电势与等势面 高一下学期物理鲁科版（2019）必修第三册

第2节电势与等势面第二章

电势能与电势差学习目标1.知道电势的定义方法及其公式、单位，会判断电场中两点电势的高低。2.了解等势面的概念，知道常见等势面的电势特点。EA试探电荷所受静电力与其电荷量之比定义了描述电场性质的一个物理量——电场强度，本节将用试探电荷的电势能与其电荷量之比来定义描述电场性质的另一个物理量——电势F+如图所示的匀强电场，电场强度为E，取B点为零电势能点，A点距B点的距离为d。(1)电荷量分别为q、2q、3q、…、nq的正试探电荷在A点的电势能分别为多少？试探电荷的电荷量qq2q3q…nq电荷在点A具有的电势能EpAqEd2qEd

3qEd…

nqEd通过表格中的数据发现这个功与电荷的多少有关，但是不能用它来表示电场某点的性质。那么用什么物理量来反映电场某点性质呢？试探电荷的电荷量qq2q3q…nq电荷在点A具有的电势能EpAqEd2qEd

3qEd…

nqEd

常量与EPA及q无关，即与试验电荷无关，反映电场本身的某种性质电势电势

5.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，但有正、负。电势为正值表示该点电势高于零电势，电势为负值表示该点电势低于零电势。

电场力做正功、电势能减少φA>φB

(3)由(1)(2)说明什么？如何判断两点电势的高低？由(1)(2)说明，电场中两点电势高低与试探电荷无关。沿电场线方向电势逐渐降低。电场力做负功、电势能增加φA>φB(1)电场线法：沿着电场线方向电势逐渐降低。(2)场源电荷法：离场源正电荷越近的点，电势越高；离场源负电荷越近的点，电势越低。电势高低的判断方法

电势与电场强度对比项目电势φ电场强度E物理意义反映电场能的性质反映静电力的性质定义电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比电荷在电场中某一点受到的静电力与它的电荷量之比标矢性标量矢量联系（1）电势沿着电场强度的方向降低（2）大小之间不存在任何关系，电势为零的点，电场强度不一定为零；电势高的地方，电场强度不一定大；电场强度为零的地方，电势不一定为零；电场强度大的地方，电势不一定高。(1)电场强度为零的位置电势也为零。(

)(2)电场强度大的位置电势不一定高。(

)(3)电势降低的方向就是电场线的方向。(

)(4)某电场中，A点的电势φA＝－3V，B点的电势φB＝－4V，则φA<φB。(

)×√××如图所示，在负点电荷形成的电场中，一条电场线上有a、b、c三点，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为φa、φb、φc。则（）A.Ea<Eb<Ec，φa>φb>φc B.Ea＝Eb＝Ec，φa>φb>φc

C.Ea>Eb>Ec，φa>φb>φc D.Ea＝Eb＝Ec，φa<φb<φcA例题：如图所示，匀强电场的电场强度为30N/C，A、B、C是电场中同一条电场线上的三个点，相邻两个点的距离均为10cm。（1）以C点为零电势点，求A、B两点的电势；（2）A、B、C三点中哪个点的电势最高？哪个点的电势最低？在地图中，常用等高线表示地势的高低在电场的图示中，常用等势面表示电势的高低等势面匀强电场2V1V0-1VE1.定义：电场中电势相等的点构成的面。2.等势面的特点(1)在同一等势面上移动电荷时静电力不做功(选填“做功”或“不做功”)。(2)等势面一定跟电场线垂直，即跟电场强度的方向垂直。(3)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。(4)两个不同等势面不相交。3.常见的典型电场的等势面对比根据等势面的特点试定性画出正、负点电荷周围的电场线和等势面。(1)点电荷电场中的等势面(2)等量异种点电荷电场中的等势面连线的中垂面上的电势为零(3)等量同种点电荷电场中的等势面连线上，中点电势最低，而在中垂线上，中点电势最高。关于中点对称的两点，电势相等。（多选）如图所示，一带电粒子在两个固定的等量正点电荷的电场中运动，图中的实线为等势面，虚线ABC为粒子的运动轨迹，其中B点是两点电荷连线的中点，A、C位于同一等势面上。下列说法正确的是（）A.该粒子可能带正电B.该粒子经过B点时的速度最大C.该粒子经过B点时的加速度一定为零D.该粒子在B点的电势能小于在A点的电势能CD规律方法：（1）已知等势面的情况时，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。（多选）如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等。则（

）A.直线a位于某一等势面内，φM>φQB.直线c位于某一等势面内，φM>φNC.若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点，电场力做负功BD等势面电势与等势