电场强度与电势

电磁学B 档近3年考频 7 次

常见题型：选择题、填空题、计算题

描述电场力的性质（电场强度E）和能的性质（电势φ、电势差U），是电磁学的基础。常考查电场线、等势面、电势能与电场力做功的关系。

定义

电场强度E：放入电场中某点的试探电荷所受电场力与电荷量的比值，E=F/q，方向为正电荷受力方向。电势φ：电荷在电场中某点具有的电势能与电荷量的比值，φ=E_p/q，标量。

一、电场强度E
（1）矢量，方向为正电荷受力方向。叠加遵循平行四边形定则。
（2）电场线的疏密表示E的大小，切线方向表示E的方向。
（3）匀强电场：各点E大小方向均相同，电场线为等间距平行直线。

二、电势φ与电势差U
（1）φ是标量，有正负（零电势点可任意选取，通常选无穷远或地面）。
（2）U_AB=φ_A-φ_B，与零电势点选取无关。
（3）电场力做功W_AB=qU_AB，与路径无关。
（4）沿电场线方向电势降低。

三、电势能E_p
（1）E_p=qφ，正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势低处电势能大。
（2）电场力做正功→电势能减小；做负功→电势能增大。
（3）电场力做功=电势能减少量：W_AB=E_{pA}-E_{pB}。

四、电场线与等势面
（1）等势面与电场线处处垂直。
（2）等势面密集处电场强度大。
（3）沿等势面移动电荷，电场力不做功。

五、带电粒子在电场中的运动
（1）加速：qU=½mv²-½mv₀²（动能定理）。
（2）偏转（类平抛）：水平x=v₀t，竖直y=½at²=½(qE/m)t²。
（3）偏转角：tanθ=v_y/vₓ=(qEL)/(mv₀²)。

电场力做功与路径无关：取A→B任意路径，可分割为沿电场方向和垂直电场方向的小段。垂直方向不做功，只剩沿电场方向的路径，总功W=∫F·ds=qE·d_AB（d为A到B沿电场方向的距离）。
由电场力做功与路径无关→可定义电势能，φ=E_p/q，U_AB=φ_A-φ_B。
匀强电场中E=U/d推导：W_AB=qEd=qU_AB，故E=U_AB/d。
点电荷电场中：由库仑定律F=kQq/r²和E=F/q，得E=kQ/r²。

选择题、填空题高频，带电粒子在电场中的运动常出计算题，约占比电磁学20%分值。

想在练习中掌握「物理」考点？

鲸泓网页版提供知识点诊断、针对性练习与学习报告。