§8-3电势能电势电势差

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1、§8-3电势能电势电势差【学习要求】1．理解电场力做功的特点，理解电场力做功和电势能变化的关系；（B）2．理解电势能的概念；（B）3．理解电势的概念，知道沿电场线方向电势逐点降低；（B）4．理解电势差的概念及其定义式，知道电势和电势差的关系；（B）5．理解电场力做功与电势差的关系；（B）6．理解匀强电场中电场强度与电势差的关系；（B）7．会用DIS描绘电场的等势线（学生实验）。（B）说明：①不要求讨论点电荷电场的电势公式，也不要求讨论点电荷电场中电势的正负问题；②学生实验“用DIS描绘电场的等势线”，因限于目前条件，仅作选学要求。【知识梳理】一、电场力做功讨论：设匀强电场的场强为E，电场中

2、有A、B两点，把电量为q的正电荷沿不同的路径从A点移到B点时，电场力所做的功各等于多大呢？分析：匀强电场，故电荷q受到的电场力F=qE，向右沿任意曲线ADB把电荷q从A点移到B点，可用许许多多跟电场力垂直和平行的短折线来代替曲线ADB，凡是沿着跟电场线垂直的短折线移动电荷时，电场力都不做功，凡是沿着电场线方向的短折线移动电荷，电场力都做功，而沿着电场线方向的短折线的总长度等于AC，所以，电场力对电荷做的功仍然是。小结：电场力移动电荷所做的功只跟电荷在电场中的____________有关，而跟电荷______________无关。电场力做功的这一特点虽然是从匀强电场的特例得出的，但在非匀强电

3、场中电场力移动电荷做功，同样具有这一特点。二、电势能（ε）（1）定义：因电场对电荷有作用力而产生的由电荷和电荷在电场中的相对位置决定的能量叫电势能。（2）电势能具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能的零点。（3）电势能的大小：电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。（4）电场力做功是电势能变化的量度：电场力对电荷做正功，电荷的电势能_______；电荷克服电场力做功，电荷的电势能_______。正电荷：顺着电场线移动时，电势能________；逆着电场线移动时，电势能_________。负电荷：顺着电场线移动时，电势能________；逆着电场线移

4、动时，电势能_________。电场力做功的多少和电势能的变化数值相等，这是判断电荷电势能如何变化的最有效方法。三、电势、电势差1、电势（φ）（1）物理意义：电势是描述电场能的性质的物理量。（2）定义：在电场中某位置放一个检验电荷，它具有的电势能ε跟它的电量q的比值，叫做电场中这一点的电势。（3）定义式：（4）单位：伏（V），1V=1J/C（5）电势是电场的属性，是描述电场具有能的性质的物理量。电场中各点电势的大小只跟这一点在电场中的位置有关，而跟在这一点是否存在电荷无关。（6）电势也具有相对性。通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势（对同一个电场，电势能及电势的零点选取是一致的），这样

5、选取零电势点之后，可以得出正点电荷形成的电场中各点的电势均为正值，负点电荷形成的电场中各点的电势均为负值。（7）电势是标量：只有大小，没有方向，但有正、负之分，这里正负只表示比零电势高还是低。（8）高低判断：顺着电场线方向，电势是逐点降低的。2、电势差（U）（1）定义：电场中两点的电势之差叫做电势差。电场中某两点间的电势差在数值上等于电场力所做的功跟被移动电荷的电量的比值，即依照课本要求，电势差都是取绝对值。知道了电势差的绝对值，要比较哪个点的电势高，需根据电场力对电荷做功的正负判断，或者是由这两点在电场线上的位置判断。（2）理解：①电势差与零电势点的选取无关；。②电势差的绝对值叫电压；③

6、电场力做功（只适用于匀强电场）。四、等势面——电场中电势相等的点组成的面（线）叫等势面（线）。1、意义：等势面表示电势的高低。2、几种典型电场的等势面：注意：（Ⅰ）带方向的线段表示电场线，无方向的线表示等势面；（Ⅱ）图中的等势“面”画成了线，即以“线”代“面”。①点电荷电场中的等势面：（以点电荷为球心的—簇球面，如图13-6-1所示）②等量异种点电荷电场中的等势面：③等量同种点电荷电场中的等势面：（是两簇对称曲面，如图13-6-2所示）（是两簇对称曲面，如图13-6-3所示）④匀强电场中的等势面：*⑤形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面（是垂直于电场线的—簇平面，如图13-6-4所示）

7、（如图13-6-5所示）3、等势面的特点：(1)等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直。说明：假若电场线与等势面不垂直，则场强E在等势面上就会产生一个分量，在同一等势面上的两点就会产生电势差，出现了一个矛盾的结论，故等势面一定与电场线垂直。(2)电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面，两个不同的等势面永远不会相交。(3)规定：画等势面（线）时，相邻两个等势面（线）间的电势差是相等的，所以，在等势面（线）密处