高中物理 第2章第2节 电势与等势面课件 鲁科版选修3-1
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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影响素材鲁科版选修3-1(new)
尖端放电的影响通常情况下，空气是不导电的，但是如果电场特别强,空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力，有可能被“撕”开,这个现象叫作空气的电离。
由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷，空气就可以导电了，空气电离后产生的负电荷就是负离子,失去电子的电荷带正电，叫作正离子。
导体表面有电荷堆积时，电荷密度与导体表面的形状有关。
在凹的部位电荷密度接近零，在平缓的部位小，在尖的部位最大。
当电荷密度达到一定的量值后,电荷产生的电场会很大,以至于把空气击穿（电离)，空气中的与导体带电相反的离子会与导体的电荷中和,出现放电火花,并能听到放电声。
如高压线有轮廓的地方，就会出现尖端放电。
由于接到电源上，它一边放电，一边不停的提供放电需要的电荷，这种放电会持续下去.尖端放电有如下弊端：1．引起火灾爆炸。
如上所述,由于火花型尖端放电的放电能量较大,因此很容易引起易燃易爆混合物的燃烧和爆炸,造成重大人身伤亡和财产损失。
2．妨碍生产，损坏设备。
火花型及电晕型尖端放电都会对生产过程造成不同程度的妨碍，乃至损坏设备。
3．静电尖端放电也可造成人体电击，如带静电的人触摸金属把手而在手指放电。
尊敬的读者：本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来，本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对，但是难免会有不尽如人意之处，如有疏漏之处请指正，希望本文能为您解开疑惑,引发思考。
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2018版高中物理鲁科版选修3-1课件：2.2 电势与等势面
做该点的电势.电势是 标 (填“矢”或“标”)量. 2.公式和单位： φ＝Eqp ，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，
1 V＝1 J/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＋1 V与－2 V哪个大呢？ 答案 电势是标量，正负表示大小，所以＋1 V＞－2 V.
第2讲 电势与等势面
27
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( ) A.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
图7
第2讲 电势与等势面
28
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. 答案 AD
21
对点练习
巩固·应用·反馈
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
6.0×10－9 J，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7.0×10－9 J，则M、N两点的电势φM、φN有 如下关系( )
A.φM＜φN＜0 C.φN＜φM＜0
第2讲 电势与等势面
5
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
第2讲 电势与等势面
6
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.
1 V＝1 J/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＋1 V与－2 V哪个大呢？ 答案 电势是标量，正负表示大小，所以＋1 V＞－2 V.
第2讲 电势与等势面
27
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( ) A.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
图7
第2讲 电势与等势面
28
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. 答案 AD
21
对点练习
巩固·应用·反馈
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
6.0×10－9 J，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7.0×10－9 J，则M、N两点的电势φM、φN有 如下关系( )
A.φM＜φN＜0 C.φN＜φM＜0
第2讲 电势与等势面
5
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
第2讲 电势与等势面
6
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.
鲁科版高中物理选修(3-1)第2章第2节《电势与等势面》ppt课件
q
知，电势升高，在负电荷产生的电场中，假设一正电荷靠 近负点电荷，电场力做正功，所以电势能减少，因此电势 降低．
2.在电场中，电场强度大的地方电势一定高 吗？ 【提示】 不一定，电场强度和电势从不 同的角度描述电场，两者并没有必然的联 系．
二、等势面 1．定义：电场中电势 的点构成的面． 相等 2 ．点电荷形成的电场中，等势面是一系列以 点电荷为圆心的 同心球面． 3 ．由于在等势面上电荷受到的电场力跟等势 垂直 面 ，所以电荷在同一个等势面上运动时电 不做功． 场力
(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未移入电场前， A点的电势仍为1.2×104 V. 【答案】 (1)1.2×104 V 1.2×10 － 4 J (2)1.2×104 V
二、电场强度与电势、电场强度与电势能 意义 描述电场的力的性质 描述电场的能的性质 的区别与联系 Ep 定义 E＝F/q 1．电场强度、电势和电势能的区别与联系 φp＝ (Ep 为电荷在 P q
1．一电子在匀强电场中由静止释放，则( A．电场力对电子做正功 B．电场力对电子做负功 C．电子的电势能将增加 D．电子的电势能将减小 【答案】 AD
)
2．电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作 用，描述这一性质的物理量就是________． 电场强度的定义式给出了一种测量电场中某点的电场 强度的方法，但电场中某点的电场强度与________无关， F 比值 q 是一定的．
单位 矢标 性 N/C，V/m 点的电势能)V，J/C 矢量，方向为正电荷 标量，但有正负，正负 的受力方向 只表示大小
电场强度
电势
电场强度
鲁科版高中物理选修3-1课件第2章第2节
【思维 流程】
根据电荷运 据做功正 动轨迹判断 → 负判断电 力的方向 势能变化
据力的方 判断电 向判断电 → → 势高低 场线方向
【精讲精析】
由等势面的分布规律可知，该
电场为点电荷的电场．由运动轨迹可知，运动
的正电荷跟场源电荷的相互作用规律是排斥，
所以场源电荷是正电荷．根据电场线与等势面 垂直，得电场的分布是呈发散状辐射向外的． 正电荷从K到L受静电力的方向背离圆心，与移 动方向相反，做负功，电荷的电势能增加，选
电场线
等势面
做功 电荷沿电场线移动 电荷在等势面上移 情况 时电场力必做功 动时电场力不做功
沿电场线方向电势降低；电场线与等势 联系 面垂直；由一种图线可画出另一种图线
4. 处于静电平衡状态的导体是等势体，导体
表面是等势面 因为处于静电平衡状态的导体内部电场强度 处处为零，在导体内的任意两点间移动电荷 电场力都不做功，表明导体内各点(包括表面) 的电势都相等，所以整个导体是等势体，导 体表面是等势面．
要点二
对等势面的正确理解
学案导引
1 ．除电场线外，形象地描述电场还有其它
方法吗？
2．能用等势面描述场强的大小吗？ 3．电势的高低与电场的方向有关吗？
1．等势面的特点
(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． (3)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．
Ep φA＝ q 2．公式：__________ .
电场能 的性质的 3．物理意义：电势是描述 ________ 物理量．
伏特， 4．单位：国际单位制中，电势的单位是____ 符号为V,1V＝1J/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．
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
2.2 电势与等势面 课件(鲁科版选修3-1)
课 前 自 主 导 学
菜单
LK ·物理 选修3-1
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
LK ·物理 选修3-1
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
堂 双
案
基
设 计
(1)先规定电场中某处的电势为零．
达 标
(2)确定试探电荷在某点的电势能．
课
(3)确定该点的电势．
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
LK ·物理 选修3-1
教 学
等势面
课 堂
教
互
法
动
分
析
1.基本知识
探 究
(1)等势面：电场中电势 相同 的各点构成的面．在同一
教 学
等势面上移动电荷时，电场力 不做功 ．
课 前 自 主 导 学
菜单
LK ·物理 选修3-1
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
LK ·物理 选修3-1
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课
前 自
4．知道同一事物可以用多种方式、从不同角度来描述．
课 时
主
作
导
菜单
LK ·物理 选修3-1
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
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LK ·物理 选修3-1
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当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
堂 双
案
基
设 计
(1)先规定电场中某处的电势为零．
达 标
(2)确定试探电荷在某点的电势能．
课
(3)确定该点的电势．
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
LK ·物理 选修3-1
教 学
等势面
课 堂
教
互
法
动
分
析
1.基本知识
探 究
(1)等势面：电场中电势 相同 的各点构成的面．在同一
教 学
等势面上移动电荷时，电场力 不做功 ．
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
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教 学 方 案 设 计
课
前 自
4．知道同一事物可以用多种方式、从不同角度来描述．
课 时
主
作
导
高二物理鲁科版选修3-1 第2章第2节 电势与等势面 课件(30张)
栏目 导引
第2章
电势能与电势差
(3)电势的标量性：规定了零电势点后，电场中各点的电势可 以是正值，也可以是负值，正值表示该点的电势高于零电势, 负值表示该点的电势低于零电势，在同一电场中，正电势一 定高于负电势，如果规定无穷远处为零电势，则正点电荷产 生的电场中各点的电势为正值，负点电荷产生的电场中各点 的电势为负值．正负只表示大小，不表示方向．
相等 的点构成的面叫做等 1．定义：我们把电场中电势_________
势面．
栏目 导引
第2章
电势能与电势差
2．几种常见电场的等势面 点电荷 为球心的 (1)点电荷电场的等势面是一系列以________ 同心球面 _____________ ：如图中虚线所示．
栏目 导引
第2章
电势能与电势差
(2)等量异种电荷的电场的等势面，如图甲所示，过两点电荷 垂线 是一个等势面． 连线中点的______
(3)等量同种正电荷的电场的等势面，如图乙所示．
栏目 导引
第2章
电势能与电势差
相等 且相 (4)匀强电场的等势面是与电场线垂直的，间隔_______ 平行 的一簇平面，如图丙所示． 互________
栏目 导引
第2章
电势能与电势差
三、尖端放电 尖端 部位，场强可以大到 1．定义：带电较多的导体，在________ 电离 而引起________ 放电 的程度，这就是尖 使周围的空气发生_______ 端放电现象． 尖端放电 的原理来防止雷击造 2．应用：避雷针就是应用____________ 中和 云层中的部分电 成危害的，它所放出的电荷就可以________ 电荷 可以通过避雷针直接 荷，更主要的是云层中的大量_________ 引入地下，从而达到保护建筑物的目的．
第2章
电势能与电势差
(3)电势的标量性：规定了零电势点后，电场中各点的电势可 以是正值，也可以是负值，正值表示该点的电势高于零电势, 负值表示该点的电势低于零电势，在同一电场中，正电势一 定高于负电势，如果规定无穷远处为零电势，则正点电荷产 生的电场中各点的电势为正值，负点电荷产生的电场中各点 的电势为负值．正负只表示大小，不表示方向．
相等 的点构成的面叫做等 1．定义：我们把电场中电势_________
势面．
栏目 导引
第2章
电势能与电势差
2．几种常见电场的等势面 点电荷 为球心的 (1)点电荷电场的等势面是一系列以________ 同心球面 _____________ ：如图中虚线所示．
栏目 导引
第2章
电势能与电势差
(2)等量异种电荷的电场的等势面，如图甲所示，过两点电荷 垂线 是一个等势面． 连线中点的______
(3)等量同种正电荷的电场的等势面，如图乙所示．
栏目 导引
第2章
电势能与电势差
相等 且相 (4)匀强电场的等势面是与电场线垂直的，间隔_______ 平行 的一簇平面，如图丙所示． 互________
栏目 导引
第2章
电势能与电势差
三、尖端放电 尖端 部位，场强可以大到 1．定义：带电较多的导体，在________ 电离 而引起________ 放电 的程度，这就是尖 使周围的空气发生_______ 端放电现象． 尖端放电 的原理来防止雷击造 2．应用：避雷针就是应用____________ 中和 云层中的部分电 成危害的，它所放出的电荷就可以________ 电荷 可以通过避雷针直接 荷，更主要的是云层中的大量_________ 引入地下，从而达到保护建筑物的目的．
2019_2020学年高中物理第2章电势能与电势差第2节电势与等势面课件鲁科版选修3_1
解析：由速度——时间图线可知，负电荷从 A 到 B 做加速运动，所以电场线方向由 B 到 A，故 A 点电势低；又负电荷的加速度逐渐减小，说明由 A 到 B 场强变小，即 A 点场强大于 B 点场强，故选项 C 正确． 答案：C
4．如图所示，在左边的绝缘支架上插上顶针(其上端是尖的)，在顶针上装上金属风 针，如给风针附近的圆形金属板接上正高压极，风针接负高压极，风针就会旋转起 来，下列说法中错误的是( )
(3)等量异种点电荷(如图乙)：在从正电荷到负电荷的连线上电势逐渐降低φ A′＞φA， 中垂线是一等势线，φB＝φB′，若沿中垂线移动电荷，电场力不做功．若取无穷远处 电势为零，则中垂线上各点的电势也为零，中垂线右侧各点电势为正，中垂线左侧 各点电势为负．
[典例 2] (多选)如图，虚线表示真空中一点电荷 Q 的电场中的两 个等势面，实线表示一个带负电 q 的粒子(不计重力)运动的轨迹．下 列说法正确的是( ) A．Q 带负电 B．A、B、C 三点电势大小 φA＞φB＞φC C．粒子从 A 到 B 电场力做负功，电势能增加，动能减小 D．粒子从 B 到 C 动能增加，电势能增加 [思路点拨] 由带电粒子的轨迹判断粒子的受力方向，可判断出电场力做功的正、负， 进而确定动能、电势能的变化．
1．对于等势面和带电粒子运动轨迹相结合的问题，首先根据粒子的运动轨迹判断受 力情况，确定电场力做功的正、负． 2．只有电场力做功时，带电粒子的动能与电势能的总和保持不变．
2．如图所示分别是匀强电场、正(负)点电荷、同种或异种点电荷等几个典型静电场 的部分电场线，试分析： (1)甲、乙、丙各是哪个典型电场？ (2)分别画出通过 a、b、c 三点的三个等势面． (3)a、b、c 三点场强的大小关系如何？ (4)a、b、c 三点电势大小关系如何？
高二物理鲁科版选修3-1配套课件 第2章 第2节 电势与等势面
(3)电势是标量。电势是只有大小、没有方向的物理
量，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。正值表示该点电势高于零电势；负值表示 该点电势低于零电势。显然，电势的符号只表示大小，不 表示方向。当规定无限远处为零电势后，正电荷产生的电
场中各点的电势均为正值，负电荷产生的电场中各点的电
1．电势的特点 (1)电势的相对性。电势是相对的，根据公式，只
有先确定了某点的电势为零以后，才能确定电场中其他
点的电势。电场中某点的电势跟零电势位置的选择有关。 在理论研究中，对有限大的带电体产生的电场，选择无 限远处为零电势位置；在实际处理问题中，又常取大地 为零电势位置。
(2)电势的固有性。电势φ是表示电场能量属性的一个 物理量，电场中某点处φ的大小是由电场本身的条件决定的， 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。
标 为正电荷的
性 受力方向
标量，但有正负， 正负只表示大小
简化为：正正得
正，负正得负， 负负得正
决 场强由电场 定 本身决定，
电势由电场本身
决定，与试探电 荷无关，其大小 与参考点的选取 有关，有相对性
由电荷量和该点 电势二者决定，
1.将一带电荷量为q＝2×10－6 C的点电荷从电场外
一点P移至电场中某点A，电场力做功4×10－5 J，求A点
的电势。
[思路点拨] EpA W→EpA→φA＝ q 。
[解析]
根据题意可知，将点电荷由电场中的 A 点移动
到电场外(无穷远处)， 电场力做功为 W＝－4×10
－5
J，
所以点电荷在 A 点的电势能为 EpA＝－4×10－5 J， EpA －4×10 A 点的电势 φA＝ q ＝ 2×10－6
鲁科版高中物理选修3-1教学课件：第二章 第二节
①电荷量 ②正电荷 ③无穷远处 ④地面 ⑤零电势 ⑥q ⑦电荷 ⑧零电势 ⑨电势相等 ⑩同心球 等势面 相
等 场强 放电 尖端放电 避雷针
1.电势用于描述电场的能的性质还是力的性质?电势是标量 还是矢量?
解答:电势用于描述电场的能的性质;电势是标量。
2.电场中某点的电势的高低由哪些方面决定?
3.尖端放电 (1)表面具有凸出尖端的带电导体,在尖端处的电荷分布密 度很大,因而 场强很大。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 放电现象。 (2)避雷针就是应用 尖端放电的原理来防止雷击造成危害 的。为了避免遭受雷击,在高大建筑物上安装尖端导体——避雷 针,用粗导线将其与地下的金属板或金属管相连,避雷针所放出 的电荷就可以中和云层中的部分电荷,更主要的是云层中的大量 电荷可以通过 避雷针直接引入地下,从而达到保护建筑物的目 的。
【答案】BC
主题 1:电势 情景:电荷在电场中某点的电势能不仅与电场有关,还与电 荷量的多少和种类有关。所以,电势能不是一个反映电场自身性 质的物理量,不能用它来很好地表征电场。但电荷在电场中某点 的电势能跟电荷量的比值可以反映电场中各点能的性质。若用 Ep 表示电荷 q 在电场中某点 A 的电势能,φA 表示该点的电势,则φ
)。
【答案】D
2.一个点电荷,从静电场中的 a 点移到 b 点,其电势能的变化为零, 则( )。 A.a、b 两点的电场强度一定相等 B.该点电荷一定沿等势面移动 C.a、b 两点的电势一定相等 D.作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的
【答案】C
3.图示为等量的点电荷 a、b 所形成的电场线分布,以下说法 正确的是( )。
课时 2.2 电势与等势面 1.掌握电势、等势面的概念,知道电势与电场中的点对应,是 反映电场能的性质的物理量。 2.理解等势面的性质,知道常见电场等势面的形状、特点。 3.了解尖端放电现象,知道避雷针的作用。
鲁科版高中物理选修3-1课件高二：2.2电势与等势面
随堂练习
UITANG LIANXI
探究一
探究二
●名师精讲●
1.电势的特点 (1)电势的相对性:电势是相对的,只有先确定了零电势点的位置,才能 确定其他点的电势,电场中某点的电势跟零电势位置的选取有关,在理论研 究中,对不是无限大的带电体产生的电场,选择无限远处的电势为零,实际问 题中,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 是表示电场能的性质的一个物理量,电场中某 点处 φ 的大小是由电场本身决定的,与在该点处是否放入试探电荷及电荷 的电性和电荷量均无关,这和许多用比值定义的物理量相同,如前面学过的
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探究一
探究二
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J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z S 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
随堂练习
UITANG LIANXI
特别提醒(1)电场中某点的电势高低与该点的电场强度大
小无关。 (2)电场中沿电场线方向电势降低得最快。
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对等势面的理解
●问题导引●
在地理学中,为了形象地表示地形的高低,常采用在地图上画等高线的 方法。在电场中,我们也可以采用类似的方法表示电势的高低分布,采用画 等势线(面)的方法,试问在同一等势线(面)上移动电荷时,电场力是否做功? 为什么?
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第2节 电势与等势面
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情境导入
第2章 第2节 电势与等势面—2020-2021鲁科版高中物理选修3-1课件(共42张PPT)
B [电势为零的点，电场强度不一定为零，电势的零点可以人为 选择，A 错误；电场线与等势面垂直，而电场强度的方向为电场线的 方向，故电场强度的方向与等势面垂直，B 正确；由静止释放的正电 荷，其运动轨迹不一定沿电场线方向移动，只有电场线是直线时才沿 电场线方向，C 错误；电场线方向是由正电荷指向负电荷的，负电荷 沿电场线方向移动，电场力做负功，电势能增加；正电荷沿电场线方 向移动，电场力做正功，电势能减少，D 错误。]
4．(多选)如图所示，虚线同心圆是某静电场中的一簇等势面，其 电势分别是 φa、φb 和 φc，一带正电粒子射入电场中，运动轨迹如图 中实线 KLMN 所示。由图可知( )
A．粒子从 K 到 L 的过程中，静电力做负功，电势能增加 B．粒子从 M 到 N 的过程中，静电力做负功，电势能增加 C．φa＞φb＞φc D．φa＜φb＜φc
(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)等势面是为了描述电场的性质而假想的面。 (6)等势面的分布与电势零点的选取无关。
2．几种常见电场的等势面
等势面
图形
特点
点电荷
以点电荷为球心的一簇球面
等量异种点 电荷
两簇对称的曲面
等量同种点 电荷
匀强电场
形状不规则 的带电导体
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。
课时 分层 作业
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(2)计算法：由公式 φ＝Eqp计算各点电势的大小， 计算时要代入 Ep 与 q 的正负号．注意 φ 的正负表示 大小．
温馨提示：电场中某点电势的高低与电场强度 的大小无关，即电势高处电场强度不一定大．
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1．将一正电荷从无穷远处移入电场中M点，电势
能减少了8.0×10－9 J，若将另一等量的负电荷从无穷远
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(4)由等差等势面的疏密，可以比较不同点场强的大小．
电场线
等势面
物理意义
形象描述电场强度的分布
形象描述电场中各点电势的分 布
来源
从正电荷发出，终止于负 电场中电势相同的各点构成的
电荷
面
图线特点
带箭头的不闭合的曲线， 可以闭合，也可以不闭合，不
两电场线不相交
同等势面不相交
描述 电场
曲线上某一点的切线方向 为场强方向，疏密表示场 强大小
分布，M、N为对称线上的两点．下列说法正确的
是
()
图2-2-3
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曲线上某一点指向低电势，等 势面的垂线方向为场强方向， 等差等势面的疏密表示场强大 小
做功情况
电荷沿电场线移动时电场 电荷沿等势面移动时电场力不
力必做功
做功
(1)沿电场线方向电势降低
联系 (2)电场线与等势面垂直
(3)由一种图线可画出另一种图线
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2．如图2－2－3所示，某区域电场线左右对称
答案：不是，它是一根避雷针，起到尖端放电 防止建筑物被雷击的作用．
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新知梳理
一、电势 1．概念：电荷在电场中某点的电势能与它的电 荷量的2．__比公__值式__和，单叫位做：该电点势的的电定势义．公式为_φ_＝__E_q_p_， 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 无限远处的电势为零，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__.
第2节 电势与等势面
完整版ppt彩回眸
1．如图2－2－1所示．
图2-2-1
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(1)在图甲中，若规定EpA＝0，则EpB________0 (填“>”“＝”或“<”)．
(2)在图甲、乙中，若从A→B或从B→A移动的
是负电荷．试分析电场力做功情况及相应的电势能
变化情况．
4．与电场线关系：沿电场线的方向电势_降__低_ .
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二、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：是为了形象描述电场而引入的(如图2 －2－2所示)．
图2-2-2
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三、尖端放电 电荷在导体表面的分布与导体的弯曲程度有关，导 体表面突出和尖锐的地方，电荷的分布密集，因此导体 尖端附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场 的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞散， 使分子中的_正__、__负__电__荷_分离，这种现象叫空气的电 离．中性的分子电离后变成带负电的自由电子和失去电 子而带正电的离子，这些带电粒子在强电场下加速、撞 击空气中的分子使它们进一步电离，产生更多的带电粒 子，那些所带电荷与导体尖端电荷符号相反的粒子由于 被_吸__引_而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导 体从尖端_失__去__电__荷__，这个现象叫尖端放电．
解析：(1)从A→B移动正电荷，WAB>0，故 EpA>EpB，若EpA＝0，则EpB<0.
(2)甲中从A→B移动负电荷，WAB<0，EpA<EpB 乙中从B→A移动负电荷，WAB>0，EpA<EpB. 答案：见解析
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2．在高大的建筑物上常常有一根根竖直的钢 筋，是建筑工人完工后忘记去掉了吗？还是有其他 作用？
处移入电场中的N点，电势能增加了9.0×10－9 J，则下
列判断正确的是
()
A．φM<φN<0
B．φN>φM>0
C．φN<φM<0
D．φM>φN>0
解析：取无穷远处电势为0，则正电荷在M点的
电势能为－8.0×10－9 J，负电荷在N点的电势能为
9.0×10－9 J．由φ＝Ep/q，M、N点的电势φM<0， φN<0，且|φN|>|φM|，即φN<φM<0，故C正确．
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(3)电势的固有性 电势φ是表示电场能量属性的一个物理量，电 场中某点处φ的大小是由电场本身决定的，与在该点 处是否放入电荷及电荷的电性和电荷量均无关，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. 2．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．
答案：C
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对等势面的正确理解
1．等势面的特点 (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． (3)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．
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(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． 2．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． (3)已知等势面的形状分布，可以绘制电场线． (4)由等差等势面的疏密，可以比较不同点场强 的大小． 3.等势面与电场线的区别与联系
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如何判断电势的高低?
1．电势的性质 (1)电势的相对性 ①由于电势能具有相对性，因此电势也具有相 对性． ②电势的大小也与参考点的选取有关，参考点 也叫零电势点，选择不同的零电势点时，同一点的电 势可能有所不同． ③一般选取无穷远处或大地为零电势点．
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(2)电势的标矢性 ①电势是标量．电势是只有大小、没有方向的 物理量． ②在规定了零电势点后，电场中各点的电势可 以是正值，也可以是负值．正值表示该点电势高于零 电势，负值表示该点电势低于零电势．显然，电势的 符号只表示大小，不表示方向． ③当规定无穷远处为零电势后，正电荷产生的 电场中各点的电势为正值，负电荷产生的电场中各点 的电势为负值．且越靠近正电荷的地方电势越高，越 靠近负电荷的地方电势越低．