高二物理电势能与电势.docxVIP

第 4 节 电势能和电势 . 要点一 判断电势高低的方法 电场具有力的性质和能的性质，描述电场的物理量有电势、电势能、静电力、静电力做 功等，为了更好地描述电场，还有电场线、等势面等概念，可以从多个角度判断电势高低． 在正电荷产生的电场中，离电荷越近电势越高，在负电荷产生的电场中，离电荷越近，电势越低． 电势的正负．若以无穷远处电势为零，则正点电荷周围各点电势为正，负点电荷周围各点电势为负． 利用电场线判断电势高低．沿电场线的方向电势越来越低． 根据只在静电力作用下电荷的移动情况来判断．只在静电力作用下，电荷由静止开始移动，正电荷总是由电势高的点移向电势低的点；负电荷总是由电势低的点移向电势高的点．但它们都是由电势能高的点移向电势能低的点． 要点二 理解等势面及其与电场线的关系 电场线总是与等势面垂直的(因为如果电场线与等势面不垂直，电场在等势面上就 有分量，在等势面上移动电荷，静电力就会做功)，因此，电荷沿电场线移动，静电力必定做功，而电荷沿等势面移动，静电力必定不做功． 在同一电场中，等差等势面的疏密也反映了电场的强弱，等势面密处，电场线密， 电场也强，反之则弱． 已知等势面，可以画出电场线；已知电场线，也可以画出等势面． 电场线反映了电场的分布情况，它是一簇带箭头的不闭合的有向曲线，而等势面是一系列的电势相等的点构成的面，可以是封闭的，也可以是不封闭的． 要点三 等势面的特点和应用 特点 (1)在同一等势面内任意两点间移动电荷时，静电力不做功． (2)在空间没有电荷的地方两等势面不相交． 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． 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)等势面是虚拟的，为描述电场的性质而假想的面． 应用 由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差别． 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． 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，从而确定电场大体分布． 由等差等势面的疏密，可以定性地确定某点场强的大小. 重力做功和静电力做功的异同点如何？ 重力做功 静电力做功 1 / 10 相似点 重力对物体做正功，物体重力势能减少， 静电力对电荷做正功，电荷电势能减少， 重力对物体做负功，物体重力势能增 静电力对电荷做负功，电荷电势能增 加．其数值与路径无关，只与始末位置 加．其数值与路径无关，只与始末位置 有关 有关 不同点  重力只有引力，正、负功比较容易判断．例如，物体上升，重力做负功 由于存在两种电荷，静电力做功和重力做功有很大差异．例如：在同一电场中沿同一方向移动正电荷与移动负电荷， 电荷电势能的变化是相反的，静电力做功的正负也是相反的 应用 由重力做功的特点引入重力势能 电势和电势能的区别和联系是什么？ 电势 φ 物理 反映电场的能的性质的物理量，即已意义 知电势就可以知道任意电荷在该点的 电势能 由静电力做功的特点引入了电势能 电势能 Ep 电荷在电场中某点所具有的能量 相关 电场中某一点的电势 φ 的大小，只跟因素 电场本身有关，跟检验电荷 q 无关 电势能大小是由点电荷 q 和该点电势 φ 共同决定的 大小 电势沿电场线逐渐下降，取定零电势 正点电荷(＋q)：电势能的正负跟电势正负 点后，某点的电势高于零者，为正值； 的正负相同．负点电荷(－q)：电势能 某点的电势低于零者，为负值 的正负跟电势的正负相反 单位 伏特V 焦耳J p＝ q联系 p ＝ q  pE ＝qφ p 常见电场等势面和电场线的图示应该怎样画？ 点电荷电场：等势面是以点电荷为球心的一簇球面，越向外越稀疏，如图 1－4－5 所示． 图 1－4－5 等量异种点电荷的电场：是两簇对称曲面，两点电荷连线的中垂面是一个等势面．如 .φ图 1－4－6 所示．在从正电荷到负电荷的连线上电势逐渐降低，φAφ . φ ′；在中垂线上 ＝ φA B φ ′ B 2 / 10 图 1－4－6 等量同种点电荷的电场：是两簇对称曲面，如图1－4－7 所示，在AA′线上 O 点电势最低；在中垂线上 O 点电势最高，向两侧电势逐渐降低，A、A′和 B、B′对称等势． 图 1－4－7 匀强电场：等势面是与电场线垂直、间隔相等、相互平行的一簇平面，如图1－4－8 所示． 图 1－4－8 一、电势能 【例 1】 下列关于电荷的电势能的说法正确的是( ) A．电荷在电场强度大的地方，电势能一定大 B．电荷在电场强度为零的地方，电势能一定为零 C．只在静电力的作用下，电荷的电势能一定减少 D．只在静电力的作用下，电荷的电势能可能增加，也可能减少答案 D 解析 电荷的电势能