【原创】2.2电势与等势面

1、1. 静电力做功的特点静电力做功的特点 一. 回 顾 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： 与路径无关，只与起点和终点的位置有关与路径无关，只与起点和终点的位置有关 PBPAAB EEW (从能量的角度认识电场从能量的角度认识电场) 复习回顾 E F q+ 设有一个匀强电场，场强为E，取电荷在其中C点 的电势能为零。现把一个正电荷从A点移到C点， A与C的距离为d,则电场力做多少功？A点的电势 能是多少？ A C d F q+ 分析：由题可知电场力的 方向与电荷移动的方向相 同，所以电场力做正功。 则移动过程电势能减少。 做功的量与电势能的减少 量是相等的。 解：

2、依题意，可得WqEd qEdE EEW E pA PCpA pC 0又 2q时：EpA=2qEd4q时：EpA=4qEd 2q时EpA=2qEd4q时EpA=4qEdq时：EpA=qEd 比去电荷所带电量 2q时：4q时：q时： Ed q E pA Ed q E pA 2 Ed q E pA 4 电荷电荷q q在电场中某一点（如在电场中某一点（如A A）的电势）的电势 能（能（E EPA PA）与它的电荷量（ ）与它的电荷量（q q）的比值）的比值 q E PA A 1 V = 1 J/C 一一、电势、电势 1. 1. 定义定义: : 2. 2. 公式公式: : 3. 3. 单位单位: : 伏

3、特伏特(V)(V) ( (计算时要计算时要代入正负号代入正负号) ) 4.电势是标量，但有正负电势是标量，但有正负（负电势表示比零电势低）（负电势表示比零电势低） 5. 5. 电势具有电势具有相对性相对性：确定电势确定电势, ,应先规定电应先规定电 场中某处的电势为零场中某处的电势为零.( .(通常规定离场源电荷通常规定离场源电荷 无限远处无限远处或或大地大地的电势为零的电势为零.) .) 6.6.电势的固有性：电场中某点的电势的大小电势的固有性：电场中某点的电势的大小 是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷 及放什么电荷无关。即及放什么电荷无关。即 与与

4、E Ep p、q q无关无关 )( BA 、 BABA EEA ,)( BABA EEB ,)( BABA EEC ,)( BABA EED ,)( AB AB EE AB pApB q E q E 即即, AB pApB q E q E 即即 , 电荷电荷q q在电场中某一点（如在电场中某一点（如A A）的电势）的电势 能（能（E EPA PA）与它的电荷量（ ）与它的电荷量（q q）的比值）的比值 q E PA A 1 V = 1 J/C 一一、电势、电势 1. 1. 定义定义: : 2. 2. 公式公式: : 3. 3. 单位单位: : 伏特伏特(V)(V) ( (计算时要计算时要代入正

5、负号代入正负号) ) 4.电势是标量，但有正负电势是标量，但有正负（负电势表示比零电势低）（负电势表示比零电势低） 5. 5. 电势具有电势具有相对性相对性：确定电势确定电势, ,应先规定电应先规定电 场中某处的电势为零场中某处的电势为零. . 6. 6. 与与E Ep p、q q无关无关 )( 7. 7.沿电场线方向电势降低沿电场线方向电势降低 电荷电荷q q在电场中某一点（如在电场中某一点（如A A）的电势）的电势 能（能（E EPA PA）与它的电荷量（ ）与它的电荷量（q q）的比值）的比值 q E PA A 1 V = 1 J/C 一一、电势、电势 1. 1. 定义定义: : 2.

6、2. 公式公式: : 3. 3. 单位单位: : 伏特伏特(V)(V) ( (计算时要计算时要代入正负号代入正负号) ) 4.电势是标量，但有正负电势是标量，但有正负（负电势表示比零电势低）（负电势表示比零电势低） 5. 5. 电势具有电势具有相对性相对性：确定电势确定电势, ,应先规定电应先规定电 场中某处的电势为零场中某处的电势为零. . 6. 6. 与与E Ep p、q q无关无关 )( 7. 7.沿电场线方向电势降低沿电场线方向电势降低 8. 8.电势与场强没有直接关系电势与场强没有直接关系 如图所示，实线为一电场的电场线，如图所示，实线为一电场的电场线，A、B、 C为电场中的三个点，

7、那么以下的结论正确为电场中的三个点，那么以下的结论正确 的是的是 （ ） A B C D CBACBA EEE; CBACBA EEE; CBACBA EEE; CBACBA EEE; A B C 练练1. 1. 试探电荷试探电荷q q1 1放在电场中的放在电场中的A A点点, ,电电 势能为势能为E(E(规定无限远处电势能为零规定无限远处电势能为零),A),A 点的电势为点的电势为_,_,若把试探电荷若把试探电荷q q1 1 换成试探电荷换成试探电荷q q2 2放在电场中的放在电场中的A A点点,A,A 点的电势为点的电势为_ (_ (仍规定无限仍规定无限 远处电势能为零远处电势能为零).

8、). 1 q E 1 q E 练练2.如如图所示，图所示，a、b为某电场线上的两点，为某电场线上的两点， 那么以下的结论正确的是那么以下的结论正确的是 （ ） A把正电荷从把正电荷从a移到移到b，电场力做正功，电，电场力做正功，电 荷的电势能减少，电势升高。荷的电势能减少，电势升高。 B把正电荷从把正电荷从a移到移到b，电场力做负功，电，电场力做负功，电 荷的电势能增加，电势降低。荷的电势能增加，电势降低。 C把负电荷从把负电荷从a移到移到b，电场力做正功，电，电场力做正功，电 荷的电势能减少，电势升高。荷的电势能减少，电势升高。 D把负电荷从把负电荷从a移到移到b，电场力做负功，电，电场力做

9、负功，电 荷的电势能增加，电势降低。荷的电势能增加，电势降低。 ab 电场中两点电势高低的判断方法电场中两点电势高低的判断方法 （1 1）根据电场力做功来判断）根据电场力做功来判断 （3 3）根据电场线方向来判断）根据电场线方向来判断 （2 2）根据电荷电势能的变化来判断）根据电荷电势能的变化来判断 1. 1.在两点间移动正电荷，电场力做正功电势降；做负功电势升在两点间移动正电荷，电场力做正功电势降；做负功电势升 2.2.在两点间移动负电荷，电场力做正功电势升；做负功电势降在两点间移动负电荷，电场力做正功电势升；做负功电势降 电场线的方向就是电势降低最快的方向电场线的方向就是电势降低最快的方向

10、 1. 1.在两点间移动正电荷，电势能增加电势升；电势能减小电势降在两点间移动正电荷，电势能增加电势升；电势能减小电势降 2.2.在两点间移动负电荷，电势能增加电势降；电势能减小电势升在两点间移动负电荷，电势能增加电势降；电势能减小电势升 1. 1.定定义义 电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面 等等势面是为了形象描述电场中各点电势面人势面是为了形象描述电场中各点电势面人 为画出的曲面为画出的曲面 二、等势面二、等势面 2.2.等等势面的特点势面的特点 A.A.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 B.B.两个电势不同

11、的等势面不能相交两个电势不同的等势面不能相交 C.C.电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面 D.D.等势面一定与电场线垂直，即跟场强方向垂直等势面一定与电场线垂直，即跟场强方向垂直 E.E.等差等势面分布越密等差等势面分布越密, ,场强越大场强越大; ;分布越疏分布越疏, ,场强越小场强越小 3 3、典型电场的等势面、典型电场的等势面 点电荷点电荷电场电场 等量同种等量同种电场电场 带电导体的带电导体的电场电场 匀强电场匀强电场 二、等势面二、等势面 1定义：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。定义：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。

12、2等势面的特点等势面的特点 异种点电荷异种点电荷电场电场 等量异种电荷连线的中垂面等量异种电荷连线的中垂面 是等势面是等势面,可看成与无穷远处相连可看成与无穷远处相连, 故故=0=0 等量同种正电荷连线的中垂面等量同种正电荷连线的中垂面, 中点电势最高中点电势最高,越往外等势面越接越往外等势面越接 近于球形近于球形 处在处在静电平衡静电平衡状态下的状态下的导体是个导体是个 等势体等势体, 导体表面是个等势面导体表面是个等势面. 因因 此导体表面的此导体表面的电场线与表面垂直电场线与表面垂直. 三、知识拓展三、知识拓展 1、电势的决定因素：由场源电荷和空间位置决定、电势的决定因素：由场源电荷和空

13、间位置决定 跟零电势点的选取有关跟零电势点的选取有关 2、沿电场线方向，电势的变化规律：、沿电场线方向，电势的变化规律： 顺着电场线方向，电势降低顺着电场线方向，电势降低； 逆着电场线方向，电势升高；逆着电场线方向，电势升高； 3、点电荷电场电势大小（以无穷远为电势零点）、点电荷电场电势大小（以无穷远为电势零点） 正电荷电场中各点电势大于零正电荷电场中各点电势大于零负电荷电场中各点电势小于零负电荷电场中各点电势小于零 4、电场强度与电势的关系、电场强度与电势的关系无关无关 电场强度大的地方电势是否一定高？电场强度大的地方电势是否一定高？ 电场强度为零的点电势一定为零吗？电场强度为零的点电势一定

14、为零吗？ 等量同种正电荷电场中垂线：等量同种正电荷电场中垂线： 往两边电势逐渐降低，中点处往两边电势逐渐降低，中点处E=0，0 等量异种电荷电场中垂线：等量异种电荷电场中垂线： 整条中垂线为等势面，中点处整条中垂线为等势面，中点处E0，0 四、尖端放电四、尖端放电 1、导体电荷分布特点、导体电荷分布特点： 表面具有凸出尖端的带电导体，在尖端处的表面具有凸出尖端的带电导体，在尖端处的 电荷分布密度很大电荷分布密度很大 2、尖端放电：、尖端放电： 带电较多的导体，在尖端部位，场强可以带电较多的导体，在尖端部位，场强可以 大到使周围的空气发生电离而引起放电的程大到使周围的空气发生电离而引起放电的程

15、度，这就是尖端放电现象度，这就是尖端放电现象 3、尖端放电的应用、尖端放电的应用： 避雷针 课堂练习课堂练习 1 1、关于等势面正确的说法（、关于等势面正确的说法（ ） A A电荷在等势面上移动时不电荷在等势面上移动时不 受电场力作用，所以不做功受电场力作用，所以不做功 B B等势面上各点的场强大小等势面上各点的场强大小 相等相等 C C等势面一定跟电场线垂直等势面一定跟电场线垂直 D D两等势面可以相交两等势面可以相交 课堂练习课堂练习 2、一个点电荷，从静电场中的、一个点电荷，从静电场中的a点移点移 至至b点，其电势能的变化为零，则（点，其电势能的变化为零，则（ ） Aa、b两点的场强一定相等两点的场强一定相等 B该电荷一定沿等势面移动该电荷一定沿等势面移动 C作用于该点电荷的电场力作用于该点电荷的电场力 与其移动方向总是垂直的与其移动方向总是垂直的 Da、b两点的电势相等两点的电势相等 课堂练习课堂练习 3.如图为点电荷产生的如图为点电荷产生的 电场，一检验电荷从电场，一检验电荷从A点分点分 别移到别