内容正文:
第2章 电势能与电势差
第1节 静电力做功与电势能
一、静电力做功的特点
【思考】
问题1:静电力做功跟什么有关系?
问题2:沿不同路径由A至M静电力做功一样吗?
提示:1.静电力做功跟静电力和沿静电力方向的位移有关。2.一样。
1.做功特点:匀强电场中,如图所示,电荷运动时无论沿
路径AB、ACB还是任意曲线由A移动到B点,静电力F对电
荷做的功均为W=____。
qEd
2.适用范围:在匀强电场中移动试探电荷,静电力做功
与_____无关,与电荷的_________有关。这个结论对
___________(选填“一切静电场”或“匀强电场”)都
适用。
路径
始末位置
一切静电场
二、电势能
【思考】
问题1:静电力做正功,电势能怎样变化?
问题2:静电力做负功,电势能怎样变化?
提示:1.静电力做正功,电势能减小;
2.静电力做负功,电势能增加。
1.___是能量转化的量度。重力做的功量度了
_________的变化:当重力做负功时,物体的重力势能
_____;当重力做正功时,物体的重力势能_____。电荷
在电场中也具有势能,这种势能称为_______。
功
重力势能
增大
减小
电势能
2.电势能的变化与电场力做功的关系:
(1)定性关系:静电力做正功,电势能_____,静电力做负
功,电势能_____。
减小
增大
(2)定量关系:
用WAB表示电荷从A点移到B点的过程中静电力所做的
功,EpA和EpB分别表示电荷在A点和B点的电势能,那么
WAB=______= _____。
EpA-EpB
-ΔEp
3.电势能大小:在讨论电势能的时候要先规定
___________,然后才能确定电荷在其他位置的电势能。
电荷在电场中某点的电势能,等于__________________
______________________。
零电势能点
电势能点静电力所做的功
电荷从该点移到零
4.电势能的相对性:选择不同的零电势能点,电荷在电
场中同一点的电势能的值是_______。在实际应用中,
通常将电荷在_________的电势能规定为零,或者将电
荷在离场源电荷_________的电势能规定为零。
不同的
大地表面
无穷远处
$$
第2节 电势与等势面
一、电势
1.定义:电荷在电场中某点的_______与它的_______的
比值,叫作该点的电势。
2.公式:_________。
3.物理意义:电势是描述_______的性质的物理量。
电势能
电荷量
电场能
4.单位:国际单位制中,电势的单位是_____,符号为V,
1 V=1 J/C。
5.相对性:电场中各点电势的高低,与所选取的
_________的位置有关,一般情况下取_____或
_________为零电势位置。
6.标矢性:电势是标量,只有大小,没有_____,但有
_______。
伏特
零电势点
地球
无穷远处
方向
正、负
二、等势面
【思考·讨论】
A、B两点处在同一等势面上,一个带正电的点电荷,从A点运动到B点,电场力做功为多少?
提示:0。
1.定义:电场中_________的点构成的面。
2.性质:
(1)在同一等势面上移动电荷,电场力_______。
(2)电场线跟等势面一定_____,并且由_______的等势
面指向_______的等势面。
电势相等
不做功
垂直
电势高
电势低
3.几种常见电场的等势面:
电 场 等势面的特点 图 示
点电荷
的电场 等势面是一系列以点电荷为球心的球面,如图中虚线所示
等量异
种电荷
的电场 左右对称,过两点电荷连线中点的中垂面是一个等势面,如图中虚线所示
相等
电 场 等势面的特点 图 示
等量同
种电荷
的电场 左右对称,以正电荷为例,
如图中虚线所示
匀强
电场 等势面是与电场线垂直
的、间距_____且相互平
行的一簇平面,如图所示
$$
第3节 电势差与电场强度的关系
一、电势差与电场力做功
【思考·讨论】
点电荷在电场力作用下从电场中的A点移动到B点。
问题1:电场力对电荷q做的功与初、末位置的电势能之间有何关系?
问题2:初、末位置的电势能与初、末位置的电势之间有何关系?
问题3:所以电场力对电荷q做的功与初、末位置的电势差之差有何关系?
提示:1:WAB=EpA-EpB;
2:EpA=qφA;EpB=qφB;
3:WAB=q(φA-φB)=qUAB,可得 。
1.电势差:
(1)定义:电场中两点_____的差值,用符号U表示。
(2)定义式:UAB=_______。
(3)单位:与电势单位相同,国际单位是_____,符号为__。
(4)标矢性:电势差是_____,但是有正负。UAB>0,表示A
点电势比B点电势___。