第五讲 从能量的角度认识电场——电势能与电势
电势能和电势 课件
A
l
O
E PA1 E q l cos EPA1 E l cos
q
EPA2 E 2q l cos EPA1 E l cos
2q
决定某一点的性质
电势
（1）内容：电荷 在电场中某点的电势能 与它的电荷量的比值， 叫做这点的电势。
A
EP q
（2）单位：伏特（V）
（3）物理意义：用来 描述电场中能量性质的 一个物理量
电势能：电荷在电场中 具有的与电荷位置有关 的能，叫电势能。电势 能用Ep表示。
重力势能
gA
功能关系
电势能
EA
B
B
重力做正功， 重力势能减少；重 力做负功，重力势 能增加。
重力做的功等于重 力势能的减少量。
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。
静电力做的功等于 电势能的减少量。
结论：静电力做功只与电荷的初末沿电场线 方向的位移有关，与电荷经过的路径无关。
二、电势能：
1、电势能与重力势能的比较
重力势能
gA
电势能
EA
B
重力做功与通过的路 径无关，只与始末位 置的相对高度有关。
重力势能：物体由 于位置而具有的能 量，叫重力势能 （EP）。
B
静电力做功与通过的路径 无关，只与始末位置在电 场线方向的距离有关。
（4）电势是标量，只有大 小，没有方向，但可正可 负。相对与零势面的。
（5）电势高低的判断方法
（1)计算法： A
EPA q
注意：计算需带符号
A
B
A B
(2)电场线法：顺着电场
线的方向电势越来越低。
电势高低看箭头。
第五讲 从能量的角度认识电场——电势能与电势
第五讲 从能量的角度认识电场——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、电势能与电场力做功的关系。
（2）理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。
（3）明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。
（4）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。
知识串讲一、复习巩固1、功的计算：αcos ⋅⋅=L F W2、重力的特点：（1）做功与路径无关，由初末位置的高度差来决定。
（2）重力做功G W 与重力势能p E 之间的关系：重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。
即：P P P G E E E W ∆-=-=21（3）重力势能是相对的，须选定零势能参考面提出问题：一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动? 什么能转换为动能的呢?二、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 与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始 位置和终止位置有关。
对于非匀强电场也 适用：AM qE AB F W AB =⋅⋅=αcos做功的过程是一个能量转化的过程，那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？三、电势能1、定义：电场中的电荷由于受到电场力作用而具有的势能。
2、电场力做功与电势能的关系BM A F өq + AB E + v A B E + v正电荷从A 点移到B 点时,静电力做正功,电荷的电势能减少. 正电荷从B 点移到A 点时,静电力做负功,即电荷克服静电力做功,电荷的电势能增加.如果是负电荷呢？结论：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；电场力做的功等于电势能的减少量例1. 如图,在场强 C N E 310=的匀强电场中,点电荷q=+1c 从A 移动到B,AB 相距L=1m,电场力做功为多少?电势能如何变化?电荷在B 点的具有的电势能多大？理解要点：1、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。
电场能性质的描述——电势能和电势
高中物理电场能性质的描述——电势能和电势编稿老师刘汝发一校杨雪二校黄楠审核王红仙知识点考纲要求题型说明电场能性质的描述——电势能和电势1. 静电力做功特点及计算；2. 理解静电力做功与电势能变化之间的关系；3. 掌握电势的概念并能判断场中不同位置电势的高低；4. 掌握等势面的特点。
选择题、计算题本知识点属于高频考点、难点，电势能和电势是电场能的性质的描述的重要物理量，考查方向以场的能量为依托对电势能、电势等概念进行考查。
二、重难点提示：重点：1. 静电力做功特点及计算；2. 理解静电力做功与电势能变化之间的关系。
难点：电势的概念及电势高低的判断。
一、电场力做功与电势能1. 静电力做功的特点（1）在电场中移动电荷时，电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，可见静电力做功与重力做功相似。
（2）在匀强电场中，静电力做的功W＝Eqd，其中d为沿电场线方向的位移。
2. 电势能（1）定义：电荷在电场中具有的势能。
电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。
（2）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减少量，即W AB＝ApE－BpE。
（3）电势能的相对性：电势能是相对的，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。
二、电势1. 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。
（2）定义式：φ＝qEp（3）标矢性：电势是标量，其大小有正负之分，其正（负）表示该点电势比电势零点高（低）。
（4）相对性：电势具有相对性，同一点的电势因零电势点选取的不同而不同。
（5）电场线法判断电势高低：沿着电场线方向电势逐渐降低。
2. 等势面（1）定义：电场中电势相同的各点构成的面。
（2）特点①电场线跟等势面垂直，即场强的方向跟等势面垂直；②在等势面上移动电荷时电场力不做功；③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面；④等差等势面越密的地方电场强度越大；反之越小；⑤任意两等势面不相交。
电场中的电势能及电势
电势的计算方法
定义：电势是单位正电荷在静电场 中的某点所具有的势能
单位：伏特（V）
添加标题
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公式：电势 = 电势能 / 电荷量
添加标题
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指向电势降低的方向
电场线的疏密表示电势的高低
添加标题
添加标题
电场线密集的地方电势较低
添加标题
添加标题
电场中的电势能及电势
汇报人：XX
目录
电势能 电势
01
电势能与电势的区别 与联系
03
02
电势能
电势能的定义
电势能是电荷在电场中由于位置不同而具有的能量 电势能与电场力做功和电荷量成正比 电势能具有相对性，通常以无穷远处为零势能点 电势能是标量，但有正负之分，正电荷在正电场中电势能为正，负电荷在正电场中电势能为负
实例分析：带电粒子在电场中 的运动
电势能与电荷的关系
电势能是电荷在电场中由于位置不同而具有的能量 电势能与电荷的数量和电场强度有关 电势能是相对的，相对于零电势能面的选择 电势能的变化与电场力做功有关
电势
电势的定义
电势是描述电场中电场力做功能力 的一个物理量
电势具有相对性，与零电势点的选 择有关
沿电场线的方向电势逐渐降低
电势能与电势的 区别与联系
定义上的区别与联系
电势能：电荷在电场中由于位置差异而具有的能量
电势：描述电场中某点电场强度大小的物理量
区别：电势能是相对的，与零势能点的选择有关；电势是绝对的，与零势能点的选择 无关
联系：电势能与电势的变化率成正比，即电势能的变化量等于电势的变化量乘以电荷 量
与电场关系的区别与联系
电势能与电场强度无直接关系，只与电荷在电场中的位置有关 电势能是相对的，与零电势点的选择有关 电势是描述电场能的性质的物理量，与电场强度和方向有关 电势能与电势无直接关系，但可以通过电势差来计算
电势能和电势
d
+q
AL
E
将+q由A移
做功的过程是一个到 场B力的对过电程荷电做
能那B量 么转 电化 场的 力过 做程 功， 的功为：
过程是什么W能电转＝化qEd qEl cos
为什么能呢？
将-q由A移到B的过程，电场
力对电荷做功为：
W电＝ qEd qEl cos
二.电势能
1. 定义: 电荷在电场中具有势能。
4. 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，
图1-4-2
2. 静电力做的功等于电势能的减少量
WAB = EPA - EPB
3. 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电场力所做的功.
取 EPB = 0 EPA = WAB
通常把离场源无限远处或大地表面的电势能规定为零
EPA = WA0
取O点的电势能为零
A+ θ
L
FE
O
EPA = q E L COSθ
化？怎样变化？ ·A
·A
·O
·O
·B 甲
·B 乙
1 ．在电场中移动正电荷时，如果外力克服电场力
对电荷做功，则一定是（ ）
A ．顺着电场线方向移动 B ．逆着电场线方向移动
C ．电势能增大
D ．电势能减小
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
电场的能量与电势能
电场的能量与电势能电场是由电荷引起的空间中的一种物理场，它具有能量，并且能够将这种能量传递给其他物体。
在电场中，电势能是描述电荷在电场中具有的能量状态的物理量。
本文将探讨电场的能量以及电势能的概念和计算方法。
一、电场的能量电场具有能量，这是因为电荷在电场中所受到的力可以对其进行功。
电场能量的大小与电荷和电场强度有关。
考虑一个点电荷Q在电场中的情况，当一个测试电荷q置于电场中，电场对它所做的力可以表示为F=qE，其中E是电场的强度。
根据力与位移之间的关系，我们可以得到在移到距离r处时电场对测试电荷所做的功W：W = F·d = qE·dr根据电场强度的定义E = k·Q/r^2，将其代入上述公式中，并对位置r积分，可以得到电场的能量U：U = ∫W = ∫qE·dr = q∫E·dr对电势能进行积分得到：U = -q∫E·dr其中，积分路径是从无穷远处Q电荷到距离r处的路径。
这表明电场的能量取决于路径的选择。
如果电场不是由一个点电荷产生的，而是由分布有限的电荷产生的，则需要对所有电荷的贡献进行求和，再对其进行积分，以得到总的电场能量。
二、电势能电势能是描述电荷在电场中由于位置而具有的能量。
根据电场能量的定义，可以得到电势能与电场强度之间的关系。
对于一个点电荷Q，在距离r处的电势能为：U = -q∫E·dr将E = k·Q/r^2代入上述公式中，可以得到电势能与电场强度之间的关系：U = -q∫k·Q/r^2·dr = -k·Q·q/r电势能是一个标量，具有大小和符号，表示电荷在电场中由于位置而具有的能量状态。
对于多个点电荷的情况，电势能为各个电荷电势能的代数和。
三、电场能量的应用电场的能量与电势能的概念和计算方法在实际应用中具有重要的意义。
1. 电场能量的转换：当物体在电场中发生移动时，电场对物体所做的功将会改变物体的电势能。
《电势能和电势》电势能与能量守恒
《电势能和电势》电势能与能量守恒在我们的日常生活中，电无处不在。
从为我们照亮房间的电灯，到让我们随时与世界保持联系的手机，电的应用已经深入到了生活的方方面面。
而要深入理解电的本质和规律，就不得不提到电势能和电势这两个重要的概念。
首先，让我们来搞清楚什么是电势能。
想象一下，一个带电荷的粒子在电场中运动。
就好像一个小球在重力场中上下移动一样，这个带电粒子因为它在电场中的位置而具有了一种潜在的能量，这就是电势能。
比如说，有一个正电荷，在电场中被推向电场强度减小的方向，这个过程就像把一个重物从低处搬到高处，需要对它做功，从而增加了它的势能。
相反，如果是一个负电荷，情况就正好相反，它会顺着电场强度减小的方向运动，势能会减少。
那么，电势能是怎么来的呢？这就要提到电场对电荷做功的问题。
当电场对电荷做功时，电荷的电势能就会发生变化。
就像我们用力推一个物体，使它的位置发生变化，从而改变了它的势能一样。
而且，电场力做功与路径无关，只与电荷的起始和终止位置有关。
这一点和重力做功非常相似，无论你是沿着直线爬山还是绕着弯子爬山，重力做功只取决于你的起点和终点的高度差。
再来说说电势。
电势可以理解为电场中某一点的“势能水平”。
如果把电势能比作高度，那么电势就相当于海拔。
在电场中，不同的位置具有不同的电势。
为了更形象地理解电势，我们可以想象一个电场就像一座高低起伏的山脉，电势高的地方就像是山峰，电势低的地方就像是山谷。
电荷会自然地从电势高的地方向电势低的地方移动，就像水会从高处流向低处一样。
那电势是怎么确定的呢？通常我们会选定一个参考点，规定它的电势为零，比如大地或者无限远处。
然后，根据电场的分布和电场力做功的情况，来确定其他点的电势。
电势能和电势之间有着密切的关系。
电势能等于电荷与所在位置电势的乘积。
这就好比物体的重力势能等于物体的质量乘以所处高度的重力加速度。
了解了电势能和电势，对于我们理解很多电学现象和解决实际问题都非常有帮助。
电场的能量电势能和电场能
电场的能量电势能和电场能电场的能量、电势能和电场能在我们探索电学世界的旅程中，电场的能量、电势能和电场能是三个至关重要的概念。
它们如同电学领域中的三颗璀璨明珠，各自闪耀着独特的光芒，又相互关联，共同构建起了我们对电场的深入理解。
让我们先来谈谈电势能。
想象一下，在一个电场中，有一个带电粒子。
这个粒子因为处于电场中的特定位置，就具有了一种潜在的能量，这就是电势能。
就好比一个物体在高处具有重力势能一样，带电粒子在电场中的位置决定了它的电势能大小。
如果把这个带电粒子从一个位置移动到另一个位置，电势能就会发生变化。
而且，电势能的大小与电荷量以及所在位置的电场强度都有关系。
那么，电场能又是什么呢？简单来说，电场能就是电场本身所具有的能量。
电场可不是虚无缥缈、毫无能量的存在。
它就像一个充满能量的“仓库”，能够对处于其中的带电粒子施加力的作用，从而影响它们的运动状态。
当电场发生变化时，比如电场强度的改变或者电场范围的扩大缩小，电场能也会相应地发生变化。
而电场的能量呢？其实，电场能和电场的能量在很大程度上是相似的概念。
可以把电场想象成一个巨大的能量“海洋”，其中的每一部分都蕴含着能量。
电场的能量分布与电场的强度、空间范围等因素密切相关。
为了更深入地理解这些概念，我们不妨通过一个简单的例子来感受一下。
假设我们有一个平行板电容器，两块极板分别带有等量的正负电荷。
在两极板之间就形成了一个匀强电场。
当我们把一个电荷从一个极板移动到另一个极板时，需要克服电场力做功，这个过程中电荷的电势能就发生了变化。
而整个平行板电容器所具有的电场能，就与极板的面积、极板之间的距离以及所带电荷量的大小有关。
从微观角度来看，电场是由电荷产生的。
电荷周围存在着电场，而电场中又存在着能量。
这种能量的存在形式是多样的，既可以表现为带电粒子的电势能，也可以是电场本身所具有的能量。
在实际应用中，对电场的能量、电势能和电场能的理解和运用具有重要意义。
比如在电子电路中，电容器的充电和放电过程就涉及到电势能和电场能的相互转化。
电势能和电势 课件
(4)在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地 方，等差等势面稀疏。
(5)等势面是为描述电场的性质而假想的面。 (6)等势面的分布与零电势点的选取无关。
2．几种常见电场的等势面
3．电场线与等势面的区别与联系
电场线
等势面
形象描述电场强度的强弱 形象描述电场中各点电
物理意义
和方向
势的高低
带箭头的不闭合的曲线，两 可以闭合，也可以不闭
图线特点
电场线不相交
合，不同等势面不相交
曲线上某一点的切线方向 等势面的垂线方向为场
描述电场 为场强方向，疏密表示场强 强方向，等差等势面的疏
大小
密表示场强大小
电荷沿电场线移动时静电 电荷沿等势面移动时静
做功情况
力必做功
电力不做功
联系
(1)沿电场线方向电势降低 (2)电场线与等势面垂直
由电势的定义式 φ＝Eqp计算或判断电势与电势能关系时，Ep、 φ、q 都必须代入正、负号运算，而由电场强度的定义式 E＝Fq计 算时不需要代入正、负号，都取绝对值进行运算。
对等势面的理解和应用
1.等势面的特点 (1)在等势面内任意两点间移动电荷，电场力不做功。 (2)在空间中两等势面不相交。 (3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势 较低的等势面。
2.电势能的性质
性质
理解
电势能是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所 系统性
共有的，我们习惯上说成电荷的电势能
电势能是相对的，其大小与选定的电势能为零的参考点有 相对性
关。确定电荷的电势能，首先应确定参考点
标矢性能大小的方法 (1)做功判定法：无论是哪种电荷，只要是电场力做了正功，电 荷的电势能一定是减少的；只要是电场力做了负功(克服电场力做 功)，电荷的电势能一定是增加的。 (2)电场线法：正电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定减少， 逆着电场线的方向移动，电势能一定增加；负电荷顺着电场线的方 向移动，电势能一定增加，逆着电场线的方向移动，电势能一定减 少。
电场中的电势和电势能
电场中的电势和电势能在物理学中，电场是一种特殊的物理场，由带电粒子所产生。
电场存在于我们周围的环境中，而电势和电势能则是描述电场特性的重要概念。
本文将详细探讨电场中的电势和电势能，并解释它们的定义、计算方法以及它们在电学中的重要作用。
一、电势的定义和计算方法1.1 电势的定义电势是描述电场中电荷所受力的性质。
具体来说，电势是以单位正电荷在电场中所具有的势能。
在国际单位制中，电势的单位是伏特（V）。
1.2 电势的计算方法在点电荷产生的电场中，可以通过与该点电荷相互作用的其他电荷的受力来计算电势差。
根据库仑定律，电势差的计算公式为：ΔV = k * (q / r)其中，ΔV表示电势差，k表示库仑常数，q表示电荷量，r表示距离。
对于连续分布电荷的情况，可以利用电势的叠加原理来计算。
即将电场产生的点电荷的电势差进行累加。
二、电势能的定义和计算方法2.1 电势能的定义电势能是描述电荷在电场中所具有的势能。
当带电粒子在电场中移动时，会受到电场力的作用，从而改变其位置和速度。
根据能量守恒定律，粒子所获得或失去的能量将转化为电势能或动能。
在电学中，我们主要关注电势能。
2.2 电势能的计算方法根据电势能的定义，可以通过电荷在电场中所具有的电势差以及电荷的大小来计算电势能。
计算公式如下：Ep = q * ΔV其中，Ep表示电势能，q表示电荷量，ΔV表示电势差。
三、电势和电势能的作用3.1 描述电荷间相互作用的性质电势和电势能是描述电荷在电场中相互作用的重要物理量。
电势描述了电荷移动时所受到的力的大小，而电势能则表示了电荷在电场中所具有的势能大小。
通过电势和电势能，我们可以准确地描述电荷之间相互作用的性质，从而进一步研究电场的特性和行为。
3.2 用于计算电场中的力和能量电势和电势能可以帮助我们计算电场中的力和能量。
通过与电场中的电荷相互作用的电势差，我们可以计算出该电荷所受到的力大小。
同时，通过电势能的计算，我们可以求解电荷在电场中所具有的能量。
电场和电势能
电场和电势能电场和电势能是电学领域中非常重要的概念，它们对于理解电荷之间的相互作用和电场能量转化具有关键作用。
本文将介绍电场和电势能的定义、性质以及它们在物理学中的应用。
一、电场电场是电荷产生的物理场，描述了电荷对周围空间的影响力。
在电场中，带电粒子会受到电场力的作用，这个力大小与电荷的属性有关。
电场的单位是“牛顿/库仑”，表示单位正电荷在电场中所受到的力。
1.1 电场强度电场强度（E）定义为单位正电荷在电场中所受到的力。
其计算公式为：E =F / q其中，E表示电场强度，F表示电场力，q表示单位正电荷的电荷量。
电场强度是一个矢量量，它的方向与电场力的方向相同或者相反。
1.2 电场线为了更直观地描述电场的性质，我们引入了电场线的概念。
电场线是一条虚拟的曲线，它的切线方向表示该点处电场强度的方向。
电场线从正电荷流向负电荷，而且电场线的密度表示电场强度的大小。
电场线趋于平行时，表示电场强度均匀；电场线趋于密集时，则表示电场强度较大。
二、电势能电势能是电荷在电场中具有的能量，它是描述电荷位置的一种物理量。
单位为焦耳（J），电势能可分为两种类型：电位能和电势能差。
2.1 电位能电位能是指单位正电荷在电场中所具有的势能。
电位能的计算公式为：V = W / q其中，V表示电位能，W表示电势能，q表示电荷量。
电位能是一个标量量，它的大小与电荷的属性和所处位置有关。
2.2 电势能差电势能差是指两点之间的电势能差异。
它的计算公式为：ΔV = V2 - V1其中，ΔV表示电势能差，V2和V1分别表示两点的电势能。
电势能差是一个标量量，它描述了从位置1到位置2所需要的能量变化。
三、电场和电势能的应用电场和电势能在物理学的许多领域中具有广泛的应用。
3.1 静电力静电力是指两个电荷之间由于电场作用力产生的相互作用力。
静电力的大小与两个电荷的属性和它们之间的距离有关。
根据库仑定律，静电力的计算公式为：F = k * |q1 * q2| / r^2其中，F表示静电力，k表示库仑常数，q1和q2表示两个电荷的电荷量，r表示两个电荷之间的距离。
电势能和电势 课件
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
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。
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
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
电能与电势能深入剖析电场概念
电能与电势能深入剖析电场概念在物理学中，电场是一个重要而基础的概念，它涉及到电力学中电荷的相互作用和能量的转化。
电场的存在和性质可以通过电能和电势能的概念来深入理解。
本文将从电能和电势能的角度，深入剖析电场概念。
一、电能的概念及计算电能是指电荷在电场中所具有的能量。
当一个带电体在电场中移动时，由于电场对带电体做功，可以转化为电能。
电能的计算可以通过以下公式：电能的计算公式：E = QV其中，E表示电能，Q表示带电体的电荷量，V表示电场中的电势差。
电势差是指单位电荷在电场中移动时获得或失去的势能差，也是衡量电场力场强度的重要指标。
电势差的计算公式如下：电势差的计算公式：V = W/Q其中，V表示电势差，W表示电场对电荷所做的功，Q表示电荷量。
二、电势能与电场的关系电势能是指带电体由于所处位置的不同而具有的能量差。
带电体在电场中的电能转化为电势能，从而体现了电场对电荷的作用。
电势能可以通过下式进行计算：电势能的计算公式：Ep = QΔV其中，Ep表示电势能，Q表示电荷量，ΔV表示电场中的电势差。
电势能的计算还可以使用电场强度来表示。
电场强度的定义如下：电场强度的定义：E = F/Q其中，E表示电场强度，F表示电场对电荷所施加的力，Q表示电荷量。
根据电场强度与电场间的关系，可以得到电势能的计算公式：电势能的计算公式：Ep = QE三、电能与电势能在电场中的应用电能和电势能在电场中具有重要的应用价值。
在电势能方面，我们利用电势差的概念可以计算电场中各点的电位差，从而揭示电场的分布情况。
实际应用中，我们可以利用电势能差来了解电荷在电场中的运动情况，以及电势能的转换等。
电势能的转换使得我们能够利用电场对电荷进行加速和定向控制，实现电力传输、电子设备的操作和电子信号的传递等。
电能与电势能的概念及计算方法对于深入理解电场和解决实际问题具有重要意义。
深入剖析电能和电势能的关系，可以加深我们对电场概念的理解，为进一步探索电磁学领域的发展提供基础。
电势能与电势关系探讨
电势能与电势关系探讨在物理学中，电势能与电势是两个极其重要的概念，它们对于理解电场的性质和电荷在电场中的运动有着至关重要的作用。
首先，让我们来搞清楚什么是电势能。
简单来说，电势能就是电荷在电场中由于位置的不同而具有的能量。
想象一下，一个电荷就像一个小球，放在一个有高低起伏的“场地”（电场）中。
这个小球在不同的位置，具有的能量是不同的。
比如，把一个正电荷从电场中的 A 点移动到 B 点，如果电场力对它做正功，那么它在 B 点的电势能就比在A 点低；反之，如果电场力对它做负功，那么它在 B 点的电势能就比在 A 点高。
那电势又是什么呢？电势可以理解为电场中某一点的“势能高度”。
它就像是描述这个“场地”中每个位置的“高度”指标。
在电场中，选定一个参考点，通常是无穷远处或者大地，规定其电势为零。
那么其他点的电势就是把单位正电荷从该点移动到参考点时电场力所做的功。
电势能和电势之间有着紧密的联系。
它们的关系就像是高度和高度差的关系。
电势差决定了电荷在电场中移动时电势能的变化。
具体来说，电荷在电场中移动时，电势能的变化等于电荷量与两点间电势差的乘积。
这就好比一个物体在重力场中下落，重力势能的变化等于物体的质量与高度差的乘积。
为了更直观地理解，我们来看一个例子。
假设有一个匀强电场，电场强度为 E，在电场中有 A、B 两点，它们之间的距离为 d。
如果 A 点的电势为φA，B 点的电势为φB，那么把一个电荷量为 q 的正电荷从A 点移动到B 点，电场力做的功 W 就等于q(φA φB)，这个功也就等于电荷电势能的减少量。
再深入探讨一下，电势的高低反映了电场的方向。
在电场中，顺着电场线的方向，电势逐渐降低。
这意味着，如果一个正电荷沿着电场线方向运动，它的电势能会逐渐减少；而一个负电荷沿着电场线方向运动，它的电势能会逐渐增加。
从数学表达式上来看，电势能 Ep 等于电荷量 q 与电势φ 的乘积，即 Ep ＝qφ。
这个式子清楚地表明了电势能与电势以及电荷量之间的关系。
电势能和电势
等势面的性质
1. 在等势面上任意两点间移动电 荷时, 电场力不做功. 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.
等 势 面 的 形 状
等 势 面 的 形 状
等 势 面 的 形 状
等 势 面 的 形 状
等 势 面 的 形 状
等势面的性质
3. 等差等势面的疏密同样可以表 电场强度的大小. 等势面越密的地方, 电场强度越大.
③电势是标量, 但有正负(表大小), 正的代
表比零电势高, 负的代表比零电势低,
而不代表方向. ④沿着电场线方向电势降低: A
B
C
A B c
电势差U
电势
电势能
定义
U＝W/q
= /q
单位正电荷 单位正电荷从 电荷从该点移 大小 在两点间移 该点移到参考 到参考点时电 等于 动时电场力 点电场力做功 场力做的功 做的功
力学中我们研究力和运动的关系时，是分
别从动力学和能量两个角度来进行的。现在
电学中我们要深刻认识电场的性质，也要采
用类似的方法。前面三节内容我们已经从电 的角度研究了电场的性质，并且引入“电场
荷在电场中受力作用——“电场具有力的性质” 强度”去描述电场的这种性质；那么从能量
的角度来看，电场又有什么性质呢？
4. 任意两个电势不等的等势面不 能相交.
说明:
①电势差与电势的关系: 两点间电势差等
于这两点电势之差. 即:
U AB A B
②电势是相对的, 是相对于零势面来的, 一 般选大地或无限远为零势面.
③电势是标量, 但有正负(表大小), 正的代
表比零电势高, 负的代表比零电势低,
而不代表方向.
电场的能量电势能和电场能
电场的能量电势能和电场能电场的能量、电势能和电场能在我们的日常生活中，电无处不在，从为我们照明的电灯，到让我们随时保持联系的手机，再到驱动各种大型机器运转的电力系统。
而在这一切的背后，都离不开电场的作用。
电场不仅能够使电荷移动，还蕴含着能量，这其中就包括电势能和电场能。
首先，让我们来了解一下什么是电势能。
简单来说，电势能就是电荷在电场中所具有的势能。
想象一下，把一个重物举到高处，它就具有了重力势能。
同样的道理，当一个电荷在电场中受到电场力的作用，而具有了做功的能力，就说这个电荷具有了电势能。
电势能的大小与电荷的电荷量以及它在电场中的位置有关。
就好像在重力场中，重力势能与物体的质量和高度有关一样。
举个例子，如果有一个正电荷在一个正的电场中，那么它就会受到电场力的作用，向着电场强度减弱的方向移动。
在这个过程中，电场力对电荷做功，电荷的电势能就会减少。
反之，如果是一个负电荷在正的电场中，它会朝着电场强度增强的方向移动，电场力做负功，电荷的电势能增加。
那么电势能是怎么计算的呢？电势能等于电荷的电荷量乘以该点的电势。
而电势呢，就像是在重力场中的高度，是描述电场中位置特性的一个物理量。
接下来，我们再谈谈电场能。
电场能是电场本身所具有的能量。
电场就像是一个能量的仓库，能够储存能量，并且可以在适当的时候释放出来。
当电场发生变化时，比如电场强度的改变或者电场的分布发生变化，就会有能量的传递和转化。
比如在电容器中，当电容器充电时，电场逐渐建立，电能被存储在电场中，这就是电场能的积累。
而当电容器放电时，电场能又被释放出来，转化为电路中的电流和其他形式的能量。
电场能的大小与电场的强度以及电场所占据的空间有关。
电场强度越大，电场能就越大；电场所占据的空间越大，电场能也越大。
电势能和电场能之间有着密切的联系。
电势能是电荷在电场中所具有的能量，而电场能则是电场本身所蕴含的能量。
它们在一定条件下可以相互转化。
比如说，当电荷在电场中移动时，电势能会发生变化，而这个变化的能量往往来自于电场能的转化。
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第五讲 从能量的角度认识电场——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、电势能与电场力做功的关系。
（2）理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。
（3）明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。
（4）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。
知识串讲
一、复习巩固
1、功的计算：αcos ⋅⋅=L F W
2、重力的特点：
（1）做功与路径无关，由初末位置的高度差来决定。
（2）重力做功G W 与重力势能p E 之间的关系：重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。
即：P P P G E E E W ∆-=-=21
（3）重力势能是相对的，须选定零势能参考面
提出问题：一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动? 什么能转换为动能的呢?
二、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 与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始 位置和终止位置有关。
对于非匀强电场也 适用：AM qE AB F W AB =⋅⋅=αcos
做功的过程是一个能量转化的过程，那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？
三、电势能
1、定义：电场中的电荷由于受到电场力作用而具有的势能。
2、电场力做功与电势能的关系
B
M A F ө
q + A
B E + v A B E + v
正电荷从A 点移到B 点时,静电力做正功,电荷的电势能减少. 正电荷从B 点移到A 点时,静
电力做负功,即电荷克服静电力做功,电荷的电势能增加.
如果是负电荷呢？
结论：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；
电场力做的功等于电势能的减少量
例1. 如图,在场强 C N E 3
10=的匀强电场中,点电荷q=+1c 从A 移动到B,AB 相距L=1m,
电场力做功为多少?电势能如何变化?电荷在B 点的具有的电势能多大？
理解要点：
1、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。
2、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
3、电势能是相对的，与零电势能面有关电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小.
4、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性
5、电势能是标量
6、重力势能与电势能的类比
PB PA AB E
E W -=
四、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
2、公式：q
E P =ϕ（计算时电荷要代入正负号） 3、单位：伏特（V ），C J V 11=,是一个标量
4、电势具有相对性：确定电势,应先规定电场中某处的电势为零.(通常规定离场源电荷无限
远处或大地的电势为零.)
5、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。
即ϕ与Ep 、q 无关
例2 试探电荷q1放在电场中的A 点,电势能为E(规定无限远处电势能为零),A 点的电势为
________,若把试探电荷q1换成试探电荷q2放在电场中的A 点,A 点的电势为___________
(仍规定无限远处电势能为零).
五、比较电荷在电场中某两点电势能大小的方法
1.做功判断方法
2.电场线法
3.由公式EP=q φ判断
4.场源电荷判断法
六、电势高低的判断方法
1.电场线法
沿着电场线方向,电势将怎样变化?沿电场线方向电势降低
2.场源电荷判断法
3.做功判断法
如图所示，负电荷Q 的电场中有a 、b 两点.
(1)比较a 、b 两点电势高低.
(2)在a 点分别放入负电荷q1和q2，且q1的电量大于q2的电量，则两个电荷的电势能哪一
个较大?
(3)比较同一正电荷在a 、b 两点电势能的大小.
A a b c
B 1、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5×10－6J 的功，
那么 ( )
A ．电荷在
B 处时将具有5×10－6J 的电势能
B ．电荷在B 处将具有5×10－6J 的动能
C ．电荷的电势能减少了5×10－6J
D ．电荷的动能增加了5×10－6J
2．如图1所示，a 、b 为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是 （ ）
A ．把正电荷从a 移到b ，电场力做正功，电荷的电势能减少
B ．把正电荷从a 移到b ，电场力做负功，电荷的电势能增加
C ．把负电荷从a 移到b ，电场力做正功，电荷的电势能增加
D ． 从a 到b 电势逐渐降低
3、有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是（ ）
A 、由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定
B 、由放在该点的电荷的电量多少来决定
C 、与放在该点的电荷的正负有关
D 、是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关
4. 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，则下列说法正确
的是( )
A.粒子带负电
B.粒子在A 点具有的电势能εA 小于粒子在B 点具有的电势能ε B
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
5.如图所示，是某电场中的一条直电场线，一电子从a 点由静止释放，它将沿直线向b 点运
动，下列有关该电场情况的判断正确的是( )
A.该电场一定是匀强电场
B.场强Ea 一定小于Eb
C.电子具有的电势能εa 一定大于ε b
D.电势φa 一定低于φb
例1如图所示，a 、b 、c 是某电场中一条电场线AB 上的 三点，且Aa=ab=bc=cB ，用φa 、φb 、φc 和E a 、E b 、E c
分别表示三点的电势和电场强度大小，
（1）若该电场是匀强电场，则φa 、φb 、φc 的大小关系为 ，E a 、E b 、E c 的大小关
系为 ；
（2）若该电场是A 处的点电荷产生的，则φa 、φb 、φc 的大小关系为 ，E a 、E b 、
E c 的大小关系为 ；
（3）若该电场是B 处的点电荷产生的，则φa 、φb 、φc 的大小关系为 ，
E a 、E b 、E c 的大小关系为 ；
（4）若A 、B 处分别为两个等量异种电荷，则φa 、φb 、φc 的大小关系为 ，
E a 、E b 、E c 的大小关系为 _____________。
B A
C E 例2如图所示，在匀强电场中有A 、B 两点，将一电量为q 的正电荷从A 点移到B 点，第一次沿直线AB 移动该电荷，电场力做功为W 1；
第二次沿路径ACB 移动该电荷，电场力做功W 2；第三次沿曲线AB
移动该电荷，电场力做功为W 3，则
( )
A ．W 1＞W 2＞W 3
B ．W 1＜W 3＜W 2
C ．W 1= W 2 = W 3
D ．W 1= W 2＜W 3
例3如图3所示，A 、B 是电场中两点，一个带负电的点电荷Q 在A 点所受的电场力要比它
在B 点所受的电场力____，该负电荷在A 点的电势能要比它在B 点的电势能______，A 点的
电场强度要_____于B 点的电场强度，A 点的电势要______于B 点的电势.
例4．如图4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E PA ＞E P
B ＞E PC
B ．放上+q 时，它们的电势能E PA ＜E PB ＜E PC
C ．放上－q 时，它们的电势能E PA ＞E PB ＞E PC
D ．放上－q 时，它们的电势能
E PA ＜E PB ＜E PC
例5．如图，是某电场中的一条直电场线，一电子（重力不计）从a 点由静止释放，它将沿
直线向b 点运动，则可判断( )
A ．该电场一定是匀强电场
B ．场强E a 一定小于E b
C ．电子具有的电势能E Pa 一定大于E Pb D
．两点的电势φa
一定低于φb
图3 图4 a b。