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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四节 电势能和电势,第一章 静电场,试探电荷静止的放入电场中,将如何运动,?,E,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,.,+,F,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,?,讨论,甲,E,M,W=F cos,|AB|=q E,|AM|,A,B,沿 直 线,A,B,q,F,甲,E,A,B,沿 折 线,AMB,M,A,B,A M,W,1,=qE,|AM|,W,2,=0,M B,所以：全过程做功,W=W,1,+W,2,=q E,|AM|,q,F,q,F,E,N,A,B,乙,沿曲线,ANB,呢,?,F,用无数组跟静电力垂直和平行的折线来逼近,ANB,M,W = q E,|AM|,由以上的推导我们发现了什么,?,E,乙,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,.,推广,:,非匀强电场也适用,.,一,.,静电力做功的特点,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,负电荷,m,+q,重力场与电场的类比,重力场,电场,mg,qE,场方向,场方向,地球附近的重力场跟电荷的电场相似,正电,荷,-q,qE,场方向,重力做功与重力势能的关系,W,G,= E,P1,- E,P2,=,-,E,P,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量,.,正电荷从,A,点移到,B,点时,静电力做正功,电荷的电势能减少,.,正电荷从,B,点移到,A,点时,静电力做负功,即电荷克服静电力做功,电荷的电势能增加,.,A,B,E,+,v,A,B,E,+,v,电场力做功与电势能的关系,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,W,AB,= E,PA,E,PB,=,E,P,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,?,E,W=E q L=,即电势能减少,q,q,F,A,B,思考,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,),类似重力势能,首先要确定零电势能处,.,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,.,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,W,AB,= E,PA,- E,PB,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,),思考讨论,什么是,比值定义法,?,之前学过的什么物理量是通过它定义的,?,取,O,点的电势能为零,则,:,E,PA,= q E L COS,讨论电势能与电荷的比值,?,思考与讨论,A,L,O,E,+,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,?,思考与讨论,2.,如何确定电场中某点的电势,?,(,提示,:,类比于电势能的确定,.),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,.),思考与讨论,例,2.,将一电量为 的点电荷从电场外一点,P,移至电场中某点,A,电场力做 功,求,A,点的电势,.,解,:,设场外一点,P,的电势为,从,P A,电场力做的功,PA,E,W,-,=,点评,:,电势的确定首先要确定零电势处,且电势可以为负,.,思考,在上面关于电势能和电势的讨论及插图中,我们一直把试探电荷,q,当作正电荷处理,.,请把,q,当做负电荷,重复以上讨论,.,其结果与上面的结果是否一致,?,前面我们曾经用电场线描绘了电场的力的性质的分布图，那么从能量的角度描绘出来的电场分布图又是怎样的呢？（正像地理上描绘的地形图与矿产资源分布图不一样，电场的力的分布图与能的分布图肯定也是不一样的。）用什么办法可以描绘出电场的能的分布图呢？,我们知道，电场中每个点的电势一般是不相同的，但仍然有许多点的电势是相同的。例如点电荷形成的电场中，离场源距离相等的各点电势都是相同的（,A,=,B,），若把这些点连起来，则构成一个曲面，我们把这个面叫做,“,等势面,”,。,Q,C,B,A,在地图上我们常用等高线来表示地形的高低，与此相似，电场中常用“等势面”来表示电势的高低。,四、等势面：,电场中电势相同的各点构成的面。,（,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；,几种常见电场的等势面分布图谱：,离导体表面越近，等势面的形状与导体表面越相似。,1.,处于静电平衡状态的导体上各点的电势处处相等，整个导体是一个等势体。,A,B,若,A,B,，则,E,P,A,E,P,B,，,W,AB,0,电荷受力不平衡。,2,、等势面与电场线一样是人们为了形象描绘电场而引入的假想曲线；他们从两个不同的角度描述了电场的分布情况，两者互相垂直。,因为处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，在导体的任意两点间移动电荷电场力都不做功，表明导体内各点（包括表面）的电势都相等，所以整个导体是等势体，导体表面是等势面,推论：地球是处于静电平衡状态的大导体,（,1,）跟地球相连的导体是等势体,（,2,）实际中常取地球或与地球相连的导体的电势作参考，认为它们的电势为零,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,
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