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8 3 1电场力作功 1 单个点电荷的电场中电场力作功 结论 仅与的始末位置有关 与路径无关 8 3电场力功电势 2 任意带电体的电场中电场力作功 结论 试验电荷在静电场中从一点沿任一路径运动到另一点时 静电场力做功仅与试验电荷及路径的始末位置有关 而与路径无关 静电场力是保守力 静电场是保守场 8 3 2静电场的环流定理 静电场的环流定理 即 静电场中电场强度沿任一闭合路径线积分 环流 为零 证明 静电场中电场线不是闭合曲线 8 3 3电势能 定义 静电场力所做的功就等于电荷电势能增量的负值 电势能的减少量 电势能的大小是相对的 电势能的差是绝对的 令 即 试验电荷在电场中某点的电势能 在数值上等于把它从该点移到零势能处静电场力所作的功 保守力作功等于势能减少量 点电势 点电势 8 3 4电势电势差 1 电势 即 静电场中 某点电势等于试验电荷的电势能与其电量的比值 数学表达式 若令b点处电势为零 物理意义 把单位正试验电荷从点移到无穷远时 静电场力所作的功 为参考电势 值任选 有限带电体通常以无穷远为电势零点 实际问题中常选择地球电势为零 电势的单位 SI制 伏特 V 原子物理中能量单位 2 电势差 电场中a b两点的电势差用Uab表示 3 说明 1 某点的电势等于把单位正电荷从该点移到电势零点电场力作的功 2 把点电荷从a点移到b点电场力作功 4 电势差是绝对量 与电势零点的选择无关 电势大小是相对量 与电势零点的选择有关 3 电势是描述电场能量性质的物理量 与试验电荷无关 电势是标量 5 电势与电势能的联系和区别 区别 电势能是描述电荷与电场相互作用能量 属于系统 电势只由电场决定 试验电荷为单位电荷时 两者量值相等但物理意义 单位各不相同 联系 8 3 5电势的计算 取 1 点电荷电场的电势 2 电势的叠加原理 1 点电荷系 a点处 电势的叠加原理 2 电荷连续分布的带电体 电势的叠加原理 求电势的两种方法 2 利用电势叠加原理 利用了点电荷电势 这一结论已选无限远处为电势零点 即使用此公式的前提条件为有限大带电体且选无限远处为电势零点 4 电势的计算 1 若已知的函数表达式 则用电势定义式 这里关键是求场强 方法 1 用高斯定理 2 场强叠加原理 例8 13求电偶极子电场中任一点的电势 电偶极子的电矩p ql 解 例8 14均匀带电球面的电场中的电势 解 1 3 令 或由 可得 2 4 或由 可得 例8 14正电荷均匀分布在半径为的细圆环上 求圆环轴线上距环心为处点的电势 例8 15 无限长 带电直导线的电势 解 令 能否选 求电势 电势能 静电场力作功的基本方法 1 电场强
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