1.4 电势能和电势

1.4 电势能和电势
1.4 电势能和电势

电势能 电势 等势面

静电力做的功 电势能 功能关系 电势
一、静电力做功的特点：
静止的试探电荷放入电场中,将如何运动?
E +
F
电荷做加速运动,一段时间后获得一定的 速度，试探电荷的动能增加。
E
思考
+
F
1、什么力做功使试探电荷的动能增 大呢? 2、什么形式的能转换为动能的呢?

电势能 电势 等势面

静电力做的功 电势能 功能关系 电势
讨论:
1.若取B点的电势能为零,则A点的电势能为多少?
E = q E L COSθ
PA
B
L
E
2.若点电荷的电量为2q 、 3q、… 则A点的电势 能为多少?
PA
A ө q +
F
M
3.分析EPA/q一定吗？ E / q = E L COSθ 可见，该比值是一个与q无关，仅与A点的位置有 关的量，即仅与电场有关，我们就把该量定义为 一个新的物理量--电势
课堂练习
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二、电势能


定义：电荷在电场中具有的与电荷位置有关的 能，叫电势能。 理解：
电势能是相对的，与零电势能面有关。电荷在某点
的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位 置所做的功。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。电势能是电荷和电场所共有的，具有系统 性。
二、电势能


定义：电荷在电场中具有的与电荷位置有关的 能，叫电势能。 理解：
电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小；电场力
对电荷做负功，电荷的电势能增大。 功能关系——电势能定理：
WAB EPA EPB EP
课堂练习
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1.4 电势能和电势(2)
1.4 电势能和电势
四.等势面

等势面的用途：
1.利用等势面可以形象地描述电场具有能的性质． 2.由等势面来绘制电场线．实际中测量电势比测定
场强容易，所以常用等势面研究电场，先测绘出等 势面的形状和分布，再根据电场线与等势面相互垂 直，绘出电场线分布，这样就知道了所研究的电 场．
课堂练习
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4.将电荷q从A沿其它曲线移至B，静电力做功？
B
E
A+ ө
q F
M
由以上的推导我们可以得出什么结论?
一、静电力做功的特点



在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功只与电 荷的起始位置和终止位置有关, 与电荷经过的路 径无关。 W=q E·|AM|, |AM|为初、末两点投影到电场线 上的距离 这个结论也适合于非匀强电场。（暂不证明）
三. 电势

定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷 量的比值。
EP q
单位:伏特，符号为V，1 V = 1 J/C 沿着电场线方向电势降低。

三. 电势

理解：
EP q
某点电势的大小是相对于零点电势而言的，所以电
势是相对的。零电势的选择是任意的，一般选地面 和无穷远为零势能面。电势能与电势的零点相同。 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。反映电场能 的性质。
所以：全过程做功 W=W1+W2=q E· |AM|
A
沿 曲线ANB
B
B
q q
E
q
B
+
F
E
+
F
F
+
x2
A ө q+
F
M
q
A
+ x1
F
M
W1 = q E ·1 x
…………
W2 = q E ·2 x
W3 = q E ·3 x
x1 + x2 + x3 +…= ? W = W1 + W2 + W3 +… = q E· |AM|
等量异种点电荷的等势面，两点电荷连线的中垂面为一个等势面．
等量同种电荷电场的等势面
匀强电场的等势面
特点：垂直于电场线的一簇平面
形状不规则带电导体周围的电场和等势面
四.等势面

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、等势面一定跟电场线（电场力）垂直； 3、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等 势面，任意两个等势面都不会相交； 4、等差等势面越密的地方电场强度越大；分布越 疏,场强越小
1.4 电势能和电势(3)
1.4 电势能和电势

电势能 电势 等势面

静电力做的功 电势能 功能关系 电势
四.等势面

定义：在电场中常用等势面来表示电势的高低。 电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。
正点电荷的电场：等势面是以点电荷为球心的 一族球面，如图所示．
负点电荷的电场：等势面是以点电荷为球心的 一族球面，如图所示．
一、静电力做功的特点：
试探正电荷q在电场 强度为E的匀强电场中 沿几条不同路径从A点 移动到B点,静电力对电 荷做功分别为多少?
A
源自文库
沿直线AB
E
B
B
ө
A
甲
q
F
M
W=F cosƟ· |AB|=qE · |AM|
A
沿 折 线AMB
E B
B
q A
ө
F
q
M
F
甲 A M M B
W1=qE · |AM| W2=0