電勢(shì)高低、電勢(shì)能大小的判定

高中物理

1.二.電磁學(xué)/1.靜電場(chǎng)

2.二.電磁學(xué)/1.靜電場(chǎng)/E.電勢(shì) 2100433B

讓學(xué)生掌握電勢(shì)高低及電勢(shì)能大小的判定方法。

1.場(chǎng)源電荷判斷法：離場(chǎng)源正電荷越近,試探正電荷的電勢(shì)能越大,試探負(fù)電荷的電勢(shì)能越小

2.電場(chǎng)線法：正電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能逐漸減小,逆著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能逐漸增大

負(fù)電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能逐漸增大,逆著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能逐漸減小

3.做功判斷法：無(wú)論正負(fù)電荷,電場(chǎng)力做正功,電荷的電勢(shì)能就一定減小,電場(chǎng)力做負(fù)功,電荷的電勢(shì)能就一定增加

零勢(shì)能處可任意選擇,但在理論研究中，常取無(wú)限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)能為0.

取無(wú)窮遠(yuǎn)為電勢(shì)零：①正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中Φ>0,遠(yuǎn)離場(chǎng)源電荷Φ↓：移動(dòng)正檢驗(yàn)電荷W>0,Ep↓；

移動(dòng)負(fù)檢驗(yàn)電荷W<0,Ep↑。

②.負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中Φ<0,遠(yuǎn)離場(chǎng)源電荷Φ↑：移動(dòng)正檢驗(yàn)電荷W<0,Ep↑；

移動(dòng)負(fù)檢驗(yàn)電荷W>0,Ep↓。

附：

1. 只在電場(chǎng)力作用下：

（1）.電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，動(dòng)能增加。即：電能轉(zhuǎn)化為其它形式能（動(dòng)能）

（2）.電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，動(dòng)能減少。即：其它形式能（動(dòng)能）轉(zhuǎn)化為電能

2. 不只受電場(chǎng)力作用：

（1）電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，動(dòng)能如何變化不確定。

（2）電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，動(dòng)能如何變化不確定。

注：電勢(shì)能是標(biāo)量。

首先，設(shè)定零勢(shì)能面O，

①假定帶電量為 q的物體當(dāng)先所在位置為A，若OA長(zhǎng)為d，電場(chǎng)強(qiáng)度為E

（1）如果電場(chǎng)方向（電場(chǎng)線方向）沿OA方向，則物體在A點(diǎn)所具有的電勢(shì)能為-qEd；

（2）如果電場(chǎng)方向（電場(chǎng)線方向）沿AO方向，則物體在A點(diǎn)所具有的電勢(shì)能為qEd；

②假定帶電量為-q的物體當(dāng)先所在位置為A，若OA長(zhǎng)為d，電場(chǎng)強(qiáng)度為E

（1）如果電場(chǎng)方向（電場(chǎng)線方向）沿OA方向，則物體在A點(diǎn)所具有的電勢(shì)能為qEd；

（2）如果電場(chǎng)方向（電場(chǎng)線方向）沿AO方向，則物體在A點(diǎn)所具有的電勢(shì)能為-qEd；2100433B

點(diǎn)電荷電勢(shì)能

點(diǎn)電荷電場(chǎng)中，點(diǎn)電荷的電勢(shì)能：

點(diǎn)電荷電勢(shì)

點(diǎn)電荷電場(chǎng)中，一點(diǎn)的電勢(shì)：

當(dāng)φA>0時(shí)，q>0,則Ep>0,q<0,則Ep<0;

當(dāng)φA<0時(shí)，q>0,則Ep<0,q<0,則Ep>0.

功

沿電場(chǎng)線正向運(yùn)動(dòng)一定距離電場(chǎng)力做的功。

勻強(qiáng)電場(chǎng)或點(diǎn)電荷電場(chǎng)中，點(diǎn)電荷沿電場(chǎng)線正向運(yùn)動(dòng)一定距離，電場(chǎng)力做的功：

電勢(shì)能變化量

（1）電場(chǎng)力做的功與電勢(shì)能變化量

起點(diǎn)和終點(diǎn)狀態(tài)靜止的點(diǎn)電荷，電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化量的關(guān)系：

電勢(shì)能的變化量也可以表示為△Ep=Epb-Epa，因此有Wab=-△Ep 。

（2）動(dòng)能變化量與電勢(shì)能變化量

根據(jù)能量守恒定律還可以得到，一般情況下，無(wú)外力做功的運(yùn)動(dòng)電荷，動(dòng)能變化量與電勢(shì)能變化量的關(guān)系：

如果是外力使電勢(shì)能增加，那么其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，外力做正功，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加；

如果是電場(chǎng)力使物體運(yùn)動(dòng)，那么電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，電場(chǎng)力做正功，物體動(dòng)能增加，電勢(shì)能減??；

如果是物體運(yùn)動(dòng)使電勢(shì)能增加，那么動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，物體動(dòng)能減少，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加。