1、第一章静电场,第四节 电势能和电势,电场的力的性质我们必须用场强E来描述，那么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描述呢？能否用“电势能”呢？,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试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的电量q有关的（因q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“电势能”来描述电场的能的性质，我们引入一个新的物理量“电势”来表示它。,取O点的电势能为零, 则:,EPA-0 = q E L COS,讨论电势能与电荷的比值?,电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,2.定义式:,计算时EP,q, 都带
2、正负号 3. 单位: 伏特 符号为V,1 V = 1 J/C,三. 电势,1. 定义:,对电势的理解,(1)电场线指向电势降低的方向 (2)电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。 (3)电势的标量性,电势只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.) (4)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，与放不放电荷及放什么电荷无关。,四.等势面,地理上，等高线表示地势的高低。 1.定义：在电场中常用等势面来表示电势的高低。 电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面,等势面,2.等势面的特点： (1)
3、等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功； (2)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交； (3)等差等势面越密的地方电场强度越大,等势面,3.几种典型电场的等势面：,(1)点电荷电场中的等势面： 以点电荷为球心的一簇球面,等势面,(2)等量异种点电荷电场中的等势面： 两簇对称曲面,等势面,(3)等量同种点电荷电场中的等势面： 两簇对称曲面,等势面,(5)匀强电场中的等势面： 垂直于电场线的一簇平面,(4)形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面,等势面,如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为 、 和
4、，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知： A、粒子从K到L的过程中，电场力做负功 B、粒子从L到M的过程中，电场力做负功 C、粒子从K到L的过程中，电势能增加 D、粒子从L到M的过程中，动能减少,等势面,如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1，若由c经b移动到d电场力做正功W2，则：,1.如图所示，a、b、c、d为某电场中的等势面，一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动由图可知，四个等势面电势Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列顺序是_，带电粒子在M、N两点中，电势能较大的是_点,能力提升:,2.图一表示等量异种电荷P和Q形成的电场内的一簇等势面，求,(1)P、Q各带何种电荷？ (2)把q=107C的正点电荷从A移到B，电场力做多少功？ (3)把q从B移到C电场力做多少功？ (4)把q从C移到A电场力做多少功？ (5)q从A出发经过B和C回到A的过程中电场力对电荷做的总功为多少？,3.如图所示，细线一端系着一个带电量为+q、质量为m的小球，另一端固定于O点，加一匀强电场后可使小球静止于图示位置，此时悬线与竖直方向夹角为。要使电场的场强最小，该电场场强的方向怎样？大小如何？,垂直悬线斜向上方,
