高中物理第2章电势能与电势差第2节电势与等势面课前预习学案鲁科版选修3_20(1)
高二物理鲁科版选修31 第2章第2节 电势与等势面 课件(30张)
[解析] 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，从b指向a.而负电荷受电场力的方向和场强方 向相反，所以场强方向应是由a指向b.顺着电场线的方向电势 越来越低，所以a点电势比b点电势高． 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为负值． 由Wab＝q(φa－φb)得知φa－φb>0，故φa>φb.
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,1 V＝1 J/C.
5．相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的__参__考__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．矢标性：电势是标量，只有大小，没有___方__向____，但有 __正__、__负___． 二、等势面 1．定义：我们把电场中电势___相__等____的点构成的面叫做等 势面．
解析：由两个点电荷连线的中垂线左右电场线分布的对称性 知，A、B两点附近电场线的疏密程度相同，两点的场强大小 相等，方向都是沿连线指向负电荷，A点的电势高于B点． C、D两点的电势相等，场强不同，故选B.
电势高低的判断方法 1．电场线法：沿电场线方向，电势越来越低． 2．场源电荷判断法：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． 3．电势能判断法：对于正电荷，电势能越大，所在位置的电 势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高．
[解析] (1)电场力做负功，电势能增加，无穷远处的电势为零， 电荷在无穷远处的电势能也为零，电势能的变化量等于电场力 做的功，W＝EpA－Ep∞. 所以 EpA＝W＝1.2×10－4 J， φA＝EqpA＝11..02× ×1100－ －48 V＝1.2×104 V. (2)A 点的电势是由电场本身决定的，跟 A 点是否有电荷存在 无关，所以 q 移入电场前，A 点的电势仍为 1.2×104 V. [答案] (1)1.2×10－4 J 1.2×104 V (2)1.2×104 V
鲁科版高中物理必修第三册第2章电势能与电势差第2节电势与等势面练习含答案
第2章电势能与电势差第2节电势与等势面基础过关练题组一对电势的理解1.(多选)关于电势下列说法正确的是()A.电场中某点电势大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时,静电力所做的功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.电势是描述电场性质的物理量2.将一正电荷从无限远处移到电场中的M点,电势能减少了 8.0×10-9 J;将另一负电荷(正、负电荷所带电荷量的绝对值相等)从无限远处移到电场中的N点,电势能增加了9.8×10-9 J。
若以无限远处为零电势点,M、N两点的电势分别为φM、φN,则下列判断正确的是() A.φM<φN<0 B.φN>φM>0C.φN<φM<0D.φM>φN>03.(多选)如图所示的电场中有A、B两点,下列判断正确的是()A.电势φA<φB,场强E A>E BB.电势φA>φB,场强E A<E BC.将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,电场力做正功,电势能减少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E p A>E p B题组二对等势面的理解及应用4.(2023吉林白城洮南一中月考)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大小5.下列四个图中,a、b两点电势相等、电场强度也相同的是(其中C、D图中的a、b两点位于两电荷连线的垂直平分线上,并且关于连线对称) ()6.(多选)(2023云南凤庆第一中学期中)如图所示为带电体周围分布的三个等差等势面,其中a、b、c是等势面上的三个点。
已知带电体带正电,则下列说法正确的是()A.a点的电势一定高于b点的电势B.a点的场强一定大于b点的场强C.带负电的试探电荷在a、c两点的电势能相等D.将带负电的试探电荷由c点移到b点,电场力做负功7.空间中P、Q两点处各固定一个点电荷,其中P点处为正电荷,P、Q 两点附近电场的等势面分布如图所示,a、b、c、d为电场中的4个点,则()A.P、Q两点处的电荷等量同种B.a点和b点的电场强度相同C.c点的电势低于d点的电势D.负电荷从a到c,电势能减少能力提升练题组一对电势的理解1.(2024福建龙岩第一中学期中)如图所示,a、b为同一条电场线上的两点,下列说法正确的是()A.a点的电场强度一定大于b点的电场强度B.a点的电场强度一定等于b点的电场强度C.a点的电势一定大于b点的电势D.a点的电势可能小于b点的电势2.(多选)(2023福建德化第一中学月考)电荷量相等的四个点电荷分别固定于正方形的四个顶点,O点是正方形的中心,电场线分布如图所示,取无限远处电势为零。
高中物理第2章电势能与电势差2电势与等势面课件鲁科必修第三册鲁科高二第三册物理课件
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一、电势
电势(diànshì)
电荷(diànhè)
1.定义(dìngyì):电荷在电场中某点的能_______与它的_量______的
比值,叫作该点的电势。
2.公式:____φ_A__ _E_q p。 3.物理意义:电势是描述_____电__场的能性质的物理量。
内容(nèiróng)总结
第2节 电势与等势面。1.定义:电荷在电场中某点的_______与它的_______的。3.物理意义:电
No 势是描述(miáo shù)_______的性质的物理量。4.单位:国际单位制中,电势的单位是_____,符号为V,。1
V=1 J/C。5.相对性:电场中各点电势的高低,与所选取的。6.标矢性:电势是标量,只有大小,没有_____, 但有。A、B两点处在同一等势面上,一个带正电的点电荷,从A点运动到B点,电场力做功为多少。相 等
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12/9/2021
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(zuògōng)
(2)电场线跟等势面一定(yīdìng)_垂__直__,并且由___电__势__高的等势 面指向__电__势__低_的等势面。
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3.几种常见(chánɡ jiàn)电场的等势面:
电场
点电荷 的电场
等量异 种电荷 的电场
等势面的特点
等势面是一系列以点电荷 为球心的球面,如图中虚线 所示
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
匀强 电场
左右对称,以正电荷为例, 如图中虚线所示
相等
等势面是与(xiā电ngdě场n 线垂直 的、间距_g)____且相互平 行的一簇平面,如图所示
山东科技版物理选修3-1第二章 电势能与电势差 第2节电势与等势面(学案)-最新教学文档
一. 教学内容：第二节 电势与等势面（一）基础知识 1. 电势（1）定义：电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值叫做该点的电势。
（2）定义式：ϕA p E q= （3）参考点：一般取无穷远处或电场中的接地点为参考点。
2. 等势面（1）定义：电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面。
（2）等势面的特点：①等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直。
②电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。
③在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。
（3）地球也是一个等势体，因而往往选大地电势为零，从而来描述其他点的电势。
（二）方法点拨1. 对电势ϕA p E q=的理解电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷在该点所具有的电势能。
说明：①电势是表征电场中某点能的性质的物理量，仅与电场中某点性质有关，与电场力做功的值及试探电荷的电荷量、电性无关，类似于场强定义式E F q=，也是比值定义式。
②电势的具体值只有在选定了零电势点后才有意义，电势零点的选取是任意的，但以方便为原则，如果没有特别规定，一般选无穷远或大地的电势为零。
③电势是标量，只有大小，没有方向，在规定了零电势后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值。
正值表示该点电势比零高，负值表示该点电势比零低，所以，同一电场中，正电势一定高于负电势。
2. 电势、电势能的大小、正负的判定方法（1）根据场源电荷判定离场源正电荷越近，电势越高，检验正电荷的电势能越大，检验负电荷的电势能越小。
（2）根据电场线判断顺着电场线的方向，电势逐渐降低，检验正电荷的电势能减小，检验负电荷的电势能增加，逆着电场线的方向，电势逐渐升高，检验正电荷的电势能增加，检验负电荷的电势能减小。
（3）根据电场力做功来判断电场力对正电荷做正功时电势降低，做负功时电势升高；对负电荷做正功时电势升高，做负功时电势降低。
电场力对电荷做正功电势能减少，做负功电势能增加。
3. 学了等势面的概念，归结出它的一些常用的性质（1）同一等势面上任意两点间的电势差为零；（2）不同的等势面不会相交；（3）电场强度的方向垂直于等势面指向电势降低的方向；（4）在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功，在不同等势面间移动电荷时，电场力做功为W q U ab ab =⋅。
高中物理第2章电势能与电势差第2节电势与等势面课前预习学案鲁科版选修3_1
第2节 电势与等势面课前预习情景导入在重力场中，比如一座高山，我们可以画出它的一系列等高线，在不同的高度面上，同一个人将有不同的重力势能.那么在电场中我们是否也可以画出一系列具有相等电势能的面（或线）呢？同一个电荷在不同的“面”上有不同的能量，你是否可以总结出重力势能与电场中的电势能的相似与不同之处吗？简答：在电场中我们可以画出一系列电势相等的面（或线），在同一等势面（或线）上，电荷具有相同的电势能.重力势能的变化只与重力做功有关，重力做正功重力势能减小，重力做负功重力势能增加；电势能的变化只与电场力做功有关，电场力做正功电势能减小，电场力做负功电势能增加.知识预览1.电势（φ）（1）定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势.（2）定义式：φ=_______（3）电势的相对性：电势的大小与_________的选取有关，必须先确定零电势点，才能确定某点的电势值，一般选取_______或_________的电势为零.（4）电势是_______量，但电势也有正、负之分，电势的正负分别表示比参考点的电势_______还是_______.（5）沿电场线的方向，电势逐渐_______.（6）电势的固有性：电势是表示_________属性的一个物理量，在电场中某点处电势的大小由电场本身的条件决定，与在该点处是否放着电荷、电荷的电性、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 =F /q .答案:（2）q E p（3）零电势点 地面 无穷远处 （4）标 高 低 （5）降低 （6）电场能量2.等势面：电场中电势_______的点组成的面叫等势面.它有下面一些特点：（1）同一等势面上各点电势相等，在同一等势面上移动电荷时电场力_______.注意：电荷从同一等势面的一点移到另一点有两种情况：a .沿着等势面移动；b .不沿等势面移动，两种情况电场力做功都为零，只是前种情况时时刻刻不做功，后者是电场力在移动过程中做了功，但总功为零.（2）等势面处处与电场线_______.（3）电场线从电势_______的等势面指向电势_______的等势面.（4）两个电势不相等的等势面在空间_______.（5）等势面的疏密表示电场的_______.答案:相等 （1）不做功 （2）垂直 （3）高 低 （4）不相交 （5）强弱中国书法艺术说课教案今天我要说课的题目是中国书法艺术，下面我将从教材分析、教学方法、教学过程、课堂评价四个方面对这堂课进行设计。
2020鲁科版物理必修三 第2章 第2节 电势与等势面
第2节 电势与等势面
【学习素养·明目标】 物理观念：1.知道电势的概念，理解其 相对性；能正确区分电势与电势能和电场强度.2.理解等势面的概念， 掌握等势面的特点及几种典型电场中等势面的分布情况．
科学思维：1.体会用比值法定义电势.2.能通过类比等高线理解等 势面.3.会根据电场线和等势面的规律分析带电体的运动轨迹问题．
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 为负值． 由 Wab＝q(φa－φb)，得 φa－φb＞0，故 φa＞φb.
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，负电荷在电势越高的地 方电势能越小，而本题已知条件是负电荷在 a 点电势能较低，故 a 点电势高．
[提示] 在等势面上移动时，力与位移垂直，故不做功．
(4)等势面上各点电势、场强均相同． [提示] 场强是矢量，方向不一定相同． (5)电场线与等势面垂直．
(× ) (√ )
2．(多选)每到夏季，各地纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频 繁发生．当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电．下列说法 正确的是( )
合作探究 攻重难
电势的概念及电势高低的判断
1.电势的理解 (1)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． (2)电势的固有性：电势 φ＝Eqp是定义式，φ 的大小由电场本身决 定，与试探电荷、电荷的电性及电荷量均无关．
(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点，负值表示该点电势低于零电势点．正、负 只表示大小，不表示方向．
若为正电荷，电势升高；若为负电荷，电势降低 电势能高低 正电荷的电势能大处电势高，负电荷的电势能大处电势
高中物理第2章电势能与电势差第2节电势与等势面课件鲁科版选修3-1
2.尖端放电 (1)定义：带电较多的导体，在尖端部位，电场强度可以大到使周围的空气 发生电离而引起 放电的程度，此时发生的放电现象就是尖端放电现象． (2)应用：避雷针就是应用尖端放电的原理来防止雷击造成危害的．
电场线、等势面、运动轨迹的处理方法 (1)利用电场线与等势面垂直的特点，可以根据等势面的形状画出电场线， 如果已知等势面电势的高低关系，可以确定电场线的方向． (2)带电粒子做曲线运动时，运动轨迹总是弯向粒子受力的方向，从而可以 根据运动轨迹的形状判断粒子受到的电场力的方向，进而可以得知电场力做功 的情况及粒子的速度、动能和电势能的变化情况．
电场
等势面的特点
图示
等势面是一系列以点电荷为 点电荷的电场
球心的 球面，如图中虚线所示
左右对称，过两点电荷连线中 等量异种电荷的
点的中垂面是一个等势面，如 电场
图中虚线所示
等量同种电荷的 左右对称，以正电荷为例，如 电场 图中虚线所示
匀强电场
等势面是与电场线垂直的、间 距 均匀且 相 互 平 行 的 一 簇 平 面，如图所示
中某处的电势为零，才能确定该电场中各点的电势值.
电势变化规律的判定 (1)沿着电场强度的方向电势不断降低，也可认为沿着电场线的方向电势不 断降低． (2)根据定义式 φ＝Eqp判定电势大小，但应注意电势能 Ep 和试探电荷 q 的正 负与电势高低的关系．
等势面 尖端放电
[先填空] 1．等势面 (1)定义：电场中 电势相同的点构成的面称为等势面． (2)特点：电荷在任一等势面上移动时，电场力都不做功． (3)几种常见电场的等势面
知
识
点
一
学
业
第 2 节 电势与等势面
分 层
测
高中物理第2章电势能与电势差第3节电势差学案鲁科版选修3_1
第3节 电__势__差1.电场中两点之间的电势之差叫电势差，U AB ＝φA －φB 。
2．电场中移动电荷过程中，电场力做的功W 等于电荷量q 和电势差的乘积。
W AB ＝qU AB3．匀强电场中，电场强度等于沿场强方向单位距离上的电势差，E ＝Ud。
[自学教材]1．电势差电场中两点间的电势之差，也叫电压，公式：U AB ＝φA －φB 。
单位：伏(V)，1 V ＝1 J/C 。
2．电势差与电场力做功的关系在电场中A 、B 两点间移动电荷q 的过程中，电场力做的功W 等于电荷量q 和这两点之间的电势差的乘积，即W ＝qU AB 。
即1 J ＝1 C·V。
3．电子伏特 1 eV ＝1.6×10－19J ，表示在电势差为1 V 的两点间电子自由移动时电场力所做的功。
[重点诠释]1．正确理解电势差电势、电势差的关系与高度、高度差的关系对比如下：AB AB (1)公式W AB ＝qU AB 适用于任何电场，U AB 为电场中A 、B 两点间的电势差。
(2)公式中各量均有正负，计算中W 和U 的角标要相互对应，即W AB ＝qU AB ，W BA ＝qU BA 。
3．电势能、电势、电势差、电场力做功的关系1．关于电势差与电场力做功的说法中，正确的是( )A ．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电荷量决定B ．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定 C.电势差是矢量，电场力做的功是标量D ．电场中两点间的电势差等于电场力做功，电荷的电势能减小解析：本题主要考查电势差的概念及电场力做功与电势差的关系。
电势差的大小由电场本身的因素决定，与移动电荷的电荷量及移动电荷所做的功无关，A 项错。
由W AB ＝qU AB 知，B 项对。
电势差、电场力做的功都是标量，C 项错。
电场中两点间的电势差等于单位电荷从一点移到另一点电场力所做的功，D 项错。
因此正确答案为B 项。
高中物理 第2章 电势能与电势差 第2节 电势与等势面教学案 鲁科版选修3-1-鲁科版高二选修3-1
第2节电势与等势面1.电荷在电场中某点的电势能跟电荷量的比值，叫做该点的电势。
2．电场中各点电势的值可正、可负、可为零，既与产生电场的电荷有关，也与零电势位置的选择有关。
3．沿电场线的方向，电势降低。
4．电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。
电场线和等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
一、电势 定义电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值 公式φ＝E p q 单位在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V,1 V ＝1 J/C二、等势面1．等势面(1)定义：电场中电势相等的点构成的面。
(2)特点：由于在等势面上电荷受到的电场力跟等势面垂直，所以电荷在同一个等势面上运动时电场力不做功。
2．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，如下图。
三、尖端放电1．定义带电较多的导体，在尖端部位，场强大到使周围的空气发生电离而引起放电的现象。
2．尖端放电的应用和防止(1)应用：避雷针是利用尖端放电的原理来防止雷击的，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大量电荷引入地下。
(2)防止：尖端放电会导致高压设备上的电能的损失，所以高压设备中导体的表面要做得尽可能地光滑。
1．自主思考——判一判(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E p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。
(√)2．合作探究——议一议(1)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。
高中物理鲁科版必修第三册：第2章 第2节 电势与等势面 含解析
第2章电势能与电势差第2节电势与等势面课后篇巩固提升基础巩固1.(2019~2020学年广东梅州高二上质量抽测)如图所示,匀强电场中A、B两点的电场强度分别用E A、E B表示,电势分别用φA、φB表示。
关于E A和E B、φA和φB的大小关系,下列说法正确的是()B B.E A<E B C.φA=φB D.φA<φB解析由电场线的分布情况可知,A、B两处电场线密集程度相同,则A点的电场强度等于B点的电场强度,即E A=E B。
沿着电场线电势降低,则φA>φB。
故选项A正确,B、C、D错误,故选A。
答案A~2020学年广东汕头潮阳高二上教学质量监测)在如图所示的四个电场中,均有相互对称分布的a、b两点,其中a、b两点电势和电场强度都相同的是()解析电场强度是矢量,既有大小又有方向,只有当大小、方向均相同时,电场强度才相同。
电势是标量,真空中点电荷电场的等势线是以点电荷为球心的球面。
A项中a、b两点电势相同,电场强度方向不同,电场强度不同,故A错误:B项中a、b点电场强度是由匀强电场与点电荷电场电场强度的合成,a点电场强度斜向右上方,b点电场强度斜向右下方,则两点电场强度不同,电势相同,B错误;根据对称性,a、b两点电场强度相同,a、b在同一等势面上,电势相同,C正确;a点电场,b点电场强度方向向下,电场强度不同。
故D错误。
答案C(2019~2020学年河南周口高二上期末)如图虚线表示某点电荷形成的电场中的等势面,一带电粒子仅在电场力作用下由A运动到B的轨迹如图中实线所示。
粒子在A、B两点的加速度大小分别为a A、a B,电势能分别为E A、E B,下列判断正确的是()A.a A>a B,E A>E BB.a A>a B,E A<E BB,E A>E B D.a A<a B,E A<E B,等差等势面越密的位置电场强度越大,B处等差等势面较密集,则电场强度大,带电粒子所受的电场力大,加速度也大,即a A<a B;根据沿着电场线方向,电势是降低的,结合运动轨迹,可知,粒子带负电,当从A到B,电场力对带负电粒子做负功,电势能增加,则知B点电势能大,即E A<E B。
2021-2022学年高中物理 第2章 电势能与电势差 第2节 电势与等势面学案 鲁科版选修3-1
第2节 电势与等势面[学习目标] 1．知道电势的概念。
(物理观念)2．知道等势面的概念，知道常见电场的等势面分布情况。
(物理观念)3．学会阅读课本，查阅资料，了解尖端放电现象及原因。
(科学思维)一、电势1．定义：电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值。
2．公式和单位：电势的定义公式：φ＝E p q ，国际单位是伏特，符号是V 。
3．相对性：电势也是相对的，常取离场源电荷无穷远处的电势为零，(或大地的电势为零)。
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逐渐降低。
二、等势面1．定义：电场中电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)电场线与等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
(3)等势面密集处电场线密集，说明此处电场强度较大。
三、尖端放电1．定义：带电荷量较多的导体，在尖端部位，场强可以大到使周围空气发生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止雷击的，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。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(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E p成正比，与q成反比。
(×)[提示] 电场中某点电势仅与电场本身相关，与q无关。
(3)电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功。
(×)[提示] 在等势面上移动时，力与位移垂直，故不做功。
(4)等势面上各点电势、场强均相同。
(×)[提示] 场强是矢量，电场强度不一定相同。
(5)电场线与等势面垂直。
(√)2．(多选)每到夏季，各地纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生。
当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电。
下列说法正确的是( )A．不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电器及水龙头B．不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备C．固定电话和手提电话均可正常使用D．在旷野，应远离树木和电线杆ABD [表面具有突出尖端的导体，在尖端处的电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电。
2017届高中物理第2章电势能与电势差第2讲电势与等势面学案鲁科版选修
第2讲电势与等势面[目标定位] 1.理解电势和等势面的概念，知道参考点的选取原则.2.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．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，叫做该点的电势．电势是标(填“矢”或“标”)量．2．公式和单位：φ＝E pq，即电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷在该点所具有的电势能．单位：伏特，符号是V，1V＝1J/C.3．电势的相对性：只有规定了电场中某处的电势为零，才能确定电场中各点的电势值．通常选距离电荷无穷远处或地球为零电势位置．想一想电势可正可负，那么＋1V与－2V哪个大呢？答案电势是标量，正负表示大小，所以＋1V＞－2V．二、等势面1．概念：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面．2．几种常见电场等势面(如图1所示)图1想一想电荷在等势面上移动时，电场力做功吗？答案等势面上各点电势相等，所以两点间电势差为0；电荷在等势面上移动，等势面与电场线垂直，在等势面上移动电荷，电场力与速度垂直，所以电场力做功为零．三、尖端放电1．概念：带电较多的导体，在尖端部位，场强可以大到使周围的空气发生电离而引起放电的程度，这就是尖端放电．2．应用：避雷针是应用尖端放电的原理来防止雷击造成危害的.一、电势概念及电势高低的判断方法1．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零．2．电势的固有性：电势φ＝E pq是定义式，φ的大小由电场本身决定，与试探电荷、电荷的电性、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．4．电势高低的判断方法(1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低．(2)电势能判断法：由φ＝E pq知，对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高．例1有一电场的电场线如图2所示，电场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用E A、E B和φA、φB表示，则( )图2A．E A>E B，φA>φBB．E A>E B，φA<φBC．E A<E B，φA>φBD．E A<E B，φA<φB答案 D解析由电场线的疏密可知E A<E B，根据沿电场线电势降低可知φA<φB，故D正确．例2如果把q＝1.0×10－8C的电荷从无穷远处移到电场中的A点，需要克服电场力做功W ＝1.2×10－4J，那么：(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少；(2)q在未移入电场前A点的电势是多少．答案(1)1.2×10－4J 1.2×104V (2)1.2×104V解析(1)电场力做负功，电势能增加，无穷远处的电势为零，电荷在无穷远处的电势能也为零，电势能的变化量等于电场力做的功，即W ∞A ＝E p∞－E p A ＝0－E p A .所以E p A ＝－W ∞A ＝W ＝1.2×10－4J ，φA ＝E p A q ＝1.2×10－41.0×10－8V ＝1.2×104V. (2)A 点的电势是由电场本身决定的，跟A 点是否有电荷存在无关，所以q 在移入电场前，A 点的电势仍为1.2×104V.二、对等势面的理解1．在同一等势面内任意两点间移动电荷时，静电力不做功．2．等势面是为描述电场的性质而假想的面．两等势面不相交．3．电场线总是和等势面垂直，且电场线从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．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．在电场线密集(稀疏)的地方，等差等势面也密集(稀疏)．因此由等差等势面的疏密，可以定性地确定比较各点场强的大小．例3 如图3所示，真空中等量异种点电荷放置在M 、N 两点，在MN 的连线上有对称点a 、c ，MN 连线的中垂线上有对称点b 、d ，则下列说法正确的是( )图3A ．a 点场强与c 点场强一定相同B ．a 点电势一定低于c 点电势C ．负电荷在c 点电势能一定大于在a 点电势能D ．正电荷从d 点移到b 点电场力不做功答案 AD解析 根据真空中等量异种点电荷电场线分布特点，在MN 的连线上对称点a 、c 场强一定相同，故A 正确；因沿着电场线方向电势逐渐降低，但电场方向未知，则a 点电势不一定低于c 点电势，故B 错误；电荷从a 点移到c 点，电场力做功正负未知，则不能判断电势能增减，负电荷在c 点电势能不一定大于在a 点电势能，故C 错误；而MN 连线的中垂线是等势线，其上的对称点b 、d 电势相等，则正电荷从d 点移到b 点电场力不做功，故D 正确．例4 位于A 、B 处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图4所示，图中实线表示等势线，则( )图4A ．a 点和b 点的电场强度相同B ．正电荷从c 点移到d 点，电场力做正功C ．负电荷从a 点移到c 点，电场力做正功D ．正电荷在e 点的电势能大于在f 点的电势能答案 C解析 a 、b 两点场强方向不同，A 错．c 点电势低于d 点，正电荷从c 点移到d 点，即正电荷向高电势处移动、电场力做负功，B 错．a 点电势低于c 点，从a 到c ，把负电荷向高电势处移动，电场力做正功，C 对．因e 和f 等势，故电荷在两点电势能相等，D 错． 借题发挥 等势面的应用(1)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的方向．(2)利用等势面的密集程度也可以比较场强大小，密大疏小．(3)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个等势面上时，电场力均不做功.对电势的考查1．将一正电荷从无穷远处移至电场中M 点，电场力做功为6.0×10－9J ，若将一个等量的负电荷从电场中N 点移向无穷远处，电场力做功为7.0×10－9J ，则M 、N 两点的电势φM 、φN 有如下关系( )A ．φM ＜φN ＜0B ．φN ＞φM ＞0C ．φN ＜φM ＜0D ．φM ＞φN ＞0答案 C解析 取无穷远处电势φ∞＝0.对正电荷：W ∞M ＝0－E p M ＝－q φM ，φM ＝－W ∞M q ＝－6×10－9q； 对负电荷：W N ∞＝E p N －0＝－q φN ，φN ＝－W N ∞q ＝－7×10－9q； 所以φN ＜φM ＜0，选项C 正确．2．如图5所示，某区域电场线左右对称分布，M 、N 为对称线上的两点．下列说法正确的是( )图5A．M点电势一定高于N点电势B．M点场强一定大于N点场强C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功答案AC解析沿电场线方向，电势降低，所以M点电势一定高于N点电势，A正确；电场线的疏密程度表示电场的强弱，由图可知，M点场强一定小于N点场强，B错误；正电荷q在M点的电势能E p M＝qφM，在N点的电势能E p N＝qφN，由于φM＞φN，所以E p M＞E p N，C正确；电子在电场中受电场力的方向沿NM指向M，故从M移动到N，电场力做负功，D错误．对等势面的理解和应用3．两异种点电荷电场中的部分等势面如图6所示，已知A点电势高于B点电势．若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别为q a和q b，则( )图6A．a处为正电荷，q a＜q bB．a处为正电荷，q a＞q bC．a处为负电荷，q a＜q bD．a处为负电荷，q a＞q b答案 B解析若把该图象与等量异种点电荷电场中的部分等势面图比较，可以得到：靠近正电荷的点电势高，靠近负电荷的点，电势较低．a处为正电荷．等量异种点电荷电场中的部分等势面图象中的等势面左右对称，无穷远处的电势为0.该图象的左侧的等势线比较密，无穷远处的电势为0，所以无穷远处到两点之间的电势差相比，与a点之间的电势差比较大，所以a点所带的电量就多．故选B.4．如图7所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点，则( )图7A．A点场强小于B点场强B．A点场强方向指向x轴负方向C．A点场强大于B点场强D．A点电势高于B点电势答案AD解析由于电场线与等势面总是垂直，所以B点电场线比A点密，B点场强大于A点场强，故A正确、C错误．电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，故B错误．由图中数据可知D正确.题组一电势概念的理解及有关计算1．关于同一电场的电场线，下列表述正确的是( )A．电场线是客观存在的B．电场线越密，电场强度越小C．沿着电场线方向，电势越来越低D．电荷在沿电场线方向移动时，电势能一定减小答案 C解析电场线只是为了形象描述电场而假想的线，实际不存在，故A错．电场线越密，电场强度越大，故B错．沿电场线方向电势越来越低，电荷在沿电场线方向移动时正电荷电势能减小，负电荷电势能增大，故C正确，D错误．2．下列关于电势高低的判断，正确的是( )A．负电荷从A移到B时，外力做正功，A点的电势一定较高B．负电荷从A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低C．正电荷从A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低D．正电荷只在电场力作用下从静止开始，由A移到B，A点的电势一定较高答案CD解析根据电场力做功和电势能变化的关系，不管是正电荷还是负电荷，只要电场力做正功电势能就减少；只要电场力做负功电势能就增加．正、负电荷在电势高低不同的位置具有的电势能不同，正电荷在电势高处具有的电势能大；负电荷在电势低处具有的电势能大，可以确定选项C、D正确．3．如图1所示，A、B为两等量异种点电荷，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，ab＝bc，则( )图1A．a点与c点的电场强度相同B．a点与c点的电势相同C．a、b、c三点的电势关系：φa＞φb＞φcD．点电荷q沿A、B连线的中垂线移动，电场力不做功答案ACD解析两等量异种电荷，产生的电场关于AB连线的中垂线对称，则可知a点与c点的电场强度相同，A选项正确；电场线方向从A到B，沿着电场线方向电势降低，B错误，C正确；由于等量异种电荷产生的电场关于AB连线的中垂线左右对称，点电荷q沿A、B连线的中垂线移动时，受到的电场力与速度方向垂直，所以电场力不做功，故D正确；故选A、C、D. 4．如图2所示，把电荷量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能________(选填“增大”“减小”或“不变”)；若A点的电势φA＝15V，B点的电势φB＝10V，则此过程中电场力做的功为________．图2答案增大－2.5×10－8J解析电荷由A点移到B点，电场力做负功，故电势能增大．由电场力做功与电势能变化的关系知，电场力做的功为W AB＝E p A－E p B＝qφA－qφB＝q(φA－φB)＝(－5×10－9)×(15－10) J ＝－2.5×10－8J.题组二等势面的特点及应用5．关于等势面下列说法正确的是( )A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B．等势面上各点的场强相等C．等差等势面越密的地方，场强越大D．在负的点电荷形成的电场中，电场线由低等势面指向高等势面答案 C解析电荷在等势面上移动时受电场力作用，只是电场力与运动方向垂直，所以电场力不做功，故A错；等势面的疏密表示电场的强弱，等差等势面越密表示场强越强，故C对；但同一等势面上电场线疏密及方向可以不同，场强不一定相同，故B错；在任何的电场中电场线总是由高电势指向低电势，故D错．6．如图3所示，B、C、D三点都在以点电荷＋Q为圆心，半径为r的圆弧上，将一试探电荷从A点分别移动B、C、D各点时，电场力做功是( )图3A．W AB>W ACB．W AD>W ABC．W AC>W ADD．W AB＝W AC答案 D解析由W AB＝q(φA－φB)，W AC＝q(φA－φc)，W AD＝q(φA－φD)，又φB＝φD＝φC.故W AB＝W AC＝W AD.7．如图4所示，图中虚线表示某一电场的等势面，cd为过O点的等势面的切线，现用非静电力将负电荷q从a点沿着aOb匀速移到b点，当电荷通过O点时，关于外力的方向，下列说法正确的是(忽略重力)( )图4A．Od方向B．Oc方向C．Oa方向D．以上说法都不对答案 D解析负电荷受力方向与该点场强方向相反，根据等势线的性质可知负电荷在O点受到的电场力方向应为垂直于cd向左，由q匀速运动所以负电荷q受到的外力方向应垂直于cd向右，故选D.8．下列四个图中，a、b两点电势相等、电场强度也相等的是( )答案 D解析匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇等间距的平行平面，A中a、b两点不在同一等势面上，所以，这两点的电势是不相等的，但这两点的场强相等；B中a、b两点在同一个等势面上，电势相等，但这两点的场强大小相等、方向不同；C中a、b两点对称于两电荷的连线，所以电势相等，但在中垂线上场强的方向是平行于中垂线的，而且都指向外侧，故两点的场强的方向不同；D中，a、b两点的电势相等，场强的方向是沿连线的，而且方向相同，故本题选D.9．如图5所示，O为两个等量异种电荷连线的中点，P为连线中垂线上的一点，对O、P两点的比较正确的是( )图5A．φO＝φP，E O>E PB．φO>φP，E O＝E PC．负电荷在P点的电势能大D．O、P两点所在直线为等势线答案AD解析等量异种电荷的中垂线是一条等势线，故φO＝φP，D对，电势能相等，C错；有叠加可知从中点O到无穷远，电场强度越来越小，故E O>E P，A正确．题组三综合应用10．如图6所示，甲是某电场中的一条电场线，A、B是这条电场线上的两点，若将一负电荷从A点自由释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程的速度－时间图象如图乙所示，比较A、B两点电势φ的高低和场强E的大小可得( )图6A．φA＞φB B．φA＜φB C．E A＞E B D．E A＝E B答案BC解析电子速度在增加，说明电场力方向由A指向B，场强方向由B指向A，所以φB＞φA，B对．又知加速度在减小，所以E A＞E B，C对．11．一带电粒子射入一固定在O点的点电荷的电场中，粒子运动轨迹如图7中实线ABC所示，图中虚线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计重力，可以判断( )图7A．此粒子一直受到静电排斥力作用B．粒子在A点和C点的速度大小一定相等C．粒子在B点的动能一定大于在A点的动能D．粒子在B点的电势能一定大于在C点的电势能答案ABD解析如题图所示，轨迹向左弯曲，带电粒子所受的电场力方向向左，则带电粒子受到了排斥力作用．故A正确．A、C两点处于同一等势面上，从A到C，电场力做功为零，则A、C 两点动能相等，速度大小相等，故B正确．从A到B过程中，电场力做负功，可知电势能增大，动能减小，粒子在B点的动能一定小于在A点的动能．故C错误．从B到C过程中，电场力做正功，可知电势能减小，粒子在B点的电势能一定大于在C点的电势能，故D正确．故选A、B、D.12．一个带电粒子在匀强电场中运动的轨迹如图8中曲线AB所示，平行的虚线a、b、c、d 表示该电场中的四个等势面．不计粒子重力，下列说法中正确的是( )图8A．该粒子一定带正电B．四个等势面中a等势面的电势一定最低C．该粒子由A到B过程中动能一定逐渐减小D．该粒子由A到B过程中电势能一定逐渐减小答案 D解析根据电场线垂直于等势面，可画出电场线．再由粒子的运动轨迹可知，粒子受向上的电场力，由于粒子带电正负不确定，所以无法判断电场线的方向，无法判断电势高低，A 、B 错；由A 到B 的运动过程中，静电力做正功，所以粒子的动能增大，电势能减小．C 错，D 正确．13．如图9所示，光滑绝缘杆竖直放置，它与以正点电荷Q 为圆心的某一圆周交于B 、C 两点，质量为m ，带电荷量为－q 的有孔小球从杆上的A 点无初速度下滑，已知q ≪Q ，AB ＝h ，小球滑到B 点时速度大小为3gh ，则小球从A 运动到B 的过程中，电场力做多少功？若取A 点电势为零，C 点电势是多大？图9答案 12mgh mgh 2q解析 点电荷的等势面是以点电荷为球心的同心球面．从A 到B ，由动能定理得mgh ＋W ＝12mv 2B 故W ＝12mgh . 由于A 点电势为零，所以在A 点电势能为零．故在B 点电势能E p B ＝－W ＝－12mgh ， 所以B 点电势φB ＝E p B －q ＝－12mgh －q ＝mgh 2q， 由于B 、C 两点电势相等，所以φC ＝φB ＝mgh 2q .。
高中物理 第2章 电势能与电势差 第2节 电势与等势面教案 必修第三册高二第三册物理教案
第2节 电势与等势面[观图助学]1.定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。
2.公式：φ＝E p q。
3.单位：伏特，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：电场中电势相同的各点构成的面。
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)两不同等势面不相交。
[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。
(√)比较高低要选择一个参考，即高低有相对性。
“无穷远”在静电问题中，如果离场源电荷已经很远，以至于试探电荷已不能探测到电场了，这点就可以看作“无穷远”电势沿电场线方向降低最快如下图点电荷的等势面是以点电荷为中心的球面，如图为平面图。
等势面也是描述电场的工具，与电场线一样，均是假想出来的。
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]1.电势和电势能具有相对性，与零电势点的选择有关。
高中物理 第2章 电势能与电势差 第2节 电势与等势面 尖端放电的特点素材 鲁科版
尖端放电的特点在导体的带电量及其周围环境相同情况下，导体尖端越尖，尖端效应越明显。
这是因为尖端越尖,曲率越大，面电荷密度越高，其附近场强也就越强。
在同一导体上，与曲率小的部位相比，曲率大的部位就是尖端。
因此，设备的边、棱、角相对于平滑表面，管道的喷嘴相对于管线，细导线相对于粗导线，人的手指相对于背部等等，前者都可认为是尖端，都容易产生尖端效应。
而且，即使带电体没有尖端，而与之相邻近的接地导体具有尖端，它们之间也会产生尖端效应。
此时，由于静电感应，在接地体的尖端处会感应出异性电荷，并容易与带电体之间发生放电。
尖端放电的形式主要有电晕放电和火花放电两种。
在导体带电量较小而尖端又较尖时，尖端放电多为电晕型放电。
这种放电只在尖端附近局部区域内进行，使这部分区域的空气电离，并伴有微弱的荧光和嘶嘶声。
因放电能量较小，这种放电一般不会成为易燃易爆物品的引火源，但可引起其他危害。
在导体带电量较大电位较高时，尖端放电多为火花型放电。
这种放电伴有强烈的发光和破坏声响，其电离区域由尖端扩展至接地体(或放电体)，在两者之间形成放电通道。
由于这种放电的能量较大，所以其引燃引爆及引起人体电击的危险性较大。
火花型尖端放电随两极间距的减小而更易发生。
这可由击穿电压随极间距离的减小而下降来说明。
尖端放电的发生还与周围环境情况有关。
环境温度越高越容易放电。
因为温度越高，电子和离子的动能越大，就更容易发生电离。
另外，环境湿度越低越容易放电。
周围湿度高时空气中水分子增多，电子与水分子碰撞机会增多，碰后形成活动能力很差的负离子，使碰撞能量减弱。
再者，气压越低越容易放电。
因为气压越低气体分子间距越大，电子或离子的平均自由程越大，加速时间越长，动能越大，更容易发生碰撞电离。
高中物理第2章电势能与电势差第2节电势与等势面课堂互动教案鲁科版选修3_120171003321
第2节电势与等势面课堂互动三点剖析一、电势及电势能的大小、正负的判断1.根据场源电荷判断：离正电荷越近，电势越高，检验正电荷的电势能越大，检验负电荷的电势能越小；离负电荷越近，电势越低，检验正电荷的电势能越小，检验负电荷的电势能越大.2.根据电场线判断：沿着电场线方向电势降低，检验正电荷的电势能减小，检验负电荷的电势能增加；逆着电场线方向电势升高，检验正电荷的电势能增加，检验负电荷的电势能减小.3.根据电场力做功判断：电场力对正电荷做正功时，正电荷由高电势点移向低电势点，电势能减小；电场力对负电荷做正功时，负电荷由低电势点移向高电势点，电势能减小.4.根据电势能判断：正电荷在电势高处电势能较大，负电荷在电势低处电势能较大.【例1】a、b为电场中的两点，且a点电势高于b点，则可知（）A.把负电荷从a点移到b点电场力做负功，电势能增加B.把正电荷从a点移到b点电场力做正功，电势能减少C.无论移动的是正电荷还是负电荷，电荷的电势能都要减少D.无论是否有电荷移动，a点电势能总是大于b点的电势能解析：正电荷在电势高的地方具有的电势能大，而负电荷在电势越高的地方具有的电势能越小.可知正电荷从a点移到b点电势能减小，负电荷从a点移到b点电势能增加.无论正电荷还是负电荷，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加，因此A、B两选项都是正确的，C错误.对D选项，我们首先要清楚，在电场中某点放入电荷，这个电荷就具有电势能.像重力势能属于物体和地球构成的物理系统一样，电势能是由放入电场的电荷和电场共同决定的，不明确放在a、b点的电荷性质，不能比较其电势能高低；若a、b两点不放入电荷，单就电场中的某点，不存在电势能问题，因此D选项错误.答案：AB温馨提示电场中的每一点都有属于电场本身的物理量——电场强度和电势，电场强度和电势分别从力的角度和能的角度描述电场的实质.当在电场中放入电荷时，这个电荷就要受到电场力且具有电势能.【例2】关于等势面说法正确的是（）A.电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B.等势面上各点的场强相等C.点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面D.匀强电场中的等势面是相互平行的垂直电场线的一簇平面解析：在等势面上移动电荷，电场力不做功并不是电荷不受电场力的作用，而是电场力和电荷的移动方向垂直，电场力做功为零，因此A错误.等势面上各点的电势相等，但是场强是否相等则不一定，如在点电荷形成的电场中，等势面上各点的场强的大小相等，但是方向却是不同，因此B选项错误.根据我们讲过的各种等势面的分布情况可知，C、D是正确的.答案：CD三、几种常见的等势面的分布及特点1.点电荷的等势面：如图2-2-1所示，点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面.图2-2-1图2-2-22.等量同种点电荷的等势面：如图2-2-2所示.等量正点电荷连线的中点电势最低，中垂线上该点的电势却为最高，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越低.连线上和中垂线上关于中点的对称点等势.等量负点电荷的电势分布是：连线上是中点电势最高，中垂线上该点的电势最低.从中点沿中垂线向两侧电势越来越高，连线上和中垂线上关于中点的对称点等势.3.等量异种点电荷的等势面：如图2-2-3所示.等量异种点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，中垂线是一等势线，若沿中垂线移动电荷至无穷远，电场力不做功，因此若取无穷远处电势为零，则中垂线上各点的电势也为零.因此从中垂线上某点不沿中垂线移动电荷到无穷远，电场力做功仍为零.图2-2-3图2-2-44.匀强电场的等势面：如图2-2-4所示，匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面.【例3】如图2-2-5所示，虚线为等势线，一电荷从A点运动到B点，其轨迹如图所示，试判定电荷的电性及速度的变化情况.图2-2-5图2-2-6解析：先画出通过A点和B点的电场线，如图2-2-6所示，因力的方向总是指向轨迹的凹侧，可以判定电荷所受静电力方向应逆着电场线方向，所以电荷应带负电.同时可以断定静电力对电荷做正功，电荷动能增大，故速度增大.答案：电荷带负电，它的速度将增大.各个击破类题演练1关于电势和电势能的说法中正确的是（）A.电荷在电场中电势越高的地方电势能也越大B.电荷在电场中电势越高的地方，电荷量越大所具有的电势能也越大C.在正点电荷电场中的任意一点，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能D.在负点电荷电场中的任意一点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能解析：电荷有正、负，只有正电荷在电势高的地方电荷量越大，电势能越大，负电荷则相反.所以A、B错.正电荷形成的电场中，正电荷具有的电势能为正、负电荷具有的电势能为负.负电荷形成的电场中正电荷具有的电势能为负，负电荷具有的电势能为正.答案：CD变式提升1图2-2-7所示是某电场中的一条直电场线，一电子从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动.下列有关该电场情况的判断正确的是（）图2-2-7A.该电场一定是匀强电场B.场强E a一定小于E bC.电子具有的电势能E pa一定大于E pbD.电势φa一定低于φb解析：题目只给出了电场中的一条电场线，则该电场可能为匀强电场，也可能是点电荷电场，A、B错.根据负电荷受电场力方向与场强方向相反，可判断出该电场线的方向由b向a；进而根据沿电场线方向电势降低，判断出电势φa＜φb，D正确.电子只在电场力作用下由a 运动到b，电场力对电子做正功，所以电子的电势能要减少，E p a＞E p b，C正确.答案：CD类题演练2在电场中（）A.某点的电场强度大，该点的电势一定高B.某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大C.某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零D.某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零解答：电势零点与电势能零点是一个点，因此D正确.电势虽然由电场本身决定，但与电场强度没有因果关系，A错.电势的高低由电场决定，而电势能的大小由电场与电荷共同决定，因此B错.场强为零的点电势和电势能都不一定为零.C错.答案：D变式提升2关于场强与电势的关系，下列说法中正确的是（）A.场强相等的各点，电势也一定相等B.电势为零的位置，场强也一定为零C.电势高的位置，场强一定大D.沿电场线的反方向，电势逐渐升高解析：电势的零点是人为规定的，与场强无关，A、B、C错.沿着电场线的方向是电势降低的方向，故D正确.答案：D类题演练3如图2-2-8所示，实线为一匀强电场的电场线.一个带电粒子射入电场后，留下一条从a到b虚线所示的径迹，重力不计，下列判断正确的是（）图2-2-8A.b点电势高于a点电势B.粒子在a点的动能大于在b点的动能C.粒子在a点的电势能小于在b点的电势能D.场强方向向左解析：由于粒子电性未知，不能确定场强方向，排除A、D.假定粒子从a→b，则电场力做负功，动能减小，电势能增加；假定粒子从b→a，电场力做正功，动能增加，电势能减小.故选B、C.答案：BC变式提升3图2-2-9中，a、b带等量异种电荷，MN为ab连线的中垂线，现有一个带电粒子从M点以一定初速度v0射入，开始时一段轨迹如图中实线，不考虑粒子重力，则在飞越该电场的整个过程中（）图2-2-9A.该粒子带负电B.该粒子的动能先增大，后减小C.该粒子的电势能先减小，后增大D.该粒子运动到无穷远处后，速度的大小仍为v0解析：由粒子开始时一段轨迹可以判定，粒子在该电场中受到大致向右的电场力，因而可以判断粒子带负电，A正确.因为等量异种电荷连线的中垂面是一个等势面，又由两个电荷的电性可以判定，由a到b电场力先做正功，后做负功，所以B、C正确.因为M点所处的等量异种电荷连线的中垂面与无穷远等电势，所以在由M点到无穷远运动的过程中，电场力做功W=0，所以粒子到达无穷远处时动能仍然为原来值，即速度大小一定为v0.答案：ABCD。
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（4）两个电势不相等的等势面在空间 _______.
（5）等势面的疏密表示电场的 _______.
答案 :相等 （ 1）不做功 （ 2）垂直 （ 3）高 低 （ 4）不相交 （ 5）强弱
马鸣风萧萧整理
场中的电势能的相似与不同之处吗？
简答： 在电场中我们可以画出一系列电势相等的面 （或线） ，在同一等势面 （或线） 上，
电荷具有相同的电势能 .重力势能的变化只与重力做功有关，重力做正功重力势能减小，重
力做负功重力势能增加； 电势能的变化只与电场力做功有关， 电场力做正功电势能减小， 电
场力做负功电势能增加移到另一点有两种情况：
a.沿着等势面移动； b.不沿等势面
移动， 两种情况电场力做功都为零， 只是前种情况时时刻刻不做功， 后者是电场力在移动过
程中做了功，但总功为零 .
（2）等势面处处与电场线 _______.
（3）电场线从电势 _______的等势面指向电势 _______的等势面 .
知识预览
1.电势（ φ）
（1）定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势
.
（2）定义式： φ=_______
（3）电势的相对性：电势的大小与 _________的选取有关，必须先确定零电势点，才能确定
某点的电势值，一般选取 _______或 _________的电势为零 .
（4）电势是 _______量，但电势也有正、 负之分，电势的正负分别表示比参考点的电势 _______
还是 _______.
（5）沿电场线的方向，电势逐渐 _______.
（6）电势的固有性： 电势是表示 _________属性的一个物理量， 在电场中某点处电势的大小
由电场本身的条件决定， 与在该点处是否放着电荷、电荷的电性、 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=F/ q.
Ep
答案 :（ 2）
q
（3）零电势点
地面 无穷远处
（ 4）标 高 低 （ 5）降低 （ 6）
电场能量
2.等势面：电场中电势 _______的点组成的面叫等势面 .它有下面一些特点：
（1）同一等势面上各点电势相等，在同一等势面上移动电荷时电场力
》》》》》》》》》积一时之跬步
臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《
第 2 节 电势与等势面
课前预习
情景导入
在重力场中，比如一座高山，我们可以画出它的一系列等高线，在不同的高度面上，同
一个人将有不同的重力势能 .那么在电场中我们是否也可以画出一系列具有相等电势能的面
（或线）呢？同一个电荷在不同的“面” 上有不同的能量，你是否可以总结出重力势能与电