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高一物理必修三
10.1《电势能和电势》
（第2课时）
在如图所示的匀强电场中，电场强度为E，取O点为零势能点，A点距O点的距离为l，AO连线与电场强度负方向的夹角为θ.
(1)电荷量分别为q和2q的正试探电荷在A点的电势能分别为多少？
(2)不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值是否相同？
(3)不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值与试探电荷的电荷量是否有关系？
(1)Eqlcos θ、2Eqlcos θ
(2)比值相同　(3)无关
可见，电势能与原电场、试探电荷、位置都有关系，怎么表示电场中某一位置的性质呢？
这个比值，是不是只与电场、及电场的位置有关？
思考：
电场是种特殊的物质，电场强度是描述电场的力的性质的物理量，什么物理量可以描述电场的能的性质呢
单纯的电场力大小还与试探电荷有关，所以电场力不足以描述电场的力的性质，同样，单纯的电势能大小也与试探电荷有关，所以电势能也不足以描述电场的能的性质。
我们把电场力大小与试探电荷量的比值定义为电场强度，这个比值只与电场有关，所以电场强度可以描述电场的力的性质，那么怎么样描述电场的能的性质呢？
在正点电荷形成的电场中，将电荷量为+q的试探电荷1从A点移动到无限远处，静电力做功为W。若规定电荷在无限远处的电势能为0。
（1）计算试探电荷1在A点的电势能与电荷量的比值；
（2）若将电荷量为+nq的试探电荷2放在A点，计算其电势能与电荷量的比值。
从刚才的例题，我们可以看到，在匀强电场中的同一点，电势能可以不同，但是电势能和电荷量的比值却始终不变，在其他电场呢？
（1）试探电荷+q在A点的电势能EPA1=W
电势能跟电荷量的比值EPA1/q=W/q
（2）将电荷量为+ng的试探电荷2从A点移动到无限远处静电力所做的功W’=nW
试探电荷+ng在A点的电势能EPA2=nW
电势能跟电荷量的比值EPA2/q=W/q
结论：在任何电场中的同一点，电势能可以不同，但是电势能和电荷量的比值却始终不变，说明这个比值就是电场中某一点的特性。
类比：电场强度——描述静电场的力的性质
——描述静电场的能的性质
该比值由电场及该点在电场中的位置(势)决定。
1、电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比，叫作电场在这一点的电势。
三、电势
1 V = 1 J/C
2. 公式:
3. 单位: 伏特（V）
（定义式、比值定义法，计算时要代入正负号）
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）
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.）
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：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？
解：
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。
到B点，克服静电力做功，说明到B点电势能增加，反之到A点电势能减小
已知匀强电场的电场强度E=3000N/C，A、B与C的距离L1和L2分别为0.1m和0.04m，以C点为0势能位置，求A、B两点的电势。
F
q
假设有正电荷q在静电力作用下，从A到C：
wAC=EPA-EPC
EPC=0
EPA=wAC=EqL
如果规定电场中B点的电势为零，求：A、C两点的电势。
可见电场中，不论电势的零点在何处，沿电场线的电势都是逐渐变低的。
如何比较电势的高低？
A
B
E
电荷由A点运动的B点（沿电场线） 正电荷 负电荷
电场力做功
电势能变化
电势变化
降低
降低
正功
负功
减少
增加
说明：沿电场线方向电势降低最快。
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
A
B
E
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 （ ）
E
+
q
+
q
F
a、电场中移动正电荷
电场力做正功
电势能降低
电势降低
电场力做负功
电势能增大
电势增加
φ↘
φ↗
b、电场中移动负电荷
电场力做正功
电势能降低
电势增大
电场力做负功
电势能增大
电势降低
φ ↗
φ ↘
（2）做功判断法
（3）场源电荷判断法
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。
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。
(4)公式法
由公式进行计算，q、EP带正负号计算
正电荷在电势能越大的地方电势越高；
负电荷在电势能越小的地方电势越高
电势 电场强度E
物理意义
决定因素
矢/标量
反映电场能的性质
反映电场力的性质
由电场本身决定，
与检验电荷无关
由电场本身决定，
与检验电荷无关
标量
矢量
如图，带箭头的实线表示某静电场的电场线，虚线表示其等势面。已知a、b、c三点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为φa、φb、φc。则（　　）
A．Ea＜Eb，φb＝φc B．Ea＞Eb，φa＞φb
C．Ea＞Eb，φa＜φb D．Eb＞Ec，φb＝φc
B
如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（　　）
A．电势 A＞ B，场强EA＞EB
B．电势 A＜ B ，场强EA＜EB
C．将+q电荷从A点移动到B电势能变大
D．将-q电荷从A点移动到B电势能变大
D
如图所示，在同一条电场线上有A、B、C三点，三点的电势分别是φA=5V、φB=-2V、φC=0，将电荷量q=-6×10-6C的点电荷从A移到B，再移到C。
（1）该电荷在A点、B点、C点具有的电势能各是多少？
（2）将该电荷从A移到B和从B移到C，电势能分别变化了多少？
（3）将该电荷从A移到B和从B移到C，静电力做功分别是多少？
（1）-3×10-5J；1.2×10-5J；0；（2）增加4.2×10-5J；减少1.2×10-5J；（3）-4.2×10-5J；1.2×10-5J

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