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(共20張PPT)
電勢能與電勢
學習目標：
利用功能關系判斷電勢能的變化
利用電勢判斷電勢能的變化
利用電場線判斷電勢的變化
利用定義判斷電勢的變化
利用電勢疊加原理判斷電勢
電場力做功與路徑無關
點電荷周圍的電勢及試探電荷電勢能分布
等量電荷周圍電勢及電勢能的分布
什么是電勢能？
在電場中靜止釋放一個電荷
+
重力勢能
電荷的動能來自于電勢能
k
電場力做功與路徑無關
WAB=EPA-EPB
重力勢能回顧
當重力做正功的時候，重力勢能
當重力做負功的時候，重力勢能
類似地，當電場力做正功的時候電勢能減少，
當電場力做負功的時候，電勢能增加。
WAB=EPA-EPB
A
B
減少
增加
判斷電勢能的高低
1）離正場源電荷越近，正試探電荷電勢能越 ，負試探電荷電勢能越 。
2）離負場源電荷越近，正試探電荷電勢能越 ，負試探電荷電勢能越 。
3）正電荷順著電場線移動，電勢能 ，逆著電場線移動移動，電勢能 。
4）負電荷順著電場線移動，電勢能 ，逆著電場線移動移動，電勢能 。
k
大
小
小
大
小
大
大
小
比較負電荷在a、b、c三點的電勢能高低
a
b
c
k
即使是非勻強電場，電勢能的功能關系依然成立
已知電荷量為q=10-9C的電荷從B點移動到A點，電場力做了-10-8J的功。在以下表格中填入不同試探電荷在A點的電勢能，規定B點為零勢能點。
試探電荷 +q +2q -q -2q
A點電勢能J
求電場中的電勢能
A
B
10-8
-10-8
通常規定地面或無窮遠處為零勢能點
試探電荷 +q +2q +3q
電場力
比值
F
2F
3F
F/q
F/q
F/q
電場的性質
試探電荷 +q +2q -q
電勢能
Ep
Ed
Ed
Ed
比值
電場“力”特性
電場“能”特性
單位電荷受到的力：
單位電荷具有的能：
2Ep
3Ep
電勢
其中，q為試探電荷的電量（包含正負），EP為試探電荷在某點所具有的電勢能。
單位：伏（特），符號V（J/C），標量
注意：電場強度是矢量，電勢是標量，它們均與試探電荷無關
已知電場強度為E，AB=BC=d，在以下表格中填入不同試探電荷在A、B、C三點的電勢能，規定B點為零勢能點
A
E
B
C
位置 A B C
+q 電勢能
電勢
-q 電勢能
電勢
0
0
0
0
Eqd
-Eqd
Ed
-Ed
-Eqd
Ed
-Ed
Eqd
觀察表格分析電勢能與電勢取值的區別？
電勢
其中，q為試探電荷的電量（包含正負），EP為試探電荷在某點所具有的電勢能。
單位：伏（特），符號V（J/C），標量
電勢具有相對性，0電勢能點的電勢為0
電勢一定沿著電場線電勢降低
WAB=EPA-EPB
WAB > 0
A
E
B
A
E
B
A
E
B
A
E
B
WAB < 0
+
+
-
-
+
+
-
-
+q沿電場線電勢能降低
+q逆電場線電勢能升高
-q逆電場線電勢能降低
-q沿電場線電勢能降低
+q
-q
練習
電荷量為的點電荷在電場中P點具有的電勢能，則P點的電勢是 V；如果換成電荷量的點電荷置于P點，那么P點的電勢是 V，這個點電荷再P點具有的電勢能為 J；如果移走P點的點電荷，那么P點的電勢是 V。
3
3
3
啟發：
電場中某點的電勢與試探電荷是否存在無關
計算電勢能：
1.
W12 = EP1 – EP2
2.
物理意義 表達式 公式是否考慮正負號 是否與試探電荷有關 是否矢量 是否相對性
單位
電場強度
電勢能
電 勢
總結
E=F/q
WAB=EpA-EpB
否
是
是
否
否
是
是
否
否
否
是
是
N/C
J
V
能量的一種形式
描述電場力學特征
描述電場能量特征
練習一
分析下列情況電勢能的改變
+
-
兩個相反電荷靠近：
+
-
兩個相反電荷遠離：
+
兩個相同電荷靠近：
-
兩個相同電荷遠離：
+
-
減小
減小
增加
增加
一般規定無窮遠或地球表面為零勢能點
例題：令無窮遠為零勢能點，分析電荷在A、B兩點的電勢能正負性
正電荷在A點：
A
B
負電荷在A點：
正電荷在B點：
負電荷在B點：
正
負
零
零
若EPB=0，則EPA=WAB
練習二
一般規定無窮遠或地球表面為零勢能點
例題：令無窮遠為零勢能點，分析在A、B兩點的電勢正負性
在A點：
A
B
在B點：
正
零
若EPB=0，則EPA=WAB
練習三
觀察點電荷和等量異種電荷的電場分布，判斷對錯
A. 電場中電場強度相等的點,電勢一定相等
B. 電場中電勢相等的點,電場強度一定相等
完成課后練習

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