1-4 电势能和电势
一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?
在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加.这是静电力做功的结果，而功又是能量转化的量度
什么能转换为动能的呢
思考
B
M
A
F
ө
q
W甲= F·|AB|cosθ=qE·|AM|
把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？
+
甲
乙
丙
沿甲路径电场力做功:
沿乙路径电场力做功:
沿丙路径电场力做功:
W乙= qE·|AM|
W丙= qE·|AM|
沿任意路径电场力做功:
W任意=qE·|AM|
静电力做功与电荷的初末位置有关，与电荷运动
路径无关
与重力做功情况相似。
在必修物理中我们学过，正是由于重力做功与路径无关，故质量为m的物体在重力场中具有一定的重力势能；同样的道理，电场力做功也与路径无关，所以电量为q的带电体在电场中也应该具有一定的能量——“电势能”。
1.电荷在电场中也具有势能，这种势能叫电势能。
正电荷从A点移到B点时,静电力做正功,电荷的电势能减少.
正电荷从B点移到A点时,静电力做负功, 电荷的电势能增加.
电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小
电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大
3.电场力做的功等于电势能的减少量
2.电场力做功与电势能的变化关系
如图,在场强E=103N/C的匀强电场中,点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,电场力做功为多少?电势能如何变化?
电势能减少
+
电荷在A点具有的电势能多大？
WAB = EPA－EPB =103J
即： EPA = WAB
4.电荷在某点的电势能:等于把它从这点移动到零势能位置静电力做的功。
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电势能规定为零。
电势能为负表示电荷在该处的电势能比选取的势能零点的电势能还要小.
2、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性
1、电势能是相对的，与零电势能面有关
3、电势能是标量
几点注意
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。
ABC
a和b为电场中的两点,如果把q=-2X10-8C的负电荷从a点移动到b点,电场力对该电荷做了4X10-7J的正功,则该电荷的电势能( )

A.增加了4X10-7J B.增加了2X10-7J

C.减少了4X10-7J D.减少了8X10-7J
C
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
C
如图所示，ＭＮ是负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示，则该带电粒子在a点的加速度一定　　　在b点的加速度。带电粒子在a点的电势能一定　　　在b点的电势能。（填“大于”、“小于”式“等于”）。
N
Ｍ
b
a
小于
大于
-
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
重力势能和电势能类比
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 = EP初-EP末
W电 = EP初-EP末
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
E
a
b
C
尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异—存在两种电荷
电势能的大小是与试探电荷的电性和电量q都有关，故不能用“电势能”来描述电场的能的性质。
该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。
设EP0 =0
该比值称为A点的电势
零势能参考点
1、定义：
电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。
2、定义式：
（EP及q含符号）
3、单位：伏特，符号为V
4、电势只有大小，没有方向，是标量
5、电势具有相对性
电势是相对于零势能参考点的，
一般选取无穷远电势为0，实际应用中常取大地电势为0
6.沿电场线 (场强)方向电势越来越低
即电场线指向电势降低的方向
如何比较电势的高低？
减少
减少
如果把q=1.0×10-8C的电荷从无穷远处移至电场中的A点，需克服电场力做功W=1.2×10-4J.那么
⑴ q在A点的电势能和在A点的电势各是多少？
⑵ q未移入电场前A点的电势是多少 ？
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ψA> ψB 场强EA>EB
B、电势ψA> ψB 场强EAC、将+q由A点移到B点，电场力做正功
D、将-q分别放在A、B两点时具有电势能EpA>EpB
BC
1、定义：
电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。
与等高线类比
（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）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏
（4）不同等势面在空间不相交、不相切
2、等势面的特点：
点电荷的等势面
等势面以点电荷为球心的一簇球面，越向外越稀疏。
等量异种点电荷的等势面
是两簇对称曲面，两点电荷连线的中垂面是一个等势面（电势为零），从正电荷到负电荷的连线上电势逐渐降低。
等量同种点电荷的等势面
等势面是两簇对称曲面，两电荷的连线上中点电势最低；中垂线上中点电势最高，向两侧电势逐渐降低，以中点对称的两点电势相等。
一头大一头小的导体的等势面
等势面越密集的地方，电场强度越大。
匀强电场的等势面
等势面是与电场线垂直，间隔相等，相互平行的一簇平面。
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
CD
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=ac.现将一负电荷由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＜ψ3
B.W1=W2，ψ1＞ψ2＞ψ3
C.W1＞W2，ψ1＞ψ2＞ψ3
D.W1＜W2，ψ1＞ψ2＞ψ3
C