3 明确规律,理顺关系

电势能的变化、电势的高低、电势的正负、电势能的正负等都有一定的规律可循,而电势的高低跟电场强度的方向之间、电势的正负跟电荷电势能的正负之间、电荷电势能的变化跟电场力对电荷做功之间也都存在联系。因此,在电势教学中,掌握几条基本而实用的规律,以及它们之间的关系,并能灵活应用,这对于正确分析、理解静电学中有关知识无疑会带来很大帮助。

  1. 电势能变化规律

电场力对电荷(不管是正电荷还是负电荷)做正功,电荷的电势能减少;

电场力对电荷做负功,电荷的电势能增加。

  1. 电势高低规律

3 明确规律,理顺关系 - 图1顺电场强度方向电势降低,逆电场强度方向电势升高,跟有否检验电荷或检验电荷的正负无关。例:

图 1 所示,电场中有 A、B 两点,根据电势高低规律,即可知 B 点的电势比 A 点的电势低(UB<UA)。

图 2 所示,正检验电荷在电场中由 A 点运动到 B 点电场力做正功,电势

能减少,即ε <ε 。两边同除以 + q,得 σ B < σ A ,即U <U 。

B A +q +q B A

图 3 所示,负检验电荷在电场中由 A 点运动到 B 点,电场力做负功,电

势能增加,即ε >ε 。两边同除以-q,得 σ B < σ A ,即U <U 。

B A

  1. 电势正负规律

−q −q B A

①一般规定,无穷远处或大地的电势为零。

②孤立电荷形成的电场,规定无穷远处的电势为零。因此,孤立正电荷形成的电场中,各点的电势均为正值;孤立负电荷形成的电场中,各点电势均为负值。

③带电平行板电容器形成的电场,规定大地为零电势。所以,负极板接地时,板间电场中各点电势均为正值;正极板接地时,板间各点电势均为负值。

  1. 电势能正负规律

根据电势能与电势的关系ε=qU可判断:

电势为正(U+):检验电荷为正(q+)时,电势能为正(e+);检验电荷为负(q-)时,电势能为负(ε-)。

电势为负(U-):检验电荷为负(q-)时,电势能为负(ε-);检验电荷为正(q+)时,电势能为正(ε+)。

也可根据电势能变化规律进行判断。