崔海軍

摘 要：描述靜電場(chǎng)特性的基本物理量之一是電勢(shì)，它是由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定的，是反映電場(chǎng)能的性質(zhì)的基本物理量，與電荷是否存在無關(guān)，與電荷的大小、正負(fù)均無關(guān)；和地勢(shì)一樣，電勢(shì)也具有相對(duì)意義，一般選取地球或無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)。那么，等量異種電荷的連線的中垂線為零勢(shì)能線（面）是如何得到的呢？不等量異種點(diǎn)電荷的零勢(shì)能線還是中垂線嗎？又怎么確定呢？

關(guān)鍵詞：電勢(shì)；電荷；異種電荷

在高中物理靜電場(chǎng)的學(xué)習(xí)中，引入了電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、電勢(shì)等物理量來描述電場(chǎng)的性質(zhì)。而靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力是相互的，其方向沿兩者的連線方向。靜電力對(duì)試探電荷的做功與路徑無關(guān)，只由始末位置的電勢(shì)差決定，表明靜電力和重力一樣是保守力，靜電場(chǎng)和重力場(chǎng)是保守場(chǎng)或勢(shì)場(chǎng)，因此應(yīng)該有一個(gè)可以用來描述靜電場(chǎng)這種特性的——只與位置有關(guān)的物理量。 在靜電場(chǎng)中，某點(diǎn)的電荷所具的電勢(shì)能跟它所帶的電荷量之比是一個(gè)常數(shù)，它是一個(gè)與電荷本身無關(guān)的物理量，物理學(xué)中將該物理量定義為“電勢(shì)”。

電勢(shì)只有大小，沒有方向，是一個(gè)標(biāo)量，但是有正負(fù)，正負(fù)表示大小。

和地理中的地勢(shì)一樣，電勢(shì)也具有相對(duì)意義，在具體題目中，一般取標(biāo)準(zhǔn)位置的電勢(shì)能為零，所以標(biāo)準(zhǔn)位置的電勢(shì)也為零。電勢(shì)只不過是和標(biāo)準(zhǔn)位置相比較得出的結(jié)果。我們常取地球?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)位置；在理論研究時(shí)，我們常取無限遠(yuǎn)處為標(biāo)準(zhǔn)位置。

我們?cè)诟咧须A段講授等量異種點(diǎn)電荷的等勢(shì)線時(shí)，其中關(guān)于兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，我們通過兩點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理，求得中垂線上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向均沿水平方向，因此我們根據(jù)電場(chǎng)線和等勢(shì)線相互垂直的關(guān)系可以判斷，兩點(diǎn)電荷連線的中垂線確實(shí)是一條等勢(shì)線，而關(guān)于該等勢(shì)線的電勢(shì)我們認(rèn)為由于中垂線延伸向無窮遠(yuǎn)處，而我們又規(guī)定無限遠(yuǎn)處為標(biāo)準(zhǔn)位置且電勢(shì)為零，故認(rèn)為中垂線是電勢(shì)為零的一條等勢(shì)線。這只是我們?cè)诟咧须A段幫助學(xué)生理解記憶的方法，下面我們從數(shù)學(xué)角度來準(zhǔn)確分析該等勢(shì)線的電勢(shì)為什么等于零。

我們?nèi)∪我獾膬蓚€(gè)點(diǎn)電荷來探究此問題，具有一般性。在真空中的A、B兩點(diǎn)分別放有兩異種點(diǎn)電荷QA和QB，兩者的連線距離為L(zhǎng)。

編輯 馮志強(qiáng)