高二物理电势能电势
高二物理 第2讲 电势能、 电势、电势差和等势面
第2讲 电场能的性质【知识要点】1. 电势能：电荷在 中具有的势能叫做电势能，用字母 表示，单位 . 若规定电荷在B 点的电势能为零，即E PB ＝0，则E PA ＝W AB ．即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．2.静电力做功与电势能的关系静电力做的功 电势能改变量的多少，公式W AB ＝ ．3．电势：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的 ，叫做这一点的电势，用φ表示 ，定义式：φ＝ ，在国际单位制中，电势的单位是 ，1 V ＝1 J ／C ；电势是标量，只有大小，没有方向．电势表示电场的 ，反映了电场自身的性质，由电场自身决定。
4．电势差：电场中两点间电势的差值叫做电势差．U AB ＝ ，U AB ＝5．等势面：电场中电势 的各点构成的面叫做等势面．电场线跟等势面 ． 等势面的特点（1） 两个不同的等势面不会相交（2） 同一个等势面上两点间的电势差等于 （3） 在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功．（4） 电场线总是 等势面，并且由电势 的等势面指向电势 的等势面（5） 两个等势面间的电势差是相等的，但在非匀强电场中．两个等势面间的距离并不恒定，场强大的地方．两等势面间的距离小，场强小的地方，两个等势面间的距离大6. 几种典型电场的等势面如图1—4—1所示． ①点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面． ②等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面． ③等量同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（图略）． ⑤形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面． 提示：①带方向的线段表示电场线，无方向的线表示等势面． ②图中的等势“面”画成了线，即以“线”代“面”．7. 匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积 U AB ＝ （一） 电势能、电势、电势差的计算电势能：若规定电荷在B 点的电势能为零，即E PB ＝0，则E PA ＝W AB 电势：p E qϕ=电势差：ABAB W U q=电势、电势差的关系：AB A B U ϕϕ=-图1—4—1【例1】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？B点和C点的电势分别为多少？（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？A点和C点的电势分别为多少？☆考点精炼1.有一带电荷量q= -3×10-6C的点电荷，从电场中的A点移动到B点时克服电场力做功6×10-4J，从电场中的B点移动到C点时电场力做功9×10-4J，问：（1）AB、BC、CA间电势差各为多少？（2）如以B点电势为零，则A、C两点的点势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？（二）电势高低的判断☆考点点拨（1）沿着电场线电势降低，这是判断电势高低的最有效方法。
高中物理电势能和电势
电势能和电势学习目标：1、理解电势能、电势的概念。
2、能熟练应用电势能、电势的有关知识分析解决实际问题。
学习重点：电势能、电势有关知识的应用学习难点：电势能、电势概念的理解主要内容：1、静电力的功W=F·S=qES，S应是沿电场线方向的位移，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。
2、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Ep表示，单位：焦耳（J）3、电势能与静电力做功的关系WAB =EPA—EPB，静电力做正功电势能减少，静电力做负功电势能增加。
4、电势(1)电势定义：φ=Ep/q。
(2)电势是标量，单位：伏特，简称伏，用V表示，1V=1J／C。
(3)在离场源无穷远处电势为0：正电荷电场中，处处电势为正。
负电荷电场中，处处电势为负。
(4)沿电力线方向，电势降低。
5、等势面：电场中电势相等的点构成的面(1)在同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功，等势面一定与电场线垂直。
(2)匀强电场中的等势面是与电场线垂直的一族平面。
6、电势能、电势的大小、正负的判断方法：(1)根据场源电荷判断：离场源正电荷越近电势越高，检验正电荷（或负电荷）的电势能越大（或越小），离场源负电荷越近电势越低，检验正电荷（或负电荷）的电势能越小（或越大）(2)根据电场线判断：顺着电场线的方向电势降低，检验正电荷（或负电荷）的电势能减少（或增加），逆着电场线的方向电势升高，检验正电荷（或负电荷）的电势能增加（或减少）。
(3)根据检验电荷判断：电场力对正电荷做正功时，正电荷由高电势（或电势能大）的点移向低电势（或电势能小）的点，电场力对负电荷做正功时，负电荷由低电势（或电势能大）的点移向高电势（或电势能小）的点【例1】下列说法正确的是（）A.在电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少B.在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少C.在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少D.在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加【例2】如图所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点，设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法正确的是（ ）A 若在C 点无初速释放正电荷，电荷向B 运动，电势能减小B 若在C 点无初速释放正电荷，电荷向B 运动，电势能增大C 若在C 点无初速释放负电荷，电荷向A 运动，电势能增大D 若在C 点无初速释放负电荷，电荷向A 运动，电势能减小【例3】图一表示等量异种电荷P 和Q 形成的电场内的一簇等势面，求(1) P 、Q 各带何种电荷？(2) 把q=10－7C 的正点电荷从A 移到B ，电场力做多少功？(3) 把q 从B 移到C 电场力做多少功？(4) 把q 从C 移到A 电场力做多少功？(5) q 从A 出发经过B 和C 回到A 的过程中电场力对电荷做的总功为多少？【例4】如图6，在点电荷＋Q 电场中，以＋Q 为球心的同一球面上有A 、B 、C 三点，把正检验电荷从球内P 点移到A 、B 、C 各点时电场力作功W PA 、W PB 、W PC 的大小关系为________．【例5】如图7，a 、b 、c 、d 为某电场中的等势面，一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M 点到N 点的虚线运动．由图可知，四个等势面电势U a 、U b 、U c 、U d 由高到低的排列顺序是_______，带电粒子在M 、N 两点中，电势能较大的是_________点．【例6】如图3，绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E ．在与环心等高处放有一质量为m 、带电＋q 的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是（ ）A ．小球在运动过程中机械能守恒B ．小球经过环的最低点时速度最大C ．小球经过环的最低点时对轨道压力为（mg ＋Eq ）D ．小球经过环的最低点时对轨道压力为3（mg －qE ）AB C。
高二物理电势能和电势
矢标性 单位
联系
电势φ 电场强度E 标量 矢量 V V/m (1)电势沿着电场强度的方向 降落 (2)它们大小之间不存在任何 关系，电势为零的点，场强 不一定为零；电势高的地方， 场强不一定大；场强为零的Βιβλιοθήκη 在应用公式φ＝ 的正负号.
计算时，应代入各量
四、对等势面的认识 1．等势面的特点 (1)等势面一定与电场线垂直，即跟电场 强度的方向垂直； (2)在同一等势面上移动电荷时静电力不 做功； (3)电场线总是从电势高的等势面指向电 势低的等势面； (4)任意两个等势面都不会相交，不相切.
①在两点间移动正电荷，如果电场力做正 功，则电势降低；如果电场力做负功，则 电势升高. ②在两点间移动负电荷，如果电场力做正 功，则电势升高；如果电场力做负功，则 电势降低.
(2)根据电场线方向判定 电场线的方向就是电势降低最快的方向. (3)根据电荷电势能的变化判断 ①在两点间移动正电荷时，电势能增加， 则电势升高；电势能减小，则电势降低. ②在两点间移动负电荷时，电势能增加， 则电势降低；电势能减小，则电势升高.
三、电势与电势能、电场强度的比较 1．电势与电势能的区别与联系 电势φ
物 理 意 义 反映电场的能 的性质的物理 量
电势能Ep
电荷在电场中 某点所具有的 势能
电场中某一点 相 电势能大小是 的电势的大小， 由点电荷q和该 关 只跟电场本身
电势φ 电势沿电场线逐 渐降落，选定零 电势点后，某点 大小 的电势高于零者 为正值；低于零 者为负值 伏特(V) 单位
三、电势 1．电荷在电场中某点的电势能与它的电 荷量的比值叫做这一点的电势. 2．电势的定义公式φ＝ ，单位是 伏特 ， 符号是V. 3．电场线指向电势 的方向，电势也 降低 是相对的，常取离场源电荷无限远处电势 为零，或大地的电势为零.电势可以是正 值，也可以是负值，只有大小，没有方向， 标量 因此是 .
人教版高二物理必修第三册：10.1电势能和电势
计算电势能变化的方法 ΔE pAB=EpB-EpA= -WA-B 1）代入正负号计算； 2）先计算绝对值后判断大小
思考：怎样利用“功”，计算电荷在某处的电势能呢？
选定电势能的零势能参考点，就可以计算电势能
3、电势能的计算：电荷在某点的电势能,等于把它从 该点移动到零势能位置时，静电力做的功.
A
k
Q rA
等量异号电荷 ： φC=φ-+φ+ A
AB中垂线上， φ=0
正电荷一侧，φ>0
C
负电荷一侧， φ<0
B
补充：真空中、均匀带电球壳形成的电场
球壳外的某点电势：
A
k
Q rA
球壳、壳内的某点电势： A
k
Q R
R是球壳半径
r R
结论：沿着电场线的方向，电势减少 ； 高于零电势的值是正值，低于零电势的值是负值。
电势又是多少？在A点放入Q2电荷，Q2= 2×10－5 C. 其电势能多大？
A
B
O
回顾: 1、电势是描述电场的能量性质的物理量，由电场 自身因素决定，与电场中的检验电荷无关。
场强是描述电场的力的性质的物理量，由电场自身 因素决定，与电场中的检验电荷无关。
A
k
Q rA
EA
k
Q rA2
2、电势的高低与零电势的选择有关，具有相对性。
利用电场力做功来研究
求功的方法 功的公式 W=FLcosα 使用条件 恒力做功
方法：研究匀强电场中电场力对点电荷做功
探究：匀强电场中，静电力对点电荷做功的特点
匀强电场场强为E，点电荷质量m，电量q.从A点到
B点沿路径①的移动中，电场力做功__E_q_d___。 沿路径②的移动中，电场力做功__E__q_d__. 沿路径③的移动中，电场力做功__E__q_d___.
物理高二下册电势能和电势知识点
物理高二下册电势能和电势知识点高中物理是高中理科(自然科学)基础科目之一，以下是为大家整理的物理高二下册电势能和电势知识点，希望可以解决您所遇到的相关问题，加油，一直陪伴您。
1.电势能的概念(1)电势能电荷在电场中具有的势能(2)电场力做功与电势能变化的关系在电场中移动电荷时电场力所做的功在数值上等于电荷电势能的减少量，即WAB=A-B。
①当电场力做正功时，即WAB0，则AB，电势能减少，电势能的减少量等于电场力所做的功，即减=WAB。
②当电场力做负功时，即WAB0，则AB，电势能在增加，增加的电势能等于电场力做功的绝对值，即增=B-A=-WAB=|WAB|，但仍可以说电势能在减少，只不过电势能的减少量为负值，即减=A-B=WAB。
【说明】某一物理过程中其物理量的增加量一定是该物理量的末状态值减去其初状态值，减少量一定是初状态值减去末状态值。
(3)零电势能点在电场中规定的任何电荷在该点电势能为零的点。
理论研究中通常取无限远点为零电势能点，实际应用中通常取大地为零电势能点。
【说明】①零电势能点的选择具有任意性。
②电势能的数值具有相对性。
③某一电荷在电场中确定两点间的电势能之差与零电势能点的选取无关。
2.电势的概念(1)定义及定义式电场中某点的电荷的电势能跟它的电量比值，叫做这一点的电势。
(2)电势的单位：伏(V)。
(3)电势是标量。
(4)电势是反映电场能的性质的物理量。
(5)零电势点规定的电势能为零的点叫零电势点。
理论研究中，通常以无限远点为零电势点，实际研究中，通常取大地为零电势点。
(6)电势具有相对性电势的数值与零电势点的选取有关，零电势点的选取不同，同一点的电势的数值则不同。
(7)顺着电场线的方向电势越来越低。
电场强度的方向是电势降低最快的方向。
(8)电势能与电势的关系：=qU。
3.电势差的概念(1)定义电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟电荷电量的比值，叫做这两点间的电势差，也叫电压。
高二物理 电势能和电势
1.4《电势能与电势》【学习目标】1、理解静电力做功的特点、电势能的概念。
2、掌握静电力做功与电势能变化的关系，会定量计算电荷的电势能大小。
3、了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。
【学习重点】静电力做功的特点、静电力做功与电势能变化的关系【学习难点】静电力做功与电势能变化的关系【学习方法】运用类比法学习新知识【知识链接】1、功的计算公式：2、重力做功的特点：只与有关，与无关。
3、重力做功与重力势能变化的关系表达式:○1○2课堂案探究一：静电力(或静电力)做功的特点问题1.结合课本图1.4-1（右图）,求出试探电荷+q在场强为E的匀强电场中沿不同路径从A运动到B静电力所做功。
(AB的直线距离为L,①q沿直线从A到B②q沿折线从A到M、再从M到B（AB与AM间的夹角为θ,如图所示)③求q沿任意曲线从A到B静电力所做的功?④通过○1○2○3中的计算，静电力做功与电荷经过的路径关，（填有、无），与前面学习的力做功相似。
小结：静电力做功的特点: 这个结论虽然是从匀强电场推导出来的，但它也可适用于探究二：电势能问题1．电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在中具有势能，叫做电势能。
电势能用表示。
如A点的电势能一般表示为 , B 点的电势能一般表示为 .问题2.如图，一点电荷+q在匀强电场E中静止释放,仅在静电力的作用下它做什么运动?什么能量增加?是什么形式的能量转化而来? ∙Eq +①如右图,质量为m的小球从A到B下降H高的过程,重力做了多少功?重力势能变化了多少?重力做功与重力势能变化的关系是什么?写出表达式。
②在电场中(如右图)，当正电荷在电场中从A点移动到B点时，静电力做什么功？类比重力做功与重力势能变化的关系，分析电势能的变化，并写出静电力做功与电势能变化的关系式。
○3从A到B，重力势能的变化量ΔE P= ，重力势能的减少量ΔE P减= 类比重力，在电场中，从A到B，电势能的变化量ΔE P= ，电势能的减少量ΔE P减=○4通过○1○2○3中的分析，若电荷q在电场中从A运动到B，静电力做功与电势能变化的关系: 若静电力做功为正功，电势能，电荷在A点电势能（填>、<或=）在B点的电势能。
高二物理电势能电势
第四节、电势能和电势复习功和能量的关系：如图所示从静电场中静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么能转化为试探电荷的动能？一、静电力做功的特点让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点运动到B点，我们来计算这几种情况下静电力对电荷所做的功。
结论：拓展：该特点对于非匀强电场中也是成立的。
二、电势能寻找类比点：力做功只与物体位置有关，而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢？属于什么能？1．电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能我们叫做电势能。
电势能用Ep表示。
思考:如果做功与路径有关，那能否建立电势能的概念呢？2．讨论：静电力做功与电势能变化的关系电场力做多少功，电势能就变化多少。
W AB＝－（E pB－E pA）＝E pA－E PB思考:对不同的电荷从A运动到B的过程中，电势能的变化情况：（1）正电荷从A运动到B电场力做正功，即有W AB>0，则E pA>E pB，电势能减少。
(2)负电荷从A运动到B做正功，即有W AB<0，则E pA>E pB，电势能增加。
3．求电荷在某点处具有的电势能问题：在上面的问题中，请分析求出A点的电势能为多少？类比分析：如何求出A点的重力势能呢？进而联系到电势能的求法。
则E pA＝W AB （以B为电势能零点）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。
4．零势能面的选择通常把电荷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。
拓展：判断电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低：将电荷由A点移动到B点，根据静电力做功情况判断。
若静电力做功为正功，电势能减少，电荷在A点电势能大于在B点的电势能。
反之静电力做负功，电势能增加，电荷在A点电势能小于在B点的电势能三、电势选B点为零势能面，则E pA＝qE场Lcosθ可见，E pA 与q 成正比，即电势能跟电荷量的比值E pA /q 都是相同的。
高二物理电势能和电势
【例题1】将一个电量为－2×10-9C的点电 荷从电场中的M 点移到N点，需克服电场 力做功1.4×10－8J， M 、N两点间的电势 差 UMN为多少？若将该电荷从M移到N， 电场力做什么功？UNM为多少？ 将 W 和 q 的 解：由电势差的定义式可知 正负号代入 UMN=WMN/q
计算
=(－1.4×10－8 J )/(－2×10-9C)=7V UMN=－UNM UNM=WNM/q =(1.4×10－8 J )/(－2×10-9C)=-7V
φB =UBC=WBC/q= (8 J-5J )/1C=3V 注意： W/q= =(W +W BC BA AC －8V 或U =W － 8J ) /1C= AB AB φ = φ － U =3V UAB= φA －φB B A AB =8J +（-5J）
想一想
1、高度差、高度与零高 度点的选择有关吗？
WAB=qUAB= (－6 ×10－6) ×50J
= －3 ×10－4J 电势能增加了3 ×10－4J
主要公式
一、UAB=
WAB
q
（将WAB和q正理方法）
1、将UAB和q正、负号一同代入； 2、将UAB和q的绝对值代入，根据力和位移 （或运动）方向来判断功的正、负。 三、UAB=φA- φB UAB= - UBA 一般取绝对值
点电场力做功为3J；电荷量为 1C的正电荷从 B 点克服电场力做功为 3J；电荷量为 1C的负电荷 点移动到零电势点电荷克服电场力做功为 3J 。 从B点移动到零电势点电荷电场力做功为3J 。
【例题2】在电场线上有A、B、C三点， 设C点接地，将1C的正电荷由C移到A点， 电场力做功为5J；再将该电荷由A移到B， 电场力做功为－8J，求φA 、 φB 分别是多 大？ 解：由电势的定义式可知 φA =UAC=WAC/q= (－5J ) /1C=-5V
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第四节、电势能和电势
复习功和能量的关系：如图所示从静电场中静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问
题：是什么能转化为试探电荷的动能？
一、静电力做功的特点
让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点运动到B点，我们来计算这几种情况下静电力对电荷所做的功。
结论：
拓展：该特点对于非匀强电场中也是
成立的。
二、电势能
寻找类比点：力做功只与物体位置有关，而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢？属于什么能？
1．电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能我们叫做电势能。
电势能用Ep表示。
思考:如果做功与路径有关，那能否建立电势能的概念呢？
2．讨论：静电力做功与电势能变化的关
系
电场力做多少功，电势能就变化多少。
W AB＝－（E pB－E pA）＝E pA－E PB
思考:对不同的电荷从A运动到B的过程中，电势能的变化情况：
（1）正电荷从A运动到B电场力做正功，即有W AB>0，则E pA>E pB，电势能减少。
(2)负电荷从A运动到B做正功，即有W AB<0，则E pA>E pB，电势能增加。
3．求电荷在某点处具有的电势能
问题：在上面的问题中，请分析求出A点的电势能为多少？
类比分析：如何求出A点的重力势能呢？进而联系到电势能的求法。
则E pA＝W AB （以B为电势能零点）
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。
4．零势能面的选择
通常把电荷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。
拓展：判断电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低：将电荷由A点移动到B点，根据静电力做功情况判断。
若静电力做功为正功，电势能减少，电荷在A点电势能大于在B点的电势能。
反之静电力做负功，电势能增加，电荷在A点电势能小于在B点的电势能
三、电势
选B点为零势能面，则E pA＝qE场Lcosθ
可见，E pA与q成正比，即电势能跟电荷量的比值E pA/q都是相同的。
对电场中不同位置，
由于L与θ可以不同，所以这个比值一般是不同的。
电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，是由电场中这点的位置决定的，跟试
探电荷本身无关。
1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与他的电荷量的比值，叫做这一点的电势。
用φ表
示。
表达式：φ＝E p/q （与试探电荷无关）
2．电势是标量，它只有大小没有方向，但有正负。
3．单位：伏特（V）1V＝1J/C
物理意义：电荷量为1C的电荷在该点的电势能是1J，则该点的电势就是1V。
思索：如何来判断电势的高低呢？
根据静电力做功的正负，判断电势能的变化，进而判定电势的高低。
现通过具体情景来进行分析。
思考：负电荷顺着电场线的方向移动，电势能如何变化？电势如何变化？
对于正电荷，电场力做正功，电势能如何变化？电势如何变化？
对于负电荷，电场力做正功，电势能如何变化？电势如何变化？
4．电场线指向电势降低的方向。
电势顺线降低；顺着电场线方向，电势越来越低。
场强如何变化？
与电势能相似，Ep有零势能面，因此电势也具有相对性。
应该先规定电场中某处的电势为零，然后才能确定电场中其他各点的电势。
5．零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择。
因此电势有正负之分，是由于其零电势的选择决定。
通常以大地或无穷远默认为零。
四、等势面
1．等势面：电场中电势相同的各点构成的面。
2．等势面与电场线的关系
⑴在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，静电力不做功。
⑵电场线跟等势面一定垂直，即跟电场强度的方向垂直。
而沿着电场线的方向，电势越来越低。
电势能如何变化？即电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
⑶若两个相邻的等势面间的电势之差是相等的，则等差等势面越密，电场强度越大。
⑷等势面不相交。
总结：
1、如何比较电场中两点电势能的大小？
2、如何比较电场中两点电势的高低？
3、电场力做功、电势能变化、电势高低之间的关系？。