电势 电势能 电势差.doc

电势电势能电势差
教学目标
理解电场力做功的特点
理解电势能，电势和电势差的区别
理解电场力做功和电势之间的关系

概念精讲。
电场力做功和电势能（的变化）
与重力做功相类似，电场力做功与物体在电场中移动的路径也无关。只与始末位置有关。
电势能：电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从该点移动到选定的参考点过程中电场力做的功。
类似的，电势能的变化也满足下列特点：
电场力做正功，电势能降低；电场力做负功，电势能升高；
做功量=电势能变化量的负值；
W电=－△EP（类比于WG=－△EP）．

电势与等势面。（电场本身的性质）
电势能的多少取决于电场和试探电荷，和库伦力类似。为了研究电场的性质，类比于场强，引入电势的概念：
电势=电势能与电荷量的比值
：φA=UA∞=WA∞/q．
电势能是标量，但有正负。分别表示相对于零电势面的位置关系。

电场中电势相同的点构成的集合叫做等势线（等势面或者等势体）
电场线与等势面处处垂直。
在等势面上移动电荷，电场力不做功。
顺着电场线方向，电势降低。逆着电场线方向，电势升高。
电场强度较大的地方，等差的等势面较密。

电势差与电场力做功电势能的变化
UAB=WAB/q=
在匀强电场中，沿着场强方向的两点间的电势差等于电场强度跟这两点间距离的乘积，即U=Ed，也可理解为：在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿场强方向上单位长度的电势降落，即E=U/d．

在说两点之间的电势差的时候，一定要分清先后顺序。
A与B的电势差意味着：把电荷从A移动到B，电势差是A点的电势减去B点的电势。

正电荷顺着电场线方向移动，电场力做正功，电势能降低。逆着电场线移动，电场力做负功，电势能升高；
负电荷顺着电场线移动，电场力做负功，电势能升高；逆着电场线移动，电场力做正功，电势能降低。

电势电势能电势差的区别

电势与电势差指的是电场的性质，与试探电荷无关；电势一般指某点与零势能面的电势差，
一般不说数值而说高或者低；电势能则是指试探电荷在电场某点具有的能的性质。

考点指南
通常叫做电场中能的性质，以选择题形式居多，判断电势能的降低与升高，电场力做功的正负，或者与电场中力的性质相结合判断轨迹等。
计算题中常与磁场结合，成为粒子（周期或者平抛运动）电磁力综合题。
从电场的形式来看，通常分为匀强电场（平行板电容器），单个（2个）点电荷的电场以及不规则电场三个模型。
不规则电场常常用等势面等势线来解决。

【例1】把一个电量q=5×10-9C的正点电荷从距电场无穷远处移到电场中的M点,电荷克服电场力做功WOM=6×10-3J.如果把该点电荷从距电场无穷处移到电场中N点,电荷克服电场力做功WON=3.6×10-3J,取无穷远处为零电势点.求:
(1)M、N点的电势是多少？
(1)M、N点间的电势差是多少？把该点电荷由M移到N点，电场力做功是多少？

【例2】如图所示，一电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN，P点在y轴的右侧，MP⊥ON，则（）
A.M点的电势比P点的电势高
C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差
D.在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动

b

a
【例3】右图所示，a、b为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在a点由静止释放，沿电场线向上运动，到b点恰好速度为零，下列说法正确的是（）
带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的
a点电势比b点电势高
带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小
B.将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功

a点的电场强度比在b点的电场强度大
【例4A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图所示．设A、B两点的电场强度分别为EA、EB，电势分别为UA、UB，则
（A）EA=EB．（B）EA＜EB（C）UA=UB（D）UA＜UB．

空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示，轴上两点B、C点电场强度在方向上的分量分别是、，下列说法中正确的有（）
A．的大小大于的大小
B．的方向沿轴正方向
C．电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大
D．负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功

【例5图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线。两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则（）
A.M带负电荷，N带正电荷
B.N在a点的速度与M在c点的速度大小相同
C.N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功
D.M在从O点运动至b点的过程中，电场力对