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1、电势能和电势电势能和电势 电势差电势差 学习目标学习目标 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。明确电势能、电势、静电力的功、电势 能的关系。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。 3.理解电势差的概念；会计算点电荷在电场力作用下，从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功； 学习重点学习重点 1.理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。 2.电势差的概念，电势能的改变与电场力做功的关系，电功计算。 学习难点学习难点 1.掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。 2.电势差的定义（
2、比值）及“在电场中电场力对电荷做功引起电荷的电势能的减少”的认识。 知识讲解知识讲解 一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点 在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。 二、电势能二、电势能 1.电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电 势能。 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变化量。 表达式为：WABEPAEPB 注意注意： 电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加。 电场力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的
3、总量 保持不变。 在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。求电荷在电场中某点具有的电势能 电荷在电场中某一点 A 具有的电势能 EP等于将该点电荷由 A 点移到电势零点电场力所做的功 W，即 EP=W。 求电荷在电场中 A、B 两点具有的电势能高低 将电荷由 A 点移到 B 点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在 A 点电势能大于 在 B 点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在 A 点的电势能小于在 B 点的电势能。 电势能
4、零点的规定 若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置。 关于电势能零点的规定：一般以大地或无穷远默认为零。 所以：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。 如上式若取 B 为电势能零点，则 A 点的电势能为：EPA=WAB=qELAB 三、电势三、电势-表征电场性质的重要物理量度表征电场性质的重要物理量度 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，叫做这一点的电势。用 表示，是标量， 只有大小，没有方向，但有正负。 2.公式：Ep/q（与试探电荷无关） 3.单位：伏特（V）4.电势与电场线的关系：电势顺线降低。 （电场
5、线指向电势降低的方向） 5.零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的 选择 （以大地或无穷远为零势能） 四、等势面四、等势面 1.定义：电场中电势相等的点构成的面。 2.等势面的性质： 在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功。 电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 等势面越密，电场强度越大。 等势面不相交，不相切。 3.等势面的用途：由等势面描绘电场线。 4.几种电场的电场线及等势面 （1）点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的簇球面。（2）等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。（
6、3）等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。（4）匀强电场中的等势面是垂直于电场线的簇平面。（5）形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面。注意注意：（1）带方向的线段表示电场线，无方向的线表示等势面 （2）图中的等势“面”画成了线，即以 “线”代“面” 。 注意注意：等量同种电荷连线和中线上。 连线上：中点电势最小。 中线上：由中点到无穷远电势逐渐减小，无穷远电势为零。 等量异种电荷连线上和中线上。 连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐减小。 中线上：各点电势相等且都等于零。 五、电势差：（又叫电压）五、电势差：（又叫电压） 1.定义：电荷 q 在电场力作用下由 A 点移到另一点 B 的过
7、程中，电场力做的功 WAB与电荷量 q 的比值，叫 A、B 两点之间的电势差 UAB。 2.定义式：UABWAB/q 3.单位：伏特 符号：V 1V=1J/C 4.物理意义：电势差的值即为电场力作用下两点间移动一库仑的正电荷电场力做的功。 六、电势与电势差的比较：六、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，UABAB 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。 4.应用 WABqUAB计算时，相关物理量用正、负值代入，其结果： WAB0，电场力做正功；WAB0，电场力做负功； UAB0，AB；UAB0，AB
