《高中物理 第2章 電勢能與電勢差 第1節(jié) 電場力做功與電勢能 關于電勢零點選擇素材 魯科版選修3-1（通用）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第2章 電勢能與電勢差 第1節(jié) 電場力做功與電勢能 關于電勢零點選擇素材 魯科版選修3-1（通用）（2頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、關于電勢零點選擇的幾個問題 在電場確定的情況下，空間各點電勢的描述與零點的選擇密切相關本文就零電勢選擇的幾個問題作深入一步的分析，愿與同行共討論，并澄清一些模糊認識一、為什么零電勢選擇是任意的?從物理學上講，電勢是一個相對量，孤立地談某點電勢的高低和正負是沒有意義的參考點不同，各點的電勢也不同，但參考點的變化，雖然要影響各點的電勢，卻并不改變電場，不改變電場中兩點的電勢差如同高度這類物理量一樣，只有相對于確定的參考點，它才有確定的物理意義，選不同的參考點，高度值不同，但兩點間的高度差是不變的正因為不同的電勢可以描述同一電場，所以電場中允許零電勢點選擇具有任意性二、為什么常選擇0？不難想象，在幾
2、乎一切實際靜電場問題中，盡管帶電體系的電量不同，分布各異，但電量和分布范圍均有限，因此，根據(jù)問題所要求的精度，在離帶電體足夠遠(在物理上)而稱為無窮遠點的廣大空間是具有零場強和恒定電勢的位置盡管實際靜電場問題的具體條件不同，但都存在著具有上述性質的“無窮遠點”，這是共同的普遍的特點，把它選作參考點，取0既普遍適用又方便自然其外，既然電勢與參考點選擇有關，就可通過適當選擇參考點來使問題簡化，由普通物理知識可知，若把參考點選在無窮遠處，點電荷激發(fā)的電場中各點的電勢表達式最簡單，若參考點不選無窮遠處，電勢表達式要復雜一些，這就是通常選0的原因三、為什么選擇地0和0是一致的?在工程技術上常常把電器外殼
3、接地，并取地0接地的目的何在?選取地0的根據(jù)是什么?它和是否一致?為簡單起見，下面的討論假設地球是一個導體球，表面不帶電，不存在電場如圖1所示，是帶電體，是接地導體，原先不帶電，把和地球連成一個大導體，附近的地面稱近端，地球的另一側稱為遠端由于靜電感應，平衡時靠近的一端有感應電荷，同時地球遠離、的彼端(即遠端)有等量異號電荷由于地球的線度遠大于、的線度，地球遠端相對、而言可看成極大的平面，分布在遠端的感應電荷的面密度與、上相比是極小的，所以地球遠端表面外附近的場強遠小于、表面外附近的場強從地球遠端表面處一直伸展到無窮遠的電勢分布與、表面處伸展到無窮遠的電勢分布相比也是極小的因而在研究、附近靜電
4、場的電勢分布時，忽略地和的差別，近似地取地0是允許的、合理的，同時不同地方的電器接地有利于進行各點電勢的比較，這就是電器接地的目的 圖1四、任何情況下都可以選無窮遠處的電勢為零嗎?如果對某些理想化問題，如電荷分布到無窮遠處，再取0就不合理了例如一均勻帶正電的無窮大平面，為了討它周圍的電勢分布，可在帶電平面外附近任取一點，如果把單位正電荷從該點沿平面的法線方向移到無窮遠時，電場對單位正電荷做功為無窮大，因此該點的電勢為無窮大；但如果把單位正電荷沿平面的切線方向移到無窮遠時，電場對單位正電荷做功為零，于是該點電勢又為零，出現(xiàn)了矛盾這是取0帶來的后果因此，對這類理想化問題，不可以再選無窮遠處為電勢零點原則上講，除“無窮遠”處外，其它地方都可選為零電勢點
高中物理 第2章 電勢能與電勢差 第1節(jié) 電場力做功與電勢能 關于電勢零點選擇素材 魯科版選修3-1（通用）
