【精品课件】第4节-电势能和电势

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1、※知道静电力做功的特点，了解静电力做功和电势能变化的关系※※掌握电势能、电势的概念、公式和性质※知道什么是等势面，理解在同一等势面上移动电荷静电力不做功，知道电场线与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面我们知道重力做正功，物体的重力势能减小，其高度降低(如图甲)；当重力做负功，物体的重力势能增大，其高度升高(如图乙)．那么当电场力做正功(或负功)时(如图丙)，其电势能与电势又是怎样变化的呢？1．如图所示，电荷沿直线AB、折线ACB、曲线AB从A移到B静电力做功相同，即静电力做功与电荷的和有关，但与无关．起始位置终止位置经过的路径2．地球上的物体受到重力的作用，具有重力

2、势能．与此类似，电荷在电场中受到电场力的作用，也具有，这种势能叫做．3．电势能跟电量的比值，对于电场中的某一点来说，是一个．这个常量的大小跟电荷，反映了的一种性质，叫做电场的．4．在地图上常用表示地形的高低，与此相似，在电场中常用表示电势的高低．电场中的各点构成的面，叫做．势能电势能常量无关电场电势等势面电势相同等势面等高线5．如果取无穷远处为零电势点，在正的点电荷形成的电场中各点的电势均为值，在负的点电荷形成的电场中各点的电势均为值．正负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．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．特别提醒：(1

3、)教材中是以匀强电场为例进行推导说明的，但这一结论不仅适用于匀强电场，而且适用于任何电场．(2)只要初、末位置A、B确定了，移动电荷q电场力做的功WAB就是确定值，这一点与重力做功的情况相似．(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)和重力势能一样，电势能的变化量具有绝对性，在实际应用和运算中常用电势能的变化量．(4)在重力场中，重力做正功，重力势能就减少，克服重力做功，重力势能就增加．同样，在电场中，电场力对电荷做正功，电荷的电势能就减少，克服电场力做功，电荷的电势能

4、就增加．即W电＝－ΔEP上式中，W电表示电场力做的功，ΔEP表示电荷的电势能变化量．特别提醒：①电势能由电场和电荷共同决定，属于电场和电荷系统所共有的，我们常习惯说成“电场中的电荷所具有的”．②电势能是标量，有正、负，无方向．电势能的正、负仅表示大小，正值表示高于零电势能，负值表示低于零电势能．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(1)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：φ＝(3)在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号为V(4)电势是

5、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．特别提醒：①电势的相对性．电势是相对的，根据公式，只有先确定了某点的电势为零以后，才能确定电场中其他点的电势．电场中某点的电势跟零电势位置的选择有关．在理论确定中，对不是无限大的带电体产生的电场，选择无限远处为零电势；在实际处理问题中，又常取大地为零电势．②电势的固有性．电势φ是表示电场能量属性

6、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，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.③电势是标量．电势是只有大小、没有方向的物理量，在规定了零电势后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值．正值表示该点电势高于零电势；负值表示该点电势低于零电势．显然，电势的符号只表示大小，不表示方向．当规定无限远处为零电势后，正电荷产生的电场中各点的电势为正值，负电荷产生的电场中各点的电势为负值．且越靠近正电荷的地方电势越高，越靠近负电荷的地方电势越低．你能说出等量异种点电荷和等量同种点电荷的连线及其中垂线

7、上电势变化的规律吗？答案：由上节电场强度的分析可知．(1)等量异种点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低；中垂线是一等势线，若沿中垂线移动电荷至无穷远静电力不做功，因此若取无穷远处电势为零，则中垂线上各点的电势也为零．(2)等量正点电荷连线的中点场强最小，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．连线上和中垂线上关于中点对称的点电势对应相等.(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