电势能和电势第2节

1、电场的力的性质我们必须用场强E来描述，那么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描述呢？能否用“电势能”呢？,电场的能的性质也是电场本身的一种属性，它只能由场源本身所决定，而与电场中有无放入试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的电量q有关的（因q越大，其所受电场力就越大，具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用“电势能”来描述电场的能的性质，我们引入一个新的物理量“电势”来表示它。,电势：描述电场的能的性质的物理量。,如图所示，设想把一试探电荷+q 放在电场中某处A或B。它们在电场力F的作用下均移至无限远处。则有：WAWB,那么怎样去衡量电场的能的性质、怎样去定义“电势”呢？,EpA-0

2、EpB-0,同理可知：若试探电荷为-q，也有：,也就是说，比值EpA/q的大小与试探电荷的正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。,三. 电势,取O点的电势能为零, 则:,EPA = q E L COS,讨论电势能与电荷的比值?,电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,2. 公式:,3. 单位: 伏特 符号为V,1 V = 1 J/C,三. 电势,1. 定义:,对电势的理解,1：电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。 2：电势的固有性：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放

3、不放电荷及放什么电荷无关。 3：电势是标量 4：计算时EP,q, 都带正负号。,1.沿着电场线方向,电势将怎样变化?,1. 电场线指向电势降低的方向,2.如何确定电场中某点的电势?,(提示:类比于电势能的确定.),1. 电场线指向电势降低的方向,2.与电势能的情况相似,应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.),例3. 将一电量为 的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A, 电场力做 功 ,求A点的电势.,解:,设场外一点P的电势为,点评:电势的确定首先要确定零电势处,且电势可以为负.,3.电势为负数时,负号表示方向吗?,1. 电场线指向电势降低的方向,2.与电

4、势能的情况相似,应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.),3.电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.),思考,在上面关于电势能和电势的讨论及插图中,我们一直把试探电荷q当作正电荷处理.请把q当做负电荷,重复以上讨论.其结果与上面的结果是否一致?,高度和电势,重力场中，同一物体在不同位置，Ep不同。,电场中，同一电荷在电场中的不同位置,EP不同。,不同物体在同一位置， Ep正比于质量m,不同电荷在同一位置， EP正比于电量q,Ep/m = gh，h只与相对位置有关,EP/q 叫做电势 ， 只与相对位置有关,等势面,地理上，等高

5、线表示地势的高低。 在电场中常用等势面来表示电势的高低。 电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面,等势面,等势面的特点： 1、等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功； 2、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交； 3、等差等势面越密的地方电场强度越大,等势面,几种典型电场的等势面：,1、点电荷电场中的等势面： 以点电荷为球心的一簇球面,等势面,2、等量异种点电荷电场中的等势面： 两簇对称曲面,等势面,3、等量同种点电荷电场中的等势面： 两簇对称曲面,等势面,5、匀强电场中的等势面： 垂直于电场线的一簇平面,4、形状不规则的带电导

6、体附近的电场线及等势面,等势面,如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为 、 和 ，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知： A、粒子从K到L的过程中，电场力做负功 B、粒子从L到M的过程中，电场力做负功 C、粒子从K到L的过程中，电势能增加 D、粒子从L到M的过程中，动能减少,等势面,如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1，若由c经b移动到d电场力做正功W2，则：,1.如图所示，a、b、c、d为某电场中的等势面，一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动由图可知，四个等势面电势Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列顺序是_，带电粒子在M、N两点中，电势能较大的是_点,能力提升:,2.图一表示等量异种电荷P和Q形成的电场内的一簇等势面，求,(1)P、Q各带何种电荷？ (2)把q=107C的正点电荷从A移到B，电场力做多少功？ (3)把q从B移到C电场力做多少功？ (4)把q从C移到A电场力做多少功？ (5)q从A出发经过B和C回到A的过程中电场力对电荷做的总功为多少？,3.