第2讲电场能的性质
一、静电力做功电势能电势等势面
1．静电力做功
;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_______位置时静电力所做的功。
(2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于_______的减少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。
(3)电势能的相对性：电势能是______的，通常把电荷离场源电荷________处的电势能规定为零，或把电荷在大地_____上的电势能规定为零。
;3．电势
注意：电势的高低与电场强度的大小没有联系。;4．等势面的特点
(1)等势面一定与________垂直。
(2)在同一_______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______。
;φA－φB;情境创设
如图所示为静电除尘机原理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，放电极和集尘极加上高压电场，使尘埃带上电，尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，达到除尘目的，图中虚线为电场线(方向未标)，不考虑尘埃的重力，结合下图辨析以下问题：
;微点判断
(1)图中A点电势高于B点电势。 ()
(2)尘埃在迁移过程中电势能减小。 ()
(3)尘埃在迁移过程中动能减小。 ()
(4)两极板处的电场线与极板垂直。 ()
(5)带电尘埃的机械能守恒。 ()
(6)A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功。 ()
(7)电场中电势降低的方向，就是电场强度的方向。 ()
(8)带电粒子一定从电势能大的地方向电势能小的地方移动。 ()
(9)由于静电力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关。 ()
;(一)电势高低及电势能大小的比较(释疑点)
研清微点1电势高低的判断
1．如图所示，竖直方向的匀强电场中O点固定一点电荷，一带负电
小球绕该点电荷在竖直面内做匀速圆周运动，A、B是运动轨迹
上的最高点与最低点，两点电势分别为φA、φB，电场强度分别
为EA、EB，不计空气阻力，小球可视为质点，则()
A．φA＞φB，EA＞EB B．φA＜φB，EA＜EB
C．φA＜φB，EA＞EB D．φA＞φB，EA＜EB;解析：小球做匀速圆周运动，则匀强电场的电场力和重力相平衡，所以匀强电场的电场强度方向向下，O点固定的点电荷带正电，EA＜EB，点电荷产生的电势在圆周上是相等的，匀强电场中沿电场线方向电势越来越低，则φA＞φB，D正确。
答案：D;解析：甲图中a、b两点在两个等量同种点电荷的连线上、与连线中点距离相等，根据对称性，Ea与Eb大小相等、但方向不同，φa与φb相同，A、B错误；乙图中c、d两点在两个等量异种点电荷连线的中垂线上、与连线中点距离相等，φc与φd相同，再根据场强的矢量合成可得Ec与Ed相同，C错误，D正确。
答案：D;研清微点2电势能大小的判断
3.(2024·黑吉辽高考)在水平方向的匀强电场中,一带电小球仅
在重力和电场力作用下于竖直面(纸面)内运动。如图,若小球的初
速度方向沿虚线,则其运动轨迹为直线;若小球的初速度方向垂直
于虚线,则其从O点出发运动到与O点等高处的过程中()
A.动能减小,电势能增大 B.动能增大,电势能增大
C.动能减小,电势能减小 D.动能增大,电势能减小
;解析：根据题意可知,小球所受合力方向沿虚线向下,则其所受电场力方向水平向右,小球从O点运动到与O点等高处的过程做类平抛运动,小球的速度增大,动能增大,由于小球所受电场力与小球速度的夹角一直为锐角,则电场力做正功,小球的电势能减小,A、B、C错误,D正确。
答案：D;
4．(2023·全国乙卷)(多选)在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方。从P点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。M、N是轨迹上的两点，OPOM，OM＝ON，则小球()
;A．在运动过程中，电势能先增加后减少
B．在P点的电势能大于在N点的电势能
C．在M点的机械能等于在N点的机械能
D．从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功
解析：由题意知，OPOM，OM＝ON，则根据点电荷的电势分布情况可知φM＝φNφP，则带负电的小球在运动过程中，电势能先减小后增大，且EpPEpM＝EpN，则带负电的小球在M点的机械能等