第二節(jié)電場(chǎng)能的性質(zhì)
【基本概念、規(guī)律】
一、電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能
1．電場(chǎng)力做功
(1)特性：靜電力做功與實(shí)際路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置有關(guān)．
(2)估算方式
2．電勢(shì)能
(1)定義：電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能，數(shù)值上等于將電荷從該點(diǎn)移到零勢(shì)能位置時(shí)靜電力所做的功．
(2)靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系：靜電力做的功等于電勢(shì)能的降低量
(3)電勢(shì)能具有相對(duì)性．
二、電勢(shì)、等勢(shì)面
1．電勢(shì)
(1)定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值．
(3)相對(duì)性：電勢(shì)具有相對(duì)性，同一點(diǎn)的電勢(shì)因零電勢(shì)點(diǎn)的選定不同而不同．
2．等勢(shì)面
(1)定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面．
(2)特征
①在等勢(shì)面上聯(lián)通電荷，電場(chǎng)力不做功．
②等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線(xiàn)垂直，即與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直．
③電場(chǎng)線(xiàn)總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面．
④等差等勢(shì)面的明暗表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱(等比等勢(shì)面越密的地方，電場(chǎng)線(xiàn)越密)．
三、電勢(shì)差
1．定義：電荷在電場(chǎng)中，由一點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B時(shí)，
4．電勢(shì)差與電場(chǎng)硬度的關(guān)系
勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)硬度與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離的乘積，即UAB＝Ed.
非常提示：電勢(shì)和電勢(shì)差都是由電場(chǎng)本身決定的，與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)，但電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)與零電勢(shì)點(diǎn)的選定有關(guān)，而電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選定無(wú)關(guān)．
【重要考點(diǎn)歸納】
考點(diǎn)一電勢(shì)高低及電勢(shì)能大小的比較
1．比較電勢(shì)高低的方式
(1)依據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)方向：沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)越來(lái)越低．
(3)依據(jù)場(chǎng)源電荷：取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則正電荷周?chē)妱?shì)為正值，負(fù)電荷周?chē)妱?shì)為負(fù)值；緊靠正電荷處電勢(shì)高，緊靠負(fù)電荷處電勢(shì)低．
2．電勢(shì)能大小的比較方式
(1)做功判定法
電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能降低；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能降低(與其他力做功無(wú)關(guān))．
(2)電荷電勢(shì)法
正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大，負(fù)電荷在電勢(shì)低處電勢(shì)能大．
考點(diǎn)二等勢(shì)面與粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的剖析
1．幾種常見(jiàn)的典型電場(chǎng)的等勢(shì)面比較
2.帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡問(wèn)題的剖析方式
(1)從軌跡的彎曲方向判定受力方向(軌跡向合外力方向彎曲)，因而剖析電場(chǎng)方向或電荷的正負(fù)；
(2)結(jié)合軌跡、速度方向與靜電力的方向電場(chǎng)力做功，確定靜電力做功的正負(fù)，因而確定電勢(shì)能、電勢(shì)和電勢(shì)差的變化等；
(3)依據(jù)動(dòng)能定律或能量守恒定理判別動(dòng)能的變化情況．
考點(diǎn)四電場(chǎng)中的功能關(guān)系
1．求電場(chǎng)力做功的幾種方式
(1)由公式W＝Flcosα估算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，可變形為W＝α.
注意：電荷沿等勢(shì)面聯(lián)通電場(chǎng)力不做功．
2．電場(chǎng)中的功能關(guān)系
(1)若只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變．
(2)若只有電場(chǎng)力和重力做功，電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變．
(3)除重力、彈簧彈力之外，其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化．
(4)所有外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化．
3.在解決電場(chǎng)中的能量問(wèn)題時(shí)常用到的基本規(guī)律有動(dòng)能定律、能量守恒定理和功能關(guān)系．
(1)應(yīng)用動(dòng)能定律解決問(wèn)題需研究合外力的功(或總功)．
(2)應(yīng)用能量守恒定理解決問(wèn)題需注意電勢(shì)能和其他方式能之間的轉(zhuǎn)化．
(3)應(yīng)用功能關(guān)系解決該類(lèi)問(wèn)題需明晰電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能改變之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系．
(4)有電場(chǎng)力做功的過(guò)程機(jī)械能不守恒，但機(jī)械能與電勢(shì)能的總和可以守恒．
【思想方式與方法】
1．E－x圖像
(1)反映了電場(chǎng)硬度隨位移變化的規(guī)律．
(2)E＞0表示場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向；E＜0表示場(chǎng)強(qiáng)沿x軸負(fù)方向．
(3)圖線(xiàn)與x軸圍成的“面積”表示電勢(shì)差，“面積”大小表示電勢(shì)差大小電場(chǎng)力做功，兩點(diǎn)的電勢(shì)高低依據(jù)電場(chǎng)方向判斷．
2．φ－x圖像
(1)描述了電勢(shì)隨位移變化的規(guī)律．
(2)依據(jù)電勢(shì)的高低可以判定電場(chǎng)硬度的方向是沿x軸正方向還是負(fù)方向．
(3)斜率的大小表示場(chǎng)強(qiáng)的大小，斜率為零處場(chǎng)強(qiáng)為零．
3.讀懂圖像是解題的前提，解答此題的關(guān)鍵是明晰圖像的斜率、面積的化學(xué)意義．