电场能的性质
    
    一、 考点理解
    
    (一)电场能的性质
    (1)电荷q在电场中由一点A移到另一点B时,电场力所做的功WAB跟它的电荷量q的比值,叫做A、B两点间的电势差.电场中A、B两点间的电势差在数值上等于单位正电荷从A点移动到B点过程中电场力所做的功.即
    ,单位:V=J/C.
    (2)电势差是标量,有正负,无方向.A、B间电势差,显然UAB=-UBA,电势差的值与零电势的选取无关.在匀强电场中,U=Ed(U为电场中某两点间的电势差,d为这两点在场强方向上的距离).
    2.电势
    (1)如果在电场中选一个参考点(零电势点),那么电场中某点跟参考点间的电势差,就叫做该点的电势.电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时,电场力所做的功.
    (2)电势是标量,有正负,无方向.
    (3)沿着电场线的方向,电势越来越低,逆着电场线的方向,电势越来越高.
    (4)电势的值与零电势的选取有关,通常取离电场无穷远处电势为零,实际应用中常取大地电势为零.
    (5)当存在几个“场源”时,某处合电场的电势等于各“场源”的电场在经处的电势的代数和.
    
    3.电势能
    电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处(电势为零处)电场力所做的功,则有.
    
    (二)电场力做功的特点及计算的方法
    1.电场力做功的特点:电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关.
    2.计算方法.
    (1)由公式计算,此公式只适用于匀强电场.上式可变形为,式中d为电荷初、末位置在电场方向上的位移.
    (2)由电场力做功与电势能改变的关系计算:
    .
    计算时,可将q和U的正负直接代入而得到W的正负.
    
    (三)电场力做功与电势能变化的关系.
    把静电场与重力场相类比,有助于深刻认识和正确运用场强、电势能、电场力的功等有关概念和公式.
    
    
    

对电势能的理解应注意:(1)电势能是相对的,电荷在电场中电势能的数值与选定的零电势能位置有关.则电势能的变化是绝对的,与零电势能位置的选择无关;(2)电势能与重力势能相仿,也是场与电荷所共有的.通常说电场中的电荷具有多少电势能,仅是一种简化的说法;(3)电荷电势能的变化仅由电场力对电荷做功引起,与其他力对电荷做功无关.
    
    (四)等势面
    一般说来,电场中各点的电势不同,但电场中也有许多点的电势相等.我们把电场中电势相等的点构成的面叫做等势面.
    1.在同一等势面上的任意两点间移动电荷,电场力不做功.因为等势面上各点电势相等,电荷在同一等势面上各点具有相同的电势能,所以在同一等势面上移动电荷电势能不变,即电场力不做功.
    2.等势面一定跟电场线垂直,即跟场强的方向垂直.假如不是这样,场强就有一个沿着等势面的分量,这样在等势面上移动电荷时电场力就要做功.但这是不可能的,因为在等势面上各点电势相等,沿着等势面移动电荷时电场力是不做功的,所以场强一定跟等势面垂直.
    3.沿着电场线方向电势越来越低.可见,电场线不但与等势面垂直,而且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面.