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1、第二讲电场的能的性质本讲稿第一页，共十七页 在电场中移动电荷时，静电力在电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的做的功与电荷的起始位置起始位置和和终止位终止位置置有关，但与电荷经过的有关，但与电荷经过的路径路径无关。无关。与与重力做功重力做功特特点相类比点相类比静电力做功的特点静电力做功的特点对于非匀强电场也适用对于非匀强电场也适用本讲稿第二页，共十七页二：电势能二：电势能1、定义：、定义：由于移动电荷时静电力做的功与由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做这种势能叫做电势能电势能，用，用Ep表示。表示。物体下降时，
2、重力做正功，重力势能物体下降时，重力做正功，重力势能减少减少物体上升时，重力做负功，重力势物体上升时，重力做负功，重力势能增加能增加 类比于重力做功与重力势能的关系，静电力做功与电势能类比于重力做功与重力势能的关系，静电力做功与电势能有什么关系呢？有什么关系呢？本讲稿第三页，共十七页正电荷从正电荷从A A点移到点移到B B点时点时,静电力做什么功？电荷的静电力做什么功？电荷的电势能如何变化？电势能如何变化？正电荷从正电荷从B B点移到点移到A A点点时时,静电力做什么功？静电力做什么功？电荷的电势能如何变电荷的电势能如何变化？化？ABE+vABE+v与此类似：与此类似：若移动的是负电荷呢？若移
3、动的是负电荷呢？本讲稿第四页，共十七页2、静电力做的功等于电势能的减少量、静电力做的功等于电势能的减少量WAB表示电荷从表示电荷从A点移动到点移动到B点的过程中静电力做的功点的过程中静电力做的功EpA和和EpB分别表示电荷在分别表示电荷在A点和点和B点的电势能点的电势能思考：如果知道了在两点间移动电荷时，静电力思考：如果知道了在两点间移动电荷时，静电力做的功，那么这两个位置的电势能就可以知道吗做的功，那么这两个位置的电势能就可以知道吗？本讲稿第五页，共十七页静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值。定电荷在电场中某
4、点的电势能的数值。如果规定电荷在如果规定电荷在B点的电势能为零，则电荷在点的电势能为零，则电荷在A点的电势能点的电势能等于等于WAB3、电场中某点电势能的求解方法：、电场中某点电势能的求解方法：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。动到零势能位置时所做的功。要确定电荷在电场中某点的电势能的数值，必须要确定电荷在电场中某点的电势能的数值，必须先确定零电势能参考位置。先确定零电势能参考位置。本讲稿第六页，共十七页电势能是相对的，与零电势能面有关电势能是相对的，与零电势能面有关电势能是电荷和电场所共有的，具有系统电势能是电荷和电
5、场所共有的，具有系统性性电势能和重力势能都是标量电势能和重力势能都是标量电势能为电势能为负负表示电荷在该处的电势能比零表示电荷在该处的电势能比零还要小还要小.4、例题总结：、例题总结：本讲稿第七页，共十七页一、电势一、电势规定规定O点的电势能为零点的电势能为零电荷电荷q在在A点的电势能点的电势能EpA：如果在如果在A点放的是点放的是2q的电荷呢？的电荷呢？EpA/q是相同的是相同的对电场中的不同位置，这个比值对电场中的不同位置，这个比值一般是不同的一般是不同的本讲稿第八页，共十七页1、电势定义：、电势定义：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
6、3、单位：、单位：在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V 1V=1J/C4、电势只有大小，没有方向所以它是一个标量、电势只有大小，没有方向所以它是一个标量注意：电势可以是正值，也可以是负值，正值表示该注意：电势可以是正值，也可以是负值，正值表示该点电势比零电势高，负值表示该点电势比零电势低。点电势比零电势高，负值表示该点电势比零电势低。2、电势的定义式：、电势的定义式：本讲稿第九页，共十七页1）电势具有相对性，电势具有相对性，先规定电场中某处的电势为先规定电场中某处的电势为零，然后才能确定电场中其他各点的电势零，然后才能确定电场中其他各点的电势。5、
7、如何确定电场中某点的电势呢？、如何确定电场中某点的电势呢？2）电场中某点的电势跟零电势位置的选择有关。）电场中某点的电势跟零电势位置的选择有关。3）实际问题中，常选取无限远处电势为零或大地）实际问题中，常选取无限远处电势为零或大地电势为零。电势为零。本讲稿第十页，共十七页 地理上，等高线表示地势的高低。地理上，等高线表示地势的高低。在电场中常用等势面来表示电势的高低。在电场中常用等势面来表示电势的高低。二：等势面二：等势面1、定义：电场中电势相同的各点、定义：电场中电势相同的各点构成的面叫做构成的面叫做等势面等势面本讲稿第十一页，共十七页2 几种典型电场的等势面几种典型电场的等势面：（1）、点
8、电荷电场中的等势面：）、点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面以点电荷为球心的一簇球面本讲稿第十二页，共十七页（2）、等量异种点电）、等量异种点电荷电场中的等势面：荷电场中的等势面：两簇对称曲面两簇对称曲面本讲稿第十三页，共十七页（3）、等量同种点电）、等量同种点电荷电场中的等势面：荷电场中的等势面：两簇对称曲面两簇对称曲面本讲稿第十四页，共十七页（5）、匀强电场中的等势面：）、匀强电场中的等势面：（4）、形状不规则的）、形状不规则的带电导体附近的电场线带电导体附近的电场线及等势面及等势面垂直于电场线的一簇平面垂直于电场线的一簇平面本讲稿第十五页，共十七页3、等势面的特点：、等势面的特
9、点：（1）等势面一定与电场线）等势面一定与电场线 垂直垂直 ，即跟电场强度，即跟电场强度方向方向 垂直垂直 。（2）在同一等势面上移动电荷时）在同一等势面上移动电荷时 静电力不做功静电力不做功 。（3）电场线总是从）电场线总是从 电势高的等势面电势高的等势面 指向指向电势低的等势面电势低的等势面 （4）在同一电场中，任意两个等势面不会）在同一电场中，任意两个等势面不会 相交相交，不会，不会 相切相切。本讲稿第十六页，共十七页（二）电势差（二）电势差1 1、电势差、电势差 ：两点的电势之差，也叫电压：两点的电势之差，也叫电压2 2、静电力做功与电势差的关系：、静电力做功与电势差的关系：2 2、电势差、电势差U UABAB与与q q、WWABAB均无关，仅与电场中均无关，仅与电场中A A、B B两两位置有关。故电势差反映了电场本身的性质。位置有关。故电势差反映了电场本身的性质。3 3、电势差的单位：伏特、电势差的单位：伏特 符号符号V 1V=1 J/CV 1V=1 J/C4 4、电势差是标量。、电势差是标量。或本讲稿第十七页，共十七页