文档介绍：电势差、电势能和等势面
一周强化
一、本周知识综述
本周我们学习电势差与电势、等势面三节内容。上周学习的电场强度是从电场的力的特性出发研究电场的性质,而电势差与电势则是从电场的能的属性出发研究电场的性质。可以说电场强度和电势分别从电场的不同属性出发来研究电场,是一个问题的两个方面,大家要注意比较这两个物理量的异同。等势面则是描述电势的一种辅助方法,这与用电场线辅助地描述电场是类似的。
二、重难点知识归纳与讲解
1、电势差:
电荷在电场中由一点A移动到另一点B时,电场力所做的功WAB与电荷电量q的比值,叫做AB两点的电势差。表达式为:

说明:(1)定义式中,为q从初位置A移动到末位置B电场力做的功,可为正值,也可为负值,q为电荷所带的电量,正电荷取正值,负电荷取负值。
(2)电场中两点的电势差,由这两点本身的初、末位置决定。与在这两点间移动电荷的电量、电场力做功的大小无关。在确定的电场中,即使不放入电荷,任何两点间的电势差都有确定的值,不能认为与成正比,与q成反比。只是可以利用、q来计算A、B两点电势差。
(3)公式适用于任何电场。
2、电势:
在电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差;也等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功,电势记作,电势是相对的,某点的电势与零电势点的选取有关,沿电场线的方向,电势逐点降低。
说明:(1)电势的相对性。
(2)电势是标量。电势是只有大小、没有方向的物理量,电势的正负表示该点的电势高于和低于零电势。
(3)电势与电势差的比较
电势与电势差都是反映电场本身的性质(能的性质)的物理量,与检验电荷无关;电势与电势差都是标量,数值都有正负,单位相同, UAB=A-B。某点的电势与零电势点的选取有关,两点间的电势差与零电势点的选取无关。
3、电场力做功与电势能变化的关系。
(1)电场力做功的特点
在电场中移动电荷时,电场力所做的功只与电荷的起止位置有关,与电荷经过的路径无关,这一点与重力做功相同。
(2)电势能ε
电荷在电场中具有的势能叫做电势能,电势能属于电荷和电场系统所有。
(3)电场力做功与电势能变化的关系
电场力的功与电势能的数量关系 WAB=εA-εB=△ε。
电场力做正功时,电荷的电势能减小;电场力做负功时,电荷的电势能增加,电场力做了多少功,电荷的电势能就变化多少,即△ε=WAB=qUAB。
4、等势面的概念及特点
(1)等势面
电场中电势相同的各点构成的曲面叫做等势面。
(2)等势面的特点
①电场线与等势面处处垂直,且总是由电势高的等势面指向电势低的等势面;
②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功;
③处于静电平衡的导体是一个等势体,导体表面是一个等势面;
④导体表面的电场线与导体表面处处垂直。
(3)熟悉匀强电场、点电荷的电场、等量异种电荷的电场、等量同种点电荷的电场的等势面的分布情况。
①点电荷电场中的等势面,是以电荷为球心的一簇球面;
②等量同种点电荷电场中的等势面,是两簇对称曲面
③等量异种点电荷电场中的等势面,是两簇对称曲面;
④匀强电场中的等势面,是垂直于电场线的一簇平面.
三、重难点知识剖析
5、电势与等势面
(1)电势是描述电