解答:电荷在电场中某点的电势能,等于把电荷从这点移到 电势能为零处电场力所做的功。显然,选择不同的零势能点,电荷 在电场中同一点的电势能的值是不同的,但电场中两点间的电势 能之差却不会由于零势能点的选择不同而发生变化。 知识链接:势能也称“位能”,都由相互作用的物体之间的相 对位置决定。
1.一负电荷仅受电场力的作用,从电场中的 A 点运动到 B 点,在此 过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动,则 A、B 两点的电 场强度 EA、EB 及该电荷在 A、B 两点的电势能 EpA、EpB 之间的关系 为( )。 A. EA=EB B. EA<EB C. EpA=EpB D. EpA>EpB
主题 3:零势能点的选取 情景:在课本“电势能”内容中写道: “在讨论重力势能时, 要先规定物体在某一位置的重力势能为零,然后才能确定物体在 其他位置的势能。同样,在讨论电势能的时候,也需要先规定电荷 在某一位置的电势能为零,然后才能确定电荷在其他位置的电势 能。” 问题:电荷在电场中某点的电势能与零势能点有什么关系?
【解析】将试探电荷从 c 点移动到无穷远处,电场力做负功, 电势能增加,所以它在 c 点的电势能为负值;将试探电荷从电场中 的 a 点移到 c 点,电场力做正功,电势能减小; a、b 两点在以场源 电荷为圆心的圆周上,到场源电荷的距离相同,根据点电荷电场 的对称性,各个方向上到场源电荷距离相等的点,其电场强度大 小相同,将试探电荷分别从 a、b 点移动到无穷远处,电场力做功 相同,所以试探电荷在 a、b 点电势能相同;由此也可知将试探电 荷从电场中的 a 点移到 b 点,电场力不做功,其电势能不变。 【答案】负 减小 不变
【点拨】在很多方面电场可以与重力场对比理解,但要注意 两者也有很大区别,例如电荷有正有负,在电场中受力不同,电势 能情况也不同。本题考查电荷的电势能与场源电荷的关系,并通 过电场力做功判断电势能的变化情况,同时由电场的对称性讨论 电荷移动而电势能不变的情况,为下面等势面的学习做好铺垫。