电势能与电势概念与基础题.docVIP

电势能和电势[知能准备] 1．静电力做功的特点：不论q在电场中由什么路径从A点移动到B点，静电力做的功都是 的．静电力做的功与电荷的 位置和 位置有关，与电荷经过的路径 ． 2．电势能：电荷在 中具有的势能叫做电势能，用字母 表示，单位 . 电势能是相对的与重力势能相似，与参考位置的选取有关． 3．静电力做功与电势能的关系 (1) 静电力做的功 电势能改变量的多少，公式W＝ ． (2) 电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到 位置时所做的功． 4．电势：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的 ，叫做这一点的电势，用φ表示 ，定义式：φ＝ ，在国际单位制中，电势的单位是伏特 (V)，1 V＝1 J／C；电势是标量，只有大小，没有方向． 5．电场线与电势：电场线指向电势 的方向． 6．等势面：电场中电势 的各点构成的面叫做等势面．电场线跟等势面 ． 1．电势能 ⑴ 由电荷在电场中的位置所决定的势能叫电势能．电荷在电场中受到电场力的作用，在电场中某两点间移动电荷时，电场力做功，电荷的电势能就会改变，若电场力做正功，电荷的电势能就减少；若电场力做负功(或电荷克服电场力做功)，电荷的电势能就增加．电场力对电荷做功的多少等于电荷电势能的变化量，所以电场力的功是电荷电势能变化的量度．跟重力对物体做功与物体重力势能变化的关系相似． ⑵ 若规定电荷在B点的电势能为零，即E＝0，则E＝W ．即电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功． ①上述关系既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场．既适用于正电荷，也适用于负电荷． ②电荷在电场中某点的电势能的大小与零电势能点的选取有关，但电荷在某两点之间的电势能之差与零电势能点的选取无关． ③通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零． ④静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷的电势能数值． 例1 下列说法中正确的是 ( ) A．无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能就越大 B．无论是正还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能越大 C．无论是正还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大 D．无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大 2．电势 （1）电势的相对性．电势是相对的，根据公式，只有先确定了某点的电势为零以后，才能确定电场中其他点的电势．电场中某点的电势跟零电势位置的选择有关．在理论研究中，对不是无限大的带电体产生的电场，选择无限远处为零电势；在处理实际问题中，又常取大地为零电势． （2）电势的固有性．电势φ是表示电场能量属性的一个物理量，电场中某点处φ的大小是由电场本身的条件决定的，与在该点处是否放着试探电荷、电荷的电性、电荷量均无关，这和许多用比值定义的物理量相同，如前面学过的电场强E＝F/q． (3) 电势是标量．电势是只有大小、没有方向的物理量，在规定了零电势后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值．正值表示该点电势高于零电势；负值表示该点电势低于零电势．显然，电势的正、负符号只表示大小，不表示方向．当规定无限远处为零电势后，正电荷产生的电场中各点的电势为正值，负电荷产生的电场中各点的电势为负值．且越靠近正电荷的地方电势越高，越靠近负电荷的地方电势越低． 例2 如果把q＝1.0×10C的电荷从无穷远移到电场中的A点，需要克服电场力做功W=1.2×10J，那么 (1) q在A点的电势能和A点的电势各是多少? (2) q未移入电场前A点的电势是多少? 例3在静电场中，下列说法正确的是 （ ） A．电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零 B．电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同 C．电场强度的方向总是跟等势面垂直的 D．沿着电场强度的方向，电势总是不断降低的4．等势面的特点 (1) 等势面一定与电场线垂直