第2讲电场能的性质
eq\x(电场能,的性质)eq\x(电场力的功：WAB＝qUAB)eq\x(电势差与场强的关系：E＝\f(U,d))eq\x(电势能：Ep＝qφ)eq\x(电势：φ＝\f(Ep,q))eq\x(等势面)eq\x(电势差：UAB＝\f(WAB,q)；UAB＝φA－φB)
电场力做功与电势能
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削减量，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．
电势与等势面
1．电势
(1)定义式：φ＝eq\f(Ep,q).
(2)矢标性：电势是标量，其大小有正负之分，其正(负)表示该点电势比电势零点高(或低)．
(3)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因电势零点选取的不同而不同．
2．等势面的特点
(1)等势面确定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直．
(2)在等势面上移动电荷时电场力不做功．
(3)电场线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．
电势差
1．定义式：UAB＝eq\f(WAB,q).
2．电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB.
3．影响因素
电势差UAB由电场本身的性质打算，与移动的电荷q及电场力做的功WAB无关，与零势点的选取无关．
4．匀强电场中电势差与电场强度的关系
(1)电势差与场强的关系式：U＝Ed，其中d为电场中两点间沿电场线方向的距离．
(2)电场强度的方向和大小：电场中，场强方向是指电势降低最快的方向．在匀强电场中，场强在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势．
静电现象的解释
1．处于静电平衡状态的导体的特点
(1)导体是一个等势体，导体表面是一个等势面．
(2)导体内部场强处处为零．
(3)电荷分布在导体的外表面，内部净电荷等于零．
(4)在导体表面越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷，避雷针就是依据这一原理制成的．
2．静电屏蔽
(1)定义：由于静电感应，可使金属网罩或金属壳内的场强为零，遮挡了外界电场对它的影响．
(2)应用
①电学仪器和电子设备外面会有金属罩，通讯电缆外面包一层铅皮，可以防止外电场的干扰．
②电力工人高压带电作业时，穿戴金属丝网制成的衣服、帽子、手套、鞋子，可以对人体起到静电屏蔽作用，使工人平安作业．
1．依据如图6－2－1所示的电场线，可以判定()
图6－2－1
A．该电场确定是匀强电场
B．A点的电势确定低于B点电势
C．负电荷放在B点电势能比A点大
D．负电荷放在B点电势能比A点小
【解析】如题图的电场线可能是匀强电场中的电场线，也可能是正电荷放在左端时的电场线，也可能是负电荷放在右端箭头处的电场线，还有可能是正、负电荷间的一条电场线，故该电场不愿定是匀强电场．
依据电场线的方向，顺着电场线的方向电势越来越低，故A点电势确定高于B点电势．
把负电荷从A点移动到B点时，电场力做负功，电势能增加，故负电荷在B点电势能比A点大．应选C.
【答案】C
2．对于静电场，下列说法中正确的是()
A．电场强度处处为零的区域，电势也确定处处为零
B．电场强度处处相同的区域，电势也确定处处相同
C．只受电场力作用，正电荷确定由高电势处向低电势处移动
D．负电荷逆着电场线方向移动，电荷的电势能确定削减
【解析】电场中某点电势的值与零电势点的选择有关，是相对的．例如静电平衡导体内部场强处处为零，但电势不愿定为零．选项A错．在匀强电场中，场强处处相等，但电势并不是处处相等，选项B错，选项C中并没说明正电荷的初始速度，假如正电荷初速度方向是逆着电场线方向，则正电荷由低电势处向高电势处移动，选项C错．负电荷逆着电场线方向移动，电场力确定做正功，电荷电势能确定削减，选项D正确，应选D.
【答案】D
3.(2022·青岛二中检测)如图6－2－2所示，已知菱形ABCD处于一静电场中，AC与BD相交于O，若一个电子从A点运动到B点动能减小10eV，将电子从B点移动到C点，电场力做功也是10eV，则由此可推断此空间存在的静电场可能是()
图6－2－2
A．匀强电场，方向垂直于AC由O指向B
B．匀强电场，方向垂直于AC由B指向O
C．位于O点的负点电荷形成的电场
D．位于D点的负点电荷形成的电场
【解析】电子从A点运动到B