第四节、电势能、电势3---判定电势、场强要三看
《静电场》教材分析及课标解读
《静电场》教材分析及课标解读兰州市教育科学研究所黄晖一、课程标准的要求1.了解静电现象及其在生活和生产中的应用,用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。
2.知道点电荷,体会科学研究中的理想模型方法。
知道两个点电荷间相互作用的规律。
通过静电力与万有引力的对比,体会自然规律的多样性与同一性。
3.了解静电场,初步了解场是物质存在的形式之一。
理解电场强度。
会用电场线描述电场。
4.知道电势能、电势,理解电势差。
了解电势差与电场强度的关系。
5.观察常见电容器的构造,了解电容器的电容。
举例说明电容器在技术中的应用。
课时安排建议:第一节:电荷及其守恒定律一课时第二节:库仑定律一课时第三节:电场强度二课时第四节:电势能和电势三课时第五节:电势差一课时第六节:电势差和电场强度的关系一课时第七节:静电现象的应用一课时第八节:电容器的电容二课时第九节:带电粒子在电场中的运动二课时二、教材总体分析及特点(一)本章知识呈现的整体线索任何场的描述都要从两个角度来描述,一个是力的方面;另一方面是能的方面。
本章的内容是电学的基础,也是学习后两章(恒定电流和磁场)的准备知识。
本章的核心内容,简单概括为“六个二”:电场强度和电势这两个概念,具体研究点电荷电场和匀强电场这两种电场,有电荷守恒定律和库仑定律两个基本规律,介绍电场线和等势线两种图线,讨论静电感应和电容器两个具体问题,分析带电粒子在电场中加速和偏转两种运动。
基本概念多而抽象,是这一章的突出特点。
针对这个特点教材注意从具体情况出发引入概念,注意适当的论证;注意通过实验,激发学生的学习热情,使学生了解探究的过程和方法,弄清概念的物理意义。
如电场强度的概念,学生应该明确的知道电场强度是表示电场强弱的物理量,因而首先应该知道什么是电场的强弱。
相同试探电荷放在电场中的不同点,受到电场力大的点,电场强;受到电场力小的点,电场弱。
理解抽象的概念,不能停留在字面上,一定要把事实、背景弄清楚。
电势能和电势
c
b
a
L
M
N
K
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:
A.W1 W2,1 2 B.W1 W2,1 2 C.W1 W2,1 2 D.W1 W2,1 2
复习:
功是能量转化的量度!
1、功的计算: W
F L cos
2、重力做功的特点: (1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.
(2)重力做功WG与重力势能变化的关系
重力做正功,重力势能减少 重力做负功,重力势能增加
WG EP1 EP 2 EP (3)重力势能是相对的,须选定零势能参考面
c
a
b
d
1
D
2 3
随堂训练
两块带电的平行金属板相距2cm,板间有一与板面垂直 的匀强电场,一电子从负极板自由释放,经1.5×10-8s打 到对面极板上,求该电场的电场强度。(电子质量 m=9.1×10-31kg)
E 110 N / C
3
随堂训练
如图所示,细线一端系着一个带电量为+q、质量为m 的小球,另一端固定于O点,加一匀强电场后可使小 球静止于图示位置,此时悬线与竖直方向夹角为θ 。 要使电场的场强最小,该电场场强的方向怎样?大小 如何? 垂直悬线斜向上方 O
EPB=3×10-5 J
EPC=1.8×10-5 J
(3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点 和C点的电势能分别为多少?
EPA= -3×10-5 J
EPC=-1.2×10-5 J
三、电势
A+ l θ 0
高中物理备课参考 电势能和电势
【解析】 由动能定理,外力对物体做功的代数和等于物体动能的增量,得电场力对物
体做的功 W=8.0×l0-5J-6 0×l0-5J=2.0×l0-5 J。由 W=q(φa-φb)得
2105 φa-φb= 210 9 V =1.0×104V
【答案】 B
【例 3】 如图所示,匀强电场电场线与 AC 平行,把 l0-8C 的负电荷从 A 点移到 B 点,电场 力做功 6×l0-5J,AB 长 6cm,AB 与 AC 成 60º角。求:
所以:电荷在电场中某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场 力所有做的功。如上式若取 B 为电势能零点,则 A 点的电势能为:
EPA WAB qELAB
3. 电势——表征电场性质的重要物理量度
通过研究电荷在电场中电势能与它的电荷量的比值得出。参阅 P20图 1.4—3
(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。
电荷在该点的电势能就越大 B. 无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,电场力做的正功越少,
电荷在该点的电势能越大 C. 无论是正电荷还是负电荷,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
设 φA>φB,当 q>0 时,qφA>qφB,即 EpB>EpA 当 q<0 时,qφA<qφB即 EPA<EPB,可总结 为正电荷在电势高的地方电势能大,而负电荷在电势高的地方电势能小。
典型例题
【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,
第四节 电势能和电势
第四节电势能和电势【学习目标】1.理解电场力做功的特点,掌握电场力做功与电势能变化的关系。
2.理解电势能、电势的概念及其相互关系。
3.理解等势面的概念及等势面和电场线的相互关系。
【知识链接】1.静电力做功的特点:在电场中移动电荷时,静电力做的功与无关,只与有关,可见静电力做功与做功相似。
2.电势能:电荷在电场中具有的势能,叫做电势能,静电力做的功等于电势能的,用公式表示。
3.电势:电荷在某点的电势能与它的叫做这一点的电势,定义式为,单位是,符号是。
4.等势面:.电场中的各点构成的面叫做等势面。
【问题探究】1.请你推导试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中,分别沿直线从A移动到B和沿曲线由A到B电场力做的功为多少?比较哪种情况做功多?找出电场力做功的特点。
2.类比重力做功与重力势能之间的关系,找出电场力做功与电势能变化之间的关系?3.你知道几种判断电势高低的方法?4.等势面怎样描述电场的强弱?等势面的特点是什么?5.等势面与电场线的关系如何?6.画出几种带电体周围的等势面和电场线。
(正负点电荷、等量同种电荷、等量异种电荷、匀强电场、等势体)【典型例题】例1.一带电油滴在匀强电场E 中的运动轨迹如图1-4-1所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a 运动到b 的过程中,能量变化情况为 ( ) A .动能减少 B .电势能增加 C .动能和电势能之和减少 D .重力势能和电势能之和增加 提示,答案: C例2.如图1-4-2所示,某区域电场线左右对称分布,MN为对称线上的两点,下列说法正确的是() A .M 点的电势一定高于N 点电势 B .M 点的场强一定大于N 点场强C .正电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能 D .将电子从M 点移到N 点,电场力做正功提示:根据电场线的性质来电场强度的大小、电势的高低,判断电势能的变化,根据电势能的变化与电场力做功的关系,判断电场力的做功情况。
第四节 电势能和电势
装 订 线【课内探究】探究一:静电力做功的特点结合课本图1.4-1(右图)分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。
q沿直线从A到BW=q沿折线从A到M、再从M到BW=q沿任意曲线线A到BW=静电力做功的特点:这个结论虽然是从匀强电场中推导出来的,但是可以证明,对于非匀强电场也是适用的。
探究二:电势高低的判断通过前面的学习总结电势高低的判断方法:(1)根据电场线判断:沿电场线方向,电势(2)根据电场力做功判断:正电荷在电场中移动时,电场力做正功,电荷由移向;对负电荷,情况相反。
(3)根据场源电荷的电场判断:在正电荷产生的电场中,离场源电荷越近,电势;在负电荷产生的电场中,离场源电荷越近,电势。
例题:如图所示,电子在一条电场线上由A点运动到B点,电势能增加。
判断A、B点电势的高低。
.【巩固检测】1、图为电场中的一条电场线,A、B为这条电场线上的两点,则A、B点的场强一定比A点的小B、B点的电势一定比A点的低C、将电荷从A点移到B点,电荷的电势能一定减小D、 B点的电势能一定比A点的低2.下列说法中,正确的是( )A.把两个同种点电荷间的距离增大一些,电荷的电势能一定增加B.把两个同种点电荷间的距离减小一些,电荷的电势能一定增加C.把两个异种点电荷间的距离增大一些,电荷的电势能一定增加D.把两个异种点电荷间的距离减小一些,电荷的电势能一定增加3.下列说法中,正确的是( )A.沿着电场线的方向移动正电荷,电势能一定增大B.沿着电场线的方向移动正电荷,电势能一定减少C.沿着电场线的方向移动负电荷,电势能一定减少D.沿着电场线的方向移动负电荷,电势能一定增大4.如图1-4-2所示,A、B、C为电场中同一电场线上的三点.设电荷在电场中只受电场力作用,则下列说法中正确的是( )A.若在C点无初速地释放正电荷,则正电荷向B运动,电势能减少B.若在C点无初速地释放正电荷,则正电荷向B运动,电势能增加C.若在C点无初速地释放负电荷,则负电荷向A运动,电势能增加D.若在C点无初速地释放负电荷,则负电荷向A运动,电势能减少5.如图1-4-4所示,带电粒子在电场中由A点运动到B点,图中实线为电场线,虚线为粒子运动轨迹,则可判定( )A.粒子带负电B.粒子的电势能不断减少C.粒子的动能不断减少D.粒子在A点的加速度小于在B点的加速度6.正试探电荷在电场中沿某一电场线从A到B,此过程中可能出现的是( )A.电场力的大小不断变化,电势能也变化B.电场力的大小保持不变,电势能也变化C.电场力的大小保持不变,电势能不变化D.电场力的大小不断变化,电势能不变化7、有一电量带q=-2×10-6C的点电荷,从电场中的A点移动到B点时,克服静电力做功6×10-4 J 从B点移动到C点时静电力做功9×10-4 J。
高中物理选修3-1电势能和电势知识点总结
【导语】⼈教版选修3-1第⼀章静电场第4节《电势能和电势》⼀直是⾼⼆学⽣学习难点,我们要掌握好这⼀节的知识点。
下⾯是⽆忧考给⼤家带来的⾼中物理电势能和电势知识点,希望对你有帮助。
⾼中物理电势能和电势知识点 ⼀、电势差:电势差等于电场中两点电势的差值。
电场中某点的电势,就是该点相对于零势点的电势差。
(1)计算式 (2)单位:伏特(V) (3)电势差是标量。
其正负表⽰⼤⼩。
⼆、电场⼒的功 电场⼒做功的特点: 电场⼒做功与重⼒做功⼀样,只与始末位置有关,与路径⽆关。
1.电势能:电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能. 注意:系统性、相对性 2.电势能的变化与电场⼒做功的关系 (1)电荷在电场中具有电势能。
(2)电场⼒对电荷做正功,电荷的电势能减⼩。
(3)电场⼒对电荷做负功,电荷的电势能增⼤。
(4)电场⼒做多少功,电荷电势能就变化多少。
(5)电势能是相对的,与零电势能⾯有关(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电势能规定为零。
) (6)电势能是电荷和电场所共有的,具有系统性。
(7)电势能是标量。
3.电势能⼤⼩的确定 电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场⼒所做的功。
三、电势 电势:置于电场中某点的试探电荷具有的电势能与其电量的⽐叫做该点的电势。
是描述电场的能的性质的物理量。
其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。
单位:伏特(V)标量 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,与放不放电荷及放什么电荷⽆关。
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.) 4.计算时EP,q,都带正负号。
区分电势,电势能,电场线,电场强度
一、电势能1.定义:电荷在电场中某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。
2.电势能的单位:焦耳,符号为J。
3.电势能零点的选取,若要确定电荷在电场中的电势能,应先确定电场中电势能的零位置。
零势能处可任意选择,常取无限远处或大地的电势能为零点。
4.电荷在电场中某点具有的电势能等于将该点电荷由该点移到电势零点电场力所做的功。
电势能反映电场和处于其中的电荷共同具有的能量。
5.静电力做功与电势能变化的关系:电场力做多少功,电势能就变化多少。
6. 如何比较电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低: 将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断,电场力做正功,电势能减小,电荷在A点电势能大于在B点的电势能,反之电场力做负功,电势能增加,电荷在A点的电势能小于在B点的电势能。
二、电势1.定义:在电场中,某点电荷的电势能跟它所带的电荷量之比叫做这点的电势。
电势是从能量角度上描述电场的物理量(电场强度则是从力的角度描述电场) 。
2.电势符号是φ,单位是伏特,符号:V。
3.电势只有大小,没有方向,是标量。
4.物理意义:(1)由电场中某点位置决定,反映电场能的性质。
(2)与检验电荷电量、电性无关。
(3)表示将1C正电荷从参考点移到零势点电场力做的功。
5.电势是一个相对量,其参考点是可以任意选取的。
在具体应用中,常取标准位置的电势为零。
电势只不过是和标准位置相比较得出的结果。
我们一般取地球时,常取无限远处为标准位置。
6.电势的特点:不管是正电荷的电场线还是负电荷的电场线,只要顺着电场线的方向总是电势减小的方向,逆着电场线总是电势增大的方向。
7.等势面:电场中电势相等的点构成的面。
三、电势差1.定义:电势差是指电场中两点之间电势的差值,也叫电压,用字母U表示。
2.在国际单位制中,电势差的单位是伏特,简称为伏,符号是V。
3.公式:UAB=WAB/q,电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时,电场力所做的功与电荷量的比值叫做A、B两点的电势差。
人教版选修3-1第一章 第4节 电势能和电势
荷在该点的电势的代数和。
四、等势面
地理上,等高线表示地势的高低。
在电场中常用等势面来表示电势的高低。
1、定义:
电场中电势相同的各点构 成的面,叫做等势面。
2、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
(2)等量异种点电荷电场 中的等势面: 两簇对称曲面
(3)等量同种点电荷电场 中的等势面: 两簇对称曲面
拓展与提高
真空中点电荷的电场中的电势
选无穷远处为电势零点
Q 1.决定式: k r
2.图象(φ-r):
r
+Q
Q0
Q<0
?
o
r
o
r
电势的计算方法
EP 1.定义式法: q Q 2.决定式法: k r 电势的叠加
适用于任何电场
仅适用于点电荷的电场
电势是标量,空间某点的电势是各部分电
A
φA >φB
B E
2、电势的三种性质: (1)电势的相对性 ①电势是相对的,只有先确定了零电势的位置, 才能确定其他点的电势. ②电场中某点的电势跟零电势位置的选择有关. ③实际问题中,常选取无限远处电势为零,还 常取大地电势为零.
与“高度”的相 对性类比理解
(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 该点处是否放着电荷、电荷的电性、电荷量均无关。 (类比E=F/q) (3)电势的标量性 ①电势是标量,只有大小,没有方向. ②电势有正、负,正值表示该点电势比零电势高, 负值表示该点电势比零电势低. ③当规定了无限远处为零电势时,正电荷产生的 电场中各点的电势均为正值,且越靠近正电荷的地方 电势越高;负电荷形成的电场则相反。
高中物理必修三 第一章 第四节 第1课时 电势能与电势
二、电势能
1.电势能:电荷在 静电场 中的某一位置具有的势能,用Ep表示. 2.电场力做功与电势能变化的关系:电荷从点A移动到点B,电场力做功 WAB等于始点的电势能EpA减去终点的电势能EpB,即WAB= EpA-EpB . (1)电场力做正功,电荷的电势能 减少 ; (2)电场力做负功,电荷的电势能 增加 . 3.电势能的大小:电荷在某点的电势能,等于将电荷从该点移动到_零__电__
知识深化
4.电势高低的判断方法
(1)电场线法:沿着电场线方向电势逐渐降低.
(2)场源电荷判断法:离场源正电荷越近的点电势越高,离场源负电
荷越近的点,电势越低.
(3)电势能判断法:由φ=
Ep q
知,对于正电荷,电势能越大,所在位
置的电势越高;对于负电荷,电势能越小,所在位置的电势越高.
例2 (多选)(2022·深圳实验学校光明部高二期末改编)某电场线分布如图所
(3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点和C点的电势能分别为 多少? 答案 见解析
如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点的电势能为:EpA′= EpB′+WAB=0+WAB=-3×10-5 J 电荷在C点的电势能为EpC′=EpB′-WBC=0-WBC=-1.2×10-5 J.
针对训练 (多选)(2021·建瓯市高二期中)如图所示,在正点电荷的电场中的一条电场线 上依次有A、B、C三点,分别把带电荷量为+q和-q的点电荷依次放在这三 点上,关于它们所具有的电势能,下列说法中正确的是
WAC=WAB+WBC=-3×10-5 J+1.2×10-5 J=-1.8×10-5 J 电势能增加了1.8×10-5 J.
人教版高二物理选修3-1第一章第4节电势能和电势
§1.4 电势能和电势【学习目标】1.知道静电力做功的特点,掌握静电力做功与电势能变化的关系.2.理解电势能、电势的概念,能根据电场线判断电势高低.3.知道什么是等势面,并能理解等势面的特点.【阅读要求及检测】阅读课本P15-19回答下列问题:1.怎样计算电场力的功?2.什么是电势能?电场力做功与电势能的变化之间关系如何?3.什么是电势?电势的零点如何选取?等势面特点?【要点精讲与典型例题】1.电场力的功与路径无关,只与初末位置有关,注意功的正负,与重力做功对比理解2.电势能WAB=EPA- EPB①定义:电荷在电场中所具有的与电荷位置有关的势能。
②势能零点:规定无穷远处或大地为势能零点。
③电场力做功与电势能的变化:电场力做正功电势能减少,电场力做负功电势能增加。
=EP/q3.电势定义:电场中某点到该参考点的电势差就等于该点的电势。
由电势差的定义可知:电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做得功。
4.等势面(1)等势面的特点及应用①在等势面上移动电荷时静电力不做功,电荷的电势能不变.②电场线跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面,由此可以绘制电场线,从而可以确定电场的大体分布.③等差等势面密的地方,电场强度较强;等差等势面疏的地方,电场强度较弱,由等差等势面的疏密可以定性确定场强大小.④任意两个等势面都不相交.(2)正负点电荷、两个同号/异号点电荷、匀强电场的等势面分布:①点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面.②等量异号点电荷的等势面:点电荷的连线上,从正电荷到负电荷电势越来越低,中垂线是一条等势线.③等量同号点电荷的等势面:等量正点电荷连线的中点电势最低,两点电荷连线的中垂线上该点的电势最高,从中点沿中垂线向两侧,电势越来越低.等量负点电荷连线的中点电势最高,两点电荷连线的中垂线上该点的电势最低.从中点沿中垂线向两侧,电势越来越高.④匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面.【典型例题】【例1】在点电荷 Q形成的电场中有一点A,当一个-q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时,电场力做的功为W,则检验电荷在A点的电势能_________,电场中A点的电势分别为______________【例2】将一正电荷从无穷远处移入电场中M点,电势能减少了8.0×10-9 J,若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的N点,电势能增加了9.0×10-9 J,则下列判断中正确的是( )A.φM<φN<0 B.φN>φM>0C.φN<φM<0 D.φM>φN>0【例3】试比较所示的各情况下,a、b两点的场强的关系和电势的关系判断正确的是()A.平行金属板带等量异种电荷时,极板之间的a、b两点场强和电势都相等B.处于静电平衡状态下导体内部的任意两点a、b场强和电势都相等C.离点电荷等距离的任意两点a、b场强不同,电势相等D.两个等量异号的电荷,在其连线的中垂线上关于连线对称的a、b两点场强和电势都相等【例4】空间中P、Q两点处各固定一个点电荷,其中P点处为正电荷,P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示,a、b、c、d为电场中的4个点.则( )A.P、Q两点处的电荷等量同号 B.a点和b点的电场强度相同C.c点的电势低于d点的电势 D.负电荷从a到c,电势能减少【自主练习题】1.若带正电荷的小球只受到电场力作用,则它在任意一段时间内()A.一定沿电力线由高电势处向低电势处运动B.一定沿电力线由低电势处向高电势处运动C.不一定沿电力线运动,但一定由高电势处向低电势处运动D.不一定沿电力线运动,也不一定由高电势处向低电势处运动2.(多选)如图所示的电场中有A、B两点,下列判断正确的是 ( )A.电势φA<φB,场强EA>EBB.电势φA>φB,场强EA<EBC.将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,电场力做正功,电势能减少D.将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点,电荷具有的电势能EpA>EPb3.一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时,电场力做了5×10-6 J的正功,那么( )A.电荷在B处时将具有5×10-6 J的电势能B.电荷在B处时将具有5×10-6 J的动能C.电荷的电势能增加了5×10-6 JD.电荷的动能增加了5×10-6 J4.(多选)图甲是等量异号点电荷的电场线分布图,144乙是等量同号点电荷的电场线分布图.AOB是两点电荷的连线的垂直平分线,O是连线的中点.现把正试探电荷分别在甲、乙两图中,从O点沿OA移动到无限远处,下列关于该过程中静电力做功和电势能变化情况的说法正确的是 ( )A.在甲图中,静电力做正功,电势能减小B.在甲图中,静电力不做功,电势能不变C.在乙图中,静电力做正功,电势能减小D.在乙图中,静电力不做功,电势能不变5. 右图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a 、b 点时的动能分别为26eV 和5eV .当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8eV ,它的动能应为A .8eVB .13eVC .20 eVD .34 eV6.如图所示为点电荷产生的电场,一检验电荷从A 点分别移到B 、C 、D 、E 各点,B 、C 、D 、E 在以Q 为圆心的圆周上,则电场力做功A .从A 到B 做功最大 B .从A 到C 做功最大C .从A 到E 做功最大D .做功一样大7.某电场的电场线如图所示,电场中有A 、B 、C 三点,已知一个负电荷从A 点移到B 点时,电场力做正功.(1)在图中用箭头标出电场线的方向,并大致画出过A 、B 、C 三点的等势面.(2)在A 、B 、C 三点中,场强最大的点是__________,电势最高的点是__________.【点评及总结】1.用W=qU 计算时各量也可以采用绝对值运算,功的正负可根据电场力方向与电荷移动方向的关系来确定。
9.4电势能电势课件-高二上学期物理沪科版(2020)
第九章·静电场
第四节 电势能 电势
本节课主要学习内容
1 电势能 2 功与电闪 电 的 能 量 来 自 哪 里 ?
复习类比
1、物体在重力场中具有重力 势能。
1、电荷在静电场中具有电势 能吗?
2、重力做正功,重力势能减 小。
2、电场力做功,电势能如何变 化呢?
新的发现
在零势面一定时,重力势能与物体质量、所处高度有关,那 么电势能与什么有关?
我们发现: ➢ 电荷在电场中某点的电势能与电荷的电荷量有关; ➢ 电荷的电势能与电荷量之比跟电荷无关,该比值由电场及该点
在电场中的位置决定。 由此发现电场的一种新属性,它只由电场本身所决定,而与
电场中试探电荷无关。我们引入一个新的物理量——“电势”。
面越密的地方,电场线也越密,电场强度E越大。
电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。
等势面(P24)
+
−
电场线 电场力
⊥
等势线
➢ 电势 ➢ 电势能 ➢ 等势面
小结
保守力: 做功与路径无关。 例如:重力、万有引力、电场力
非保守力(大多数是耗散力): 做功与路径有关。 例如:摩擦力、空气阻力
只有重力做功:机械能 守恒。 只有电场力做功:电势能+动能 守恒。
电势(P22)
定义
电荷在电场中某一点的电势能与它的电 荷量之比。
意义 描述电场能的性质的物理量。
电势为电场的本身属 性,由电场决定,与 电势能、试探电荷无 关。
符号
φ
公式 φ =Ep/q (需带正负号)
单位
伏特 V
比值定义法
大小
在数值上等于单位正电荷在该点具有的电势能大小。 电势具有相对性,数值取决于零电势的选取。
第四节电势能和电势
电势能和电势01.静电力做功的特点:与路径无关,只与起止位置有关.02.电势能:带电体只要在电场中,就会具有一种势能,这种势能叫电势能。
用Ep 表示.注意,电势能是放入的粒子所具有的不是电场本身具有的。
它与放入带电体的电量,电量的属性,及放的电场的位置有关。
03.电场力对带点粒子的做功对带电粒子具有的电势能的影响:电场力对粒子正功,则粒子的电势能______.电场力对粒子做负功,则电势能____________.对于正电荷,在电场中,其电势能沿电场线的方向_______,负的,则______。
例01:外力克服电场力对电荷做功时( )A 电荷的运动动能一定增大B 电荷的运动动能一定减小C 电荷一定从电势能大处移到电势能小处D 电荷可能从电势能小处移到电势能大处例02:下列关于电荷在电场中移动时,其电势能变化的说法中正确的是:A.正电荷顺电场线方向移动,其电势能增加B.正电荷逆电场线方向移动,其电势能增加C.负电荷顺电场线方向移动,其电势能减少D.负电荷逆电场线方向移动,其电势能减少例03:将带正电的粒子从电场中的A 点无初速地释放,不计重力的作用,则下列说法中正确的是A.带电粒子一定做加速直线运动B.带电粒子的电势能一定逐渐增大C.带电粒子的加速度一定越来越小D.带电粒子的加速度一定越来越大例04:一个带电粒子在电场中,竖直向上做匀速运动,请问它的电势能怎么变化?例05:下列说法中正确的是 ( )A.当两个正点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力增大,它们的电势能也增大B.当两个负点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力增大,它们的电势能也增大C.一个正电荷与一个负点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力增大,它们的电势能也增大D.一个正点电荷与一个负点电荷互相靠近时,它们之间的库仑力减小,它们的电势能也减小例06:如图1-21所示在点电荷电场中的一条电场线上依次有A 、B 、C 三点,分别把+q 和-q 的试验电荷依次放在三点上,关于它所具有的电势能的正确说法是( )A:放上+q 时,它们的电势能EpA>EpB>EpC B:放上+q 时,它们的电势能EpA<EpB<EpCC:放上-q 时,它们的电势能EpA>EpB>EpC D:放上-q 时,它们的电势能EPA<EpB<EpC04.功是能量变化的量度,静电力做功等于电势能变化量的相反数。
场强电势电势能的区别和联系_概述及解释说明
场强电势电势能的区别和联系概述及解释说明1. 引言1.1 概述场强、电势和电势能是电学中重要且基本的概念。
在物理学和工程学领域中,这些概念被广泛地应用于描述和解释电场的性质和行为。
理解场强、电势和电势能的区别和联系对于深入研究电学问题以及应用它们于实际问题具有重要意义。
1.2 文章结构本文将分为五个主要部分来讨论场强、电势和电势能的概念、关系以及它们在实际问题中的应用。
首先,我们将给出这些概念的定义及其特点。
然后,我们将探讨场强与电势之间的关系,并引导读者通过实例了解如何通过场强求解电势分布图。
我们还将详细阐述场强与电势之间的联系及相互转化机制。
最后,我们将介绍如何在实际问题中利用场强、电势和电势能进行分析和计算。
1.3 目的本文旨在提供一个全面且清晰的解释说明,帮助读者更好地理解场强、电势和电势能之间的区别和联系。
通过详细阐述它们在电场理论中的应用,读者将能够更好地掌握这些概念,并能够将其运用到解决实际问题中。
对于学习电学及相关领域的专业人士和学生,本文将提供一个有价值的参考和指南。
2. 场强、电势和电势能的概念:2.1 场强的定义及特点:场强是指单位正电荷所受到的力,表示为矢量。
场强可以用来描述电场、磁场以及其他物理场中粒子或物体所受到的作用力。
在电场中,场强的大小与正电荷间距离的平方成反比。
当正电荷与负电荷之间距离越近,场强越大;而两个相同符号的电荷之间则相互排斥,产生指向远离对方的场强。
2.2 电势的定义及性质:电势是指单位正电荷在某一点上具有的势能,表示为标量。
在静止状况下,它是衡量每个位置处于零速度时存储着多少势能。
在一个点上,它代表了单位正电荷由无穷远处移动至该点所需执行或放出的功。
不同位置处的电势可以通过观察单位正电荷在这些位置周围具有多少势能来推导得出。
2.3 电势能的定义及计算方法:电势能是指一个带有静止点阳离子所拥有的系统消除引力和变相阻力的能力。
在电场中,电势能可以通过正电荷在不同位置上所具有的电势来计算。
电场强度、电势能和电势全解读
ʏ重庆市巫山中学 李 艳电场强度和电势是表征电场性质的重要物理量,电势能是电荷在电场中具有的势能㊂电场强度㊁电势能和电势将力㊁能紧密联系在一起,是同学们学习静电场相关知识㊁求解静电场问题的基础㊂同学们在复习备考阶段,需要将其进行归纳整理,以形成井然有序的知识脉络㊂一、电场强度1.电场强度的定义:试探电荷在电场中所受的静电力与它的电荷量之比叫电场强度㊂电场强度是矢量,电场强度的大小可由其定义式E =Fq求得,电场强度的方向与正电荷在电场中某点所受静电力的方向相同㊂2.电场强度大小的判定:(1)根据电场线的疏密程度进行判断,若已知电场线的分布情况,则可以根据电场线越密处电场强度越大,电场线越稀处电场强度越小完成判断㊂(2)根据等势面的疏密程度进行判断,若已知等势面的分布情况,则可以根据电势差相等的等势面越密处电场强度越大,电势差相等的等势面越稀处电场强度越小完成判断㊂(3)根据电场强度的计算公式进行判断,比如根据电场强度的定义式E =Fq 可知,同一个电荷在电场中某点所受的静电力越大,说明此处的电场强度越大;或根据点电荷产生电场的电场强度决定式E =k Qr 2可知,电场强度的大小与所在位置到场源电荷的距离成反比㊂(4)判断由几个场源电荷产生的电场中电场强度的大小,则需先利用矢量合成法则求出合场强的大小,再进行判断㊂3.电场强度方向的判定:(1)若已知正电荷所受静电力的方向,则可以根据正电荷在电场中所受静电力的方向与该点处的电场强度的方向相同完成判断㊂(2)若已知电场线的方向,则可以根据电场强度的方向与电场线切线且指向电势降低的方向相同完成判断㊂(3)若已知等势面的分布情况,则可以根据电场强度的方向垂直于等势面并指向电势降低的方向完成判断㊂图1例1 如图1所示,P ㊁Q 是两个带电荷量相等的点电荷,它们连线的中点是O ,A ㊁B 是其连线中垂线上的两点,且O A <O B ,则下列关于A ㊁B 两点的电场强度E A ㊁E B 大小的判断中正确的是( )㊂A.若点电荷P ㊁Q 所带电荷量均为正,则E A 一定大于E BB .若点电荷P ㊁Q 所带电荷量均为正,则E A 不一定大于E BC .若点电荷P ㊁Q 所带电荷量为一正一负,则E A 一定大于E BD .若点电荷P ㊁Q 所带电荷量为一正一负,则E A 不一定大于E B解析:根据矢量叠加原理可知,在由两等量正点电荷形成的电场中,两点电荷连线中点O 处的电场强度等于零,A ㊁B 两点的电场强度方向向上,且从O 点经A ㊁B 两点向无穷远处电场强度先增大后减小,因此若点电荷P ㊁Q 所带电荷量均为正,则E A 不一定大于E B ;在由两等量异种点电荷形成的电场中,两点电荷连线中垂线上各点的电场强度的方向均平行于其连线并指向负点电荷一侧,且从O 点经A ㊁B 两点向无穷远处电场强度逐渐减小,因此若点电荷P ㊁Q 所带电荷量为一正一负,则E A 一定大于E B ㊂答案:B C点评:若点电荷P ㊁Q 所带电荷量均为正,则A ㊁B 两点在同一条电场线上;若点电荷P ㊁Q 所带电荷量为一正一负,则A ㊁B 两点不在同一条电场线上㊂在由等量同种点电21 知识篇 知识结构与拓展 高考理化 2023年11月荷形成的电场中,电场线的形状为 两只蝴蝶 型,在由等量异种点电荷形成的电场中,电场线的形状为 类纺锤体 型㊂熟练掌握常见静电场模型的电场线分布情况是正确判断电场强度大小和方向的前提㊂二㊁电势能1.电势能的定义:电荷在电场中具有的势能叫电势能㊂电势能是相互作用的电荷所共有的,或者说是电荷及对它作用的电场所共有的㊂2.电势能大小的判定:若已知静电力对电荷的做功情况,则可以根据静电力对电荷做正功,电荷的电势能减小;静电力对电荷做负功,电荷的电势能增大完成判断㊂注意:(1)电荷有正有负,静电力做功与电势能变化的关系,与电荷的电性无关㊂(2)电势能是相对量,与选取的零电势能点的位置有关㊂图2例2 由点电荷形成的电场的等势面分布情况如图2所示,其中O 是各等势面的中心,a ㊁b 是位于同一等势面上的两点,c ㊁d 是位于另一等势面上的两点,曲线a c b ㊁a db 分别是甲㊁乙两带电粒子(不计重力)仅在静电力作用下的运动轨迹,已知甲㊁乙两粒子经过a 点时具有相同的动能,则下列判断正确的是( )㊂A.甲㊁乙两粒子所带电荷异号B .甲㊁乙两粒子所带电荷均为正C .若取无穷远处为零电势能点,则甲粒子经过c 点时与乙粒子经过d 点时具有相同的动能和电势能D .甲㊁乙两粒子经过b 点时具有相同的动能和电势能解析:根据点电荷形成的电场的等势面分布情况和甲㊁乙两粒子在电场中的运动轨迹可知,场源电荷位于中心点O ,甲粒子受到场源电荷的引力作用而向中心点O 靠近,乙粒子受到场源电荷的斥力作用而远离中心点O ,因此甲㊁乙两粒子所带电荷必为异号,选项A 正确,B 错误㊂甲粒子从a 点运动到c点,静电力做正功,电势能减小,动能增大,则E k c >E k a ㊂乙粒子从a 点运动到d 点,静电力做负功,电势能增大,动能减小,E k d <E k a ㊂因为甲㊁乙两粒子经过a 点时具有相同的动能,所以E k c >E k d ㊂若取无穷远处为零电势能点,则甲粒子从无穷远处运动到c 点,静电力做正功,电势能减小,乙粒子从无穷远处运动到d 点,静电力做负功,电势能增大,因此甲粒子经过c 点时的电势能一定小于乙粒子经过d 点时的电势能,选项C 错误㊂因为a ㊁b 两点在同一等势面上,所以甲㊁乙两粒子从a 点运动到b 点的过程中,静电力不做功,电势能相同㊂又因为甲㊁乙两粒子经过a 点时具有相同的动能,所以甲㊁乙两粒子经过b 点时的动能相同,选项D 正确㊂答案:A D点评:在由孤立点电荷形成的电场中,等势面是以场源电荷为球心的同心球面,且等差等势面并不均匀,呈现 内密外疏 的特点㊂电荷在等势面上移动,静电力不做功,电势能不变化㊂本题中根据甲㊁乙两粒子的运动轨迹可以判断甲㊁乙两粒子一定带异种电荷,但是不能判断哪个粒子带正电,哪个粒子带负电,也不能判断场源电荷是正点电荷还是负点电荷㊂三㊁电势1.电势的定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比叫电场在这一点的电势㊂电势是标量,只有大小,没有方向,电势的定义式为φ=E pq㊂2.电势高低的判定:(1)根据电场线的方向进行判定,电场线由高电势面指向低电势面,或沿着电场线方向电势降落得最快㊂(2)将静电力做的功W a b 和电荷量q 带符号代入电势差的计算式U a b =W a bq,根据U a b 的正负判定A ㊁B 两点电势的高低,当U a b >0时,φA >φB ,当U a b <0时,φA <φB ㊂(3)根据静电力做功进行判定,正电荷在静电力作用下移动时,静电力做正功,电荷由高电势点移动到低电势点;正电荷克服静电力做功,电荷由低电势点移动到高电势点㊂负电荷的情况与正电荷31知识篇 知识结构与拓展 高考理化 2023年11月的恰恰相反㊂图3例3如图3所示,在由负点电荷-Q 产生的电场中,b ㊁c (不重合)是位于以场源电荷为球心的球面上的两点,a ㊁d 两点分别位于球面内和球面外,下列说法中正确的是( )㊂A.b 点的电场强度大小与c 点的相等,比a 点的小,且b 点的电场强度方向与d 点的可能相同B .b 点的电势比a ㊁c 两点的高,比d 点的低C .b 点的电势与c 点的相等,比a 点的高,比d 点的低D .若将一带正电的试探电荷从d 点移动到a 点,则试探电荷克服静电力做功解析:根据点电荷产生电场的电场强度决定式E =k Qr 2可知,电场强度的大小与所在位置到场源电荷的距离成反比,因此b 点的电场强度大小与c 点的相等,比a 点的小,比d 点的大㊂根据孤立负点电荷形成的电场的电场线由无穷远处指向负点电荷可知,同一等势面(球面)上各点的电场强度大小相同,方向不同,同一电场线上的电场强度的大小不同,方向相同,因此若b ㊁d 两点在同一电场线上,则其电场强度方向相同,选项A 正确㊂根据在由负点电荷产生的电场中,沿同一电场线从无穷远处到场源电荷电势逐渐降低可知,b 点的电势与c 点的相等,比a 点的高,比d 点的低,选项B 错误,C 正确㊂将一带正电的试探电荷从d 点移动到a 点,相当于将正电荷由高电势点移动到低电势点,静电力做正功,选项D 错误㊂答案:A C点评:孤立正点电荷形成的电场的电场线由正场源电荷指向无穷远处( 光芒万丈 型),且离正场源电荷越近的点电势越高,离正场源电荷越远的点电势越低;孤立负点电荷形成的电场的电场线由无穷远处指向负场源电荷( 万箭穿心 型),且离负场源电荷越近的点电势越低,离负场源电荷越远的点电势越高㊂1.如图4所示,+Q 是带正电的点电荷,P 1㊁P 2为其形成的电场中的两点,若E 1㊁E 2图4为P 1和P 2两点的电场强度的大小,φ1㊁φ2为P 1和P 2两点的电势,则( )㊂A.E 1>E 2,φ1>φ2B .E 1>E 2,φ1<φ2C .E 1<E 2,φ1>φ2D .E 1<E 2,φ1<φ2图52.如图5所示,一条竖直向上的电场线上标有a ㊁b 两点,将一带电小球从a 点由静止释放后,它沿电场线向上运动㊂带电小球可视为质点,若它运动到b 点时的速度恰好变为零,则下列说法中正确的是( )㊂A.a 点的电势比b 点的低B .带电小球在a ㊁b 两点所受的静电力都是竖直向上的C .带电小球在a 点的电势能比在b 点的小D .a 点的电场强度比b点的大图63.如图6所示,两个点电荷固定在A ㊁B 两点,在两点电荷连线的中垂线上有a ㊁b ㊁c 三点,下列说法中正确的是( )㊂A.若两点电荷带等量正电荷,则c 点的场强比b 点的大,b 点的电势比a 点的高B .若两点电荷带等量正电荷,则将一带正电的试探电荷从c 点沿中垂线移至无穷远处,试探电荷的电势能逐渐减小C .若两点电荷带等量异种电荷,则a ㊁b ㊁c 三点与无穷远处的电势相等D .若两点电荷带等量异种电荷,则将一带电粒子(不计重力)从b 点无初速度地释放,它将在b c 连线上运动参考答案:1.A 2.B D 3.B C(责任编辑 张 巧)41 知识篇 知识结构与拓展 高考理化 2023年11月。
高二物理人教版选修31 1.6判定电势能、电势及场强方向的方法
判定电势能、电势及场强方向的方法重/难点重点:判定电势能、电势及场强方向的方法。
难点:利用“等分法”确定匀强电场中电势及场强方向的方法。
重/难点分析重点分析:在同一电场中,正负电荷所受电场力的方向不同,做功情况也往往不同,但从电场力做功与电势能变化的关系考虑,总有下列规律:电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。
电荷电势能的变化确定后,再依据电势与电势能的关系,就可确定电势的变化。
难点分析:由于平行四边形对边平行且相等,可以利用数学知识证明在匀强电场中平行四边形对边沿场强方向的长度相等,因而在匀强电场中沿平行四边形对边的电势差相等,据此可快速求出平行四边形(或添加辅助线后可得到平行四边形的正多边形)某顶点的电势。
再根据等势面跟电场线垂直的特点就可以判断电场线的方向了。
突破策略一、判定电势能和电势的方法1.将电荷引入电场将电荷引入电场后,它一定受电场力Eq,且一定具有电势能φq。
2.在电场中移动电荷电场力做的功在电场中移动电荷电场力做的功W=qU,只与始末位置的电势差有关。
在只有电场力做功的情况下,电场力做功的过程是电势能和动能相互转化的过程。
W= -ΔE=ΔE K。
⑴无论对正电荷还是负电荷,只要电场力做功,电势能就减小;克服电场力做功,电势能就增大。
⑵正电荷在电势高处电势能大;负电荷在电势高处电势能小。
⑶利用公式W=qU进行计算时,各量都取绝对值,功的正负由电荷的正负和移动的方向判定。
⑷每道题都应该画出示意图,抓住电场线这个关键。
(电场线能表示电场强度的大小和方向,能表示电势降低的方向。
有了这个直观的示意图,可以很方便地判定点电荷在电场中受力、做功、电势能变化等情况。
)【例1】如图所示,在等量异种点电荷的电场中,将一个正的试探电荷由a 点沿直线移到O点,再沿直线由O点移到c点。
在该过程中,检验电荷的电势能如何改变?解:根据电场线和等势面的分布可知:试探电荷由a点沿直线移到O点,电场力先作正功,再沿直线由O点移到c点的过程中,电荷沿等势面运动,电场力不作功,电势能不变化,故,全过程电势能先减小后不变。
第四节 电势能和电势 - 副本
四、电势能和电势1.电场力做功的特点:在匀强电场中,将一点电荷从A 点移到B 点,如图所示,设A B 、两点沿场强方向相距为d ,现将q 分别沿三条不同的路径由A 移到B .可以证明电场力做的功AB W qEd =.即电场力做功跟移动电荷的路径无 关.2.电势能定义:电荷在电场中具有的势能叫做电势能,电荷和电荷在电场中的相对位置决定静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于电势能的变化量,若用AB W 表示电荷从点到点静电力做的功,pA E 和pB E 分别表示电荷在A 点和B 点的电势能,则AB pA pBW E E =- 电势能零点的规定: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.(电势能的改变量等于电场力做功的多少,即AB AB A B W qU E E ==-.若0B E =,则A AB E W =)理解:电场具有能的性质,研究电场能的性质的方法类似于重力势能 (1)电势能的数值是相对的,与电势零点的选取有关.(2)电势能不能作为描述电场性质的物理量,因为电势能的大小、正负都与检验电荷有关.由于电势能具有相对性,所以实际的应用意义并不大,而经常应用的是电势能的变化. 在电场中移动电荷电场力要做功,电荷的电势能要发生变化.(3)通常把电荷在离场源电荷无穷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. 3.电势Φ电势是描述电场能的性质物理量.定义:电荷在电场中某一点的电势能与它电荷量的比值,叫做这一点的电势.如果用ϕ表示电势,用p E 表示电荷q 的电势能,则pE q ϕ=. 单位:在国际单位制中,电势的单位是伏特,符号为V ,在电场中的某一点,如果电荷量为1C 的电荷在该点的电势能为1J ,这一点的电势就是1V ,即1V 1J/C =. 理解:(1)定义式:p E q ϕ=普遍适用.决定式:Q k r ϕ=,适用点电荷电场.(本公式不作计算要求) (2)电势是标量,只有大小和正负,没有方向.空间某处的电势若由几个电荷共同产生,则该点的电势就等于各电荷单独在该点产生的电势的代数和.电势的正负代表大小,3V A ϕ=+,5V B ϕ=-,则0A B ϕϕ>>(3)⑵.电势也具有相对性,通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势(对同一个电场,电势能及电势的零点选取是一致的),这样选取零电势点之后,可以得出正点电荷形成的电场中各点的电势为正值,负点电荷形成的电场中各点的电势均为负值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
判定电势、场强要三看
一看“线”,即首先看电场线,电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向,电场线的疏密程度表示该点的场强大小;沿电场线的方向,电势是逐渐降低的.
二看“面”,即其次看等势面,等势面与场强的方向垂直,等势面密集的地方场强大;等势面上各点的电势相等,在等势面上移动电荷不做功.
三看“体”,即最后看电场中的异体是否处于平衡状态,处于平衡状态的导体是一个等势体,其表面是一个等势面;处于平衡状态的异体的内部场强处处为零,表面处的场强方向与该处表面垂直.例1:A、B为两等量异种点电荷,O为A、B连线的中点,C、D为A、B连线的中垂线上的两点,且OC<OD,试比较O、C、D 三点电势的高低与场强的大小.
析与解:画出两等量异种点电荷产生电场的电场线图和等势面图(见教科书).由电场线图知,O、C、D三点处的电场线的疏密程度不同;O点处较密,C点处次之,D点处较衡,故场强Eo>Ec>Ed(当然,由点电荷场强公式、矢量合成法则及题中已知,也可得此结论,但没有从电场线图上直接观察来得快捷);由等势面图知,O、C、D 三点同在一个等势面上,故电势Uo=Uc=Ud
例2:两个孤立的带电金属球,其中小球电势为2V,大球电势为20V(以无限远处电势为零),将小球置于大球(空心)内且两球
接触时,是否有电荷流过接触点?方向怎样?
析与解:从题意知,接触前两球均带正电,而场线的方向是从正电荷指向负电荷或无限远.当两球接触达到静电平衡状态时,大球内部的小球无净电荷,场强为零,净电荷(正电荷)只分布于大球表面,故当两球接触时有电荷流动,小球表面的正电荷通过接触点和大球的内表面,最终到达大球的外表面.
注意:本题常见的错误答案是:大球上的电荷向小球上移动,其理由是,大球的电势(20V)高于小球的电势(2V).
“正电荷总是从高电势移到低电势”,这个结论并没有错,但直接用这个结论来处理例2一类问题,则往往会出现错误,原因是一般同学没有想到:将带正电的小球移入带正电的大球空腔内的过程中(接触以前),外界必须对带电小球做功,使小球的电势能增加,小球的电势升高,并且升高后的电势一定高于大球的电势,所以,当两球接触时,仍是正电荷从高电势(此时是小球而不是大球)移到低电势,最终当两球电势相等是正电荷不再移动,达到静电平衡状态.小结:从以上两例可知“一看线、二年面、三看体”不失为判定电势高低、场强大小的一种快捷思路.
练习题:将不带电的绝缘导体靠近带负电的物体,绝缘导体左端出现正电,右端出现负电,则左端电势()右端电势,左端场强()导体内部场强(答案:等于,大于).。