机械能减少12JC.金属块克服电场力做功8JD.金属块的电势能减少4J1B【解析】

在金属块滑下的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J，根据动能定理得W总＝WG＋W电＋Wf＝ΔEk，解得W电＝－4J，所以金属块克服电场力做功4J，金属块的电势能增加4J，由于金属块下滑，电场力做负功，所以电场力方向应该水平向右，所以金属块带正电荷，故A、C、D错误；在金属块滑下的过程中重力做功24J，重力势能减小24J，动能增加了12J，所以金属块的机械能减少12J，故B正确．二、

电势能、电势的判断[2026无锡检测]如图所示，如果将一个负电荷q从A点移动到B点，下列说法正确的是(

)A.电场力做正功，电势能增加B.电场中A点的电势低于B点的电势C.电场中A点的场强大于B点的场强D.q在A点受到的电场力小于在B点受到的电场力2C【解析】

沿电场线的方向，电势降低，所以A点的电势高于B点的电势，将一个负电荷q从A点移动到B点，根据Ep＝qφ可知电荷的电势能增加，根据电场力做功与电势能变化的关系可知，电场力做负功，故A、B错误；A点处的电场线密，所以电场中A点的场强大于B点的场强，故C正确；A点的场强大于B点的场强，根据F＝qE可知，试探电荷在A点受到的电场力大于在B点受到的电场力，故D错误．电势能和电势具有相对性，通常把无限远处或大地表面的电势(能)规定为零1.判断电势能变化的两种方法．(1)根据静电力做功：静电力做正功，电势能________；静电力做负功，电势能________.(2)根据Ep＝φq：正电荷在电势越高处电势能________；负电荷在电势越高处电势能________.减小增加越大减小2.判断电势高低的四种方法．(1)电场线法：沿电场线方向电势逐渐________.降低较高较低(4)场源电荷的正负：取离场源电荷无限远处电势为零，正电荷周围电势为________，负电荷周围电势为________；靠近正电荷处电势______，靠近负电荷处电势______.正值负值高低[2022江苏卷]如图所示，正方形ABCD四个顶点各固定一个带正电的点电荷，电荷量相等，O是正方形的中心．现将A点的电荷沿OA的延长线向无穷远处移动，则(

)A.在移动过程中，O点电场强度变小B.在移动过程中，C点的电荷所受静电力变大C.在移动过程中，移动的电荷所受静电力做负功D.当其移动到无穷远处时，O点的电势高于A点2D【解析】

由题意，根据正方形的对称性和场强叠加原理，中心O点的场强为零，在移动过程中，在O处，A电荷产生场强减小，其他电荷的场强不变，O点的合场强变大，A错误；对C的合力指向AC延长线，B、D作用力不变，A对C作用力变小，B错误；B、C、D三电荷对其都做正功，C错误；OA之间任意一点的场强方向均沿着其延长线方向，沿着电场线方向电势逐渐降低，D正确．活动二分析等势面和电势差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3D【解析】

由图可知φb＝φe，则正电荷从b点运动到e点，电场力不做功，A错误；由图可知φa＝3V，φd＝7V,根据电场力做功与电势能的变化关系有Wad＝Epa－Epd＝(φa－φd)·(－e)＝4eV，B错误；沿电场线方向电势逐渐降低，则b点处的场强方向向左，C错误；等差等势面越密的地方电场强度越大，由图可看出a、b、c、d

四个点中，b处的等势面最密集，则b点处的电场强度大小最大，D正确．1.电场中电势相等的各点组成的面叫等势面．等势面的特点：(1)在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功．(2)电场线与等势面________，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面．(3)等差等势面越密的地方，电场强度越______，反之越小．(4)任意两个等势面都不相交．垂直大2.几种常见等势面的比较．电场等势面(虚线)图样特点匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面电场等势面(虚线)图样特点等量异种点电荷的电场两电荷连线的________面为等势面等量同种正点电荷的电场在电荷连线上，中点电势最______；在中垂线上，中点电势最______中垂低高[2021江苏卷]一球面均匀带有正电荷，球内的电场强度处处为零，如图所示，O为球心，A、B为直径上的两点，OA＝OB，现垂直于AB将球面均分为左右两部分，C为截面上的一点，移去左半球面，右半球面所带电荷仍均匀分布，则(

)A.O、C两点电势相等B.A点的电场强度大于B点C.沿直线从A到B电势先升高后降低D.沿直线从A到B电场强度逐渐增大3A【解析】

球内的场强处处为零，根据球的左右对称和电场叠加原理，截面上各点的电场强度方向与截面垂直并指向左侧，所以截面是一个等势面，O、C两点的电势相等，A正确；EA＝EA左＋EA右＝0，EB＝EB左＋EB右＝0，EA左＝EB右，仅存在右半球面时，EA＝EA左，EB＝EB左，AB直线上，电场线方向始终指向左侧，电势逐渐升高，EA＝EB，B、C、D错误．在电场中，A、B两点间的电势差UAB＝75V，B、C两点间的电势差为UBC＝－200V，则A、B、C三点电势高低关系为(

)A.φA＞φB＞φC B.φA＜φC＜φBC.φC＞φA＞φB D.φC＞φB＞φA4【解析】

因为UAB＝φA－φB＝75V＞0，所以φA＞φB.又UBC＝φB－φC＝－200V＜0，所以φB＜φC.又UAC＝

UAB＋UBC＝75V＋(－200V)＝－125V＜0，所以φA＜

φC，则φC＞φA＞φB.故C正确．C活动三理解和应用电势差与电场强度的关系如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R＝0.1m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E＝100V/m，则O、P两点的电势差可表示为(

)A.UOP＝－10sinθ(V)B.UOP＝10sinθ(V)C.UOP＝－10cosθ(V)D.UOP＝10cosθ(V)5A【解析】

由图可知匀强电场的方向是沿y轴负方向的，沿着电场线的方向电势是降低的，所以P点的电势高于O点的电势，O、P两点的电势差UOP为负值．根据电势差与场强的关系可得UOP＝－Ed＝－E·Rsinθ＝－10sinθ(V)，A正确．公式U＝Ed(或U＝Elcosθ)中d的含义：_________________________________________________________.沿电场线方向的距离(或沿电场线方向是电势降低最快的方向)公式U＝Ed(或U＝Elcosθ)有两类拓展：(1)由于U＝Elcosθ中U与l成正比，有同一直线上相同间距的两点间电势差相等(等分法)或相互平行且长度相等的线段两端点间的电势差相等．(2)可以定性判断非匀强电场的电势差．[2025河南卷]如图所示，在与纸面平行的匀

强电场中有a、b、c三点，其电势分别为6V、4V、2V；

a、b、c分别位于纸面内一等边三角形的顶点上．下列图

中箭头表示a点电场的方向，则正确的是(

)

A B

C D4C【解析】

匀强电场中任意两点间的中点电势等于这两点电势的平均值，可知ac中点d的电势与b点相同，bd的连线为该匀强电场的等势面．电场线垂直于等势面且由高电势指向低电势，故电场线沿ac方向且由a指向c，C正确．[2026泰州兴化调研]如图所示的平行金属板A、B之间可以看成匀强电场，场强E＝1.2×103V/m，极板间距离为L＝5cm，电场中c点到A极板、d点到B极板的距离均为0.5cm，B极板接地．求：(1)d点处的电势φd；(2)d、c两点间的电势差Udc；(3)将电荷量q＝－5×10－6C的负点电荷从d移到c，静电力的功Wdc.5【答案】(1)B极板与d之间的