94 静电场的环路定理 电势.ppt

静电场力是保守力
1. 点电荷电场中静电力对试验电荷作的功:
设点电荷 q、试验电荷q0,在电场力作用下,q0从A移动到B,求电场力作的功W。
W仅与q0的始末位置有关,与路径无关。
:(视为点电荷的组合)
二静电场的环路定理
结论:静电场力对试验电荷做功只决定于试验电荷的始末位置,
与作功路径无关。——静电力是保守力。
考察试验电荷q0在静电场中沿任意闭合路径l(ABCDA)运动,电场力所作的功。
(根据保守力定义)
的环流
静电场的环路定理:在静电场中电场强度
的环流为零。
物理意义:静电场力是保守力,静电场是保守场。
电势能电势和电势差
令
定义
静电场力所做的功就等于电荷电势能增量的负值:
(电势能的减少量)
用试验电荷q0在静电场中从A点移止B 点电场力作功,
作为试验电荷在a 、b 两点处电势能改变的量度
:q0在B点的电势能
:q0在A点的电势能
零电势能点的选择
当场源电荷为有限带电体时,通常选取无限远处为电势能零点。
注意:
1. 电势能
一般的
其中
:电势能为0的位置
②电势能的大小是相对的(取决于电势能零点的选取)
③电势能是属于系统的,为场源电荷和试验电荷所共有,
它是试验电荷与电场之间的相互作用能。
④电势能的单位: 焦耳(J)
①
电场力做正功,电势能减小
电场力做负功,电势能增加
讨论:
物理意义:将试验电荷移动到零势能处静电场力所作的功。
2. 电势
:
(单位试验电荷具有的电势能)
试验电荷q0从A移动到B
B 点电势
A 点电势
( 视作参考电势,可任选)
令:
其中
:电势零点的位置
一般情况下,当场源电荷分布在有限区域内时
取无限远处为电势零点(实际问题中常选择地球电势为零)
讨论:
①只与
有关,描述了电场本身的性质。
②物理意义:把单位正试验电荷从场点A 移到电势零点时,
静电场力所作的功。
③电势是标量,没有方向但有正负,单位:伏特(V)。
④某点电势与电势零点的选取有关。对于“无限大”带电体
可在场内选一个适当位置作为电势零点(不能选无限远处)。
⑤已知某场点电势V ,该处试验电荷q0的电势能
①物理意义:将单位正试验电荷从A移到B电场力作的功.
2 电势差
②电势差是绝对的,与电势零点的选择无关;
电势大小是相对的,与电势零点的选择有关.
原子物理中能量单位
③单位:伏特
说明:
④静电场作的功:
⑤在匀强电场中
1 点电荷的电势
令
设点电荷q产生的电场中, 场点P
距点电荷q的距离为r,
P点的电势:
V是代数量:
P
时,
电势的计算