课件25张PPT。 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。电势:描述电场的能的性质的物理量。如图所示,设想把一试探电荷+q 放在电场中某处A或B。它们在电场力F的作用下均移至无限远处。则有:WA>WB那么怎样去衡量电场的能的性质、怎样去定义“电势”呢?EpA-0>EpB-0同理可知:若试探电荷为-q,也有: 也就是说,比值EpA/q的大小与试探电荷的正负及电量q均无关,只与电场中该点在电场中的位置有关,故其可衡量电场的性质。三. 电势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. 公式:3. 单位: 伏特 符号为V1 V = 1 J/C三. 电势1. 定义:对电势的理解 1: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。
2: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。
3:电势是标量
4:计算时EP,q, 都带正负号。1.沿着电场线方向,电势将怎样变化? 1. 电场线指向电势降低的方向 2.如何确定电场中某点的电势? (提示:类比于电势能的确定.)1. 电场线指向电势降低的方向2.与电势能的情况相似,应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.) 例3. 将一电量为 的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A, 电场力做 功 ,求A点的电势.解:设场外一点P的电势为 点评:电势的确定首先要确定零电势处,且电势可以为负.3.电势为负数时,负号表示方向吗?1. 电场线指向电势降低的方向2.与电势能的情况相似,应先确定电场中某点的电势为零.(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.) 3.电势是标量,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.) 练习. 如图所示,在同一条电场线上有A . B .C 三点,将 的点电荷由A点移动到B点,电场力做什么功?做多少功?电势能变化了多少?在将该电荷由B点移到C点,电场力做什么功?做多少功?电势能变化了多少? 等势面地理上,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。
电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面等势面等势面的特点:
1、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 ,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=10-7C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?