1.4(2)电势与电势面

1、第一章第一章 静电场静电场 新课标高中物理选修31 1. 静电力做功的特点静电力做功的特点 2. 静电力做功与电势能改变的关系：静电力做功与电势能改变的关系： 3. 电势能电势能 回回 顾顾 1. 静电力做功的特点静电力做功的特点 2. 静电力做功与电势能改变的关系：静电力做功与电势能改变的关系： 3. 电势能电势能 PBPAAB EEW 回回 顾顾 OAPA WE 电场的电场的力的性质力的性质我们必须用我们必须用场强场强E来描述，来描述， 那么电场的那么电场的能的性质能的性质我们又应该用什么物理量来我们又应该用什么物理量来 描述呢？能否用描述呢？能否用“电势能电势能”呢？呢？ 电场的能的性质

2、也是电场本身的一种属性，电场的能的性质也是电场本身的一种属性， 它只能由场源本身所决定，而与电场中有无放入它只能由场源本身所决定，而与电场中有无放入 试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的 电量电量q有关的（因有关的（因q越大，其所受电场力就越大，越大，其所受电场力就越大， 具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用 “电势能电势能”来描述电场的能的性质，我们引入一来描述电场的能的性质，我们引入一 个新的物理量个新的物理量“电势电势”来表示它。来表示它。 自主学习自主学习 仔细阅读教材仔细阅读教材P17-P

3、18内容，通过研内容，通过研 究电荷在电场中究电荷在电场中电势能与它的电荷量的比值电势能与它的电荷量的比值 得出。参阅得出。参阅P17图图1.44 A L E O 取取O点的电势能为零，则点的电势能为零，则: EPA = qELcos EL q E PA cos q E P 一一 电势电势 1. 定义：定义：电荷在电场中某一点的电势能与电荷在电场中某一点的电势能与 它的电荷量的比值。它的电荷量的比值。 2. 公式公式: 3. 单位单位: 伏特伏特 符号为符号为V 1 V = 1 J/C （表征电场性质的重要物理量度）（表征电场性质的重要物理量度） 二、对电势的理解二、对电势的理解 1. 电势的

4、相对性：（大地或无穷远默认为电势的相对性：（大地或无穷远默认为 零）零） 2. 电势的固有性电势的固有性：电场中某点的电势的：电场中某点的电势的 大小是由电场本身的性质决定的。大小是由电场本身的性质决定的。 3. 电势是电势是标量标量。 4. 计算时计算时EP、q、 都带正负号都带正负号。 、电场中某点电势的确定：、电场中某点电势的确定： q W q E APA A 0 思考与讨论思考与讨论 沿着电场线方向，电势将怎样变化？沿着电场线方向，电势将怎样变化？ 2. 若以无穷远处电势为零，正点电荷周围各若以无穷远处电势为零，正点电荷周围各 处的电势的特点？处的电势的特点？ 负点电荷周围各处的电势的

5、特点？负点电荷周围各处的电势的特点？ 都为正，越靠近正电荷电势越高。都为正，越靠近正电荷电势越高。 电场线指向电势降低的方向。电场线指向电势降低的方向。 都为负，越靠近负电荷电势越低。都为负，越靠近负电荷电势越低。 例例1、把、把q=410-9C的试探电荷放在电场中的的试探电荷放在电场中的 A点点,具有具有610-8 J的电势能的电势能,求求A点的电势点的电势 A 思考：怎样描述整个电场中电势思考：怎样描述整个电场中电势 的分布情况呢的分布情况呢? 三、等势面三、等势面 为了形象的描述电场的电势分布，在为了形象的描述电场的电势分布，在 电场中作等势面电场中作等势面 1. 等势面：等势面： 电场

6、中电势相同的各点构成的面。电场中电势相同的各点构成的面。 2. 电场中等势面的形状：电场中等势面的形状： 点电荷的电场的等势线点电荷的电场的等势线 点电荷的电场的等势线点电荷的电场的等势线 等量异种电荷电场的等势面等量异种电荷电场的等势面 等量同种电荷电场的等势面等量同种电荷电场的等势面 匀强电场的等势面匀强电场的等势面 带电导体周围的电场和等势面带电导体周围的电场和等势面 三、等势面三、等势面 1. 等势面的特点：等势面的特点： 两个电势不同的等势面不能相交；两个电势不同的等势面不能相交； 等势面一定与电场线垂直；电场线总是由电势等势面一定与电场线垂直；电场线总是由电势 高的等势面指向电势低

7、的等势面高的等势面指向电势低的等势面; 规定：画等势面，相邻的规定：画等势面，相邻的等势面间的电势之差相等。等势面间的电势之差相等。 沿着同一等势面移动电荷时静电力不做功；沿着同一等势面移动电荷时静电力不做功； 在电场线密集的地方，在电场线密集的地方，等差等势面等差等势面密集。在电密集。在电 场线稀疏的地方，场线稀疏的地方，等差等势面等差等势面稀疏。稀疏。 . 等势面的用途等势面的用途 利用等势面可以形象地描述电场具有能的利用等势面可以形象地描述电场具有能的 性质。性质。 由等势面来绘制电场线。由等势面来绘制电场线。 实际中测量电势比测定场强容易，所以实际中测量电势比测定场强容易，所以 常用等势面研究电场，先测绘出等势面的形常用等势面研究电场，先测绘出等势面的形 状和分布，再根据电场线与等势面相互垂直，状和分布，再根据电场线与等势面相互垂直， 绘出电场线分布，这样就知道了所研究的电绘出电场线分布，这样就知道了所研究的电 场场 例例2. 某电场的等势面如图所示，试画出电场某电场的等势面如图所示，试画出电场 线的大致分布。若单位正电荷线的大致分布。若单位正电荷q沿任一路径从沿任一路径从A点移点移 到到B点，