2025秋高考物理复习专题七电场第2讲电势能、电势、电势差课件（70页PPT）

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第2讲　电势能、电势、电势差
一、电场力做功和电势能
1.静电力做功.
（1）特点：与　　　　　无关，只与　　　 　有关.
（2）计算方法.
①W=qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿　　　　的距离.
②WAB=qUAB，适用于　　　　.
实际路径
初、末位置
电场方向
任何电场
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　　　　　　　　，即WAB=EpA-EpB=-ΔEp.
电场
零势能
电势能的减少量
电势能
电荷量
零电势点
2.等势面.
（1）定义：电场中　　　　的各点构成的面.
（2）特点.
①在等势面上移动电荷，电场力不做功.
②等势面一定与电场线垂直，即与场强方向　　　.
③电场线总是由电势　　　　的等势面指向电势　　　　的等势面.
④等差等势面的疏密表示电场的强弱（等差等势面越密的地方，电场线越密，场强越大）.
电势相同
垂直
高
低
三、电势差
1.定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力所做的功WAB与移动电荷的电荷量q的比值.
2.定义式：UAB=　　　　.
3.电势差与电势的关系：UAB=　　　　，UAB=-UBA.
4.电势差与电场强度的关系
匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点的距离的乘积，即UAB=Ed.
易错提醒：电势和电势差都是由电场本身决定的，与检验电荷无关，但电势是相对量，电场中各点的电势与零电势点的选取有关，而电势差是绝对量，与零电势点的选取无关.
（1）电场力做功的特点与重力做功的特点类似.
（2）零势能位置的选取是任意的，但通常选取大地或无穷远处为零势能位置.
（3）沿着电场线的方向，电势降低最快.
1.［对等势面的理解］关于静电场的等势面，下列说法正确的是 （　　）
A.两个电势不同的等势面可能相交
B.电场线与等势面处处相互垂直
C.同一等势面上各点电场强度一定相等
D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功
B
C
3.［电势与电势能］如图所示，实线为某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面，A、B、C是电场中的三点，下列说法正确的是 （　　）
A.三点中，B点的场强最大
B.三点中，A点的电势最高
C.将一带负电的检验电荷从A点移动到B点，电势能增大
D.将一带正电的检验电荷从A点移动到B点和从A点移动到C点，电势能的变化相同
D
考点1　电势高低与电势能大小的判断　［基础考点］
1.电势高低的判断
判断角度 判断方法
电场线方向 沿电场线方向电势逐渐降低
电荷的电势 取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低
电场力做功
判断电势
能的高低 正电荷在电势较高处电势能大，负电荷在电势较低处电势能大
2.电势能大小的判断
判断角度 判断方法
做功判断法 电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加
电荷电势法 正电荷在电势高的地方电势能大
负电荷在电势低的地方电势能大
公式法 将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Ep=qφ，Ep越大，电势能越大
能量守恒法 在电场中，若只有电场力做功，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，动能减小，电势能增加
例1　（2023年广东卷）（多选）电子墨水是一种无光源显示技术，它利用电场调控带电颜料微粒的分布，使之在自然光的照射下呈现出不同颜色.透明面板下有一层胶囊，其中每个胶囊都是一个像素.如图所示，胶囊中有带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒.当胶囊下方的电极极性由负变正时，微粒在胶囊内迁移（每个微粒电量保持不变），像素由黑色变成白色.下列说法正确的有 （　　）
AC
A.像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势
B.像素呈白色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势
C.像素由黑变白的过程中，电场力对白色微粒做正功
D.像素由白变黑的过程中，电场力对黑色微粒做负功
【解析】像素呈黑色时，胶囊下方的电极带负电，像素胶囊里电场线方向向下，所以黑色微粒所在的区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，A正确；像素呈白色时，当胶囊下方的电极带正电，像素胶囊里电场线方向向上，所以黑色微粒所在的区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，B错误；像素由黑变白的过程中，白色微粒受到的电场力向上，位移向上，电场力对白色微粒做正功，C正确；像素由白变黑的过程中，黑色微粒受到的电场力向上，位移向上，电场力对黑色微粒做正功，D错误.
1.（2024年广东卷）（多选）污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理如图所示.涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极，金属圆盘置于容器底部，金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布，其中实线为电场线，虚线为等势面.M点和N点在同一电场线上，M点和P点在同一等势面上.下列说法正确的有 （　　）
A.M点的电势比N点的低
B.N点的电场强度比P点的大
C.污泥絮体从M点移到N点，电场力对其做正功
D.污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大
AC
【解析】电场线的疏密程度反映电场强度大小，电场线越密则电场强度越大，由于N点附近的电场线比P点附近的稀疏，故N点的电场强度比P点的小，B错误；沿电场线方向电势逐渐降低，故M点的电势比N点的低，污泥絮体带负电，故其受到的电场力方向与电场强度方向相反，若从M点移到N点，则电场力对其做正功，A、C正确；由于M点和P点在同一等势面上，故M点电势等于P点电势，则N点电势高于P点电势，污泥絮体带负电，即q<0，根据电势能Ep=qφ可知，污泥絮体在N点的电势能比其在P点的小，D错误.
2.（2024年茂名一模）如图甲，电鲶遇到危险时，可产生数百伏的电压.如图乙所示，若将电鲶放电时形成的电场等效为等量异种点电荷的电场，其中正电荷集中在头部，负电荷集中在尾部，O为电鲶身体的中点，AO=BO且AB为鱼身长的一半，下列说法正确的是 （　　）
A.A点电势高于B点电势
B.A点场强和B点场强相同
C.将正电荷由A点移动到O点，电场力做正功
D.若电鲶头尾部间产生400 V的电压时，AB间的电压为200 V
B　
【解析】头部集中正电荷，尾部集中负电荷，电场线方向由B指向A，沿电场线方向电势降低，B点电势高于A点，A错误；根据等量异种点电荷的电场分布的对称性可知，A点和B点场强相同，B正确；由于电场线方向由B指向A，所以正电荷的受力方向为由B指向A，正电荷由A移动到O时，电场力做负功，C错误；根据等量异种点电荷电场分布规律可知A、B间的电场线比A点到鱼尾或B点到鱼头的电场线稀疏，则平均场强也较小，故A、B之间电压小于200 V，D错误.
考点2　电场强度、电势、电势差、电势能的比较　［能力考点］
比较 电场强度 电势 电势差 电势能
意义 电场力的性质 电场能的性质　 电场做功的本领　 电荷在电场中的能量　
定义 Ep=qφ
矢标性 矢量 标量 标量 标量
决定
因素 由电场本身决定，与试探电荷无关 由电场本身决定，与参考点的选取有关，具有相对性 由电场本身的两点间差异决定，与参考点的选取无关 由电荷量和该点电势决定，与参考点的选取有关
相互
关系 场强为零的地方电势不一定为零 电势为零的地方场强不一定为零 零场强区域两点电势差一定为零，电势差为零的区域场强不一定为零 场强为零，电势能不一定为零，电势为零，电势能一定为零
联系
AD　
1.（多选）如图所示，正三角形三个顶点固定三个等量电荷，其中A、B带正电，C带负电，O、M、N为AB边的四等分点，下列说法正确的是 （　　）
A.M、N两点电场强度相同
B.M、N两点电势相同
C.负电荷在M点电势能比在O点时要小
D.负电荷在N点电势能比在O点时要大
BC
【解析】根据场强叠加以及对称性可知，M、N两点的场强大小相同，但是方向不同，A错误；因在A、B处的正电荷在M、N两点的合电势相等，在C点的负电荷在M、N两点的电势也相等，则M、N两点电势相等，B正
确；因负电荷从M到O，A、B两电荷的合力对负电荷的库仑力从O指向M，则该力对负电荷做负功，C点的负电荷也对该负电荷做负功，可知三个电荷对该负电荷的合力对其做负功，则该负电荷的电势能增加，即负电荷在M点的电势能比在O点小；同理可知负电荷在N点的电势能比在O点小，C正确，D错误.
2.（多选）在圆锥体空间的顶点O固定一正点电荷，底面圆周上有3点a、b、c，O'是底面圆心，在该点电荷所产生的电场中，正确的判断是 （　　）
A.a、b、c三点的电场强度相同
B.a、b、c三点在同一个等势面上
C.带正电的检验电荷沿直线从a至O'过程中
受到的电场力增大
D.带负电的检验电荷沿直线从a至O'过程中电势能增大
BC
考点3　电场线和等势面的应用　［能力考点］
1.几种常见的典型电场的等势面
电场 等势面（虚线）图样 重要描述
匀强电场
垂直于电场线的一系列平面
点电荷
的电场
以点电荷为球心的一系列球面
等量异种
点电荷的
电场
连线的中垂线上的电势为零
等量同种
正点电荷
的电场
连线上，中点电势最低；而在中垂线上，中点电势最高
BD　
1.（2024年佛山质检）如图，在匀强电场中，A、B、C、D、E、F位于边长为L=2 cm的正六边形的顶点上，匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面.已知A、B、D、E的电势分别为-2 V、0 V、6 V、4 V.则下列说法正确的是 （　　）
A.C点的电势φC=2 V
B.A、F间的电势差UAF=2 V
C.C、F间的电势差UCF=4 V
D.该匀强电场的场强大小E=20 V/m
C
2.（多选）某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则 （　　） A.一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功
B.一电子从a点运动到d点，电场力做功为4 eV
C.b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右
D.a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大
BD
【解析】由图像可知φb=φe，则正电荷从b点运动到e点，电场力不做功，A错误；由图像可知φa=3 V，φd=7 V，根据电场力做功与电势能的变化关系有Wad=Epa-Epd=（φa-φd）·（-e）=4 eV，B正确；沿电场线方向电势逐渐降低，则b点处的场强方向向左，C错误；由于电场线与等势面处处垂直，则可画出电场线分布如图所示，由图可看出，b点电场线最密集，则b点处的场强最大，D正确.
考点4　电场中的功能关系　［能力考点］
1.功能关系
（1）若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变.
（2）若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变.
（3）除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化.
2.电场力做功的特点
电场力对某电荷做的功与路径无关，只与初、末位置的电势差有关.
3.电场力做功的计算方法
C
【解析】让正方形绕其中心O顺时针方向旋转90°，则电场力对四个小球做的总功为W电=EqLcos 45°-EqLcos 45°-E×2qLcos 45°+E×2qLcos 45°=0，则系统电势能不变，系统重力势能变化量ΔEp=-2mgL+mgL=-mgL，则重力势能减少mgL，C正确.
1.如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势线间的电势差相等.一正电粒子在等势线φ3上具有动能20 J，它在运动到等势线φ1上时，速度为零.令φ2=0，那么，当该电荷的电势能为4 J时，其动能大小为 （　　）
A.16 J
B.10 J
C.6 J
D.4 J
C
【解析】正电荷从等势线φ3运动到等势线φ1上时，克服电场力做功，电势能增加了20 J，由U12=U23，φ2=0知φ1=-φ3，则点电荷在等势线φ1处电势能为10 J，在φ3处电势能为-10 J，正电粒子的总能量E总=10 J.当电势能为4 J时，动能应为6 J，C正确.
2.（2024年佛山一模）（多选）开尔文滴水起电机的结构如图所示.中空金属圆筒E、F通过导线分别与金属杯G、H相连，盆A中的水通过管B从滴管C、D滴出，分别经E、F落入G、H中.整个装置原本不带电，若某次偶然机会，C滴出一滴带少量正电荷的水滴，落入金属杯G中，则由于静电感应，D后续滴下的水滴总是带负电，这样G、H就会带上越来越多的异种电荷.关于上述过程，下列说法正确的是 （　　）
A.G带正电荷，则F带正电荷
B.G带正电荷，则E带负电荷
C.关闭C、D的阀门，仅G向E靠近时，G带电量减少
D.此过程中水的重力势能部分转化为系统的电势能
ABD
【解析】左边金属杯G获得正电荷，则与之相连的右边中空金属圆筒F也有一定的正电荷.由于静电感应作用，右边中空金属圆筒F上的正电荷，会吸引负电荷到右边D的水流中.右边的水滴会携带负电荷滴落，最终滴到右边的金属杯H内，使右边的桶所带负电荷增加积累，从而又使与之相连的左边中空金属圆筒E也带负电荷，它将会吸引正电荷到左边的水流中.当水滴落到金属杯内，它们各自携带的正负电荷就会转移到金属杯上并积累.因此，正电荷由于左边中空金属圆筒E的吸引作用被吸引到左边水流，使左边金属杯G携带正电荷不断积累.负电荷被吸引到右侧水流，使右边金属杯携带负电荷不断积累，A、B正确；关闭C、D的阀门，仅G向E靠近时，不会导出新的电荷，G带电量不变，C错误；此过程中水的重力势能部分转化为系统的电势能，其余重力势能转化为内能，D正确.
静电场的实际应用
　静电透镜是一种有助于传输带电粒子的装置.例如，它可以将样品发射的电子引导至电子分析仪，类似于光学透镜在光学仪器中协助光传输的方式.静电透镜系统可以按照与光学透镜相同的方式设计，因此静电透镜很容易放大或会聚电子轨迹.静电透镜也可用于聚焦离子束，例如制作用于照射单个细胞的微束.
例5　（2024年佛山模拟）静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置.如图，一电子在电场中仅受电场力的作用，实线描绘出了其运动轨迹，虚线表示等势线，各等势线关于y轴对称，a、b、c、d分别是轨迹与等势线的交点.已知电子在经过a点时动能为60 eV，各等势线的电势高低标注在图中，则 （　　）
A.a、d两点的电场强度相同
B.电子从a到b运动时，电场力做负功
C.电子从c到d运动时，电势能逐渐减小
D.电子在经过等势线d点时的动能为60 eV
D　
【解析】各等势面关于y轴对称，疏密相同，所以电场线疏密也相同，场强大小相等；根据等势线与电场线垂直，可知a、d两点的电场强度方向不同，故a、d两点的电场强度不同，A错误；根据等势线与电场线垂直，故电子在y轴左侧受到一个斜向右下方的电场力，速度方向沿轨迹的切线方向，故电子从a到b运动时，电场力做正功，B错误；根据负电荷在电势低处电势能大，可知电子从c到d运动时，电势能逐渐增大，C错误；a、d两点的电势相等，故从a到d电场力不做功，所以电子在经过等势线d点时的动能为60 eV，D正确.
变式1　（2024年汕头模拟）利用静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近年来材料领域的重要技术.如图所示，初始时无电场，喷嘴处的球形液滴保持静止；随着高压电场逐渐增强，液滴带上正电荷且由球形变为圆锥形（即“泰勒锥”）；当电压增至某个临界值时（假设此后电压保持不变），液滴从尖端喷出，在非匀强电场的作用下向下方运动，M、N为直线路径上的两点.以下说法正确的是 （　　）
A.喷嘴处的球形液滴在无电场的情况下只受重力
B.液滴从M到N的过程做匀加速直线运动
C.液滴从M到N的过程电场力做负功
D.液滴向下做螺旋运动时电势能减小
D
【解析】喷嘴处的球形液滴在无电场的情况下受重力和表面张力，A错误；液滴在非匀强电场中运动，电场力是变力，则加速度是变化的，所以液滴从M到N的过程做变加速直线运动，B错误；液滴带正电，从M到N的过程中电场力方向竖直向下，与位移方向相同，则电场力做正功，C错误；液滴向下做螺旋运动时电场力做正功，电势能减小，D正确.
知识巩固练
1.（2024年华师附中期中）在汽车喷漆中，有一门技术叫做静电喷涂，在市场上已经得到广泛的应用.静电喷涂是指一种利用电荷和电场将雾化涂料的微粒吸附到喷涂对象上的喷涂工艺，其原理结构图如图所示.下列说法正确的是 （　　）
A.雾化涂料向工件运动的过程中做匀变速曲线运动
B.喷口喷出的雾化涂料微粒带正电，被涂工件接负极
C.雾化涂料向工件运动的过程中，电场力做正功，速度增大
D.静电喷涂属于尖端放电
（本栏目对应学生用书P399~400）
C
【解析】雾化涂料向工件运动的过程中，电场力变化，加速度变化，因此不是做匀变速曲线运动，A错误；由题图知，由喷口喷出的雾化涂料微粒带负电，被涂工件接正极，通过雾化涂料和工件之间的电场，加强吸附效果，B错误；雾化涂料向工件运动的过程中，电场力做正功，由动能定理知速度增大，C正确；静电喷涂属于静电吸附，D错误.
2.产生闪电的积雨云底层带负电，为避免闪电造成损害，高大的建筑物会装有避雷针.图中虚线为避雷针周围的等势线，相邻两等势线间的电势差相等.图中a、b两点的场强大小分别为Ea、Eb，a、b两点的电势分别为φa、φb，则 （　　）
A.Ea>Eb
B.φa>φb
C.避雷针的顶端带正电
D.一带负电的雨滴从a下落至b，电场力做负功
C
【解析】由题意可知，产生闪电的积雨云底层带负电，可知避雷针的顶端带正电，C正确；等差等势线密集处的电场线也密集，场强也较大，则Ea3.（2024年广州第六十五中学期中）（多选）如图为静电除尘原理的示意图，尘埃在电场中通过某种方式带电，在电场力的作用下向集尘极运动并沉积，以达到除尘目的.下列表述正确的是 （　　）
A.向集尘极方向运动的尘埃带正电荷
B.电场方向由集尘极指向放电极
C.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大
D.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同
BC
【解析】由图知，放电极为负电极，集尘极为正电极，电场方向为从集尘极指向放电极，被吸引到达集尘极的尘埃必带负电荷，A错误；放电极为负电极，集尘极为正电极，电场方向为从集尘极指向放电极，B正确；由F=Eq 可知，同一位置，E 确定，F 随q增大而增大，C正确；被吸引到达集尘极的尘埃必带负电荷，带电尘埃所受电场力方向与电场方向相反，D错误.
4.平时我们所处的地球表面，实际上存在场强大小为100 V/m的电场，可将其视为匀强电场，在地面立一金属杆后空间中的等势面如图所示.空间中存在a、b、c三点，其中a点位于金属杆正上方，b、c等高.则下列说法正确的是 （　　）
A.b、c两点的电势差Ubc=0
B.a点场强大小大于100 V/m
C.a点场强方向水平向右
D.a点的电势低于c点
B
5.（2024年东莞检测）中国古代屋脊有仰起的龙头，龙口吐出伸向天空的金属舌头，舌头连接一根直通地下的细铁丝，起到避雷的作用.当雷云放电接近房屋时，舌头顶端由于聚集着大量正电荷而形成局部电场集中的空间.图中虚线表示某时刻舌头周围的等差等势面分布情况，一带电粒子（不计重力）在该电场中的运动轨迹如图所示.下列说法正确的是 （　　）
A.该粒子带正电
B.a点的电势比c点的低
C.a点的场强比c点的场强大
D.该粒子在b点的电势能比在c点的电势能小
B
【解析】避雷针带正电，由电场线与等势面垂直，画出电场线如图.由运动轨迹可知，该粒子带负电，沿电场线电势降低，所以a点的电势比c点的低，A错误，B正确；等势面密时电场线也密，所以可知a点的场强比c点的场强小，C错误；负粒子在电势低的位置电势能大，所以该粒子在b点的电势能比在c点的电势能大，D错误.
6.如图所示，在匀强电场中有一直角三角形ABC，∠C=90°，∠A=30°；AC边长为1 m.电场强度的方向与三角形ABC在同一平面内.一电子从A点移到B点克服电场力做功为10 eV，从A点移到C点克服电场力做功为5 eV.则 （　　）
A.B、C两点间的电势差UBC为-10 V
B.电场强度的方向由A点指向B点
C.电场强度的大小为10 V/m
D.一电子从B点移到C点，电势能增加5 eV
C　
综合提升练
7.如图为某静电消除器的原理简图，直流高压产生器将220 V输入电压升高，使正、负放电极尖端交替产生大量正、负离子，当表面带电物体通过放电极附近时，离子将带电物体表面的电荷中和“消除”.忽略离子间的相互作用，则离子被吸附到带电物体表面的过程中 （　　）
A.均做匀加速运动
B.正离子电势能增大
C.电场力对负离子做负功
D.正离子向电势降低的方向移动
D　
【解析】表面带电物体所产生的电场不是匀强电场，所以离子所受电场力为变力，均做变加速运动，A错误；无论是正离子还是负离子，被带电物体吸引时，电场力作为吸引力，都做正功，离子电势能都减小，B、C错误；因为正离子电势能减小，所以一定是向电势低的方向移动，D正确.
8.（多选）如图，两对等量异号点电荷+q、-q（q>0）固定于正方形的4个顶点上.L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点，O为内切圆的圆心，M为切点.则 （　　）
A.L和N两点处的电场方向相互垂直
B.M点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左
C.将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做正功
D.将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功为零
AB
【解析】两个正电荷在N点产生的场强方向由N指向O，N点处于两负电荷连线的中垂线上，则两负电荷在N点产生的场强方向由N指向O，则N点的合场强方向由N指向O，同理可知，两个负电荷在L处产生的场强方向由O指向L，L点处于两正电荷连线的中垂线上，两正电荷在L处产生的场强方向由O指向L，则L处的合场方向由O指向L，由于正方形两对角线垂直平分，则L和N两点处的电场方向相互垂直，A正确；正方形底边的一对等量异号电荷在M点产生的场强方向向左，而正方形上方的一对等量异号电荷在M点产生的场强方向向右，由于M点离上方一对等量异号电荷距离较远，则M点的场强方向向左，B正确；由图可知，M和O点位于两等量异号电荷的等势线上，即M和O点电势相等，所以将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做功为零，C错误；由图可知，L点的电势低于N点电势，则将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功不为零，D错误.
9.如图，真空中电荷量为2q和-q（q>0）的两个点电荷分别位于M点与N点，形成一个以MN延长线上O点为球心，电势为零的等势面（取无穷远处电势为零），P为MN连线上的一点，S为等势面与直线MN的交点，T为等势面上的一点，下列说法正确的是 （　　）
A.P点电势低于S点电势
B.T点电场强度方向指向O点
C.除无穷远处外，直线MN上还有两个电场强度为零的点
D.将正试探电荷q0从T点移到P点，静电力做正功
B
10.如图所示，两个大平行金属板M、N间距离d=1.2 cm，两板接在电压（电势差）U=240 V的电源上，M板接地，板间A点距M板0.2 cm，B点距N板0.2 cm.一个电荷量q=-6×10-4 C的点电荷放在A点处，试求：
（1）该电荷在A点所受的电场力；
（2）该电荷在B点所具有的电势能.
（2）根据题意有U=φM-φN=240 V，M板接地，则φN=-240 V，
B点距N板d1=0.2 cm，设B点电势为φ，B点和N板间电势差为U1，则有U1=φ-φN=Ed1，代入数据解得φ=-200 V，
则该电荷在B点所具有的电势能为Ep=φq=0.12 J.