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2021学年第四节 电势能 电势精品ppt课件
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这是一份2021学年第四节 电势能 电势精品ppt课件，共58页。PPT课件主要包含了什么是电势能，qE·AM，对AM，对MB，W20，对全程，小试牛刀，思考与讨论，正负号法则，等势面等内容，欢迎下载使用。
电场力做功与电势能变化之间有何关系?
如何从能量的角度描述电场的性质?
闪电是一种常见的自然现象，是带电的云层与云层之间、带电的云层与地面之间强烈的放电现象。据估计，每秒约有几十到上百次的闪电击中地球表面。一次闪电在短时间内释放出很多能量，这一能量来自放电电荷的电势能。
类比：电荷在静电场中也会有势能吗？是电场力做功引起这种势能的变化吗？
1、物体在重力场中具有重力势能。
功是能量转化的量度！！！
2、重力做功引起物体重力势能的发生变化。
方法：如何研究电场能的性质？ 可否用研究重力场一样的方法来研究呢？
1、与路径无关，由初末位置的高度差来决定
2、重力做功WG与重力势能变化的关系
问题：静电力做功的特点？
1.与路径无关,由初末位置的高度差来决定。
1.静电力做功与电荷经过的路径关系如何？？？
2.重力做功WG与重力势能变化的关系：
3.重力势能:等于将物体由该点移至零势能点重力所做的功。
2.静电力做功W电与电势能变化的关系如何？？？
3.某一点电势能如何规定？？？
匀强电场中，把正电荷沿不同路径从A点移到B静电力做功？
W = F·|AB| csθ
甲.将电荷q从A沿直线移至B:
乙.将电荷q从A沿折线移至B:
W1 = q E ·|AM|
W = W1 + W2= q E·|AM|
3.将电荷q从A沿曲线移至B:
W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM|
W1 = q E ·x1
W2 = q E ·x2
W3 = q E ·x3
x1 + x2 + x3 +…=?
W= q E·|AM|
W = q E·|AM| + 0
问题：静电力做功的特点
W甲= F·|AB|csθ=qE·|AM|
匀强电场中，把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功
W乙= qE·|AM|
W丙= qE·|AM|
沿任意路径静电力做功:
W任意=qE·|AM|
在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。
★此结论对于非匀强电场也适用
例如：点电荷激发的电场是非匀强电场，把试探电荷+q从A经不同路径移动到B，静电力做功相同。
将+q由A移到B的过程电场力对电荷做功为：
将-q由A移到B的过程，电场力对电荷做功为：
做功的过程是一个能量转化的过程，那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？
1.在这三种情况下重力做功的关系？
3.可以引进重力势能的概念。
4.类比可以给出电势能的概念。
１、定义：电荷在电场中受到电场力而具有的与位置有关的势能叫做电势能。 （电荷在某点的电势能，等于把它从这个点移动到零势能位置时静电力做的功）
２、标量：有正负，表大小
例如：EpA=3J 比0势能点多3J EpB=-3J 比0势能点低3J
3、国际单位：焦耳，符号J
引力做功与路径无关源自万有引力定律，两质点间的万有引力沿质点间的连线方向，与彼此间距离的二次方成反比，即万有引力是各向同性的有心力。同引力一样，以库仑定律描述的电荷间的静电力同样具有各向同性的有心力的特点，也具有做功和电荷移动路径无关的特点。万有引力是保守力，静电力也是保守力。
负电荷逆着电场线移动，电场力做正功，电势能减少
1、电场力做功改变电势能
正电荷顺着电场线移动，电场力做正功，电势能减少
正电荷逆着电场线移动，电场力做负功，电势能增加
负电荷顺着电场线移动，电场力做负功，电势能增加
2、电场力做的功等于电势能的减少量
WAB = EPA - EPB = -ΔEP （增量的负值）
静电力对电荷做正功,电荷的电势能减少静电力对电荷做负功,电荷的电势能增加。
问题:如图所示，电荷在电场中从A向B移动时，静电力做什么功?
左图：正电荷：静电力做正功负电荷：静电力做负功
右图：正电荷：静电力做负功负电荷：静电力做正功
3.电势能具有相对性。电荷在电场中某点的电势能大小与零势能点的选取有关（但电荷在某两点之间的电势能之差与零势能点的选取无关，通常把离场源无限远处或大地表面的电势能规定为零）
——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。
4.电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。
重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力
电场中，电场力：电荷之间的作用力
有重力就有重力势能Ep= mgh
有电场力就有相应的能，叫电势能EP
Ep由物体和地面间的相对位置决定
EP由电荷间的相对位置决定
W重 = EP1-EP2
W电 = EPA-EPB
尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异
例题：如图所示，在场强E=1000N/C 的匀强电场中，点电荷q=+1c从A移动到B，AB相距L=1m，静电力做功为多少？电势能如何变化？电荷在B点具有多大的电势能？
设A点电势能EPA=0
电场力做正功，电势能减少
电荷在B点具有多大的电势能？
∴EPB=-1000J
电势能为负表示什么物理意义？
１、下列说法中正确的是（ ）A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。
电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加
２、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么 ( )A．电荷在B处时将具有5×10－6J 的电势能B．电荷在B处将具有5×10－6J 的动能C．电荷的电势能减少了5×10－6J D．电荷的动能增加了5×10－6J
由动能定理可知，电荷的动能将增加5×10－6J ，D正确
根据功能关系，电荷的电势能将减少5×10－6J ，C正确
由于不知道电荷的初动能和初势能，所以A、B错误
３、将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？
增加了1.8×10-5J.
EPC=1.8×10-5 J
EPC=-1.2×10-5 J
EPB=3×10-5 J
EPA= -3×10-5 J
4、如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面ab上, 有一电子,从静止开始由a运动到b的过程中(a、b相对O对称),下列说法正确的是( )A.电子的电势能始终增多B.电子的电势能始终减少C.电子的电势能先减少后增加D.电子的电势能先增加后减少
5、一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为( )A.动能减小B.电势能增加C.动能和电势能之和减少D.重力势能和电势能之和增加
合力向上，合力做正功，油滴动能增加，A错
电场力做正功，电势能减少，B错
根据能量守恒可知，C对、D错
2.若取B点的电势能为零,则A点的电势能为多少?
1.若在AB两点间分别移动正、负电荷，请比较电荷电势能的变化
3.点电荷的电量为2q、 3q、…
4.分析EPA/q一定吗？
5.点电荷的电量为-q、-2q、 -3q、… 则A点的电势能为多少?
则A点的电势能为多少?
电势能与电量的比值为多少?
E´PA = 2q E Lcsθ
E´´PA =3q E Lcsθ
=E´PA / 2q
=E´´PA / 3q = E L csθ
EPA = -q E Lcsθ
EPA /- q = E L csθ
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，而与电场中有无放入试探电荷无关。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”来表示它。
在电荷中，在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值
1 V = 1 J/C
3. 单位: 伏特（V）
（比值定义法，计算时要代入正负号）
例如：φ A=3V ：比0电势高3V φ B=-5V ：比0电势低5V 故 φ A ＞φ B
5. 电势是标量：有正负，且正负表示大小。数值取决于零电势的选取。（负电势表示该处的电势比零电势处电势低.）
4. 物理意义: 反映电场能的性质（ φ与是否放检验电荷、电性、电荷量都无关，由电场本身决定）
6. 电势具有相对性： 确定电势应先规定电场中某处的电势为零.（通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零.）
例1：有一电荷量q= - 3×10-6C的点电荷，从电场中的A 点移到B点时，克服静电力做功6×10-4J.问：以B为零电势能点，电荷在A点时的电势能是多少？A点电势多高？
小结:计算电势首先要规定零电势处,电势有正负,正、负分别表示该处的电势比零电势处电势高或低，而不是方向，因此电势是标量。
7. 电势高低的判断方法
（1）沿电场线的方向，电势越来越低：φ A ＞ φ B
判断. ①沿电场线方向，电势逐渐降低 （ ）
②电势降低的方向一定是电场线的方向 （ ）
②电势降低最快的方向一定是电场线的方向 （ ）
问题：若带正电荷的小球只受到电场力作用，则它在电场中（ ）A、一定沿电场线由高电势处向低电势处运动；B、一定沿电场线由低电势处向高电势处运动；C、不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动；D、不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动。
8、在正电荷产生的电场中，离它越近电势越高；在负电荷产生的电场中，离它越近电势越低。当规定无限远处φ=0，则：正点电荷电场中各点电势均为正； 负点电荷电场中各点电势均为负。
几种典型电场中各点的电势
正点电荷电场中各点的电势大于零
负点电荷电场中各点的电势小于零
左侧电势小于零；右侧电势大于零
正电荷一侧的电势为正，负电荷一侧的电势为负
G=mg 重力势能EP 高度h 高度差Δh
F=qE 电势能EP 电势φ 电势差U
重力场中，同一物体在不同位置，Ep不同。
电场中，同一电荷在电场中的不同位置,EP不同。
不同物体在同一位置，Ep正比于质量m
不同电荷在同一位置，EP正比于电量q
Ep/m = gh，h只与相对位置有关
EP/q 叫做电势 ， 只与相对位置有关
电势能与电势的区别与联系
例：有一电荷量q= - 3×10-6C的点电荷，从电场中的A 点移到B点时，克服静电力做功6×10-4J.问：以B为零电势能点，电荷在A点时的电势能是多少？A点电势多高？
例：如图所示是等量异种电荷和等量同种电荷的电场线分布，AOB是两点电荷连线的垂直平分线，O是连线的中点。 在甲乙两图中，把正试探电荷从O点沿OA移到无限远处，静电力是否做功？电势能和电势是否变化？如何变化？
静电力不做功电势能不变化电势不变化
静电力做正功电势能减少电势降低
思考：换负试探电荷情况如何？
1、定义：电场中电势相同的各点构成的面，叫等势面
（1）电场线与等势面处处垂直（即跟电场强度方向垂直）。
（3）任意两个等势面在空间不能相交、不相切
（5）同一副图中一定是等差等势面（两相邻等势面间的电势差相等），否则无意义。同一电场中，等差等势面的疏密反映了电场的强弱，等势面越密的地方，电场线也越密，电场强度E越大；反之则弱。
（2）在同一等势面的任意两点间移动电荷，电场力不做功。
（4）电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。
3.常见电场等势面分布图，每幅图中，两个相邻的等势面间的电势之差是相等的。（要求会画）（1）点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面。如图所示。
（2）等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。如图所示。①等量异种电荷在连线上从正电荷到负电荷电势逐渐降低，中点的电势为零。②等量异种电荷的中垂线是等势面且电势为零。（中垂线是等势面，以为可以无限延伸，故该等势面电势可以规定为φ ∞=0 ）
（3）等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。如图所示。①等量同种电荷（正电荷）在连线上电势先降低后升高，中点的电势最低。②等量同种电荷（正电荷）在中垂线上中点的电势最高，越往两边越低。
（4）形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面。如图甲所示。（5）匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平行平面。如图乙所示。
特点：不规则球面，处于静电平衡的导体是一个等势体，表面是一个等势面。
4．等势面的应用（1）由等势面可以判断电场中各点电势的高低。（2）由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况。即：WAB=EPA-EPB=q(φ A —φ B)（3）由等势面可以判断电荷在电场中各点电势能大小的情况（4）由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定电场的大体分布。
判断题（并简要说明理由）⑴、电荷沿电场线方向移动时，其电势能一定减小。（ ）⑵、检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时，它在该点具有的电势能也一定大。（ ） ⑶、把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大。（ ） ⑷、电荷在电场中移动时，若电场力对电荷做正功，电荷的电势能一定减小.（ ）
1、关于等势面，正确的说法是（ ） A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 B．等势面上各点的场强大小相等 C．等势面一定跟电场线垂直 D．两等势面不能相交
2、孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，其电势分别为ψ1、ψ2、ψ3，a、b、c是某电场线与这簇等势面的交点，且ab=bc.现将一正电荷由a移到b，电场力做正功W1；再由b移至c，电场力做正功W2,则（ ）A.W1=W2，ψ1＜ψ2＜ψ3B.W1=W2，ψ1＞ψ2＞ψ3C.W1＞W2，ψ1＞ψ2＞ψ3D.W1＜W2，ψ1＞ψ2＞ψ3
3、如图，虚线a、b、c势某静电场中的三个等势面，它们的电势a最大，c最少，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如图实线KLMN所示，由图可知（ ）
粒子从K到L的过程中，电场力做负功粒子从L到M的过程中，电场力做负功粒子从K到L的过程中，电势能增加粒子从L到N的过程中，动能减少
例：在匀强电场中有a、b、c三点，位置关系如图所示，其中ab=√3 cm，bc=1cm，已知电场线与abc三点所在的平面，且与bc平行，若将电量为-2×10-８C的点电荷从a移到b，电场力不做功，而把该电荷从a移到c，电场力做功为1.8×10-7J。（1）比较a、b、c 三点的电势高低；（2）画出匀强电场的电场线;（3）求出电场强度的大小。
c b
【例】[对v－t图象的理解](多选)如图甲，直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v－t图象如图乙所示，设a、b两点的电势分别为φa、φb，场强大小分别为Ea、Eb，粒子在a、b两点的电势能分别为Wa、Wb，不计重力，则有( )
A.Φa > φb B．Ea > Eb C．Ea < Eb D．Wa > Wb
解析 电场线为直线，带负电的粒子仅在电场力的作用下由静止释放，那么一定沿着电场力的方向运动，故电场强度的方向向左，b点的电势高，选项A错误；由v－t图象的斜率表示粒子运动的加速度可知粒子运动的加速度越来越小，故b点的场强小，Ea>Eb，选项B正确，C错误；电场力做正功，电势能减小，选项D正确．
电场力做功与电势能变化之间有何关系?
如何从能量的角度描述电场的性质?
闪电是一种常见的自然现象，是带电的云层与云层之间、带电的云层与地面之间强烈的放电现象。据估计，每秒约有几十到上百次的闪电击中地球表面。一次闪电在短时间内释放出很多能量，这一能量来自放电电荷的电势能。
类比：电荷在静电场中也会有势能吗？是电场力做功引起这种势能的变化吗？
1、物体在重力场中具有重力势能。
功是能量转化的量度！！！
2、重力做功引起物体重力势能的发生变化。
方法：如何研究电场能的性质？ 可否用研究重力场一样的方法来研究呢？
1、与路径无关，由初末位置的高度差来决定
2、重力做功WG与重力势能变化的关系
问题：静电力做功的特点？
1.与路径无关,由初末位置的高度差来决定。
1.静电力做功与电荷经过的路径关系如何？？？
2.重力做功WG与重力势能变化的关系：
3.重力势能:等于将物体由该点移至零势能点重力所做的功。
2.静电力做功W电与电势能变化的关系如何？？？
3.某一点电势能如何规定？？？
匀强电场中，把正电荷沿不同路径从A点移到B静电力做功？
W = F·|AB| csθ
甲.将电荷q从A沿直线移至B:
乙.将电荷q从A沿折线移至B:
W1 = q E ·|AM|
W = W1 + W2= q E·|AM|
3.将电荷q从A沿曲线移至B:
W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM|
W1 = q E ·x1
W2 = q E ·x2
W3 = q E ·x3
x1 + x2 + x3 +…=?
W= q E·|AM|
W = q E·|AM| + 0
问题：静电力做功的特点
W甲= F·|AB|csθ=qE·|AM|
匀强电场中，把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功
W乙= qE·|AM|
W丙= qE·|AM|
沿任意路径静电力做功:
W任意=qE·|AM|
在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。
★此结论对于非匀强电场也适用
例如：点电荷激发的电场是非匀强电场，把试探电荷+q从A经不同路径移动到B，静电力做功相同。
将+q由A移到B的过程电场力对电荷做功为：
将-q由A移到B的过程，电场力对电荷做功为：
做功的过程是一个能量转化的过程，那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？
1.在这三种情况下重力做功的关系？
3.可以引进重力势能的概念。
4.类比可以给出电势能的概念。
１、定义：电荷在电场中受到电场力而具有的与位置有关的势能叫做电势能。 （电荷在某点的电势能，等于把它从这个点移动到零势能位置时静电力做的功）
２、标量：有正负，表大小
例如：EpA=3J 比0势能点多3J EpB=-3J 比0势能点低3J
3、国际单位：焦耳，符号J
引力做功与路径无关源自万有引力定律，两质点间的万有引力沿质点间的连线方向，与彼此间距离的二次方成反比，即万有引力是各向同性的有心力。同引力一样，以库仑定律描述的电荷间的静电力同样具有各向同性的有心力的特点，也具有做功和电荷移动路径无关的特点。万有引力是保守力，静电力也是保守力。
负电荷逆着电场线移动，电场力做正功，电势能减少
1、电场力做功改变电势能
正电荷顺着电场线移动，电场力做正功，电势能减少
正电荷逆着电场线移动，电场力做负功，电势能增加
负电荷顺着电场线移动，电场力做负功，电势能增加
2、电场力做的功等于电势能的减少量
WAB = EPA - EPB = -ΔEP （增量的负值）
静电力对电荷做正功,电荷的电势能减少静电力对电荷做负功,电荷的电势能增加。
问题:如图所示，电荷在电场中从A向B移动时，静电力做什么功?
左图：正电荷：静电力做正功负电荷：静电力做负功
右图：正电荷：静电力做负功负电荷：静电力做正功
3.电势能具有相对性。电荷在电场中某点的电势能大小与零势能点的选取有关（但电荷在某两点之间的电势能之差与零势能点的选取无关，通常把离场源无限远处或大地表面的电势能规定为零）
——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。
4.电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。
重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力
电场中，电场力：电荷之间的作用力
有重力就有重力势能Ep= mgh
有电场力就有相应的能，叫电势能EP
Ep由物体和地面间的相对位置决定
EP由电荷间的相对位置决定
W重 = EP1-EP2
W电 = EPA-EPB
尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异
例题：如图所示，在场强E=1000N/C 的匀强电场中，点电荷q=+1c从A移动到B，AB相距L=1m，静电力做功为多少？电势能如何变化？电荷在B点具有多大的电势能？
设A点电势能EPA=0
电场力做正功，电势能减少
电荷在B点具有多大的电势能？
∴EPB=-1000J
电势能为负表示什么物理意义？
１、下列说法中正确的是（ ）A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大。
电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加
２、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么 ( )A．电荷在B处时将具有5×10－6J 的电势能B．电荷在B处将具有5×10－6J 的动能C．电荷的电势能减少了5×10－6J D．电荷的动能增加了5×10－6J
由动能定理可知，电荷的动能将增加5×10－6J ，D正确
根据功能关系，电荷的电势能将减少5×10－6J ，C正确
由于不知道电荷的初动能和初势能，所以A、B错误
３、将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？
增加了1.8×10-5J.
EPC=1.8×10-5 J
EPC=-1.2×10-5 J
EPB=3×10-5 J
EPA= -3×10-5 J
4、如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面ab上, 有一电子,从静止开始由a运动到b的过程中(a、b相对O对称),下列说法正确的是( )A.电子的电势能始终增多B.电子的电势能始终减少C.电子的电势能先减少后增加D.电子的电势能先增加后减少
5、一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为( )A.动能减小B.电势能增加C.动能和电势能之和减少D.重力势能和电势能之和增加
合力向上，合力做正功，油滴动能增加，A错
电场力做正功，电势能减少，B错
根据能量守恒可知，C对、D错
2.若取B点的电势能为零,则A点的电势能为多少?
1.若在AB两点间分别移动正、负电荷，请比较电荷电势能的变化
3.点电荷的电量为2q、 3q、…
4.分析EPA/q一定吗？
5.点电荷的电量为-q、-2q、 -3q、… 则A点的电势能为多少?
则A点的电势能为多少?
电势能与电量的比值为多少?
E´PA = 2q E Lcsθ
E´´PA =3q E Lcsθ
=E´PA / 2q
=E´´PA / 3q = E L csθ
EPA = -q E Lcsθ
EPA /- q = E L csθ
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，而与电场中有无放入试探电荷无关。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”来表示它。
在电荷中，在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值
1 V = 1 J/C
3. 单位: 伏特（V）
（比值定义法，计算时要代入正负号）
例如：φ A=3V ：比0电势高3V φ B=-5V ：比0电势低5V 故 φ A ＞φ B
5. 电势是标量：有正负，且正负表示大小。数值取决于零电势的选取。（负电势表示该处的电势比零电势处电势低.）
4. 物理意义: 反映电场能的性质（ φ与是否放检验电荷、电性、电荷量都无关，由电场本身决定）
6. 电势具有相对性： 确定电势应先规定电场中某处的电势为零.（通常规定离场源电荷无限远处或大地的电势为零.）
例1：有一电荷量q= - 3×10-6C的点电荷，从电场中的A 点移到B点时，克服静电力做功6×10-4J.问：以B为零电势能点，电荷在A点时的电势能是多少？A点电势多高？
小结:计算电势首先要规定零电势处,电势有正负,正、负分别表示该处的电势比零电势处电势高或低，而不是方向，因此电势是标量。
7. 电势高低的判断方法
（1）沿电场线的方向，电势越来越低：φ A ＞ φ B
判断. ①沿电场线方向，电势逐渐降低 （ ）
②电势降低的方向一定是电场线的方向 （ ）
②电势降低最快的方向一定是电场线的方向 （ ）
问题：若带正电荷的小球只受到电场力作用，则它在电场中（ ）A、一定沿电场线由高电势处向低电势处运动；B、一定沿电场线由低电势处向高电势处运动；C、不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动；D、不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动。
8、在正电荷产生的电场中，离它越近电势越高；在负电荷产生的电场中，离它越近电势越低。当规定无限远处φ=0，则：正点电荷电场中各点电势均为正； 负点电荷电场中各点电势均为负。
几种典型电场中各点的电势
正点电荷电场中各点的电势大于零
负点电荷电场中各点的电势小于零
左侧电势小于零；右侧电势大于零
正电荷一侧的电势为正，负电荷一侧的电势为负
G=mg 重力势能EP 高度h 高度差Δh
F=qE 电势能EP 电势φ 电势差U
重力场中，同一物体在不同位置，Ep不同。
电场中，同一电荷在电场中的不同位置,EP不同。
不同物体在同一位置，Ep正比于质量m
不同电荷在同一位置，EP正比于电量q
Ep/m = gh，h只与相对位置有关
EP/q 叫做电势 ， 只与相对位置有关
电势能与电势的区别与联系
例：有一电荷量q= - 3×10-6C的点电荷，从电场中的A 点移到B点时，克服静电力做功6×10-4J.问：以B为零电势能点，电荷在A点时的电势能是多少？A点电势多高？
例：如图所示是等量异种电荷和等量同种电荷的电场线分布，AOB是两点电荷连线的垂直平分线，O是连线的中点。 在甲乙两图中，把正试探电荷从O点沿OA移到无限远处，静电力是否做功？电势能和电势是否变化？如何变化？
静电力不做功电势能不变化电势不变化
静电力做正功电势能减少电势降低
思考：换负试探电荷情况如何？
1、定义：电场中电势相同的各点构成的面，叫等势面
（1）电场线与等势面处处垂直（即跟电场强度方向垂直）。
（3）任意两个等势面在空间不能相交、不相切
（5）同一副图中一定是等差等势面（两相邻等势面间的电势差相等），否则无意义。同一电场中，等差等势面的疏密反映了电场的强弱，等势面越密的地方，电场线也越密，电场强度E越大；反之则弱。
（2）在同一等势面的任意两点间移动电荷，电场力不做功。
（4）电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。
3.常见电场等势面分布图，每幅图中，两个相邻的等势面间的电势之差是相等的。（要求会画）（1）点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面。如图所示。
（2）等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。如图所示。①等量异种电荷在连线上从正电荷到负电荷电势逐渐降低，中点的电势为零。②等量异种电荷的中垂线是等势面且电势为零。（中垂线是等势面，以为可以无限延伸，故该等势面电势可以规定为φ ∞=0 ）
（3）等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。如图所示。①等量同种电荷（正电荷）在连线上电势先降低后升高，中点的电势最低。②等量同种电荷（正电荷）在中垂线上中点的电势最高，越往两边越低。
（4）形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面。如图甲所示。（5）匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平行平面。如图乙所示。
特点：不规则球面，处于静电平衡的导体是一个等势体，表面是一个等势面。
4．等势面的应用（1）由等势面可以判断电场中各点电势的高低。（2）由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况。即：WAB=EPA-EPB=q(φ A —φ B)（3）由等势面可以判断电荷在电场中各点电势能大小的情况（4）由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定电场的大体分布。
判断题（并简要说明理由）⑴、电荷沿电场线方向移动时，其电势能一定减小。（ ）⑵、检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时，它在该点具有的电势能也一定大。（ ） ⑶、把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大。（ ） ⑷、电荷在电场中移动时，若电场力对电荷做正功，电荷的电势能一定减小.（ ）
1、关于等势面，正确的说法是（ ） A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 B．等势面上各点的场强大小相等 C．等势面一定跟电场线垂直 D．两等势面不能相交
2、孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，其电势分别为ψ1、ψ2、ψ3，a、b、c是某电场线与这簇等势面的交点，且ab=bc.现将一正电荷由a移到b，电场力做正功W1；再由b移至c，电场力做正功W2,则（ ）A.W1=W2，ψ1＜ψ2＜ψ3B.W1=W2，ψ1＞ψ2＞ψ3C.W1＞W2，ψ1＞ψ2＞ψ3D.W1＜W2，ψ1＞ψ2＞ψ3
3、如图，虚线a、b、c势某静电场中的三个等势面，它们的电势a最大，c最少，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如图实线KLMN所示，由图可知（ ）
粒子从K到L的过程中，电场力做负功粒子从L到M的过程中，电场力做负功粒子从K到L的过程中，电势能增加粒子从L到N的过程中，动能减少
例：在匀强电场中有a、b、c三点，位置关系如图所示，其中ab=√3 cm，bc=1cm，已知电场线与abc三点所在的平面，且与bc平行，若将电量为-2×10-８C的点电荷从a移到b，电场力不做功，而把该电荷从a移到c，电场力做功为1.8×10-7J。（1）比较a、b、c 三点的电势高低；（2）画出匀强电场的电场线;（3）求出电场强度的大小。
c b
【例】[对v－t图象的理解](多选)如图甲，直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v－t图象如图乙所示，设a、b两点的电势分别为φa、φb，场强大小分别为Ea、Eb，粒子在a、b两点的电势能分别为Wa、Wb，不计重力，则有( )
A.Φa > φb B．Ea > Eb C．Ea < Eb D．Wa > Wb
解析 电场线为直线，带负电的粒子仅在电场力的作用下由静止释放，那么一定沿着电场力的方向运动，故电场强度的方向向左，b点的电势高，选项A错误；由v－t图象的斜率表示粒子运动的加速度可知粒子运动的加速度越来越小，故b点的场强小，Ea>Eb，选项B正确，C错误；电场力做正功，电势能减小，选项D正确．
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