第一章

靜電場(chǎng)的描述第4節(jié)

電勢(shì)能和電勢(shì)一個(gè)正電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中只受到靜電力F的作用，它在電場(chǎng)中由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，靜電力做了正功WAB。E

ABF是一種什么形式的能量在減少呢？由動(dòng)能定理可知，該電荷的動(dòng)能增加了WAB。根據(jù)能量守恒定律，動(dòng)能增加就意味著有某種形式的能量在減少。1.通過(guò)討論電場(chǎng)力對(duì)試探電荷做功，知道電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)的特點(diǎn)，提高科學(xué)論證能力；2.將電場(chǎng)力做功與重力做功進(jìn)行類(lèi)比，理解電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系，認(rèn)識(shí)電勢(shì)能的相對(duì)性，培養(yǎng)的能量觀念；3.知道電勢(shì)的定義方法及其定義公式、單位，體會(huì)比值定義法；4.知道等勢(shì)面的定義，知道電場(chǎng)線一定垂直于等勢(shì)面。01電場(chǎng)力做功

重力做功：W=mghh是高度差電場(chǎng)力做功：W=qEdd是位移重力做功具有跟路徑無(wú)關(guān)的特點(diǎn)，電場(chǎng)力做功是否也具有這一特點(diǎn)?

討論與交流：如圖所示，在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電量為+q的試探電荷沿三種不同路徑從點(diǎn)A移動(dòng)到點(diǎn)B，試討論

(1)沿s1(AB)路徑的電場(chǎng)力做功是多少？W1=qEd

討論與交流：如圖所示，在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電量為+q的試探電荷沿三種不同路徑從點(diǎn)A移動(dòng)到點(diǎn)B，試討論

(2)沿s2(ACB)路徑的電場(chǎng)力做功是多少？W2=qELcosθ=qEd

討論與交流：如圖所示，在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電量為+q的試探電荷沿三種不同路徑從點(diǎn)A移動(dòng)到點(diǎn)B，試討論

(3)沿s3(ACB)路徑的電場(chǎng)力做功是多少？W3=qEd1+qEd2+qEd3=qEd結(jié)論：電場(chǎng)力做功只與電量及其起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，與路徑無(wú)關(guān)。2.電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的關(guān)系（1）當(dāng)WAB>0，則EpA>EpB,表明電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小；（2）當(dāng)WAB<0，則EpA<EpB,表明電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加。WAB=EpA-EpB1.定義：電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能叫電勢(shì)能，用符號(hào)EP表示。02電勢(shì)能3.電勢(shì)能是相對(duì)的，具體數(shù)值與零勢(shì)能面的選取有關(guān)；

通常把電荷在離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為0，或把電荷在大地表面的電勢(shì)能規(guī)定為0。多遠(yuǎn)算“無(wú)限遠(yuǎn)”呢？則電荷在電場(chǎng)中點(diǎn)A的電勢(shì)能大小就等于將電荷從該點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處電場(chǎng)力所做的功，即EpA=WAO4.電勢(shì)能為電荷和對(duì)它作用的電場(chǎng)組成的系統(tǒng)共有。5.電勢(shì)能是標(biāo)量。qQ我們說(shuō)某個(gè)電荷的電勢(shì)能，只是一種簡(jiǎn)略的說(shuō)法。1.電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能面時(shí)靜電力所做的功。EAB若以A點(diǎn)作為零勢(shì)能面，則有

EPA-EPB=WAB因EPA=0，則EPB=-WAB如圖，若A→B電場(chǎng)力所做功為WAB若以B點(diǎn)作為零勢(shì)能面，則EPA-0=WAB即EPA=WAB

2.選擇不同的零勢(shì)能面，對(duì)于同一個(gè)帶電體在同一點(diǎn)來(lái)說(shuō)電勢(shì)能大小是不相同的。6.電勢(shì)能的大小：總結(jié)：電場(chǎng)中力的性質(zhì)比值法

電場(chǎng)中能的性質(zhì)【要求】電場(chǎng)的能的性質(zhì)也是電場(chǎng)本身的一種屬性，它只能由＿＿＿＿所決定，而與電場(chǎng)中有無(wú)放入試探電荷

。?物理量場(chǎng)源本身無(wú)關(guān)

試探電荷q↑電場(chǎng)力F↑電場(chǎng)力做功W↑有關(guān)×比值法？能否用“電勢(shì)能EP”描述電場(chǎng)中能的性質(zhì)嗎？如何描述電場(chǎng)中能的性質(zhì)

討論與交流：如圖所示，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，規(guī)定負(fù)極板的電勢(shì)能為零(極板接地)。取極板附近一點(diǎn)O，從與點(diǎn)O

距離為d的點(diǎn)A，把一個(gè)電量q=q0的正試探電荷由點(diǎn)A移到點(diǎn)O，分析電場(chǎng)中能的性質(zhì)。q0Edq0EdEd2q0Ed3q0Ed…nq0Ed2q0Ed3q0Ed…nq0EdEdEd…Ed

03電勢(shì)4.意義：(1)電勢(shì)有相對(duì)性,電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)跟零電勢(shì)的位置有關(guān)；(2)電勢(shì)有固有性，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)的大小由電場(chǎng)本身決定，與該點(diǎn)是否放著電荷、電荷的電性、電荷量均無(wú)關(guān)

；(3)電勢(shì)是標(biāo)量，正負(fù)號(hào)不表示方向而表示大小，正值表示是高于零電勢(shì)，負(fù)值表示是低于零電勢(shì)，故沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低。1.定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面。2.特點(diǎn)：(1)在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功；(2)電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，并指向電勢(shì)低的等勢(shì)面；(3)相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)之差通常是相等的。(4)不同等勢(shì)面在空間不相交、不相切。04等勢(shì)面同一等勢(shì)面上的點(diǎn)，電勢(shì)都相等

3.實(shí)例：幾種常見(jiàn)的電場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)面分布圖例題：雷雨云層可以形成幾百萬(wàn)伏以上的電壓，足以擊穿空氣產(chǎn)生幾十萬(wàn)安培的瞬間電流，電流生熱使空氣發(fā)光，形成閃電；空氣受熱突然膨脹發(fā)出巨響，發(fā)出雷聲。如圖所示，雷雨云底部的電勢(shì)較地面低1.5×108V，閃電時(shí)，一個(gè)電子從雷雨云底部抵達(dá)地面，求它的電勢(shì)能變化量。

1.(多選)下列說(shuō)法中正確的是（）A.當(dāng)兩正點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大B.當(dāng)兩負(fù)點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大C.一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能減小D.一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢(shì)能增大ABC2.(多選)一個(gè)電荷只在電場(chǎng)力作用下從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做了5×10－6J的功，那么()A.電荷在B處時(shí)將具有5×10－6J的電勢(shì)能B.電荷在B處將具有5×10－6J的動(dòng)能C.電荷的電勢(shì)能減少了5×10－6JD.電荷的動(dòng)能增加了5×10－6JCD3.一帶電油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖虛線所示，電場(chǎng)方向豎直向下。若不計(jì)空氣阻力，則此帶電油滴從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中，能量變化情況為()A.動(dòng)能減小B.電勢(shì)能增加C.動(dòng)能和電勢(shì)能之和減少D.重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加CEab4.（多選）如圖所示，虛線a、b和c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為φa、φ