吳建平

摘 ?要：高中物理課堂教學(xué)中關(guān)于零電勢點的選取是一個難點，筆者通過選取的任意性、限制以及選取無窮遠(yuǎn)處等方面詳細(xì)的進行了分析，對于高中物理教學(xué)而言，期待努力培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞：零電勢點;電勢差;無窮遠(yuǎn)處

物理學(xué)科中關(guān)于零電勢點的選取，在這里我們進行一個具體的探討。

1、零電勢點選取的任意性及其限制

可見，對于有限區(qū)域的點電荷系或帶電體所激發(fā)的電場，如果在有限空間內(nèi)任取一點（不能是奇點）作為零電勢點，則確定電勢表達式中的常數(shù)C較為麻煩。但若取無限遠(yuǎn)處為零電勢位置，則公式中rIP和rP都為無限大，因而相加常數(shù)C=0，電勢表達式最為簡單。所以，大家都愿意取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，并習(xí)以為常，以至于無需特別說明。

實際上，點電荷是一個物理模型。所謂無窮遠(yuǎn)處，并不是純數(shù)學(xué)意義下的無窮遠(yuǎn)。對于任何一個分布在有限區(qū)域的帶電體，在與其中心距離相當(dāng)遠(yuǎn)處，就可把帶電體近似看做點電荷，距離愈遠(yuǎn)，這種近似的精確性愈高，帶電體在遠(yuǎn)處的電場分布隨著距離的增加而趨于點電荷的球?qū)ΨQ電場，等勢面隨 r增大而趨于球面，場強隨r增大而趨于按 的規(guī)律減小，所謂物理上的無窮遠(yuǎn)，就是指場強已減得極弱而可以忽略不計的那些地方，這些地方對有限范圍的帶電體是具有球?qū)ΨQ性的，它們組成對于帶電體來說是無窮大的球形等勢面.規(guī)定U∞=0.就是規(guī)定這個無窮大的球形等勢面處的電勢為零.因此，對有限分布的任一帶電體的激發(fā)的電場，和點電荷一樣，都可以取U∞=0.

（2）對于場源電荷分布在無限區(qū)域的情況，無限遠(yuǎn)點可能成為零電勢的“奇點”.既然電荷分布在無限區(qū)域，從物理上看就排除了還存在-個無限遠(yuǎn)處，在那里可以把這個無限分布的場源電荷系看做一個點電荷這時，上面的討論已不成立。

通常遇到的情況是電荷均勻分布在無限大平面上，或電荷均勻分布在無限長直線（或圓柱）上.從數(shù)學(xué)上看無限大是沒有邊界的，而這里的無限大和無限長都是物理上的無限.是指對要考察的場點位置而言，帶電面可看做無限大的，也就是說，從場點到帶電體邊緣引的射線組成與帶電面幾乎平行的平面.因此無限大的帶電平面與距離平面無限遠(yuǎn)這兩個概念在物理上就是互相矛盾的。既然稱場源是無限大的帶電平面，所考慮的任何有物理意義的場點都應(yīng)是距帶電平面有限距離的位置，不能再是無限遠(yuǎn)的。這就從物理上排斥了取U∞=0的可能性.izhi

參考文獻

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