高中物理 第2章 电势能与电势差 第2节 电势与等势面教学案 鲁科版选修3-1

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1、第2节电势与等势面1.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。2．电场中各点电势的值可正、可负、可为零，既与产生电场的电荷有关，也与零电势位置的选择有关。3．沿电场线的方向，电势降低。4．电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。电场线和等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。一、电势定义电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值公式φ＝单位在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V,1V＝1J/C二、等势面1．等势面(1)定义：电场中电势相等的点构成的面。(2)特点：由于在等势面上电荷受到的电场力跟等势面垂直，所以电荷在同一个等势面上运动时电场力不做功。2．几种常

2、见电场的等势面电场等势面的特点图示点电荷的电场等势面是一系列以点电荷为球心的球面，如图中虚线所示。等量异种电荷的电场左右对称，过两点电荷连线中点的中垂面是一个等势面，如图中虚线所示。非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。等量同种电荷的电场左右对称，以正电荷为例，如图中虚线所示。匀强电场等势面是与电场线垂直的，间距相等且相互平行的一簇平面，如图所示。三、尖端放电1．定义带电较多的导体，在尖端部位，场强大到使周围的空气发生电离而引起放电的现象。2．尖端放电的应用和防止(1)应用：避

3、雷针是利用尖端放电的原理来防止雷击的，它的作用是可以中和云层中的部分电荷，更主要的是把云层中的大量电荷引入地下。(2)防止：尖端放电会导致高压设备上的电能的损失，所以高压设备中导体的表面要做得尽可能地光滑。1．自主思考——判一判(1)沿一条电场线方向上的各点，电势不可能相同。(√)(2)电场中某点的电势与Ep成正比，与q成反比。(×)(3)电势与电场强度无任何关系。(√)(4)电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功。(×)(5)等势面上各点电势、场强均相同。(×)(6)电场线与等势面垂直。(√)2．合作探究——议一议(1)在电势越高的地方，某电荷的电势能是否越大？[提示]　对于正电荷，

4、在电势越高的地方，电势能越大；对于负电荷，在电势越高的地方，电势能越小。(2)为什么等势面一定跟电场线垂直？[提示]　在同一等势面上移动电荷时，电势能不变，所以电场力不做功，即电场力方向与等势面垂直，如果不垂直，电场强度就有一个沿着等势面的分量，在等势面上移动电荷时静电力就要做功，所以等势面一定跟电场线垂直。(3)尖端放电的原因是什么？避雷针的原理是怎样的？非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。[提示]　①尖端放电的原因是尖端电荷比较密集，电场强度大，容易电离空气。②对于带负电

5、的云团，电子通过避雷针导入大地；对于带正电的云团，大地上的电子通过避雷针与正电荷中和。电势、等势面的理解1．电势的特点(1)电势的相对性：电场中某点的电势高低与零电势点的选取有关。通常选无穷远处或地球表面为零电势点。(2)电势是标量：电势只有大小没有方向。在规定了零电势点后，电场中各点的电势可能是正值，也可能是负值。正值表示该点的电势高于零电势；负值表示该点的电势低于零电势。显然，电势的正负只表示大小，不表示方向。(3)电势的固有性：电势是反映电场的能的性质的物理量，由电场本身决定，与该点是否放入电荷及电荷的电性和电荷量均无关，这和许多用比值定义的物理量相同，如电场强度。2．等势面的特点(1)

6、在等势面内移动电荷，电场力不做功。(2)在空间中两等势面不相交。(3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。(4)在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏。(5)等势面的分布与零电势点的选取无关。[典例]　如图221所示，Q1和Q2是等量异种点电荷，M、N是两个点电荷连线的垂直平分线上的两点。将正电荷q从无限远处移到电场中，下述说法不正确的是(　　)图221A．将q沿着中垂线移到M点与移到N点电场力做的功相同B．因为不知M、N两点的具体位置，所以无法比较移到M、N两点做功的多少C．取无限远处电势为零，A点的电势大于零D．取无限远处电势为

7、零，B点的电势小于零[思路点拨]非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。→→[解析]　M、N两点在同一个等势面上，且中垂面的电势与无限远处相同，所以沿等势面移动电荷电场力不做功，故A正确，B错误；根据等势面的分布可知，A点所在的等势面电势高于中垂面的电势，B点所在的等势面电势低于中垂