《电势能与电势差.docVIP

电势能　电势　电势差（Ⅰ） 1.电势能 (1)电场力做功 ①特点：电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关． ②计算方法 a．W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离． b．WAB＝qUAB，适用于任何电场． (2)电势能 ①定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功．电势能属于电荷和电场系统所有. ②电场力做功与电势能变化的关系（电势能变化的判断依据）：电场力做正功电势能减少，做负功增大。电场力做的功等于电势能的减小量，即WAB＝EpA－EpB＝ΔEp. 从上式可知功只能决定电势能的变化，不能决定某点的电势能的数值，如要想知道某点的电势能就要首先规定0势能点，通常以无穷远处为0势能点。 思考：离场源正电荷越近，检验正电荷的电势能越大，检验负电荷的电势能越小．（对） 2．电势 (1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势，用φ表示．在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势时电场力所做的功，电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负，正负表示该点电势高于和低于零电势点（不同电荷电势能与电量的比值是相同的，所以，φ与试探电荷无关）． (2)公式：φ＝(与该点是否有试探电荷无关，适用时代入正负号) (3)单位：伏特(V) （思考：直线电场线上两点A、B哪一点的电势高？分别以正负电荷以特殊值法讨论，如2C正电荷在两点的电势能（从电场力做功判定）分别是8J和4J，φA大于φB，－2C负电荷在两点的电势能分别是－8J和－4J，（－8J小于－4J）则φA大于φB可知电势与电场线的关系，从而给出电势的判断方法） (4)电势与电场线的关系：沿电场线方向电势降低．(电场线指向电势降低最快的方向) (5)零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择．(大地或无穷远默认为零) 3．等势面 (1)定义：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面． （2）熟悉匀强电场、点电荷的电场、等量异种电荷的电场、等量同种点电荷的电场的等势面的分布情况（先粗略观察特点，然后再总结具体特点）。 　①点电荷电场中的等势面，是以电荷为球心的一簇球面； 　②等量同种点电荷电场中的等势面，是两簇对称曲面（连线上，中点电势最低，而在中垂线上，中点电势最高） 　③等量异种点电荷电场中的等势面，是两簇对称曲面；（连线的中垂面上的电势为零） 　④匀强电场中的等势面，是垂直于电场线的一簇平面. (3)等势面的特点 ①等势面一定和电场线垂直． ②等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷时电场力不做功． ③电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面． ④电场线越密的地方，等差等势面越密. ⑤处于静电平衡的导体是一个等势体，导体表面是一个等势面； ⑥导体表面的电场线与导体表面处处垂直。 讨论：（电场强度数值与电势数值有无直接关系？调整到下一节） ●电场强度数值与电势数值有无直接关系？（举例：静电平衡下的导体是个等势体，但内部场强为0） (1)场强是反映电场力的性质，电势是反映电场能的性质，它们都是由比值定义的物理量，因而它们都是由电场本身确定的，与该点放不放电荷无关． (2)电场强度是矢量，电场确定后，各点的场强大小和方向都惟一地确定了．(即各点场强大小有确定的值)，电势是标量，是相对量．电场确定后，各点电势的数值还可随零电势点的不同而改变． ●电势与电势能的关系 (1) 电势是由电场决定，某点的电势与该点是否有电荷无关．电势能是由电场和电荷共同决定的． (2)它们都是标量、相对量．当零势点确定以后，各点电势有确定的值．由于存在两种电荷，则在某一点不同种电荷的电势能有的为正值，也有的为负值．正电荷在电势为正值的地方电势能为正值，在电势为负值的地方电势能为负值；负电荷在电势为正的地方电势能为负值，在电势为负的地方电势能为正值． 思考：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（对） 4.电势差 在实际问题中，我们主要关心的是电场中两点间的电势差，设A、B两点间的电势分别为φA和φB，则它们之间的电势差可以表示成：UAB＝φA－φB，或UBA＝φB－φA，　显然UAB＝－UBA. （进行功与电势差的推导） 1.定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力做功与移动电荷的电荷量的比值． 2．定义式：UAB＝.(，适用于任何电场，计算中要代入正负号) 3．影响因素：电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB无关，与零电势点的选取无关. 在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差都有确定的值，不能认为与成正比，与q成反比。只是可以利用、q来计算A、B两点电势差。 1．下列关于电荷在电场中电势能的说法正确的是