【大学物理】第四讲电势和电势能

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电势能和电势课件

关于等势面的说法，正确的是( ) A．电荷在等势面上移动时，由于不受电场力作用，所以说电场力不做功 B．在同一个等势面上各点的场强大小相等 C．两个不等电势的等势面可能相交 D．若相邻两等势面的电势差相等，则等势面的疏密程度能反映场强的大小
[解析] 等势面由电势相等的点组成，等势面处的电场线跟等势面垂直，因此电荷在等势面上移动时，电场力不做功，但并不是不受电场力的作用，A 错．等势面上各点场强大小不一定相等，等势面不可能相交，B、C 错．等差等势面的疏密反映场强的大小，D 对． [答案] D
方向
只表示大小正得正，负正得
负，负负得正
电场强度 E
电势 φ
电势能 Ep
电势由电场本身由电荷量和该
场强由电场本决定，与试探电荷点电势二者决决定
选取有关，取有关，有相对
有相对性
性
电场强度 E
电势 φ
(1)电势沿场强方向降落最快；
(2)若 φB＝0，由 UAB＝φA－φB 得 φA＝UAB＝200 V，由 UBC＝φB－φC 得 φC＝φB－UBC＝0－(－300) V＝300 V，电荷在 A 点的电势能 EpA＝qφA＝(－3×10－6)×200 J＝－6×10－4 J，电荷在 C 点的电势能 EpC＝qφC＝(－3×10－6)×300 J＝－9×10－4 J. [答案] (1)200 V －300 V 100 V (2)200 V 300 V －6×10－4 J －9×10－4 J
(2)对小球，从 A→B，根据动能定理： mg·32R＋UAB(－q)＝12mv2B 解得：UAB＝－m2gqR 当 φC＝0 时， φA＝φA－φC＝UAC＝UAB＝－m2gqR. [答案] (1) 7gR (2)－m2gqR

《电势能和电势》课件

电势差和电场的应用
4
强度有关，根据电势差的定义可以求出电场强度。
电势差可用于求电场的强度、方向和分布；电势差还可用于判断电势的大小和正负，而电势的大小反映电场的
强度。
总结
学习重点
1.电势能的定义和计算；2.电势的定义和计算；3.电势能和电势与电场的关系。
与电势能和电势相关的学科与职业介绍
电势能
1
点电荷电势能的定义与计算
由于电荷在电场内相互作用而形成的场态能，可表示为Φ = KQ/r(K为常数，Q为电量，r为距离)
2
常见电荷分布情况下电势能的计算方法
1. 板电容器的电势能；2. 点电荷分布的电势能；3. 一般电荷分布情况下的电势能。
3
电势差和电场强度的关系
电势差是由感应电场或静电场做功所产生的，在电场中电势差等于电势能变化率。
物理学，电力工程师，计算机工程师，电子工程师，机械工程师。
学习难点
常见电荷分布情况下电势和电势能的计算方法；电势差和电场的应用。
课后作业及参考答案
1. 计算一个点电荷受到的电势能；2. 计算常见电荷分布情况下的电势；3. 探究不同电场中电势能与电势的变化规律。
相关应用
1
电势能和电势与电场的关系
在电场中，电势是一种描述电荷在不
电势能表达式的应用
2
同位置具有的电场能量状态的物理量，而电势能是一种感性的能量概念，用
利用电势能公式求电荷电势能，可以
来描述电荷在电场中的能量状态。
解决电荷在电场中受力运动的问题。
3
电势能变化与电场强度的关系
电势能的变化等于做功量，与电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的
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电势与电势能的差异与关系

电势与电势能的差异与关系在电磁学中，电势和电势能是描述电场中电荷分布特性的重要概念。

虽然这两个概念听起来相似，但它们在物理意义和数学定义上有着明确的区别。

本文将详细解释电势与电势能之间的差异以及它们之间的关系。

一、电势的定义和特性电势是指单位正电荷在电场中所具有的势能。

简单来说，电势可以被认为是电荷接受或放出能量的能力。

电势可以用来描述电荷在电场中移动时所受到的力和做功的情况。

电势通常用V表示，单位是伏特(V)。

在一个给定的点上，电势越高，表示该点的电势能越大，也就是说，单位正电荷在该点附近时可以具有的势能越大。

相反，电势越低，电势能就越小。

电势的数学定义是通过电场的力场来计算的。

对于一点电荷Q所产生的电场，与该电荷距离r成反比。

在该电荷周围某一点的电势V可以用以下公式计算：V = k * Q / r其中，k是电场常数，约等于9×10^9 Nm^2/C^2。

通过这个公式，可以计算出任何点的电势。

二、电势能的定义和特性电势能是指一个电荷在电场中由于位置而具有的势能。

它反映了电荷位置的能量状态。

电势能是相对于一个参考点而言的，这个参考点的电势被规定为零。

电势能通常用PE表示，单位是焦耳(J)。

一个带电粒子的电势能取决于两个因素：电荷的大小和其在电场中的位置。

当一个带电粒子从一点A移动到另一点B 时，其电势能的变化可以通过以下公式计算：ΔPE = q * (Vb - Va)其中，q是电荷量，Vb和Va分别表示在B点和A点的电势。

这个公式可以理解为电荷与电势之间的乘积。

三、电势与电势能的关系在电场中，电势和电势能是紧密相关的。

电势是电势能的一种表征，而电势能是电势的衡量单位。

通过电场中的电势分布，可以推导出电荷的电势能分布。

当一个带电粒子在电场中从一点移动到另一点时，根据电势能的定义，我们可以得到如下等式：ΔPE = -q * ΔV其中，ΔV表示从A点到B点的电势差。

这个等式告诉我们，电势能的变化与电势差的相反数成正比。

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标量：只有大小，没有方向。
（电势能有正负，正负表大小）
2、电势能
电场力做正功，电势能减少；
电场力做负功，电势能增加。
与重力做功跟重力势能变化关系相类比
类比猜想
重力场中，重力：地球和物体之间
存在的吸引力
有重力就有重力势能Ep= mgh
Ep由物体和地面间的相对位置决定
重力做功，重力势能改变
电场中，电场力：电荷之间的作用力
（4）电势能的大小：
在（3）的理解上我们可以认为：电荷在某点的电势能，等于
零势能位置
把它从这点移动到______________时静电力做的功。
2、电势能
（5）电势能的特性：
相对性：与零电势能面有关
系统性：电势能是相互作用的________所共有的，或者说是电荷
电荷
电荷
及对它作用的________所共有的。
(1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低。
(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：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。
练习、(多选)如图所示,某区域电场左右对称分布,M、N为对称线上的
于M点电场强度,选项B错误;由Ep=qφ可知,正电荷在M点的电势能大于
在N点的电势能,选项C正确;电子从M点移到N点的过程中,受到的静电
力与移动方向相反,静电力做负功,选项D错误。
有电场力就有相应的能，叫电势能EP
EP由电荷间的相对位置决定
电场力作功，电势能改变
重力做正功，重力势能就减少
电场力做正功，电势能就减少
重力做负功，重力势能就增加

电势能和电势课件

的位置，通常把离场源电荷
[再判断] 1．只要电荷在电场中移动，电场力一定做功．( ×) 2．静电力做功虽然与电荷经过的路径无关,但与电荷移动的速度有关．( × ) 3．电势能是相对的，规定不同的零势能点，电荷在电场中某点的电势能不同．( √ ) 4．无论正、负电荷，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减少．( √ )
3．等势面的应用 (1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差别． (2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况． (3)由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定电场的大体分布． (4)由等差等势面的疏密，可以定性地确定某点场强的大小．
5．位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图1-4-8
图 1-4-5
【解析】根据题意，电子从静止释放后从A运动到B，则电子受到的电场力方向从A→B，而电子带负电，电场线方向从B→A，则B点的电势大于A点的电势，即φA<φB.故C正确．从速度图象看出，电子从A运动到B过程速度增大，加速度变小，电场力减小，即FA>FB，场强变小，则B点的场强小于A点的场强，即 EA>EB.故A错误，B正确；因电场力做正功，则电势能减小，故D错误．
[核心点击] 1．对电势的三点理解 (1)电势的相对性．电势是相对的，只有先确定了零电势点的位置，才能确定其他点的电势，电场中某点的电势跟零电势位置的选取有关，在理论研究中，对不是无限大的带电体产生的电场，选择无限远处的电势为零；实际问题中，常选取无限远处或大地的电势为零．
(2)电势的固有性．电势φ是表示电场能的性质的一个物理量，电场中某点处φ 的大小是由电场本身决定的，与在该点处是否放入试探电荷及电荷的电性和电荷量均无关，这和许多用比值定义的物理量相同，如前面学过的电场强度E＝F/q.

物理：1.4《电势能和电势》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1)

第四节电势能和电势
学习目标：知道电场力做功的特点知道电场力做功的特点，学习目标： 1.知道电场力做功的特点，理解电场力做功与电势能变化的关系. 力做功与电势能变化的关系 2．理解电势能、电势的概念及相互关系. ．理解电势能、电势的概念及相互关系 3．理解等势面的概念及等势面和电场线的关系. ．理解等势面的概念及等势面和电场线的关系重点难点：重点难点：电场力做功的特点及电场力做功与电势能变化的关系，电场线与等势面的关系及应用势能变化的关系，电场线与等势面的关系及应用. 易错问题：用公式E 易错问题：用公式 pA ＝ qφA 来判断电势能随电势变化情况时，要区分正、负电荷变化情况时，要区分正、负电荷.
在应用公式φ＝在应用公式＝号.
计算时，计算时，应代入各量的正负
四、对等势面的认识 1．等势面的特点． (1)等势面一定与电场线垂直，即跟电场强度的方等势面一定与电场线垂直，等势面一定与电场线垂直向垂直；向垂直； (2)在同一等势面上移动电荷时静电力不做功；在同一等势面上移动电荷时静电力不做功；在同一等势面上移动电荷时静电力不做功 (3)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面；势面； (4)任意两个等势面都不会相交，不相切. 任意两个等势面都不会相交，不相切任意两个等势面都不会相交
2．几种典型电场的等势面． (1)点电荷电场中的等势面：是以点电荷为球心的点电荷电场中的等势面：点电荷电场中的等势面一簇球面，如图－－甲一簇球面，如图1－4－1甲； (2)等量异号点电荷电场中的等势面：是两簇对称等量异号点电荷电场中的等势面：等量异号点电荷电场中的等势面的曲面，如图乙；的曲面，如图乙； (3)等量同号点电荷电场中的等势面：是两簇对称等量同号点电荷电场中的等势面：等量同号点电荷电场中的等势面的曲面，如图丙；的曲面，如图丙； (4)匀强电场中的等势面：是垂直于电场线的一簇匀强电场中的等势面：匀强电场中的等势面平面，如图丁；平面，如图丁；

电势能和电势的概念区别

电势能和电势的概念区别电势能和电势是电学中两个重要的概念。

它们之间存在一定的区别，下面我将详细解释这两个概念的含义和区别。

首先，电势能是指电荷在电场中由于位置而具有的能量。

在电磁场中，电荷所在的位置具有一定的能量，当电荷从一个位置移动到另一个位置时，其电势能可能发生变化。

电势能的大小取决于电荷的电量、电场的强度以及电荷的位置。

当电荷作用于电场力时，它会具有电势能，当电荷从某个位置移动到另一个位置时，它的电势能将会发生变化。

电势能通常用符号U表示，单位是焦耳（J）。

其次，电势是指电场中某个点的特定位置附近的电势能单位。

简而言之，电势是电势能在单位电荷上的体现。

电势的大小取决于电场的强度以及电荷的位置。

当单位正电荷从无穷远处移到某点时，它所具有的电势能就是该点的电势。

电势通常用符号V表示，单位是伏特（V）或牛顿·米/库仑（N·m/C）。

电势能与电势之间的关系可以用下面的公式表示：U = qV其中，U表示电势能，q表示电荷的大小，V表示电势。

从定义可以看出，电势能是具体到一个电荷而言的，它与电荷的位置以及电荷本身的性质有关。

而电势则是电场中某一点的特性，它与电场的性质以及该点的位置有关。

可以说电势是电势能的一种推广，是描述电场中能够对电荷做功的能量单位。

另外，电势能是一个标量，它只有大小没有方向。

而电势是一个矢量，具有大小和方向。

电势具有标量的特点是由于电场是保守场，电场力对电荷的作用是保守力。

而电势能具有标量的特点，则是因为电场力对电荷的作用是保守力。

总结一下，电势能是电荷在电场中具有的能量，它与电荷的位置和电势有关；而电势是电场中某一点的特定位置附近的电势能单位，它与电场的性质和该点的位置有关。

电势能是一个标量，电势是一个矢量。

它们之间的关系可以用公式U = qV表示。

第4节电势能和电势

物理
解析: (1)电荷从A点移到B点克服静电力做了3×10-5 J的功,电势能增加了3×10-5 J; 从B点移到C点的过程中静电力做了1.2×10-5J的功,电势能减少了1.2×10-5 J,由A点到C点的整个过程电势能增加了3×10-5 J1.2×10-5 J=1.8×10-5 J.
(2)如果规定A点的电势能为零,电荷从电场中的A点移到B点,克
在这个正点电荷的电场中的电势能为负值.
答案:B点负值
物理针对训练1:如图所示,带箭头的线表示某一电场的电场线.在静电力作用下,一带电粒子(不计重力)经A点飞向B点,径迹如图中虚线所示,下列
说法正确的是(
A.粒子带正电
)
B.粒子在A点加速度大
C.粒子在B点动能大
D.A、B两点相比,带电粒子在B点电势能较高解析:电场线的方向向上,根据粒子的运动轨迹可以判断得出粒子受到的静电力的方向,与电场线的方向相反,所以该粒子带负电,选项A 错误;电场线密的地方电场强度大,所以粒子在B点受到的静电力大,
物理
3.如图所示,Q 是带正电的点电荷,P1、P2 为其电场中的两点.若 E1、E2 为 P1、 P2 两点的电场强度的大小, 1、 2 为 P1、P2 两点的电势,则( A.E1>E2, 1> 2 B.E1>E2, 1< 2 C.E1<E2, 1> 2 D.E1<E2, 1< 2 )
物理规律方法电势能增减的判断方法
(1)做功判断法:无论正、负电荷,只要静电力做正功,电荷的电势能一定减小;反之亦然.
(2)电场线判断法:正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小;逆着
电场线的方向移动时,电势能逐渐增大.负电荷与之相反.

电势能和电势课件

电荷的电势能与位置有关,如何反映电场中 “位置”这一能的特性?
三、电势
1、定义:检验电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值.(反映电场的能的性质)
2、公式: EP (计算时要代入正负号)
q 3、单位: 伏特(V) 1 V = 1 J/C 电荷在零电
势处的电势能为零
类电势能EP q 电势
1、定义：电场中电势相同的各点构成的面. 2、几种常见电场的(等差)等势面分布
1、定义：电场中电势相同的各点构成的面. 2、几种常见电场的(等差)等势面分布
3、等势面的特点：
1）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（或E）⊥等势面，且由电势较高的等势面指向电势20v较低的等势面
2、电场力做功与电势能关系:
WAB = EPA - EPB
无论正电荷还43;B
电场力做正功，电势能减少;
－A
－B
电场力做负功，电势能增加.
电场力做的功等于电势能的减少量
研究电场力做功只能确定电荷的电势能的变化, 我们能不能确定电荷在电场中某点的电势能呢?
在重力场中,我们可先选取零重力势能点或面,然后就可确定重力场中某点的重力势能了.
3).电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性. 5.重力势能和电势能类比
重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力
电场中，电场力：电荷之间的作用力
有重力就有重力势能Ep= mgh 有电场力就有相应的电势能EP
Ep由物体和地面间的相对位置 EP由电荷在电场中相对位置
决定与零势能面选取有关
决定,与零势能点选取有关
电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何呢？
E大处φ高
E大处φ低

电势能和电势的知识点总结公式

电势能和电势的知识点总结公式电势能和电势是电学中重要的概念，它们描述了电场中电荷的能量和电场的特性。

本文将从电势能和电势的定义、计算公式以及它们的应用等方面进行详细介绍。

一、电势能的定义与计算公式电势能是指电场中带电体由于位置的变化而具有的能量。

当一个电荷在电场中从A点移动到B点时，电势能的变化等于电荷移动过程中受到的力所做的功。

电势能的计算公式为：电势能（U）= 电荷（q）× 电势差（ΔV）其中，电势差（ΔV）表示A点到B点的电势差异，单位是伏特（V）。

二、电势的定义与计算公式电势是指电场中单位正电荷所具有的能量。

电势可以理解为电场对电荷施加的力的强弱。

电势的计算公式为：电势（V）= 电势能（U）/ 电荷（q）电势的单位也是伏特（V）。

三、电势能和电势的关系电势能和电势是密切相关的，它们之间存在着如下关系：电势差（ΔV）= 电势（V2）- 电势（V1）即电势差等于两个点的电势之差。

根据电势差的定义，可以得出电势能的计算公式：电势能（U）= 电荷（q）× 电势差（ΔV）这个公式也是电势能的定义公式之一。

四、电势能和电势的应用电势能和电势在电学中有着广泛的应用。

以下是其中几个应用领域：1. 电荷在电场中的运动：电势能和电势可以描述电荷在电场中的运动情况。

当电荷在电场中受到力的作用时，根据电势能的定义，可以计算出电势能的变化。

这对于研究电荷的运动轨迹和速度等信息非常重要。

2. 电势差和电场强度：电势差和电场强度是电学中两个重要的概念。

电势差可以用来计算电场强度，而电场强度又可以用来计算电势差。

它们之间的关系是电场强度等于电势差的负梯度。

3. 电势能的转化和利用：电势能可以被转化和利用。

例如，将电势能转化为动能或热能，可以用于做功、发电等。

这在能量转化和利用方面具有重要的意义。

4. 电势能的储存：电势能也可以被储存。

例如，将电势能储存在电容器中，可以实现电能的储存和释放。

这在电路中具有重要的应用，如电容器的充放电过程。

电势能和电势课件

答案电场力做功与重力做功都与路径无关.电场力做功引起电势能的变化.
1.静电力做功的特点 (1)静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与具体路径无关，这与重力做功特点相似. (2)静电力做功的特点不受物理条件限制，不管静电力是否变化，是否是匀强电场，是直线运动还是曲线运动，静电力做功的特点不变.
3.静电力做功与电势能变化的关系 (1)WAB＝EpA－EpB. 静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加. (2)在同一电场中，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.
例1 将带电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了 3×10－5 J的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10－5 J的功，则： (1)电荷从A点移到B点，再从B点移到C点的过程中电势能共改变了多少？
答案见解析解析 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.
(2)如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？
答案见解析
解析如果规定A点的电势能为零，由公式WAB＝EpA－EpB得该电荷在B点的电势能为EpB＝EpA－WAB＝0－WAB＝3×10－5 J. 同理，C点的电势能为EpC＝EpA－WAC＝0－WAC＝1.8×10－5 J.
(2)若q沿任意曲线从A点移动到B点，静电力做的功为多少？由此可得出什么结论？
答案 W＝qE·|AM|.电荷在匀强电场中沿不同路径由A点运动到B点，静电力做功相同.说明静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关.
(3)对比电场力做功和重力做功的特点，它们有什么相同之处？重力做功引起重力势能的变化，电场力做功引起什么能的变化？

电势能和电势ppt

电势能和电势ppt电势能和电势引言电势能和电势是电学中重要的概念，它们在解析电磁场、电场和电荷间相互作用的问题时起到了重要的作用。

本文将详细介绍电势能和电势的概念、计算方法以及其在电学中的应用。

一、电势能1.1 定义电势能是指电荷由于在电场中位置的变化所具有的能量。

当电荷在电场中发生位移时，其能量会相应改变。

如果电荷从位置A移动到位置B，其电势能的变化可以表示为ΔEP = EPB - EPA。

1.2 计算方法根据库仑定律和电势能的定义，可以得到电势能的计算公式：EP = k × q × V。

其中，k是库仑常数，q是电荷量，V是电荷所处位置的电势。

1.3 电势能的性质（1）电势能是标量，其大小与电荷的量和位置有关。

（2）电势能只与电荷和电场有关，与路径无关。

（3）电荷放置在电场中的参考点不同，其电势能会有不同的参考值。

二、电势2.1 定义电势是指单位正电荷在电场中由于电势能变化所具有的能量。

电势是一个标量量，常用V表示。

单位电荷所具有的电势称为某点的电势。

2.2 电势与电势能的关系电势能可以用电势表示为EP = q × V。

因此，电势是电势能的比例系数。

2.3 电势的计算方法（1）点电荷产生的电势：V = k × Q / r。

其中，k是库仑常数，Q是点电荷的电荷量，r是点电荷到参考位置的距离。

（2）电场中任意点的电势：V = ∫E · dl。

其中，E是电场强度，dl是路径的微元。

三、电势能和电势的应用3.1 电场力的计算根据电势能的定义，可以得到电场力的计算公式：F = -▽EP。

其中，F是电场力，▽是梯度算子。

3.2 静电平衡根据电势能最小原理，电荷在电场中总是趋向于使自身电势能达到最小值的位置。

这就是静电平衡的基本原理。

3.3 电势差与电势能的关系电势差可以用电势表示为ΔV = VB - VA。

由此，可以得到电势差与电势能的关系：ΔV = ΔEP / q。

电势能和电势课件

误。沿着电场线方向电势逐渐降低,所以选项 C 正确,选项 D 错误。
答案:C
探究一对静电力做功、电势能的理解
问题导引
如图是带电雨云和高大建筑物上的电荷分布情况,观察图片,思考:
放电时,空气中的正、负离子各向什么方向移动?静电力对正、负离子
做什么功?
提示放电时,正、负离子相互靠近,静电力对正、负离子做正功。
负电荷,电势能越小,所在位置的电势越高。
3.电势和电场强度的比较
电势 φ
物理
意义
大小
电场强度 E
描述电场的能的性质
(1)电场中某点的电势等于该点
跟选定的标准位置(零电势点)间
的电势差
E
(2)φ= ,φ 在数值上等于单位正
q
描述电场的力的性质
(1)电场中某点的电场强度等于放在该点
点电荷所受的静电力 F 跟点电荷电荷量
面
测一测
电场线分布如图所示,电场中 a、b 两点的电场强度大小
分别为 Ea 和 Eb,电势分别为 φa 和 φb,则(
A.Ea>Eb,φa>φb
B.Ea>Eb,φa<φb
C.Ea<Eb,φa>φb
D.Ea<Eb,φa<φb
)
解析:电场线的疏密表示电场强度的大小,得 Ea<Eb,所以选项 A、B 错
电势能和电势
一、静电力做功的特点
1.特点:静电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的起始位置和终止
位置有关,但与电荷经过的路径无关。
2.适用范围:结论对于匀强电场和非匀强电场均适用。
二、电势能
1.概念:电荷在电场中具有的势能叫作电势能,可用 E p 表示。
2.大小:电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到零势能位置时静

电势能和电势的概念

电势能和电势的概念一、引言电势能和电势是电学中的两个重要概念，它们在理解电场、电荷运动以及电路等方面都起着关键作用。

本文将从概念、计算公式、物理意义等方面全面介绍这两个概念。

二、电势能的概念1.定义电势能是指由于带电粒子在电场中所具有的能量。

当带电粒子由于某种原因而被移动，其所具有的能量就称为它在该位置上的电势能。

2.计算公式根据库仑定律，点电荷 q 在距离为 r 的位置处所受到的力为F=kqQ/r^2。

当 q 在该位置上移动一个微小距离 dr 后，其所做的功为 dW=Fdr=kqQdr/r^2。

因此，点电荷 q 在距离为 r 的位置上所具有的电势能 E 为 E=-kqQ/r。

3.物理意义（1）表示带点粒子在某个位置上所具有的能量；（2）表示带点粒子从无穷远处移到该位置时所吸收或放出的能量；（3）表示带点粒子由该位置向无穷远处移动时所释放出的能量。

三、电势的概念1.定义电势是指单位正电荷在电场中所具有的能量。

即在某一点上，单位正电荷所具有的电势能。

2.计算公式设点电荷 q 在距离为 r 的位置处所产生的电势为 V，则 V=-kQ/r。

当在该位置上放置一个单位正电荷时，它所具有的电势能E=V×q=-kQq/r。

四、电势和电势能之间的关系1.定义关系根据上述公式可以得到，除了一个常数因子以外，点电荷 q 在距离为r 的位置处所具有的电势 V 等于它在该位置上所具有的电势能 E 除以单位正电荷所带来的贡献。

即 V=E/q=-kQ/r。

2.物理意义关系（1）在某个位置上，如果两个带点粒子分别携带 q1 和 q2 电荷，则它们所具有的电势能分别为 E1=-kQq1/r 和 E2=-kQq2/r。

而它们所处的电势相同，均为 V=-kQ/r；（2）如果在某个位置上放置一个单位正电荷，则它所具有的电势能为E=V×q=-kQ/r；（3）如果在某个位置上放置一个任意带电粒子 q，则它所具有的电势能为 E=qV=-kQq/r。

4、电势、电势能、等势面2021

U
AB
=
WAB q
带入正负号此式适用于任何电场
UAB=φA - φB
带入正负号此式适用于任何电场
6、电子伏特（ev）——能量单位（1）研究原子、原子核相关知识的常用单位（2）电子伏特：表示在电压为1伏特的的两点间移动电子时所做功的大小
（3）1eV (1.6 1019 ) 1 1.6 1019 J
= EP（带入正负号）
q
E=k Q（带入绝对值） r2
=k Q（带入正负号）
r
说明：取决于场源电荷Q和该点到场源电荷的距离r
矢量合成
代数求和
注意：电场强度大小与电势高低无必然联系
电势顺线低：电势顺着电场线降低
A
B
C
D
φA> φB>φC> φD
2 课堂活动一：电场强度与电势的关系
【问题】1：电场强度大的地方电势是否一定高呢？反之又如何呢？
电场及其描述
专题二电场能的性质
电势、电势差、等势面
E A
分析：在A点放置一电荷，由静止时放，该电荷如何运动？无法确定
电性：正负
电场分布
电荷的运动情况由其初始状态和其受力情况共同决定
运动过程中电场力做功，必然伴随着能量转化，动能增加，什么能量减少？
一、电势能EP电
1、定义：电荷在电场中与电场共同具有的能量 2、电场力做功与路径无关，取决于起止位置
电场强度：力的性质（矢量）电势：能的性质（标量）
无必然联系
等量异种电荷中垂线电势为零；等量同种电荷中点O电势不为零；
但是电场强度不为零
但是电场强度为零
物理意义：定义式决定式总量求解
电场强度E 电场力的性质F=qE (带入绝对值）

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