18-19第2章第2节电势与等势面

1、18-19第2章第2节电势与等势面知识脉络（教师用书独具）匕端校山.电势塞势面学习目标1 .知道电势的概念，知道电势是反映 电场的能的性质的物理量.（难点）2 .知道电势与电势能一样，具有相对 性；能正确区分电势、电势能和电场强 度.（重点、难点）3 .知道等势面的概念，掌握等势面的 特点，并记住几种典型电场的等势面的 分布情况.（重点）4 . 了解尖端放电现象.自主预习探新知知识梳理【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，叫作该点的电势.2 .公式和单位：电势的定义公式为 小=Ep,国际单位是伏特,符号是 V. q3 .相对性：电势也是相对的，常取离场源电荷无穷远处的电

2、势为零，大地的电势为零.电势可以是正值，也可以是负值，没有方向、因此是标量4 .与电场线关系：沿电场线的方向电势降低一【二】等势面1 .定义：电场中曲势相等的点构成的面.2 .性质（1）在同一等势面上移动电荷，电场力不做功.（2）电场线跟等势面一定垂直一并且由电势直的等势面指向电势低的等势面.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 点的中垂面个等势面，如 图中虚线所示等 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

3、等势面是与电场线垂直的、问 距相等且相互平行的一簇平 面，如下图【三】尖端放电1 .定义：带电较多的导体，在尖端部位、场强可以大到使周围空气发牛电离而 引起放电的程度,这就是尖端放电.2 .应用：避雷针是利用尖端放电的原理来防卜雷击的.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电荷引入地下.基础自测1 .思考判断沿一条电场线方向上的各点，电势不可能相同.（，）电场中某点的电势与Ep成正比，与q成反比.（X）提示电场中某点电势仅与电场本身相关，与 q无关.（3）电势与电场强度无任何关系.（，）电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功.（ x）提示在等势面上移动时，力与位移垂

4、直，故不做功.（5）等势面上各点电势、场强均相同.（X）提示场强是矢量，电场强度不一定相同.（6）电场线与等势面垂直.（，）因为沿电场线方向电势降低，所以电势降低的方向就是电场线的方向.（X）提示电势降低的方向不一定是电场线方向.（8）正电荷具有的电势能越大，其所处位置的电势越高.（，）2 .（多项选择）关于电势，以下说法正确的选项是（）A、电场中某点的电势，具大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时，电场力所做的功B、电场中某点的电势与零电势点的选取有关C、由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低D、电势是描述电场能的性质的物理量ABD 由电势的定义可知选项A正确；电势是相对的，电

5、势的大小与零电势点 的选取有关，应选项 B正确；虽然电势是相对的，但电势的高低是绝对的，因 此选项C错误；电势与电势能相联系，它是描述电场能的性质的物理量，应选 项D正确.3 .以下关于等势面的说法，正确的选项是（）【导学号：46242061】A、电荷在等势面上移动时，由于不受电场力作用，所以说电场力不做功B、在同一个等势面上各点的场强大小相等C、两个不等电势的等势面可能相交D、电场线总是跟等势面垂直D 等势面由电势相等的点组成，等势面上过任意一点的电场线总跟等势面垂 直，因此电荷在等势面上移动时，电场力不做功，但并不是不受电场力的作用， 选项A错误，D正确；等势面上各点场强大小不一定相等，不

6、等电势的等势面 不可能相交，选项B、C错误. 以下给出的四个图中，a、b两点电势相等、电场强度相同的是（ ）D 选项A中，a、b两点的场强相同，但a、b两点的电势不相等；选项B中, a、b两点的电势相等，但a、b两点的场强方向不同；选项 C中，a、b两点的 电势相等，但a、b两点的场强方向相反；选项 D中，a、b两点电势相等、电场 强度也相同，应选项D符合题意.合作探究攻重难电势概念及电势高低的判断方法1.电势的理解电势的相对性：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.I(2)电势的固有性：电势 Q片是定义式，小的大小由电场本身决定，与试探电荷、 q电荷的

7、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.2.电势高低的判断方法判断角度判断方法场源电荷止 负法取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势 为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低电场线方向 法沿着电场线方向电势逐渐降低；逆着电场线方向电势逐渐升高电场力做功 法电场力做正功，电势能减少，假设为正电荷，电势降低；假设为 负电荷，电势升高.电场力做负功，电势能增加，假设为正电荷， 电势升高；假设为负电荷，电势降低电势能高低 法正电荷的电势能大处电势高，负电荷电势能

8、大处电势低如图2-2-1所示，电子在一条电场线上从a点运动到b点，电势能增加，试判定a、b两点电势的高低.图 2-2-1解析解法一：利用电场线的方向来判断.由于电势能增加，电场力一定做负功，即电场力方向和电荷运动方向相反，由 b指向a,而负电荷受电场力的方向和场强方向相反，场强方向应是由a指向b, 因此电场线的方向是由a指向b.顺着电场线的方向电势越来越低，a点电势比b点电势高.解法二：利用电场力做功公式来判断.由于电势能增加，电场力一定做负功，即 Wab为负值，而q是负电荷，即q为负 化由Wab = q(Js 构，得值一(b0,故相皿解法三：利用电势能判断.正电荷在电势越高的地方电势能越大，

9、负电荷在电势越高的地方电势能越小， 而 此题条件是负电荷在a点电势能较低，故a点电势高.答案a点电势比b点电势高针对训练1 .(多项选择)以下关于电势高低的判断，正确的选项是()A、负电荷从P点移到M点，电势能增加，P点电势一定较低B、负电荷从P点移到M点，电势能增加，M点电势一定较低C、正电荷从P点移到M点，电势能增加，P点电势一定较低 D、正电荷从P点移到M点，电势能增加M点电势一定较低BC 负电荷从P点移到M点，电势能增加，电场力做负功，电场力方向由M点到P点，电场线方向由P到M,故M点电势较低，所以选项A错误，B正确； 同理可得选项C正确，D错误. 等势面的理解与应用2 .等势面的特点

10、(1)在等势面内任意两点间移动电荷，电场力不做功.(2)在空间中两等势面不相交.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)等势面是为描述电场的性质而假想的面.(6)等势面的分布与零电势点的选取无关.3 .等势面的应用（1）由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差值.（2）由等势面可以判断静电力对移动电荷做功的情况.等势面的形状分布，可以绘制电场线.（4）由等差等势面的疏密，可以比较不同点电场强度的大小.（多项选择）图2-2-2中K、L、M为静 电场中3个相距很近的等势面（K、M之间无电

11、荷）.一带电粒子射入此静电场中 后，沿abcde轨迹运动.电势（K也 啊，且粒子在ab段做减速运动.以下说 法中正确的选项是（）图 2-2-2A、粒子带负电B、粒子在bc段做减速运动C、粒子在a点与e点的速度大小相等D、粒子从c点到d点的过程中电场力做负功思路点拨：电场线与等势面垂直，可粗略画出电场线.由运动轨迹弯曲方向可知带电粒子的受力方向.分析电场力做功的正负，从而判断粒子的速度、动能及电势能的变化.BC 由带电粒子的运动轨迹可知，粒子所受电场力指向轨迹的凹侧.画出过a、 b、c、d、e各点的电场线，因 水也 帆，可知粒子带正电，选项 A错误；粒 子由b到c的过程中，电场力做负功，速率减小

12、，选项 B正确；由于a、e两点 电势相等，故粒子在a、e两点的电势能相等，由能量守恒定律知，粒子在 a、e 两点的动能相等，速度大小相等，选项 C正确；粒子从c点到d点的过程中电场力做正功，选项D错误. 电场中 三线问题的解决方法判断电场力的方向.轨迹的切线方向为速度方向；电场线的切线方向为电场强度的方向， 正电荷 所受电场力的方向与电场强度方向相同，负电荷所受电场力的方向与电场强度方 向相反，由此可判断出电场力的方向.（2）判断电势的高低和电势（或等势面）的大小.电场力做功，电势能一定变化，电 场力做多少正（或负）功，电势能就减少（或增加）多少.1 C 1 C（3）判断速度的大小，根据动能止

13、理 W= 2mvt?mv0来讨论. 针对训练2.（多项选择）如图2-2-3所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它 们的电势分别为 朴少和小,一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN 所示.由图可知（）【导学号：46242062 图 2-2-3A、粒子从K到L的过程中，电场力做负功 B、粒子从L到M的过程中，电场力做负功 C、粒子从K到L的过程中，电势能增加 D、粒子从L到M的过程中，动能减少AC 由题目条件可知，a、b、c是孤立点电荷激发的电场中的三个等势面，因 为运动粒子带正电，且沿K-L-M - N运动，由运动轨迹知K-L段受到的是静 电斥力，场源电荷必定为正电荷，即电势

14、高低关系为依加 我 那么 水=如顿杜，所以由K到L过程中电场力做负功，电势能增加， A、C正确.由L 到M段，电势降低，粒子带正电，那么电势能减小，动能增加，故 B、D项错 误.当堂达标周双基 1.在静电场中，以下说法正确的选项是（）A、电场强度为零的地方，电势一定为零；电势为零的地方，电场强度也一定为B、电场线密的地方，电势一定高；电场线稀的地方，电势一定低C、电场线与等势面可以垂直，也可以不垂直D、电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面D 电场强度与电势间大小没有一定的关系，选项A错误；电场线密的地方，电场强度一定大，但电势不一定高，选项B错误；电场线与等势面一定垂直，选项C错误；根

15、据 沿着电场线方向电势逐渐降低可知，电场线总是由电势 高的等势面指向电势低的等势面，选项 D正确.2 .（多项选择）如图2-2-4所示，关于电场中的A、B两点，以下说法中正确的选 项是（）图 2-2-4A、电势仍明，场强EaEbB、电势（|a相，场强EaEbC、将+q电荷从A点移到B点静电力做了正功D、将一q电荷分别放在A、B两点时具有的电势能Epa EpbBC 由于B处电场线密集，所以场强 EaEb;沿电场线电势降低，所以电势 飙胆，A选项错误，B选项正确.将+ q电荷从A点移到B点静电力做了正功， C选项正确.负电荷在电势高的 A点具有的电势能反而少，所以 EpaEpb, D选 项错误.3

16、 .孤立点电荷电场中的一簇等势面 1、2、3如图2-2-5中虚线所示，其电势分 别为机收、承，其中A、B、C是某电场线与这簇等势面的交点，且 AB=BC. 现将一负电荷由A移到B,电场力做正功 Wi；由B移到C,电场力做正功 W2, 那么（）【导学号：46242063】图 2-2-5A、Wi = W2,（|）i型B、Wi = W2, （|）i（|2（|3C、WiW2,第 依D、WKW2, M（2（|3C 由电场力做正功可知，负电荷所受电场力方向向右，电场线方向向左，所以 场源电荷为负电荷，在左侧，A、B间平均场强比B、C问强，那么有 WiW2,沿电场线方向电势降低，那么有也 依，应选项C正确.(多项选择)如下图，虚线a、b、c表示电场中的三个等势面与纸平面的交线，且 相邻等势面之间的电势差相等.实线为一带正电荷粒子仅在电场力作用下通过该 区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，那么以下说法中正确的选项是 ()A、三个等势面中，a的电势最高严JB、对于M、N两点，带电粒子通过M点时电势能较大V ，广C、对于M、N两点，带电粒子通过 M点时动能较大土/。D、带电粒子由M运动到N时，加速度增大一CD 由于带电粒子做曲线运动，所受电场力的方向必定指向轨迹的凹侧，且和 等