第一章 第四节 电势能与电势-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册同步全程学习全书word（粤教版）

第四节　电势能与电势

[课标引领]

 

一、电场力做功

1.电场力做功:在匀强电场中,电场力做功W=qElcos θ,其中θ为电场力与位移方向之间的夹角。

2.电场力做功的特点:在匀强电场中移动电荷时,电场力做的功只与电荷的电量及其起点、终点的位置有关(选填“有关”或“无关”),与路径无关(选填“有关”或“无关”)。更多的研究表明,这一结论也适用于非匀强电场。

二、电势能

1.电势能:电荷在电场中具有的势能,用Ep表示。

2.电场力做功与电势能变化的关系:电场力做的功等于电势能的变化量。

表达式:WAB=EpA-EpB。

3.电势能的大小:电荷在电场中某点的电势能大小等于把它从这点移动到零电势能位置时电场力做的功。

4.零电势能位置:电场中规定的电势能为零的位置,通常把离场源电荷无穷远处或大地处的电势能规定为零。

 

三、电势

某静电场的电场线分布如图所示,试比较图中P、Q两点的场强的大小及电势的高低。

答案:根据电场线的疏密可判断P点场强大于Q点场强;由于沿着电场线的方向电势逐渐降低,P点电势高于Q点电势。

1.定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电量的比值。

2.公式:=。

3.单位:国际单位制中,电势的单位是伏特,符号是V,1 V=1 J/C。

4.特点

(1)相对性:电场中各点电势的高低,与电势零点的选取有关,一般情况下取离场源无限远或大地为电势零点。

(2)标矢性:电势是标量,只有大小,没有方向,但有正负。电势为正值表示比零电势高,电势为负值表示比零电势低。

5.与电场线的关系:沿电场线方向电势逐渐降低。

四、等势面

如图所示是我们在地理上学到的等高线的表示方法,类比到电场中,我们怎么用类似的方法表示电场中电势相等的各点呢?

答案:等势面。

1.定义:电场中电势相同的各点构成的面。

2.等势面的特点

(1)在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。

(2)电场线跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。