课时2 电场的能的性质
见《自学听讲》P119
1.电场力做功与电势能、电势
(1)电场力做功
①特点:电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关。
②计算方法
a.W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为沿电场方向的距离。
b.WAB=qUAB,适用于任何电场。
(2)电势能
①定义:电荷在电场中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功。
②电场力做功与电势能变化的关系:电场力做的功等于电势能的减少量,即WAB=EpA-EpB=-ΔEp。
③电势能具有相对性,和重力势能相似,实际应用不多,实际应用的常是电势能的变化。
(3)电势
①定义:试探电荷在电场中某点具有的电势能Ep与它的电荷量q的比值。
②定义式:φ=E_p/q。
③矢标性:电势是标量,有正负之分,其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。
④相对性:电势具有相对性,同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。
2.等势面及几种特殊电场的等势面的分布规律
(1)定义:电场中电势相同的各点组成的面。
(2)四个特点
①等势面一定与电场线垂直。
②在同一等势面上移动电荷时,电场力不做功。
③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。
④等差等势面越密的地方电场强度越大,反之越小。
(3)几种特殊电场的等势面分布
①点电荷的等势面:点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面。
②等量异号点电荷的等势面:等量异号点电荷的连线上,从正电荷到负电荷电势越来越低,中垂面是一等势面。
③等量同号点电荷的等势面:等量正点电荷连线的中点电势最低,中垂线上该点的电势最高,从中点沿中垂线向两侧,电势越来越低,连线上和中垂线上关于中点的对称点等势。等量负点电荷连线的中点电势最高,中垂线上该点的电势最低,从中点沿中垂线向两侧,电势越来越高,连线上和中垂线上关于中点的对称点等势。
④匀强电场的等势面:匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面。