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1、1.4 电势能 电势与电势差,第一章 静电场,复习回顾,1、功的计算：,2、重力做功有什么特点？,(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.,(2)WG与重力势能的关系.,(3)重力势能是相对的,有零势能面.(人为选定) 重力势能具有系统性,功是能量转化的量度！,试探电荷静止的放入电场中,将如何运动?,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.,讨论：什么能转换为动能的呢?,将试探正电荷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?,W=F cos|AB|=q E |AM|,q,W1=qE |AM|,W2=0,所以：全过程做功 W
2、=W1+W2=q E|AM|,乙,沿曲线ANB呢?,M,结论： 在匀强电场中移动电荷时，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。,(对于非匀强电场也适用),将+q由A移到B的过程电场力对电荷做功为：,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？,我们学过了什么物理量做功与路径无关,只与初末位置有关?,思考与讨论,地球附近的重力场跟电荷的电场相似,正电 荷,-q,qE,场方向,WG = EP1 - EP2 = -EP,1. 重力做正功,重力势能减少.,重力做负功,即物体克服重力做功, 重力势能增加.,重力做的功等于重力势能的减少
3、量.,尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异存在两种电荷,电势能的大小是与试探电荷的电性和电量q都有关，故不能用“电势能”来描述电场的性质。,二.电势能,电场中的电荷由于受到电场力 作用而具有的势能。,1. 定义:,2. 静电力做的功等于电势能的减少量,WAB = EPA EPB,=EP,例1. 如图,在场强 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?,W=E q L=,即电势能减少,A,B,要想确定电荷q在B点的电势能,该怎么办?,( 提示:类似于重力势能的确定 ),设A点的电势能,点评:,1.确定电势能,首先要确定零电势能处
4、.,2.电势能为负表示电荷在该处的电势能小于零电势能处.,二.电势能,电场中的电荷由于受到电场力 作用而具有的势能。,1. 定义:,2. 静电力做的功等于电势能的减少量,WAB = EPA - EPB,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.,(通常把离场源无限远处或大地表面的电势能规定为零),能不能用电势能描述电场能的性质呢？,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:,3. 单位: 伏特 符号为V,1 V = 1 J/C,三. 电势,1. 定义:,1.沿着电场线方向,电势将怎样变化?,2.如何确定电场中某点的电势?,(提示:类比于电势能的
5、确定.),3.电势为负数时,负号表示方向吗?,1. 电场线指向电势降低的方向,2.与电势能的情况相似,应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.),3.电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.),4.电势反映电场的能的性质，由电场本身决定,1. 公式:,2. 单位: 伏特 符号为V,三. 电势差（电压）,2、电势与电势差的比较：,（1）电势差是电场中两点间的电势的差值， （2）电场中某一点的电势的大小，与选取的参考点有关；电势差的大小，与选取的参考点无关。 （3）电势和电势差都是标量，单位都是伏特，都有正负值； 电势的正负表示该点
6、比参考点的电势大或小； 电势差的正负表示两点的电势的高低。,例1： 将一个电量为2109C 的点电荷从电场中的N点移到M 点，需克服电场力做功1.4108J，N、M 两点间的电势差UNM为多少？若将该电荷从M 移到N，电场力做什么功？UMN为多少？,一个电荷量为1105C的电荷，从电场外 某点移到电场内的一点A时，克服电场力做 功0.006J，则A点的电势为 600 V；如果此 电荷从电场外移到电场内的另一点B时， 电场力做功0.002J，则B点的电势为 200 V， UAB= 400 V；若有另一电荷量为0.2C的负 电荷从A移到B点，电场力做正功，大小 为 80 J。,例2,几种常见电场的等势面分布图谱：,五、等势面：电场中电势相同的各点构成的面。,离导体表面越近，等势面的形状与导体表面越相似。,（1）在同一等势面上移动电荷，电场力不做功； （2）等势面与电场线处处垂直； （3）等势面间的疏密程度表示了场强的大小；等 势面的法线表示了电场的方向，电场线的方向是由高等势面指向低等势面。 （4）匀强电场的等势面是一组相互平行的疏密均 匀的平面；,例3、关于等势面正确的说法是（ ）A电荷在等势面上移动时不受电场力作用， 所以不做功；B等势面上各点的场强相等；C等势面一定跟电场线垂直；D两不同等势面在空间不能相交。,CD,