高二物理电势能电势

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高二物理第2讲电势能、电势、电势差和等势面

第2讲电场能的性质【知识要点】1. 电势能：电荷在中具有的势能叫做电势能，用字母表示，单位 . 若规定电荷在B 点的电势能为零，即E PB ＝0，则E PA ＝W AB ．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．2.静电力做功与电势能的关系静电力做的功电势能改变量的多少，公式W AB ＝．3．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，1 V ＝1 J ／C ；电势是标量，只有大小，没有方向．电势表示电场的，反映了电场自身的性质，由电场自身决定。

4．电势差：电场中两点间电势的差值叫做电势差．U AB ＝，U AB ＝5．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．等势面的特点（1）两个不同的等势面不会相交（2）同一个等势面上两点间的电势差等于（3）在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功．（4）电场线总是等势面，并且由电势的等势面指向电势的等势面（5）两个等势面间的电势差是相等的，但在非匀强电场中．两个等势面间的距离并不恒定，场强大的地方．两等势面间的距离小，场强小的地方，两个等势面间的距离大6. 几种典型电场的等势面如图1—4—1所示． 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：是两簇对称曲面． ③等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面． ④匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面（图略）． ⑤形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面．提示：①带方向的线段表示电场线，无方向的线表示等势面． ②图中的等势“面”画成了线，即以“线”代“面”．7. 匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积 U AB ＝（一）电势能、电势、电势差的计算电势能：若规定电荷在B 点的电势能为零，即E PB ＝0，则E PA ＝W AB 电势：p E qϕ=电势差：ABAB W U q=电势、电势差的关系：AB A B U ϕϕ=-图1—4—1【例1】将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？（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？B点和C点的电势分别为多少？（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？A点和C点的电势分别为多少？☆考点精炼1.有一带电荷量q= -3×10-6C的点电荷，从电场中的A点移动到B点时克服电场力做功6×10-4J，从电场中的B点移动到C点时电场力做功9×10-4J，问：（1）AB、BC、CA间电势差各为多少？（2）如以B点电势为零，则A、C两点的点势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？（二）电势高低的判断☆考点点拨（1）沿着电场线电势降低，这是判断电势高低的最有效方法。

高中物理电势能和电势

电势能和电势学习目标：1、理解电势能、电势的概念。

2、能熟练应用电势能、电势的有关知识分析解决实际问题。

学习重点：电势能、电势有关知识的应用学习难点：电势能、电势概念的理解主要内容：1、静电力的功W=F·S=qES，S应是沿电场线方向的位移，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、电势能电荷在电场中具有的势能。

和重力势能一样要确定零势能位置，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。

比零电势能高的电势能为正，比零电势能低的电势能为负。

电势能用Ep表示，单位：焦耳（J）3、电势能与静电力做功的关系WAB =EPA—EPB，静电力做正功电势能减少，静电力做负功电势能增加。

4、电势(1)电势定义：φ=Ep/q。

(2)电势是标量，单位：伏特，简称伏，用V表示，1V=1J／C。

(3)在离场源无穷远处电势为0：正电荷电场中，处处电势为正。

负电荷电场中，处处电势为负。

(4)沿电力线方向，电势降低。

5、等势面：电场中电势相等的点构成的面(1)在同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功，等势面一定与电场线垂直。

(2)匀强电场中的等势面是与电场线垂直的一族平面。

6、电势能、电势的大小、正负的判断方法：(1)根据场源电荷判断：离场源正电荷越近电势越高，检验正电荷（或负电荷）的电势能越大（或越小），离场源负电荷越近电势越低，检验正电荷（或负电荷）的电势能越小（或越大）(2)根据电场线判断：顺着电场线的方向电势降低，检验正电荷（或负电荷）的电势能减少（或增加），逆着电场线的方向电势升高，检验正电荷（或负电荷）的电势能增加（或减少）。

(3)根据检验电荷判断：电场力对正电荷做正功时，正电荷由高电势（或电势能大）的点移向低电势（或电势能小）的点，电场力对负电荷做正功时，负电荷由低电势（或电势能大）的点移向高电势（或电势能小）的点【例1】下列说法正确的是（）A.在电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少B.在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少C.在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少D.在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加【例2】如图所示，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，则下列说法正确的是（）A 若在C 点无初速释放正电荷，电荷向B 运动，电势能减小B 若在C 点无初速释放正电荷，电荷向B 运动，电势能增大C 若在C 点无初速释放负电荷，电荷向A 运动，电势能增大D 若在C 点无初速释放负电荷，电荷向A 运动，电势能减小【例3】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=10－7C 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？【例4】如图6，在点电荷＋Q 电场中，以＋Q 为球心的同一球面上有A 、B 、C 三点，把正检验电荷从球内P 点移到A 、B 、C 各点时电场力作功W PA 、W PB 、W PC 的大小关系为________．【例5】如图7，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U a 、U b 、U c 、U d 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．【例6】如图3，绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E ．在与环心等高处放有一质量为m 、带电＋q 的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是（）A ．小球在运动过程中机械能守恒B ．小球经过环的最低点时速度最大C ．小球经过环的最低点时对轨道压力为（mg ＋Eq ）D ．小球经过环的最低点时对轨道压力为3（mg －qE ）AB C。

高二物理电势能和电势

矢标性单位
联系
电势φ 电场强度E 标量矢量 V V/m (1)电势沿着电场强度的方向降落 (2)它们大小之间不存在任何关系，电势为零的点，场强不一定为零；电势高的地方，场强不一定大；场强为零的Βιβλιοθήκη 在应用公式φ＝的正负号.
计算时，应代入各量
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，即跟电场强度的方向垂直； (2)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势面； (4)任意两个等势面都不会相交，不相切.
①在两点间移动正电荷，如果电场力做正功，则电势降低；如果电场力做负功，则电势升高. ②在两点间移动负电荷，如果电场力做正功，则电势升高；如果电场力做负功，则电势降低.
(2)根据电场线方向判定电场线的方向就是电势降低最快的方向. (3)根据电荷电势能的变化判断 ①在两点间移动正电荷时，电势能增加，则电势升高；电势能减小，则电势降低. ②在两点间移动负电荷时，电势能增加，则电势降低；电势能减小，则电势升高.
三、电势与电势能、电场强度的比较 1．电势与电势能的区别与联系电势φ
物理意义反映电场的能的性质的物理量
电势能Ep
电荷在电场中某点所具有的势能
电场中某一点相电势能大小是的电势的大小，由点电荷q和该关只跟电场本身
电势φ 电势沿电场线逐渐降落，选定零电势点后，某点大小的电势高于零者为正值；低于零者为负值伏特(V) 单位

三、电势 1．电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的比值叫做这一点的电势. 2．电势的定义公式φ＝，单位是伏特，符号是V. 3．电场线指向电势的方向，电势也降低是相对的，常取离场源电荷无限远处电势为零，或大地的电势为零.电势可以是正值，也可以是负值，只有大小，没有方向，标量因此是 .

人教版高二物理必修第三册：10.1电势能和电势

注意：WAC=WAB+WBC WAC=-WCA
计算电势能变化的方法 ΔE pAB=EpB-EpA= -WA-B 1）代入正负号计算； 2）先计算绝对值后判断大小
思考：怎样利用“功”，计算电荷在某处的电势能呢？
选定电势能的零势能参考点，就可以计算电势能
3、电势能的计算：电荷在某点的电势能,等于把它从该点移动到零势能位置时，静电力做的功.
A
k
Q rA
等量异号电荷： φC=φ-+φ+ A
AB中垂线上， φ=0
正电荷一侧，φ>0
C
负电荷一侧， φ<0
B
补充：真空中、均匀带电球壳形成的电场
球壳外的某点电势：
A
k
Q rA
球壳、壳内的某点电势： A
k
Q R
R是球壳半径
r R
结论：沿着电场线的方向，电势减少；高于零电势的值是正值，低于零电势的值是负值。
电势又是多少？在A点放入Q2电荷，Q2= 2×10－5 C. 其电势能多大？
A
B
O
回顾: 1、电势是描述电场的能量性质的物理量，由电场自身因素决定，与电场中的检验电荷无关。
场强是描述电场的力的性质的物理量，由电场自身因素决定，与电场中的检验电荷无关。
A
k
Q rA
EA
k
Q rA2
2、电势的高低与零电势的选择有关，具有相对性。
利用电场力做功来研究
求功的方法功的公式 W=FLcosα 使用条件恒力做功
方法：研究匀强电场中电场力对点电荷做功
探究：匀强电场中，静电力对点电荷做功的特点
匀强电场场强为E，点电荷质量m，电量q.从A点到
B点沿路径①的移动中，电场力做功__E_q_d___。沿路径②的移动中，电场力做功__E__q_d__. 沿路径③的移动中，电场力做功__E__q_d___.

物理高二下册电势能和电势知识点

物理高二下册电势能和电势知识点高中物理是高中理科(自然科学)基础科目之一，以下是为大家整理的物理高二下册电势能和电势知识点，希望可以解决您所遇到的相关问题，加油，一直陪伴您。

1.电势能的概念(1)电势能电荷在电场中具有的势能(2)电场力做功与电势能变化的关系在电场中移动电荷时电场力所做的功在数值上等于电荷电势能的减少量，即WAB=A-B。

①当电场力做正功时，即WAB0，则AB，电势能减少，电势能的减少量等于电场力所做的功，即减=WAB。

②当电场力做负功时，即WAB0，则AB，电势能在增加，增加的电势能等于电场力做功的绝对值，即增=B-A=-WAB=|WAB|，但仍可以说电势能在减少，只不过电势能的减少量为负值，即减=A-B=WAB。

【说明】某一物理过程中其物理量的增加量一定是该物理量的末状态值减去其初状态值，减少量一定是初状态值减去末状态值。

(3)零电势能点在电场中规定的任何电荷在该点电势能为零的点。

理论研究中通常取无限远点为零电势能点，实际应用中通常取大地为零电势能点。

【说明】①零电势能点的选择具有任意性。

②电势能的数值具有相对性。

③某一电荷在电场中确定两点间的电势能之差与零电势能点的选取无关。

2.电势的概念(1)定义及定义式电场中某点的电荷的电势能跟它的电量比值，叫做这一点的电势。

(2)电势的单位：伏(V)。

(3)电势是标量。

(4)电势是反映电场能的性质的物理量。

(5)零电势点规定的电势能为零的点叫零电势点。

理论研究中，通常以无限远点为零电势点，实际研究中，通常取大地为零电势点。

(6)电势具有相对性电势的数值与零电势点的选取有关，零电势点的选取不同，同一点的电势的数值则不同。

(7)顺着电场线的方向电势越来越低。

电场强度的方向是电势降低最快的方向。

(8)电势能与电势的关系：=qU。

3.电势差的概念(1)定义电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟电荷电量的比值，叫做这两点间的电势差，也叫电压。

高二物理电势能和电势

1.4《电势能与电势》【学习目标】1、理解静电力做功的特点、电势能的概念。

2、掌握静电力做功与电势能变化的关系，会定量计算电荷的电势能大小。

3、了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。

【学习重点】静电力做功的特点、静电力做功与电势能变化的关系【学习难点】静电力做功与电势能变化的关系【学习方法】运用类比法学习新知识【知识链接】1、功的计算公式：2、重力做功的特点：只与有关，与无关。

3、重力做功与重力势能变化的关系表达式:○1○2课堂案探究一：静电力(或静电力)做功的特点问题1.结合课本图1.4-1（右图）,求出试探电荷+q在场强为E的匀强电场中沿不同路径从A运动到B静电力所做功。

(AB的直线距离为L,①q沿直线从A到B②q沿折线从A到M、再从M到B（AB与AM间的夹角为θ,如图所示)③求q沿任意曲线从A到B静电力所做的功?④通过○1○2○3中的计算，静电力做功与电荷经过的路径关，（填有、无），与前面学习的力做功相似。

小结：静电力做功的特点: 这个结论虽然是从匀强电场推导出来的，但它也可适用于探究二：电势能问题1．电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在中具有势能，叫做电势能。

电势能用表示。

如A点的电势能一般表示为 , B 点的电势能一般表示为 .问题2.如图，一点电荷+q在匀强电场E中静止释放,仅在静电力的作用下它做什么运动?什么能量增加?是什么形式的能量转化而来? ∙Eq +①如右图,质量为m的小球从A到B下降H高的过程,重力做了多少功?重力势能变化了多少?重力做功与重力势能变化的关系是什么?写出表达式。

②在电场中(如右图)，当正电荷在电场中从A点移动到B点时，静电力做什么功？类比重力做功与重力势能变化的关系，分析电势能的变化，并写出静电力做功与电势能变化的关系式。

○3从A到B，重力势能的变化量ΔE P= ，重力势能的减少量ΔE P减= 类比重力，在电场中，从A到B，电势能的变化量ΔE P= ，电势能的减少量ΔE P减=○4通过○1○2○3中的分析，若电荷q在电场中从A运动到B，静电力做功与电势能变化的关系: 若静电力做功为正功，电势能，电荷在A点电势能（填>、<或=）在B点的电势能。

高二物理电势能电势

第四节、电势能和电势复习功和能量的关系：如图所示从静电场中静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么能转化为试探电荷的动能？一、静电力做功的特点让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点运动到B点，我们来计算这几种情况下静电力对电荷所做的功。

结论：拓展：该特点对于非匀强电场中也是成立的。

二、电势能寻找类比点：力做功只与物体位置有关，而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢？属于什么能？1．电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能我们叫做电势能。

电势能用Ep表示。

思考:如果做功与路径有关，那能否建立电势能的概念呢？2．讨论：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。

W AB＝－（E pB－E pA）＝E pA－E PB思考:对不同的电荷从A运动到B的过程中，电势能的变化情况：（1）正电荷从A运动到B电场力做正功，即有W AB>0，则E pA>E pB，电势能减少。

(2)负电荷从A运动到B做正功，即有W AB<0，则E pA>E pB，电势能增加。

3．求电荷在某点处具有的电势能问题：在上面的问题中，请分析求出A点的电势能为多少？类比分析：如何求出A点的重力势能呢？进而联系到电势能的求法。

则E pA＝W AB （以B为电势能零点）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。

4．零势能面的选择通常把电荷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。

拓展：判断电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低：将电荷由A点移动到B点，根据静电力做功情况判断。

若静电力做功为正功，电势能减少，电荷在A点电势能大于在B点的电势能。

反之静电力做负功，电势能增加，电荷在A点电势能小于在B点的电势能三、电势选B点为零势能面，则E pA＝qE场Lcosθ可见，E pA 与q 成正比，即电势能跟电荷量的比值E pA /q 都是相同的。

高二物理电势能和电势

【例题1】将一个电量为－2×10-9C的点电荷从电场中的M 点移到N点，需克服电场力做功1.4×10－8J， M 、N两点间的电势差 UMN为多少？若将该电荷从M移到N，电场力做什么功？UNM为多少？将 W 和 q 的解：由电势差的定义式可知正负号代入 UMN=WMN/q
计算
=(－1.4×10－8 J )/(－2×10-9C)=7V UMN=－UNM UNM=WNM/q =(1.4×10－8 J )/(－2×10-9C)=-7V
φB =UBC=WBC/q= (8 J-5J )/1C=3V 注意： W/q= =(W +W BC BA AC －8V 或U =W － 8J ) /1C= AB AB φ = φ － U =3V UAB= φA －φB B A AB =8J +（-5J）
想一想
1、高度差、高度与零高度点的选择有关吗？
WAB=qUAB= (－6 ×10－6) ×50J
= －3 ×10－4J 电势能增加了3 ×10－4J
主要公式
一、UAB=
WAB
q
（将WAB和q正理方法）
1、将UAB和q正、负号一同代入； 2、将UAB和q的绝对值代入，根据力和位移（或运动）方向来判断功的正、负。三、UAB=φA- φB UAB= - UBA 一般取绝对值
点电场力做功为3J；电荷量为 1C的正电荷从 B 点克服电场力做功为 3J；电荷量为 1C的负电荷点移动到零电势点电荷克服电场力做功为 3J 。从B点移动到零电势点电荷电场力做功为3J 。
【例题2】在电场线上有A、B、C三点，设C点接地，将1C的正电荷由C移到A点，电场力做功为5J；再将该电荷由A移到B，电场力做功为－8J，求φA 、 φB 分别是多大？解：由电势的定义式可知 φA =UAC=WAC/q= (－5J ) /1C=-5V

高二物理电势能和电势

1
2
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13、在匀强电场中有a、b、c三点，位置关系如图526所示，其中ab=√3 cm，bc=1cm已知电场线与abc 三点所在的平面平行,若将电量为-2×10－８C的点电荷从a 移到b，电场力不做功，而把该电荷从a移到c，电场力做功为1.8×10－７J (1)画出通过 a、b、c 三点的电场线 (2)求该匀强电场的电场强度
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
4、如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面ab上, 有一电子,从静止开始由a运动到b的过程中(a、b 相对O对称),下列说法正确的是( C ) A.电子的电势能始终增多 B.电子的电势能始终减少 + C.电子的电势能先减少后增加 O
a
b
7、如图所示，ＭＮ是负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示，则该带电粒子在a点的加速度一定小于在b 点的加速度。带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能。（填“大于”、“小于”式“等于”）。
a Ｍ b F N
8、如图，虚线a、b、c势某静电场中的三个等势面，它们的电势a最大，c最少，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如图实线KLMN所示，由图可知（ AC ） 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N的过程中，动能减少
标量）
电势能检验电荷的电量
EP q

高中物理电势能和电势

高中物理电势能和电势电势能和电势，这俩词一听就让人觉得有点儿“高大上”，对吧？不过它们在生活中随处可见，搞得我都觉得有点亲切。

电势能简单来说就是一种储存的能量，想象一下你在爬山，越爬越高，心里想着“这回我一定能看到更美的风景！”这时候，你的能量就像是电势能，越高就越有可能释放出来。

电势能和重力势能差不多，都是跟高度有关系的。

你爬得越高，能量就越多。

接着说电势，这个词听起来像是“电的气场”，其实就是每单位电荷在某个点上能得到的电势能。

简单点儿说，电势就像是一个地方的“魅力值”，电荷在这儿待着，能得到多少“好处”。

想象一下，一个派对，越是受欢迎的地方，大家越想去，电势就是这样的“派对热度”。

电荷在不同的地方，得到的待遇可是大不相同的，电势高的地方，电荷就感觉自己像个“贵宾”。

我们再聊聊这俩东西的关系。

电势能和电势就像是一对小伙伴，分不开的。

电势能的高低跟电势有着直接关系，就像你在不同的地方爬山，能量和高度是相辅相成的。

在电场里，电势高的地方，电荷的电势能自然也就高。

换句话说，电势能就是电势的“化身”，电势就像是个“魔法师”，把电势能变得高高在上。

说到这里，可能有小伙伴会问：“这有什么用呢？”好吧，咱们再往深入一点。

想想电池，它就是把电势能储存起来的地方。

你把电池放在手机里，瞬间就像给手机打了个“强心针”，让它活过来，开始工作。

这就是电势能的妙用！就像给一辆车加油，电势能让电子流动，形成电流，驱动你的设备。

而电势就像是电池的“身份”，告诉你这电池的能力有多强。

还记得初中时候学过的静电吗？你摸了摸气球，然后头发就像被施了魔法一样竖起来。

这种现象其实就是电势的魅力。

当你在气球上摩擦，电子就转移到了气球上，让气球变得“电势满满”。

于是你就能看到那些头发“飞起来”的场面，真是热闹得很！电势在这儿就显得特别重要，因为它决定了电荷是如何移动的。

不过，电势和电势能也有它们的小烦恼。

电场中，电荷在移动时，会受到阻力，就像在水中游泳会被水流影响一样。

高中物理电势能与电势

高中物理电势能与电势电势能是物体由于其位置而具有的能量，是物体在电场中由于位置而具有的能量。

电势是描述电场中某一点电势能与单位正电荷之比的物理量。

电势能和电势是相互联系的，二者是密不可分的。

我们来探讨一下电势能。

电势能是物体由于其位置而具有的能量。

在电场中，电荷在电场力的作用下，从一个位置移动到另一个位置时，会发生能量的转化。

当电荷从静止位置移动到某个位置时，其具有的能量就是电势能。

电势能与电荷的电量、电场的强度以及电荷所处位置之间有直接的关系。

电势能的大小可以通过电势差来表示，即电荷在电场中从一个位置移动到另一个位置时所具有的能量变化量。

我们来讨论一下电势。

电势是描述电场中某一点电势能与单位正电荷之比的物理量。

也就是说，电势是单位正电荷在电场中所具有的电势能。

电势是标量，用V来表示，单位是伏特（V）。

在电场中，电势是随着距离的变化而变化的，通常情况下，电势随着距离的增加而减小。

电势是一个标量，它的大小只与电荷的电量、电荷之间的距离以及电场的性质有关，与电荷的正负无关。

在电场中，电势能和电势之间有着密切的联系。

电势能是电荷在电场中由于位置而具有的能量，而电势则是描述电场中某一点电势能与单位正电荷之比的物理量。

可以说，电势是电势能在单位电荷上的体现。

电势能和电势都是描述电场中能量和位置的物理量，二者是相互依存的。

电势能的大小可以通过电势差来表示，而电势差又是由电势决定的。

电势差是指单位正电荷从一个位置移动到另一个位置时所具有的能量变化量，即电势能的差异。

在实际应用中，电势和电势能有着广泛的应用。

在电路中，电势差可以用来描述电源的正负极之间的电压差，通过电势差可以实现电能的转换和传输。

在静电场中，电势能可以用来描述电荷在电场中由于位置而具有的能量，通过电势能的转化可以实现电能的储存和释放。

在电场力学中，电势能和电势被广泛应用于电场的计算和问题的求解。

通过对电势能和电势的研究和理解，可以更好地理解和应用电场的原理和规律。

3高二选修1(电势、电势差和电势能)

精英学校学生姓名：使用日期：电势能和电势一、电场力做功的特点 1、在电场中移动电荷时，电场力做的功与路径无关，只与始末位置有关． 2、在匀强电场中，电场力做的功为 W=qEd，其中 d 为沿电场线方向的位移．二、电势能 1、电荷在电场中，由于电场与电荷间相互作用，由位置决定的能量叫做电势能． 2、和重力势能一样，电势能具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能的零点． 3、电场力对电荷做正功，电荷的电势能就减小，克服电场力做功，电荷的电势能就增加．即 W 电=－△Ep．思考：结合下图讨论静电力做功与电势能变化的关系是怎样的？答案：（1）从 A 到 B 静电力对电荷做正功，其电势能减小；（2）从 B 到 A 电荷克服静电力做功其电势能增加．B．EA 不一定大于 EB， C．EA 一定大于 EB， D．EA 不一定大于 EB，一定大于不一定大于不一定大于解析： P、Q 所在空间中各点的电场强度和电势由这两个点电荷共同决定，电场强度是矢量，P、Q 两点电荷在 O 点的合场强为零，在无限远处的合场强也为零，从 O 点沿 PQ 垂直平分线向远处移动，场强先增大，后减小，所以 EA 不一定大干 EB，电势是标量，由等量同号电荷的电场线分布图可知，从 O 点向远处，电势是一直降低的，故一定大于．答案：B 点评： (1)电场强度大的地方电势不一定高． (2)电场强度等于零的地方电势不一定等于零．一、等势面 1、在电场中，电势相等的点组成的面叫做等势面． 2、等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做功． 3、等势面一定跟电场线垂直，而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面． 4、规定：画等势面时．相邻两等势面间电势差相等，这样，在等势面密处电场强度较大，在等势面疏处，电场强度较小． 5、等势面不能相交，也不能相切. 二、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族球面，如图甲所示．（2）等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图乙所示．（3）等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图丙所示．（4）匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面，如图丁所示．（5）形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面，如图 G 所示．说明： ①带方向的线表示电场线，无方向的线表示等势面． ②图中的等势“面”画成了线，即以“线”代“面” ．思考：为什么电场中同一等势面或不同等势面都不能相交，也不能相切?1三、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．2、公式： 3、在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号为 V． 4、电势是描述电场能的性质的物理量，它在数值上等于单位正电荷由该点移动到参考点（零势点）时电场力所做的功．电势是一个标量，由电场本身性质决定，与参考点选取有关，与放入的试探电荷无关． 5、判断电势高低的办法有：①在电场中沿着电场线的方向，电势逐渐降低；②在电场力作用下，静止的正电荷从高电势移向低电势．例 1、如图所示，在两点电荷＋Q1 和－Q2 连线的延长线上有 a、b、c 三点，测得 b 点的场强为零．现将一个检验电荷＋q 从 a 点沿直线经过 b 点移到 c 点，在此过程中检验电荷＋q 的电势能变化情况为（）A．不断增加 B．先增加后减少 C．不断减少 D．先减少后增加答案：B 例 2、如图所示，P、Q 是等量的正点电荷，O 是它们连线的中点，A、B 是中垂线上的两点，OA<OB，用 EA、 EB 和分别表示 A、B 两点的电场强度和电势，则（）A．EA 一定大于 EB，一定大于精英学校学生姓名：使用日期：答案：因为电场线总跟等势面垂直，如果等势面相交，则交点处的电场线方向就有两个，从而场强方向就不是惟一的，这是不可能的；如果等势面相切，则在相切处等势面的 “密度” 为无穷大，表明场强为无穷大，这也是不可能的．例 1、如图所示，实线为某电场中的电场线，虚线为一带电粒子运动的轨迹，则下列说法错误的是（） A．粒子带负电 B．粒子在 A 点具有的电势能 EPA 小于粒子在 B 点具有的电势能 EPB C．粒子在 A 点具有的动能 EKA 小于在 B 点具有的动能 EKB D．粒子在 A 点的加速度小于在 B 点的加速度解析：根据物体运动的轨迹判断，该物体受到的电场力，应向轨迹凹的一侧，故 A 正确；对于负电荷，顺着电场线方向移动，需克服电场力做功，负电荷的电势能增加，故 B 正确；根据只有电场力做功，电势能与动能相互转化而总量保持不变这一结论，可确定 EKA>EKB，故 C 错误；根据电场线的疏密反映电场的强弱而确定，EA<EB，即力的大小 FA<FB，最后得 aA<aB，故 D 正确．答案：C 例 2、图中虚线表示匀强电场的等势面 1、2、3、4．一带正电的粒子只在电场力的作用下从电场中的 a 点运动到 b 点．轨迹如图中实线所示．由此可判断（） A．1 等势面电势最高 B．粒子从 a 运动到 b，动能增大 C．粒子从 a 运动到 b，电势能增大 D．在运动中粒子的电势能与动能之和不变答案：ABD 例 3、如图，光滑绝缘半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为 E．在与环心等高处放有一质量为 m、带电＋q 的小球，由静止开始沿轨道运动，下列说法正确的是（） A．小球在运动过程中机械能守恒 B．小球经过环的最低点时速度最大 C．小球电势能增加 EqR D．小球由静止释放到达最低点，动能的增加量等于 mgR 解析：小球在运动过程中除重力做功外，还有电场力做功，所以机械能不守恒，A 错；小球运动到最低点的过程中，重力与电场力均做正功，重力势能减少 mgR，电势能减少 EqR，而动能增加 mgR＋EqR，到最低点时动能最大，所以速度最大，因此 B 正确，C、D 错误．答案：B 点评：涉及到能量转化题时，要找准功能对应关系，如电势能的变化看电场力做的功；重力势能的变化，看重力做的功；机械能的变化，看重力以外的力做的功；动能的变化，看合外力做的功．一、电势差 1、定义：电场中两点间电势的差值． 2、表达式： 3、电势差是标量，但有正负（．）．4、单位：V（伏）．特别提醒：电势差的正负，不代表电场中两点间电势差的大小，只是区分两点电势的高低．如 5V 与－5V 表示电势差的大小是一样的．讨论：请你探究电场强度、电势差、电势和电势能几个概念的异同点？答案：（1）电场强度、电势都是由电场本身决定的，与是否放入电荷无关；而电势能是由电场和电荷共同决定的．（2）电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，也是反映电场力的性质的物理量；而电势和电势能是反映电场能的性质的物理量．（3）电势、电势能的大小与零参考点的选取有关，是相对的，而电势差的大小与零参考点无关．二、电势差与静电力做功的关系 1、公式推导2、说明（1）由 UAB=WAB/q 可以看出，UAB 在数值上等于单位正电荷由 A 移到 B 点时电场力所做的功 WAB．若单位正电荷做正功，UAB 为正值；若单位正电荷做负功，则 UAB 为负值．（2）公式 WAB=qUAB 适用于任何电场，UAB 为电场中 A、B 两点间的电势差．WAB 仅是电场力的功，不包括从 A 到 B 移动电荷时，可能还有其他力的功．式中各量均有正、负，计算中 W 与 U 的角标要对应，即：有 WAB=qUAB，WBA=qUBA．（3）带符号运算．例 1、在静电场中有 a、b、c 三点，有一个电荷 q1=3×10－8C，自 a 移到 b，电场力做功 3×10－6J．另有一个电荷 q2=－1×10－8C，自 a 移到 c，电场力做功 3×10－6J，则 a、b、c 三点的电势由高到低的顺序是__________，b、c 两点间的电势差 Ubc 为__________V．解：电荷 q1 从 a→b，有电荷 q2 从 a→c，有2精英学校学生姓名：使用日期：一、匀强电场中电势差和电场强度的关系 1、电场强度和电势差分别是从力和能的角度描述电场的物理量，它们分别与电荷在电场中受的电场力和电场力对电荷做功相联系．正像力和功有关系一样，场强与电势差也有一定的关系．匀强电场中，有 W 电=qU 又 W 电=qEd ∴U=Ed 2、在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积． 3、公式：U=E·d 或 E=U/d 4、说明 ①公式 U=E·d 或 E=U/d 中 d 必须是沿场方向的距离．如果 ab 间距 L 不沿场强方向，计算时，d 的取值为 L 在沿场强方向的投影长度，即为电场中这两点所在的等势面的垂直距离．如图所示 ②E=U/d 是用于求匀强电场场强的公式． ③由公式又得出了一个场强的单位： “V/m” ，且 1V/m=1N/C．思考：（1）如图是一非匀强电场，某一电场线上 A、B、C 三点 UAB 和 UBC 的大小．（2）在同一幅等差等势面中，为什么等势面越密的地方场强越大？答案：（1）由电场线分布可知，AB 段的任一点的场强都大于 BC 段任一点的场强，故 AB 段场强的平均值 E1 大于 BC 段场强的平均值 E2，又故 UAB＞UBC．，比较特别提醒：在选取物理公式时，首先要注意公式的适用条件，然后判断题目申物理情境是否满足公式的适用条件．三、E=U/d 的两个重要推论（1）在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段的端点间的电势差相等．当线段与场强平行时，由 U=Ed 可知，d 相等，U 相同；当线段与场强不平行时，只要沿场强方向的长度相等， U 相同．如图所示， □ABCD 中，UAB=UDC，UBC=UAD．（2）电势随空间位置变化越快，电场强度越强。

高二物理选修课件第一章电势能和电势

例题2
分析均匀带电球体在等势面上的电势特点。
例题3
讨论均匀带电球体电荷量变化对其外部电势分
布的影响。
例题4
计算两个均匀带电球体之间的相互作用力。
05
点电荷系统中电势能计算
点电荷系统中相互作用力分析
库仑定律
真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们
3
电势能与电势的关系
E<sub>p</sub>=qφ。
典型例题分析
例题1
例题2
例题3
两个点电荷相距为r时，相互作用力为F，则当它们相距为2r时，相互作用力为多少F。
在电场中把一个电荷量为6x10^-8 C的点电荷从A点移到B点，电场力做功为-3x10^5 J，将此电荷从B点移到C点，电场力做功4.5x10^-5 J，则 A、C之间的电势差 U<sub>AC</sub>=多少V。
均匀带电球体外部电势分布规律
电势随距离增大而减小
在均匀带电球体外部，电势随着与球心距离的增大而逐渐减小。
等势面为同心球面
与内部类似，球体外的等势面也是一系列以球心为中心的同心球面。
电势分布受球体电荷量影响
球体所带的电荷量越大，其外部电势分布的范围也越广，电势值也相应越大。
典型例题分析
例题1
求解均匀带电球体内外任意一点的电势。
高二物理选修课件第一章电势能和电势
汇报人：XX
20XX-01-19
• 电势能基本概念 • 电场力与电势能关系 • 电势基本概念及性质 • 均匀带电球体内部和外部电势分布
• 点电荷系统中电势能计算 • 连续分布带电体电势能和电势计算 • 总结回顾与拓展延伸

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