知识梳理-电场中的导体电势差电势

1、电场中的导体、电势差 电势知识小结静电屏蔽电势差 电势静电平衡当导体中(及表面)没有电荷定向移动时,这种状态叫静电平衡电场力做功电场力做功只与初末两点的位置有关,与具体的路径无关.电场力做功与电势差的关系:WAB=q·UAB产生的原因原来中性的导体放在场强为E0的电场中时,导体中的自由电子除了做热运动外,还要在电场力的作用下发生定向移动,其移动的方向与场强的方向相反,从面在导体的一侧出现负电荷,另一侧对称地出现了正电荷.电势差电荷在电场中由一点A移到另一点B时,电场力做功WAB与电荷电量q的比值WAB/q叫做AB两点间的电势差,用UAB表示,即UAB=WAB/q单位:伏特V.电势差也

2、叫电压,在一般的问题中,我们更多的只是关心电势差的大小,此时我们常常对电压取正值.电势差的大小只与电场中的AB两点位置有关,而与其它无关,故它反映了电场本身的一种性质.静电平衡的条件导体内部的场强处处为零,即E内=0,E内=E0+E,E为导体两侧的感应电荷产生的附加电场.电势在电场中选择一个参考点O作为零电势点,则电场中某点A与参考点间的电势差UAO就叫做该点的电势.电势用表示电势的大小等于单位正电荷由该点移到参考点时电场力做的功.电势是标量.沿着电场线的方向,电势在不断降低.静电屏蔽由于静电感应,可使金属网罩或金属壳内的场强为零,遮挡了外界电场对内部的影响,这种现象叫静电屏蔽电势与电势差电势

3、差与电势:UAB=A-B电势的高低与参考点选择有关,电势差的大小与参考点的选择无关.静电屏蔽的应用电学仪器或电子仪表外部的金属罩,通信电缆外面包的一层铅皮,电工高压作业时穿的金属丝网制的衣服,裤子,鞋等电势能电荷在电场中由于受到电场力而具有的势能叫电势能,也用EP来表示.电势能与电场力关系(类似于重力与重力势能):电场力做正功,电势能减少;电场做负功,电势能增加.电场力做了多少功,则电势也改变多少.电场力做功的过程,就是电势能转化为其它形式的能的过程.电荷的电势能只能是相对参考点而言:把电荷从参考点O移动到某点A时,电场力做了多少功,则电荷在A点就具有多少的电势能.注意:1.导体处于静电平衡状

4、态时,具有如下特点.(1)导体内部场强处处为零.这里的场强指的是外电场与附加电场的矢量和.(2)导体表面上任一点的场强方向跟该点的表面垂直.不然的话,电荷还会发生定向移动,当然也就不是处于静电平衡的状态了.(3)电荷只分布在导体的外表面上.2.关于电势与电势差(1)电势差定义式UAB=WAB/q及由此得到的变形式WAB=q·UAB适用于一切电场.(2)讲到电势差时,必须明确所指的是哪两点间的电势差.(3)电势差有正负,其正负只表示这两点的电势的高低,如UAB=6V,则说明B点的电势比A点高6V(4) 电势具有相对性,一般情况下,我们选择大地或无穷远处为零电势点(参考点).故电场中某点

5、电势的高低与参考点的选取有关.这个与高度是类似的.(5)电势的正负只表示大小,不表示方向.其意义为:电势为正说明该点的电势高于参考点的电势,电势为负说明该点的电势低于参考点的电势.(6)我们若选取无穷远为零电势点,则在正点电荷的电场中的每一点的电势均为正,在负的点电荷的电场中的每一点的电势均为负.(7)我们在确定电势的正负时,还可以用单位正电荷在电场中某点移到参考点时电场做功的正负来判定.若单位正电荷从该点移到参考点,电场力做正功,则该点的电势为正;若单位正电荷从该点移到参考点过程中电场力做负功,则该点的电势为负.(8)电势差与电势没有严格意义上的区分：电势实质上就是电场中的某点与零电势点（参

6、考点）之间的电势差。(9)电子伏:在电压为1V的两点间,把一个电子由一点移到另一点,电场做的功等于1电子伏,记为1ev.可以证明,1ev=1.6×10-19J,这个电子伏单位也是能量单位,常用在研究微观粒子时.PQA B例题一：如右图所示，Q是一个绝缘金属导体，把一个带正电的绝缘金属球P移近Q，由于静电感应，A端出现的感应电荷量大小为QA，B端出现的电荷量为QB，则下列说法正确的是（ ）（A）用手接触一下Q的A端，拿走P后Q带正电（B）用手接触一下Q的B端，拿走P后Q带负电（C）导体Q上，QA>QB（D）导体Q上，QA=QB解析： P带正电，由于受到P上正电荷的吸引力，故Q上的

7、A端出现负电荷，由于受到P上正电荷的排斥力，故Q上的B端出现正电荷。当手接触导体时，此时就把Q与大地视为一个整体，则这个整体由于静电感应，在近端出现负电荷，在远端出现正电荷。故无论手接触Q的哪一端，在Q上都只留下负电荷，正电荷均在地球的远端去了。而静电感应只是使导体Q上的负电荷从它和一部分移到另一部分，在重新分布时，电荷的总量还是没有变，则说明，正负电荷之和必然为零，故有QA=QB正确选项为B、D。例题二：在电场中电荷量为2.0×109C的正电荷从A点移到B点,电场力做了1.5×107J的正功,再把这个正电荷从B点移到C点,电场做了4.0×107J的负功.在ABC三点中,哪一点的电势最高?A和B之间,B和C之间,A和C之间的电势差UAB、UBC、UAC各是多大？解析对于正电荷，其所在的位置的电势越高，其电势越高，故我们可以根据正电荷的电势能的变化来确定某点的电势。由题中发现，正电荷从A到B时，电场力做正功，其电势能在减少，故A>B；当正电荷从B点移到C点时，电场做负功，说明电势能在增加，则B<C，若选B点为参考点，则可以发现，由于从A点移到B点时电场做的功小于从C点到B点电场做的功，故A<C，也就是说，C点电势最高。求电势差时，只需要根据电势差的定