力学中我们研究其中心问题——力和运动的关系时,是分别从动力学和能量两个角度来进行的。现在电学中我们要深刻认识电场的性质,也要采用类似的方法。前面三节内容我们已经从电荷在电场中受力作用——“电场具有力的性质”的角度研究了电场的性质,并且引入“电场强度”去描述电场的这种性质;那么从能量的角度来看,电场又有什么性质呢?我们知道,若把一个试探电荷放入电场中,它将在静电力的作用下做加速运动,从而获得一定的动能,这是静电力做功的结果,显然要研究电场的能的性质,首先就要研究静电力的作功问题。1、静电力做功的特点:如图所示,一带电量为+q的试探电荷放在场强为E的匀强电场中,它在电场力的作用下从A点移到B点。则电场力所做的功为:ABEqEθ123C沿着路径“1”时:W1=qE·AB·cosθ沿着路径“2”时:W2=qE·AB·cosθ沿着路径“3”时:W3=qE·AB·cosθ=qE·AC电场力所做的功只跟始末位置有关,而与电荷移动的路径无关.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“电势能”。(1)电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加。即:WWABAB=E=EPAPA-E-EPBPB(2)电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移到零势能点时所做的功。通常取“无限远处或大地”的电势能为零。2、电势能:电荷q在电场中具有的由电荷间的相互作用而产生的势能。(3)电势能是标量。正负表示大小不表方向例1.右图中MN为电场中某一条电场线方向向右,在线取两点a、b今将一电荷+q从a移到b则()A.电场力做正功,+q的电势能增加;B.电场力做负功,+q的电势能增加;C.电场力做正功,+q的电势能减少;D.电场力做负功,+q的电势能减少。C例2:A和B为电场中某条电场线上的点,如图:将q=4×10-9的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功5×10-7J,则⑴电场方向由A→B还是B→A?⑵电荷在哪点时电势能大?大多少?AB电场的力的性质我们必须用场强E来描述,那么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描述呢?能否用“电势能”呢?电场的能的性质也是电场本身的一种属性,它只能由场源本身所决定,而与电场中有无放入试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的电量q有关的(因q越大,其所受电场力就越大,具有的做功本领大,电势能也就大),故不能用“电势能”来描述电场的能的性质,我们引入一个新的物理量——“电势”来表示它。3、电势:描述电场的能的性质的物理量。如图所示,设想把一试探电荷+q放在电场中某处A或B。它们在电场力F的作用下均移至无限远处。则有:WA>WB那么怎样去衡量电场的能的性质、怎样去定义“电势”呢?+·A·BEpA-0>EpB-0qEqEBpApqEqEBpAp同理可知:若试探电荷为-q,也有:也就是说,比值EpA/q的大小与试探电荷的正负及电量q均无关,只与电场中该点在电场中的位置有关,故其可衡量电场的性质。(1)概念: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。(1)概念: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:qEp(3)单位:伏特(V)(4)电势是标量。但有正有负,其正负同样表示大小(其零点在无限远处或大地)。(4)电势是标量。但有正有负,其正负同样表示大小(其零点在无限远处或大地)。a.a.电势是表征电场中某点的能的性质的物理量,仅与电电势是表征电场中某点的能的性质的物理量,仅与电场中某点性质有关,与电场力做功的值及试探电荷量、场中某点性质有关,与电场力做功的值及试探电荷量、电性无关。类似场强电性无关。类似场强EEb.b.电势是相对的,只有选定了零电势点后才有意义,电势是相对的,只有选定了零电势点后才有意义,类似重力场中的高度。类似重力场中的高度。c.电势能的大小不仅与场源有关,还与试探电荷q有关d.d.如以无穷远处电势为零,则:如以无穷远处电势为零,则:正电荷正电荷((+Q+Q)形成的电场中各点的)形成的电场中各点的电势均为正值(且离电势均为正值(且离场源近处电势大)场...