【同步學習】
電勢，電場線，電勢能，電勢差
在研究靜電場中的能量問題時，“電勢”是一個非常關鍵的物理量，電勢或電勢分佈知道了，就可以分析電勢差、電勢能、電場力的功等相關物理量。
怎樣判斷電場中兩點電勢的高低呢？
方法1.看“電場線”
電場線不僅能形象的描繪電場的強弱和方向，還能反映電場中各點電勢的高低。電場中，沿電場線的方向，各點的電勢逐漸降低；與電場線處處垂直的等勢面上，各點的電勢都相等。
如圖為等量異種點電荷的電場線，從圖中可以看出：
兩點電荷連線的中垂線上：中點O的場強最大，越向兩側直至無限遠處，各點的場強逐漸變小；各點場強的方向相同，都與中垂線垂直，且由正電荷一側指向負電荷一側，所以中垂線就是一條等勢線，電勢等於無窮遠處的電勢，即電勢為零。
圖中，若A、C關於兩點電荷的連線對稱，則中垂線上的A、B、C三點有：
在中垂線的右側，越靠近正電荷（逆著電場線），電勢越高，所以中垂線右側的電勢都大於零；在中垂線的左側，越靠近負電荷（順著電場線），電勢越低，所以中垂線左側的電勢都小於零。
在兩點電荷的連線上，若D、E關於中點O對稱，則有：
注意:電勢的高低與場強的大小之間無必然聯繫，要具體問題具體分析！
方法2. 看“電勢能”
如果知道了電荷的帶電量q和所在位置的電勢能EP，則根據電勢的定義式φ= EP/q即可確定該處的電勢，進而比較不同點電勢的高低。
【示例】（教材“問題與練習”）比較以下情況電場中兩點的電勢高低。
（1）正電荷在A點的電勢能比在B點的大，A、B兩點哪點電勢高？
（2）負電荷在C點的電勢能比在D點的大，C、D兩點哪點電勢高？
（3）正電荷在E點的電勢能小於零，負電荷在F點的電勢能也小於零，E、F兩點哪點電勢高？
【解答】（1）正電荷的帶電量q＞0，且EPA＞EPB，所以根據電勢φ=EP/q可知，電勢φA＞φB；
（2）負電荷的帶電量q＜0，且EPC＞EPD，所以根據電勢φ=EP/q可知，電勢φC＜φD；
從以上分析可以看出：正電荷在電勢越高的地方電勢能越大，負電荷在電勢越低的地方電勢能越大。
（3）正電荷在E點的電勢能EPE＜0，所以根據電勢φ=EP/q可知，電勢φE＜0；負電荷在F點的電勢能EPF＜0，則電勢φF＞0。故電勢φE＜φF。
注意:利用公式φ= EP/q分析電勢或電勢能時，一定要理解各量正負號的物理意義，並代入公式運算。
方法3.看“電場力的功”
如果知道了電荷的帶電量q和從A點移動到B點時電場力的功WAB，則根據UAB＝WAB/q可確定A、B兩點的電勢差UAB，由UAB的正負即可判斷兩點電勢的高低。
【示例】（教材“問題與練習”）如圖所示，A、B是點電荷電場中同一條電場線上的兩點，把電荷量q1為10^-9C的試探電荷從無窮遠移到A點，靜電力做的功為4×10^-8J；把q2為-2×10^-9C的試探電荷從無窮遠移到B點，靜電力做的功為-6×10^-8J。請判斷：場源電荷是正電荷還是負電荷？場源電荷的位置是在A、B的左邊還是右邊?
【解答】試探電荷q1帶正電，把它從無窮遠移到A點時，靜電力做正功，所以試探電荷應受到場源電荷的引力作用，故場源電荷是負電荷。
把試探電荷q1從無窮遠移到A點時，有
把試探電荷q2從無窮遠移到B點時，同理可得
因為B點的電勢高於A點的電勢，所以電場線的方向由B指向A，場源電荷在A、B的左邊。
注意:利用公式UAB＝WAB/q確定電勢差時，仍需理解各量正負號的物理意義，並代入公式運算。
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