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1、第四节节 电势电势 能和电电 势势学习目标：1.知道电场力做功的特点，理解电场力做功与电势能变化的关系.2理解电势能、电势的概念及相互关系.3理解等势面的概念及等势面和电场线的关系.重点难点：电场力做功的特点及电场力做功与电势能变化的关系，电场线与等势面的关系及应用.易错问题：用公式EpAqA来判断电势能随电势变化情况时，要区分正、负电荷.一、静电力做功的特点1在电场中移动电荷时，静电力做的功与 无关，只与有关，可见静电力做功与 做功相似.路径实际起始位置和终止位置重力2在匀强电场电场 中，电场电场 力做的功为为WqEd，其中d为为沿方向的位移.如教材P16图图1.41所示，q沿直线线从A移往
2、B，沿折线线ANB，沿曲线线AB移往B，静电电力做的功都是一样样的.电场二、电势能1定义：电荷在电场中具有的势能，叫做电势能，静电力做的功等于电势能的，用公式表示.2电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到 位置时所做的功.通常把电荷离场源电荷的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零，可见电势能是相对的.减少量WABEpAEpB零势能无限远处三、电势1电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的比值叫做这一点的电势.2电势的定义公式 ，单位是 ，符号是V.3电场线指向电势 的方向，电势也是相对的，常取离场源电荷无限远处电势为零，或大地的电势为零.电势可以是正值，也可以是负值，只有
3、大小，没有方向，因此是 .伏特降低标量四、等势面1电场中的各点构成的面叫做等势面.2等势面的特点(1)在同一等势面上移动电荷时静电力 .(2)电场线跟等势面 ，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.电势相同不做功垂直一、电势能和重力势能的对比理解两种势能 比较内容电势能重力势能系统性电荷和电场物体和地球大小的相对 性电荷在某点的电势 能等于把电荷从该 点移到零势能位置 时静电力做的功物体在某点的重力势 能等于把物体从该点 移到零势能位置时重 力做的功两种势能 比较内容电势能重力势能变化大小的量 度电场力的功是电 势能变化大小的 量度，静电力做 的功等于电势能 的减少量重力的功是重力势 能变化
4、大小的量度 ，重力做的功等于 重力势能的减少量对应力做功特 点做功多少只与始末位置有关，与经 过的路径无关，且功等于势能的减 少量静电力做功和重力做功尽管有很多相似特点，但因地球产生的重力场只会对物体产生引力，但电场对电场中的电荷既可产生引力，也可产生斥力，所以计算电场力的功时要注意电荷的电性、移动的方向、场强的方向等，以便确定功的正负和电势能的变化情况. 二、对电势的理解和电势高低的判断1对电势概念的理解(1)电势的相对性电势是相对的，只有先确定了零电势的位置，才能确定其他点的电势.电场中某点的电势跟零电势位置的选择有关.实际问题中，常选取无限远处电势为零，还常取大地电势为零.(2)电势电势
5、 的固有性电势电势 是表示电场电场 能量属性的一个物理量，电场电场中某点处处的大小是由电场电场 本身的条件决定的，与在该该点处处是否放着电电荷、电电荷的电电性、电电荷量均无关，这这和许许多用比值值定义义的物理量相同，如前面学过过的电场电场强度EF/q.(3)电势电势 是标标量电势电势 是标标量，只有大小，没有方向.电势电势 有正、负负，正值值表示该该点电势电势 比零电势电势高，负值负值 表示该该点电势电势 比零电势电势 低.当规规定了无限远处为远处为 零电势时电势时 ，正电电荷产产生的电场电场 中各点的电势电势 均为为正值值，且越靠近正电电荷的地方电势电势 越高.负电负电 荷形成的电场则电场则
6、 相反.2电场中两点电势高低的判断方法(1)根据电场电场 力做功判断在两点间间移动动正电电荷，如果电场电场 力做正功，则则电势电势 降低；如果电场电场 力做负负功，则电势则电势 升高.在两点间间移动负电动负电 荷，如果电场电场 力做正功，则则电势电势 升高；如果电场电场 力做负负功，则电势则电势 降低.(2)根据电场线电场线 方向判定电场线电场线 的方向就是电势电势 降低最快的方向.(3)根据电电荷电势电势 能的变变化判断在两点间间移动动正电电荷时时，电势电势 能增加，则电则电势势升高；电势电势 能减小，则电势则电势 降低.在两点间间移动负电动负电 荷时时，电势电势 能增加，则电则电势势降低；
7、电势电势 能减小，则电势则电势 升高.三、电势与电势能、电场强度的比较1电势与电势能的区别与联系电势电势能Ep 物理 意义反映电场的能的性 质的物理量电荷在电场中某点 所具有的势能 相关 因素电场中某一点的电 势的大小，只跟电 场本身有关，跟点 电荷q无关电势能大小是由点 电荷q和该点电势高 低共同决定的电势电势能Ep 大小电势沿电场线 逐渐 降落，选定零电势点 后，某点的电势高于 零者为正值；低于零 者为负值正点电荷(q)：电势 能的正负跟电势的正 负相同.负点电荷( q)：电势能的正负跟 电势的正负相反 单位伏特(V)焦耳(J)2.电势和电场强度的关系电势电场强度E 物理意义描述电场的能的
8、性质描述电场的力的性质 大小(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 (2)Ep/q，在数值 上等于单位正电荷在 电场中该点具有的电 势能(1)电场中某点的场强 等于放在该点点电荷 所受的电场力F跟点 电荷电荷量q的比值 (2)EF/q，E在数值 上等于单位正电荷在 该点所受到的静电力电势电场强度E 矢标性标量矢量 单位VV/m联系(1)电势沿着电场强度的方向降落 (2)它们大小之间不存在任何关系， 电势为 零的点，场强不一定为零； 电势高的地方，场强不一定大；场强 为零的地方，电势不一定为零；场 强大的地方，电势不一定高在应用公式计算时，应代入各量的正负号.
9、 四、对等势面的认识1等势面的特点(1)等势面一定与电场线垂直，即跟电场强度的方向垂直；(2)在同一等势面上移动电荷时静电力不做功；(3)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面；(4)任意两个等势面都不会相交，不相切.2几种典型电场的等势面(1)点电电荷电场电场 中的等势势面：是以点电电荷为为球心的一簇球面，如图图141甲；(2)等量异号点电电荷电场电场 中的等势势面：是两簇对对称的曲面，如图图乙；(3)等量同号点电电荷电场电场 中的等势势面：是两簇对对称的曲面，如图图丙；(4)匀强电场电场 中的等势势面：是垂直于电场线电场线 的一簇平面，如图图丁；(5)形状不规则规则 的带电导带电导 体附近的电场线电场线 及等势势面，如图图戊.图图141
