合理选取零电势点的几个问题的探讨

吴建平

摘  要：高中物理课堂教学中关于零电势点的选取是一个难点，笔者通过选取的任意性、限制以及选取无穷远处等方面详细的进行了分析，对于高中物理教学而言，期待努力培养学生的学习兴趣。

关键词：零电势点;电势差;无穷远处

物理学科中关于零电势点的选取，在这里我们进行一个具体的探讨。

1、零电势点选取的任意性及其限制

可见，对于有限区域的点电荷系或带电体所激发的电场，如果在有限空间内任取一点（不能是奇点）作为零电势点，则确定电势表达式中的常数C较为麻烦。但若取无限远处为零电势位置，则公式中rIP和rP都为无限大，因而相加常数C=0，电势表达式最为简单。所以，大家都愿意取无穷远处电势为零，并习以为常，以至于无需特别说明。

实际上，点电荷是一个物理模型。所谓无穷远处，并不是纯数学意义下的无穷远。对于任何一个分布在有限区域的带电体，在与其中心距离相当远处，就可把带电体近似看做点电荷，距离愈远，这种近似的精确性愈高，带电体在远处的电场分布随着距离的增加而趋于点电荷的球对称电场，等势面随 r增大而趋于球面，场强随r增大而趋于按 的规律减小，所谓物理上的无穷远，就是指场强已减得极弱而可以忽略不计的那些地方，这些地方对有限范围的带电体是具有球对称性的，它们组成對于带电体来说是无穷大的球形等势面.规定U∞=0.就是规定这个无穷大的球形等势面处的电势为零.因此，对有限分布的任一带电体的激发的电场，和点电荷一样，都可以取U∞=0.

（2）对于场源电荷分布在无限区域的情况，无限远点可能成为零电势的“奇点”.既然电荷分布在无限区域，从物理上看就排除了还存在-个无限远处，在那里可以把这个无限分布的场源电荷系看做一个点电荷这时，上面的讨论已不成立。

通常遇到的情况是电荷均匀分布在无限大平面上，或电荷均匀分布在无限长直线（或圆柱）上.从数学上看无限大是没有边界的，而这里的无限大和无限长都是物理上的无限.是指对要考察的场点位置而言，带电面可看做无限大的，也就是说，从场点到带电体边缘引的射线组成与带电面几乎平行的平面.因此无限大的带电平面与距离平面无限远这两个概念在物理上就是互相矛盾的。既然称场源是无限大的带电平面，所考虑的任何有物理意义的场点都应是距带电平面有限距离的位置，不能再是无限远的。这就从物理上排斥了取U∞=0的可能性.izhi

参考文献

[1]  耿伟。浅谈新课改下的高中物理教学（J）.才智，2010，（30）

[2]  付贵珍，提高高中物理教学质量浅谈（J），青少年日记，教育教学研究，2013（4）