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《2020_2021学年新教材高中物理第2章电势能与电势差2电势与等势面学案鲁科版必修32021031928.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第2节 电势与等势面必备知识·自主学习一、电势 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,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。1.定义:电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的比值,叫作该点的电势。2.公式:φA=。3.物理意义:电势是描述电场能的性质的物理量。4.单位:国际单位制中,电势的单位是伏特,符号为V,1V=1J/C。5.相对性:电场中各点电势的高低,与所选取的零电势点的位置有关,一般情况下取地球或无穷远处为零电势位置。6.标矢性:电势是
2、标量,只有大小,没有方向,但有正、负。二、等势面 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。-16-3.几种常见电场的等势面: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,如图中虚线所示等量同种电荷的电场左右对
3、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(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。(√)关键能力·合作学习知识点一 电势的性质和计算-16-1.电势的性质:(1)电势的相对性:①由于电势能具有相对性,因此电势也
4、具有相对性。②电势的大小也与参考点的选取有关,参考点也叫零电势点,选择不同的零电势点时,同一点的电势可能有所不同。③一般选取无穷远处或大地为零电势点。(2)电势的标矢性:①电势是标量。电势是只有大小、没有方向的物理量。②在规定了零电势点后,电场中各点的电势可以是正值,也可以是负值。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。显然,电势的符号只表示大小,不表示方向。③当规定无穷远处为零电势点后,正电荷产生的电场中各点的电势为正值,负电荷产生的电场中各点的电势为负值。且越靠近正电荷的地方电势
5、越高,越靠近负电荷的地方电势越低。(3)电势的固有性:电势φ是表示电场能量属性的一个物理量,电场中某点处φ的大小是由电场本身决定的,与在该点处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,如前面学过的电场强度E=。2.电势高低的判定方法:(1)根据电场线判断:沿着电场线的方向电势降低。(2)根据电场力做功和电荷电势能的变化判断:①在两点间移动正电荷:如果电场力做负功,电势能增加,电势升高;如果电场力做正功,电势能减少,电势降低。②在两点间移动负电荷:如果电场力做负功,电势能
6、增加,电势降低;如果电场力做正功,电势能减少,电势升高。-16-③根据场源电荷的电场来判断。在正电荷产生的电场中,离它越近电势越高;在负电荷产生的电场中,情况恰好相反。3.电势与电势能的比较:电势φ电势能Ep物理意义反映电场能的性质电荷在电场中某点所具有的电场能决定因素仅与电场本身有关,跟试探电荷无关由电势和试探电荷共同决定正负含义及规律沿电场线方向降低。规定了零电势位置后,正值表示高于零电势,负值表示低于零电势正试探电荷的电势能正负与电势的正负一致;负试探电荷的电势能正负与电势的正负相反单位伏特(
7、V)焦耳(J)公式φ=W=-ΔEp 如图所示,正电荷从A点到B点,静电力做正功,电势能减小;负电荷从A点到B点,静电力做负功,电势能增加。那么电势是怎么变化的呢?提示:A点的电势比B点的电势高,即沿着电场线的方向电势降低。【典例】(多选)(2020·-16-山东等级考)真空中有两个固定的带正电的点电荷,电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时,仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线,以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d,如图所示。以下说法正确的是
8、( )A.a点电势低于O点B.b点电势低于c点C.该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能D.该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能【解析】选B、D。由题意可知O点合场强为零,根据同种电荷之间电场线的分布可知aO之间电场线由a到O,故a点电势高于O点电势,A错误;根据同种电荷间电场线的分布情况可知b点电势低于c点电势,B正确;根据电场线分布可知负电荷从a到b电场力做负功,电势能增加,即该试探电荷在a点的电势能小于在b点的电势能,C错误;同理根据电场线分布可知负
