电势能和电势(一)

主编:黄冈中学物理集体备课组

一、电场力做功的特点

1、在电场中移动电荷时,电场力做的功与路径无关,只与始末位置有关.

2、在匀强电场中,电场力做的功为W=qEd,其中d为沿电场线方向的位移.

二、电势能

1、电荷在电场中,由于电场与电荷间相互作用,由位置决定的能量叫做电势能.

2、和重力势能一样,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、电场力对电荷做正功,电荷的电势能就减小,克服电场力做功,电荷的电势能就增加.即W=-△Ep

思考:结合下图讨论静电力做功与电势能变化的关系是怎样的?

答案:

  (1)从A到B静电力对电荷做正功,其电势能减小;

  (2)从B到A电荷克服静电力做功其电势能增加.

三、电势

1、定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,叫做这一点的电势.

2、公式:

3、在国际单位制中,电势的单位是伏特,符号为V.

4、电势是描述电场能的性质的物理量,它在数值上等于单位正电荷由该点移动到参考点(零势点)时电场力所做的功.电势是一个标量,由电场本身性质决定,与参考点选取有关,与放入的试探电荷无关.

5、判断电势高低的办法有:①在电场中沿着电场线的方向,电势逐渐降低;②在电场力作用下,静止的正电荷从高电势移向低电势.

例1、如图所示,在两点电荷+Q1和-Q2连线的延长线上有a、b、c三点,测得b点的场强为零.现将一个检验电荷+q从a点沿直线经过b点移到c点,在此过程中检验电荷+q的电势能变化情况为( )

A.不断增加         B.先增加后减少

C.不断减少         D.先减少后增加

答案:B

例2、如图所示,P、Q是等量的正点电荷,O是它们连线的中点,A、B是中垂线上的两点,OA<OB,用EA、EB分别表示A、B两点的电场强度和电势,则( )

A.EA一定大于EB一定大于

B.EA不一定大于EB一定大于

C.EA一定大于EB不一定大于

D.EA不一定大于EB不一定大于

解析:

  P、Q所在空间中各点的电场强度和电势由这两个点电荷共同决定,电场强度是矢量,P、Q两点电荷在O点的合场强为零,在无限远处的合场强也为零,从O点沿PQ垂直平分线向远处移动,场强先增大,后减小,所以EA不一定大干EB,电势是标量,由等量同号电荷的电场线分布图可知,从O点向远处,电势是一直降低的,故一定大于

答案:B

点评:

  (1)电场强度大的地方电势不一定高.

  (2)电场强度等于零的地方电势不一定等于零.

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