电势与等势面

电势与等势面核心素养物理观念科学思维1.了解电势的含义，知道其定义式、单位。2.理解等势面的概念，知道电场线一定垂直等势面，了解几种典型电场的等势面的分布。

通过电势的定义，了解类比推理的方法，能在熟悉的情境中运用等势线模型解决问题。知识点一电势[观图助学]1.定义：电荷在电场中某一点的_________与它的电荷量的比值。2.公式：φ＝_________。3.单位：_____，符号是V。4.特点 (1)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。(2)标量性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正、负。5.与电场线的关系：沿电场线方向电势逐渐_____。电势能伏特降低[思考判断](1)电场线密集处场强大，电势高。(

)(2)某点的电势为零，电荷在该点的电势能一定为零。(

)(3)某一点的电势为零，其场强一定为零。(

)×√×知识点二等势面[观图助学]类比左右两图共同点有哪些？1.定义：电场中__________的各点构成的面。2.等势面的特点 (1)在同一等势面上移动电荷时静电力________(选填“做功”或“不做功”)。 (2)等势面一定跟电场线_______，即跟电场强度的方向_____。 (3)电场线总是由________的等势面指向_________的等势面。 (4)两不同等势面不相交。电势相同不做功垂直垂直电势高电势低[思考判断](1)电荷在等势面上移动时，由于不受电场力的作用，所以电场力不做功。(

)(2)点电荷的电场中，在同一等势面上各点的场强大小相等。(

)(3)等势面是实际存在的面。(

)(4)电场线一定垂直于等势面。(

)×√×√核心要点电势[观察探究]

如图所示的匀强电场，电场强度为E，取O点为零势能点，A点距O点为L，AO连线与电场强度反方向的夹角为θ。(1)电荷量分别为q和2q的试探电荷在A点的电势能为多少？

(2)电势能与电荷量的比值是否相同？

(3)电势能与电荷量的比值与试探电荷的电荷量是否有关系？[探究归纳][试题案例][例1]将一个正电荷从无穷远移入电场中的M点，电势能减少8.0×10－9J；若将另一个等量的负电荷从无穷远移入电场中的N点，电场力做负功为9.0×10－9J，则下列选项正确的是(

) A.φM<φN<0 B.φM>φN>0 C.φN<φM<0 D.φN>φM>0答案C方法总结电势高低的判断方法判断角度判断方法依据电场线方向顺着电场线的方向电势越来越低依据静电力做功

在两点间移动正电荷，如果静电力做正功，则电势降低；如果静电力做负功，则电势升高。在两点间移动负电荷，如果静电力做正功，则电势升高；如果静电力做负功，则电势降低依据场源电荷的正负

取无限远处电势为0，正(负)电荷周围电势为正(负)，靠近正(负)电荷处电势高(低)依据电势能的大小

正电荷在电势较高处电势能较大，负电荷在电势较低处电势能较大[针对训练1]如图所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是(

)A.电势关系为φA>φB，电场强度大小关系为EA>EBB.电势关系为φA<φB，电场强度大小关系为EA<EBC.将电荷量为q的正电荷从A点移到B点，电场力做负功，电势能增大D.将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，电荷具有的电势能关系为EpA<EpB解析由题图可知，B点的电场线密，A点的电场线疏，因此B点的电场强度大，即EA<EB；沿着电场线的方向，电势逐渐降低，由题图可知φB<φA，故A、B错误；将电荷量为q的正电荷从A点移到B点，电场力做正功，电势能减小，故C错误；将电荷量为q的负电荷从A点移到B点，电场力做负功，电势能增加，则EpB>EpA，故D正确。答案D[观察探究]如图所示是某电场的电场线和等势面，请问：1.图中实线表示什么？虚线表示什么？2.A、B、C中哪点电势高？3.A、B、C中哪点场强大？核心要点等势面[探究归纳]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。(2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况。(3)由于等势面和电场线垂直，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)由等差等势面的疏密，可以定性地比较其中两点场强的大小。A.A、B两点的电场强度方向与x轴同向B.A、B两点的电场强度方向与x轴反向C.A点的电场强度EA大于B点的电场强度EBD.A点的电场强度EA小于B点的电场强度EB[试题案例][例2](多选)如图所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在x轴上有A、B两点，则(

)解析由电场线与等势面的关系可知，电场线一定与等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面，作出相对应的电场线的分布，如图所示。则可知A、B两点处的场强方向与x轴同向。由电场线的疏密可知，A点处的电场强度EA小于B点处的电场强度EB，所以A、D正确，B、C错误。答案AD方法总结等势面和电场线的应用(1)已知等势面的情况，可作等势面的垂线来确定电场线，并由“电势降低”的方向确定电场线方向。(2)已知电场线时，可作电场线的垂线来确定等势面，并由“沿电场线方向电势降低”确定等势面的电势高低。[针对训练2]下列关于等势面的说法正确的是(

) 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.若相邻两等势面的电势差相等，则等势面的疏密程度能反映场强的