电势能和电势
势能和电势
一、静电力做功
1.将电荷q从A沿直线移至B:
2.将电荷q从A沿折线（经M）移至B:
AM过程:
MB过程:W2=0
A经M到B的全程:
经验：当电荷沿直线运动时，力与沿电场线方向的位移的乘积可以计算功。
3.将电荷q从A沿曲线移至B:
将曲线分成无数段小段，每一小段都看作一小段直线。
将沿任意曲线电荷q 从A移至B，电场力做功都是等于电场力与AB在电场线上的投影AM的乘积。
4.如果移动的是负电荷-q
W= -qE·︱AM︱
结论：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，仅与电荷的起始位置和终止位置有关（与初、末两点在沿电场线上的距离有关）。
推广：该结论对于非匀强电场也是适用的
二、电势能
电荷在电场中具有的势能。和重力势能一样要确定零势能位置，通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。比零电势能高的电势能为正，比零电势能低的电势能为负
电势能用符号EP表示，单位为焦耳（J）。
注意：电势能具有相对性,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。
思考：电荷沿下列电场中的虚线AB移动时，电场力（静电力）做正功情况及电势能变化情况。
（1）.静电力做正功，电势能减少；
（2）.静电力做负功，电势能增加；
（3）.静电力做负功，电势能增加；
（4）.静电力做正功，电势能减少；
静电力对电荷做正功（负功） ,电荷的电势能减少（增加）。
结论：静电力做的功等于电势能的减少量。
例1. 如图，在场强
的匀强电场中，将点电荷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？若规定EPA=0，则EPB=？
解：
静电力的功为
，
静电力做正功，电势能减小。
注意：某点的电势能，还跟零势能点的选取有关。比如这个例子不选A点为零势能点，那么B点的电势能就不是
了；如果选B点为零势能点，则该电荷在A点的电势能是
。
二、电势
如下图，两个平行的金属板AB分别带上等量异种电荷，把试探电荷q从极板间的电场中不同点移到极板B的过程，电场力做功不同，
表明：不同电荷在电场中的同一点电势能一般不同，同一个电荷在电场中的不同点，电势能也可能不同。
但是，如果求电势能Ep与相应的电荷q的比值，则电场中同一点的这个比值相同，与试探电荷q无关。
1.电势：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（V） ，1V=1J/C
4.电势的特点：
（1）电势具有相对性,要确定电势,应先规定电场中某处的电势为零。
(通常取离场源电荷无限远处或大地表面的电势为零。)
（2）电势是标量,有正负,数值取决于零电势面的选取。(负电势表示该处的电势比零电势处电势低。)
（3）沿电场线方向电势降低。
三、等势面
1.定义：电场中电势相等的各点构成的面叫做等势面。
2.等势面的特点：
①在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功。
②电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势 较低的等势面。
③不同等势面在空间不相交。
3.常见的等势面：
a.正的点电荷产生的电场，如下图，每一个圆圈（球面）都代表 一个等势面。
b.等量同种电荷的等势面
c .等量异种电荷的等势面
d.匀强电场的等势面
e.
练习：
1．下列关于电势能的说法中正确的是（ ）
A．在电场中，电势高的地方，电荷具有的电势能一定大
B．在电场中某一点，若放入的电荷的电荷量越大，它的电
势能就越大
C．在正的点电荷电场中的任一点，正电荷具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能
D．在负的点电荷电场中的任一点，正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能
2．带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点，在此过程中克服电场力做了
的功，那（ ）
A．M在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能
B．P点的场强一定小于Q点的场强
C．P点的电势一定高于Q点的电势
D．M在P点的动能一定大于它在Q点的动能
参考答案：1.CD正电荷在电势高的地方电势能比较大，在电势低的地方电势能比较小；负电荷在电势高的地方电势能比较小，在电势低的地方电势能比较大。
2.AD解释：从P到Q，克服电场力做功，电势能增加，A对；题意没有指明场强分布，不能确定场强的强弱，B错；带电粒子电荷正负不明，C无法判断。