1、高中物理高中物理选修选修3-1鲁科版鲁科版第二章第二章 电势能与电势差电势能与电势差第第2讲讲 电势与等势面电势与等势面目标定位目标定位电势与等势面电势与等势面理解电势和等势面的概念，知道参考点的选理解电势和等势面的概念，知道参考点的选取原则取原则.掌握电场线与电势的关系，知道几种典型电场的掌握电场线与电势的关系，知道几种典型电场的等势面及其应用等势面及其应用 12目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习预习导学预习导学 一、一、电电势势 答案答案 电势是标量，正负表示大小，所以电势是标量，正负表示大小，所以1 V2 V 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义
2、对点练习对点练习二、等势面二、等势面1电势相等电势相等 想一想想一想 电荷在等势面上移动时，电场力做功吗？电荷在等势面上移动时，电场力做功吗？答案答案 等势面上各点电势相等，所以两点间电势差为等势面上各点电势相等，所以两点间电势差为0；电荷；电荷在等势面上移动，等势面与电场线垂直，在等势线上移动电在等势面上移动，等势面与电场线垂直，在等势线上移动电荷，电场力与速度垂直，所以电场力做功为零荷，电场力与速度垂直，所以电场力做功为零电势与等势面电势与等势面1.电势能电势能 电荷量电荷量 标标 2.伏特伏特 PEq 想一想想一想 电势可正可负，那么电势可正可负，那么1 V与与2 V哪个大呢？哪个大呢？
3、三、尖端放电三、尖端放电1尖端尖端 放电放电 2.尖端放电尖端放电课堂讲义课堂讲义一、对电势概念的理解一、对电势概念的理解目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电势与等势面电势与等势面1.1.电势的相对性：电场中某点的电势跟电势的相对性：电场中某点的电势跟零电势位置零电势位置的选取有关，的选取有关，常选取无限远处或大地的电势为零常选取无限远处或大地的电势为零.3.电势是标量：首先规定电势是标量：首先规定零零电势点电势点.正正值表示该点电势值表示该点电势高于高于零电零电 势，势，负负值表示该点电势值表示该点电势低于低于零电势零电势.正、负正、负只表示只表示大小大小，不，
4、不 表示方向表示方向.2.电势的固有性：电势电势的固有性：电势 是表示电场能的性质的物理量，是表示电场能的性质的物理量，的的 大小是由大小是由电场本身电场本身决定的，与试探电荷、电荷的电性、电荷决定的，与试探电荷、电荷的电性、电荷 量均无关，这是比值定义法的特点量均无关，这是比值定义法的特点.=pEq课堂讲义课堂讲义4.4.电势高低的判断方法电势高低的判断方法(1)(1)电场线法电场线法:沿沿电场线电场线方向，电势越来越方向，电势越来越低低(2)电势能判断法：由电势能判断法：由 知，对于知，对于正正电荷，电荷，电势能电势能越越大大，所，所 在位置的电势越在位置的电势越高高；对于；对于负负电荷，
5、电荷，电势能电势能越越小小，所在位置的，所在位置的 电势越电势越高高.pEq目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电势与等势面电势与等势面课堂讲义课堂讲义目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电势与等势面电势与等势面例例1 有一电场的电场线如图所有一电场的电场线如图所示，电场中示，电场中A、B两点电场强两点电场强度的大小和电度的大小和电、势分别用势分别用EA、EB和和 表示，则表示，则()AEAEB，BEAEB，CEAEB，DEAEB，沿电场线电势降低沿电场线电势降低电场线的疏密表示场强的大小电场线的疏密表示场强的大小EAEB；DAB、ABA
6、BABAB解析解析 AB课堂讲义课堂讲义目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电势与等势面电势与等势面 例例 2 如果把如果把q1.0108 C的的电荷从无限远移到电场中的电荷从无限远移到电场中的A点，需要克服静电力做功点，需要克服静电力做功W1.2104 J，那么，那么，(1)q在在A点的电势能和点的电势能和A点的电点的电 势各是什么？势各是什么？(2)q未移入电场前，未移入电场前，A点的电势点的电势 是多少？是多少？由由WAEpEpA 得得 EpAEpWA 0(1.2104 J)1.2104 J再由再由 得得pEq(2)由电场本身决定的由电场本身决定的,跟跟A点是
7、点是否有电荷存在无关否有电荷存在无关,所以电势仍所以电势仍为为1.2104 V。设设电势能增加电势能增加解析解析(1)A4=1.2 10 V=00PE，课堂讲义课堂讲义1.特点特点(1)在同一等势面内在同一等势面内任意两点任意两点间移动电荷时，静电力间移动电荷时，静电力不不做功做功 二、对等势面的理解二、对等势面的理解 2.应用应用 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习(2)(2)在空间没有电荷的地方两等在空间没有电荷的地方两等 势面势面不相交不相交 (1)由等势面可以判断电场中由等势面可以判断电场中各点各点电势的高低电势的高低及差别及差别(3)电场线总是电场线总是
8、和等势面垂直和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电且从电势较高的等势面指向电 势较低的等势面势较低的等势面(4)在电场线在电场线密集密集的地方，等差的地方，等差 等势面等势面密集密集在电场线在电场线稀疏稀疏 的地方，等差等势面的地方，等差等势面稀疏稀疏(5)等势面是虚拟的，为描述电等势面是虚拟的，为描述电 场的性质而场的性质而假想假想的面的面.(2)由于等势面和电场线垂直，由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布，可以已知等势面的形状分布，可以绘制绘制电场线，从而确定电场大电场线，从而确定电场大体分布体分布 (3)由等差等势面的由等差等势面的疏密疏密，可以定性地确定某点可以定性地确定某点
9、场强的场强的 大小大小 电势与等势面电势与等势面课堂讲义课堂讲义例例 3 如图所示，真空中等量异如图所示，真空中等量异种点电荷放置在种点电荷放置在M、N两点，在两点，在MN的连线上有对称点的连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是()Aa点场强与点场强与c点场强一定相同点场强一定相同Ba点电势一定低于点电势一定低于c点电势点电势C负电荷在负电荷在c点电势能一定大点电势能一定大 于在于在a点电势能点电势能D正电荷从正电荷从d点移到点移到b点电场力点电场力 不做功不做功 沿电场线方向电势降低沿电场线方向电势降低目标定位目标
10、定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习MNOabcdEcEa电性电性未知未知电势未知，电势能无法判断电势未知，电势能无法判断同一等势面，电场力不做功同一等势面，电场力不做功AD 电势与等势面电势与等势面解析解析课堂讲义课堂讲义目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电势与等势面电势与等势面例例 3 位于位于A、B处的两个带有不处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表势分布如图所示，图中实线表示等势线，则示等势线，则 ()Aa点和点和b点的电场强度相同点的电场强度相同 B正电荷从正电荷从c点移到点移到d点，
11、电点，电场力做正功场力做正功 C负电荷从负电荷从a点移到点移到c点，电点，电场力做正功场力做正功 D正电荷在正电荷在e点的电势能大于点的电势能大于在在 f点的电势能点的电势能电场线和等势电场线和等势面垂直面垂直e和和 f 等势，故电荷在两点电势能相等等势，故电荷在两点电势能相等C负电荷向高电势处移动，负电荷向高电势处移动，电场力做正功电场力做正功正电荷向高电势处移动，正电荷向高电势处移动，电场力做负功电场力做负功EaEbabefcd 课堂讲义课堂讲义目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电势与等势面电势与等势面例例 3 位于位于A、B处的两个带有不处的两个带有不等量负
12、电的点电荷在平面内电等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表势分布如图所示，图中实线表示等势线，则示等势线，则 ()Aa点和点和b点的电场强度相同点的电场强度相同 B正电荷从正电荷从c点移到点移到d点，电点，电场力做正功场力做正功 C负电荷从负电荷从a点移到点移到c点，电点，电场力做正功场力做正功 D正电荷在正电荷在e点的电势能大于点的电势能大于在在 f点的电势能点的电势能CEaEbabefcd 借题发挥借题发挥 等势面的应用等势面的应用(1)利用等势面和电场线垂直以及沿利用等势面和电场线垂直以及沿电场线电势降低的特点可判断电场线电场线电势降低的特点可判断电场线的方向的方向(2)利
13、用等势面的密集程度也可以比利用等势面的密集程度也可以比较场强大小，密大疏小较场强大小，密大疏小(3)在等势面上移动电荷时，或者带在等势面上移动电荷时，或者带电粒子从一个等势面运动又返回到这电粒子从一个等势面运动又返回到这个等势面上时，电场力均不做功个等势面上时，电场力均不做功.对点练习对点练习1.下列各图能正确反映两个下列各图能正确反映两个等量同种正电荷连线中垂线上等量同种正电荷连线中垂线上各点电势分布的图是各点电势分布的图是()目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电势与等势面电势与等势面沿电场线沿电场线方向电势方向电势降低降低O解析解析 B 对点练习对点练习目标定
14、位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电势与等势面电势与等势面沿电场线方向，电势降低沿电场线方向，电势降低;电场线的疏密表示电场的强弱电场线的疏密表示电场的强弱;正电荷正电荷q在在M点的电势能点的电势能F2如图所示，某区域电场线左如图所示，某区域电场线左右对称分布，右对称分布，M、N为对称线上为对称线上的两点的两点,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.M点电势一定高于点电势一定高于N点电势点电势 B.M点场强一定大于点场强一定大于N点场强点场强C.正电荷在正电荷在M点的电势能大于点的电势能大于在在N点的电势能点的电势能D.将电子从将电子从M点移动到点移动到N点，点，电场
15、力做正功电场力做正功pMMEqEMENMNAC解析解析 对点练习对点练习3.两异种点电荷电场中的部两异种点电荷电场中的部分等势面如图分等势面如图所示，已知所示，已知A点点电势高于电势高于B点电势若位于点电势若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别处点电荷的电荷量大小分别为为qa和和qb，则，则()Aa处为正电荷，处为正电荷，qaqb Ba处为正电荷，处为正电荷，qaqbCa处为负电荷，处为负电荷，qaqb Da处为负电荷，处为负电荷，qaqb 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电势与等势面电势与等势面VS疏密程疏密程度，反度，反应应a电电荷量较荷量较大大B 解析解析 对点练习对点练习4.如图如图所示，实线表示一簇所示，实线表示一簇关于关于x轴对称的等势面，在轴轴对称的等势面，在轴上有上有A、B两点，则两点，则()AA点场强小于点场强小于B点场强点场强BA点场强方向指向点场强方向指向x轴负轴负方方 向向CA点场强大于点场强大于B点场强点场强DA点电势高于点电势高于B点电势点电势 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电势与等势面电势与等势面与电场线垂直与电场线垂直A处电场线较密处电场线较密解析解析 沿电场沿电场线方向线方向电势降电势降低低AD 再见再见
