2017年高中物理第2章电势能与电势差第2讲电势与等势面学案鲁科版选修3

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1、第2讲　电势与等势面[目标定位]　1.理解电势和等势面的概念，知道参考点的选取原则.2.掌握电场线与电势的关系，知道几种典型电场的等势面及其应用．一、电势1．概念：电荷在电场中某点的电势能跟电荷量的比值，叫做该点的电势．电势是标(填“矢”或“标”)量．2．公式和单位：φ＝，即电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷在该点所具有的电势能．单位：伏特，符号是V，1V＝1J/C.3．电势的相对性：只有规定了电场中某处的电势为零，才能确定电场中各点的电势值．通常选距离电荷无穷远处或地球为零电势位置．想一想　电

2、势可正可负，那么＋1V与－2V哪个大呢？答案　电势是标量，正负表示大小，所以＋1V＞－2V．二、等势面1．概念：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面．2．几种常见电场等势面(如图1所示)图1想一想　电荷在等势面上移动时，电场力做功吗？答案　等势面上各点电势相等，所以两点间电势差为0；电荷在等势面上移动，等势面与电场线垂直，在等势面上移动电荷，电场力与速度垂直，所以电场力做功为零．三、尖端放电1．概念：带电较多的导体，在尖端部位，场强可以大到使周围的空气发生电离而引起放电的程度，这就是尖端放电．2．应

3、用：避雷针是应用尖端放电的原理来防止雷击造成危害的.一、电势概念及电势高低的判断方法1．电势的相对性：电场中某点的电势跟零电势位置的选取有关，常选取无限远处或大地的电势为零．2．电势的固有性：电势φ＝是定义式，φ的大小由电场本身决定，与试探电荷、电荷的电性、电荷量均无关．3．电势是标量：一般选无穷远处或大地处电势为零．正值表示该点电势高于零电势，负值表示该点电势低于零电势．正、负只表示大小，不表示方向．4．电势高低的判断方法(1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低．(2)电势能判断法：由φ＝知，对

4、于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高．例1　有一电场的电场线如图2所示，电场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用EA、EB和φA、φB表示，则(　　)图2A．EA>EB，φA>φBB．EA>EB，φA<φBC．EAφBD．EA

5、J，那么：(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少；(2)q在未移入电场前A点的电势是多少．答案　(1)1.2×10－4J　1.2×104V　(2)1.2×104V解析　(1)电场力做负功，电势能增加，无穷远处的电势为零，电荷在无穷远处的电势能也为零，电势能的变化量等于电场力做的功，即W∞A＝Ep∞－EpA＝0－EpA.所以EpA＝－W∞A＝W＝1.2×10－4J，φA＝＝V＝1.2×104V.(2)A点的电势是由电场本身决定的，跟A点是否有电荷存在无关，所以q在移入电场前，A点的电势仍为1.2×

6、104V.二、对等势面的理解1．在同一等势面内任意两点间移动电荷时，静电力不做功．2．等势面是为描述电场的性质而假想的面．两等势面不相交．3．电场线总是和等势面垂直，且电场线从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．已知等势面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定电场大体分布．4．在电场线密集(稀疏)的地方，等差等势面也密集(稀疏)．因此由等差等势面的疏密，可以定性地确定比较各点场强的大小．例3　如图3所示，真空中等量异种点电荷放置在M、N两点，在MN的连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b

7、、d，则下列说法正确的是(　　)图3A．a点场强与c点场强一定相同B．a点电势一定低于c点电势C．负电荷在c点电势能一定大于在a点电势能D．正电荷从d点移到b点电场力不做功答案　AD解析　根据真空中等量异种点电荷电场线分布特点，在MN的连线上对称点a、c场强一定相同，故A正确；因沿着电场线方向电势逐渐降低，但电场方向未知，则a点电势不一定低于c点电势，故B错误；电荷从a点移到c点，电场力做功正负未知，则不能判断电势能增减，负电荷在c点电势能不一定大于在a点电势能，故C错误；而MN连线的中垂线是等势线

8、，其上的对称点b、d电势相等，则正电荷从d点移到b点电场力不做功，故D正确．例4　位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图4所示，图中实线表示等势线，则(　　)图4A．a点和b点的电场强度相同B．正电荷从c点移到d点，电场力做正功C．负电荷从a点移到c点，电场力做正功D．正电荷在e点的电势能大于在f点的电势能答案　C解析　a、b两点场强方向不同，A错．c点电势低于d点，正电荷从c点移到d点，即正电荷向高电势处移动、电场力做负功，B错．a点电势低于c