鲁科版(2019)高中物理必修第三册2.2电势与等势面-教案
高二物理课件 2.2 电势与等势面 (鲁科版选修3-1)
电势与等势面
1．知道电势的概念，知道电势和电场强度是反映电场性质
的两个物理量．
2．知道等势面的概念．能画出点电荷、两个等量同种电荷
和两个等量异种电荷产生的电场的等势面．知道电荷在任何一
个等势面上运动时电场力都不做功． 3．了解尖端放电现象．知道避雷针的原理．有将物理知识 应用于生活和生产实践的意识，培养运用物理知识解决实际问 题的能力．
点的电势均为正值，且越靠近正电荷的地方电势越高．负电荷 形成的电场则相反．
Ep 公式φ＝ q 中，涉及三个物理量φ、Ep、q，在计算时， 应代入各自的正负号．
1.如果把q＝1.0×10－8 C的电荷从无穷远移至电场中的 A点，
需要克服电场力做功W＝1.2×10－4 J，那么，
(1)A点的电势及q在A点的电势能各是多少？
2.电势能与电势关系理解 名称 内容 概念 电势能 电荷在电场中的势能 电势 电荷在电场中某一点的电 势能和它的电荷量的比值 电势与试探电荷无关，仅 由电场性质决定，用来描 述电场能的性质
电势能与试探电荷有 物理意义 关，不能用来描述电 场的性质
联系
(1)大小与零点的位置有关，正值大于零，零大于 负值，是标量． (2)两者零点位置是同一点． (3)大小关系满足：φ＝Ep/q或Ep＝qφ.
Ep φ＝ q .
3．单位：国际单位制中，电势的单位是 伏特 ， 符 号 是 V,1V＝1 J/C.
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
的位置有关，一般情况下取 置． (2)标矢性：电势是标量，只有大小，没有 正、负． 方向 ， 但 有 无穷远或地球 为 零 电 势 位
1.若以无穷远处为零电势处，则在正点电荷产生的电场中， 越靠近正点电荷，电势怎样变化？在负点电荷形成的电场中， 越靠近负点电荷电势又是怎样变化的？
鲁科版选修31物理课件：2.2 电势与等势面 (共32张PPT)
实际中测量电势比测定场强容易， 所以常用等势面研究电场，先测绘出等势 面的形状和分布，再根据电场线与等势面 相互垂直，绘出电场线分布，这样就知道 了所研究的电场．
例. 某电场的等势面如图所示： （1）试画出电场线的大致分布。 （2）若单位正电荷q沿任一路径从A点移到B点，静电 力所做的功是多少？说明理由。 （3）正电荷q从A点移到C 点，跟从B点移到C点，静电力所 做的功是否相等？说明理由。
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一 电势
7.物理意义：描述电场能的性质 8.电场中两点电势高低的判断方法：
（1） 电场线法 学案P21
顺电场线方向，电势降低，逆电场线方向，电势升高
（2） 电势能法
①正电荷在电势能大（小）处，电势也高（低） ②负电荷在电势能大（小）处，电势反而低（高）
思考：电荷在电场中两点电势能大小判断方法？
9. 若以无穷远处电势为零，正点电荷周围各 处的电势的特点？ 都为正，越靠近正电荷电势越高。 负点电荷周围各处的电势的特点？ 都为负，越靠近负电荷电势越低。
在场强为E的匀强电场中，有A、B点且A、B两点的 距离为d，现有不同的电荷放在A点，求它们在A点 的电势能，并填入下列表中。（选B点为零电势能点）
2.2 电势与等势面 课件 -高一下学期物理鲁科版(2019)必修第三册
(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
电势
1.定义：电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量之比，称为该点的电势。 Ep
2.公式：φ＝_q__。 3.单位：伏特，符号是V。 4.电场强度和电势都是反映电场性质的物理量。
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。 说明：通过φ＝Eqp 计算时，Ep、q均需代入正负号。 6.与电场线的关系：沿电场线方向电势逐渐降低。
思考与讨论
(1)假如正试探电荷沿着电场线从A点移到B点，电荷的电势能如何变化？ 由φ＝Eqp 知，A、B两点电势有什么关系？
逐渐减少 φA>φB
思考与讨论
(2)假如负试探电荷从A点移到B点，电势能如何变化？由φ＝Eqp 知，A、B 两点电势有什么关系？
逐渐增加 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。
√C.c点的电势高于d点的电势
D.负电荷从a到c，电势能增加
定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值
电
定义式：Eqp
电 势 与 等
势
有电场中某点位置决定，反映电场能的性质
2.2静电力做功与电势能电势与等势面课件共28张PPT
A．粒子带负电
B．粒子在A点的电势能比在B点少2.0 J
C．粒子在A点的机械能比在B点少1.0 J
D．粒子在A点的动能比在B点多1.0 J
二、电势能
例4、 下列说法正确的是( C )
A、在电场中顺着电场线移动负电荷，电场力做正功，电荷电势能减少；
B、在电场中逆着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少；
问题：势能包含哪些呢？
重力势能、弹性势能、电势能；
2.2 电场力做功与电势能变化的关系
静电力做的 功等于电势能的减小量。
WAB=EpA-EpB=-∆Ep
属于机械能吗？
二、电势能
零电势能点 : 无穷远或接地、等量异种电荷的中点；
人为规定的
2.3 电荷在电场中某点的电势能，等于电荷从 该点移动到零电势能点静电力
能点的选取无关；
二、电势能
延伸知识： 大小比较
力F1=2N，F2=-4N
功W1=2J，W2=-4J
电势能Ep1=2J，Ep2=-4J
温度t1=2°C，t2=-4°C
二、电势能
例1、将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中A点移到B
点，克服电场力做3×10-5 J的功，再将该电荷从B点移
到C点，电场力做了1.2× 10-5J的功，则：
D.此带电粒子带负电,它的电势能先变大后变小；
4 例题
2、(多选)两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图
中虚线所示,一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场,其运动
轨迹如图中实线所示,若粒子只受静电力作用,则下列关于带电粒
子的判断正确的是 （ CD ）
A.带正电；
B.速度先变大后变小；
C.电势能先变大后变小；
鲁科版新教材高中物理必修第三册课件2.2电势与等势面
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
图示
电场
等势面的特点
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,如图所示
(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= 。
2.电势高低的判定方法: (1)根据电场线判断:沿着电场线的方向电势降低。 (2)根据电场力做功和电荷电势能的变化判断: ①在两点间移动正电荷:如果电场力做负功,电势能增加,电势升 高;如果电场力做正功,电势能减少,电势降低。
决定 仅与电场本身有关,跟试探 因素 电荷无关
由电势和试探电荷共同决定
正负 沿电场线方向降低。规定 正试探电荷的电势能正负与
含义 了零电势位置后,正值表示 电势的正负一致;负试探电荷
及规 高于零电势,负值表示低于 的电势能正负与电势的正负
律 零电势
相反
单位 公式
电势φ 伏特(V)
φ=
电势能Ep 焦耳(J)
W=-ΔEp
【思考·讨论】如图所示,正电荷从A点到B点,静电力做正功,电 势能减小;负电荷从A点到B点,静电力做负功,电势能增加。那么 电势是怎么变化的呢? (物理观念)
提示:A点的电势比B点的电势高,即沿着电场线的方向电势降低。
【典例示范】 如果把q=1.0×10-8 C的电荷从无穷远移至电场中的A点,需要克 服静电力做功W=1.2×10-4 J,选取无穷远处为势能零点,那么:
2.2电势与等势面—鲁科版(2019)高中物理必修第三册课件(共20张PPT)
某电场中等势面的分布如图所示，图中虚线表示等势面，过a、b两点的等
势面电势分别为40V和10V，则a、b连线的中点C处的电势应（ A．肯定等于25 V
）
C
B．大于25 V
C．小于25 V
D．可能等于25 V
03
尖端放电
1、导体电荷分布特点：
表面具有凸出尖端的带电导体，尖端处的电荷分布密度很大
2、尖端放电：
q1 EP
• 若把试探电荷q1换成试探电荷q2放在电场中的A点,A点的电势为_____q_1_____ (仍规定无限远处电势能为零).
电势具有相对性（零电势面）
电势表征场的性质——电场中能的性质
【例题】在＋Q电荷的电场中的A点放一电量为q 的正电荷，若它从A移动无穷远， 则电场力作正功还是负功? 电荷在A点的电势能与电势的关系？(无穷远电势能为 零)
匀强电场的等势面
带电导体周围的电场和等势面
1、靠近导体表面
观察特点：
2、远离导体表面
点电荷与带电平板的电场中电场线 的分布
特点： a、以点电荷向平板作垂线为轴电场线左右对称 b、电场线的分布情况类似于等量异种电荷的电 场线分布，而带电平板恰为两电荷连线的垂直平 分线
如图所示，在场强为E=4.0×103N/C的匀强电场中有相距5.0cm的A、B两点， 两点连线与电场强度成30°角．若一个电子放在A点时具有20eV的电势能，求 A点的电势和它在AB连线中点时的电势分别为多少？
·A
·B E
·A
·B E
A B
电势相等的点所构成的面
3 电场线与等势面的关系
电场线与等势面互相垂直
2 典型电场的等势面
点电荷电场 等量同种、异种点电荷电场 匀强电场 带电导体的电场
物理：2.2《电势与等势面》课件(鲁科版选修3-1)
1.在同一等势面上移动电荷电场力不做功 2.等势面一定跟电场线垂直 3.电场线一定从电势较高的等势面指向
电势较低的等势面 4.任意两个等势面不相交 5.等差等势面密的地方电场强度大
例、关于等势面正确的说法是（ CD ） 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大小相等 C．等势面一定跟电场线垂直 D．两等势面不能相交
电势低于零者，为负值 势的正负相反
单位
伏特(V)
焦耳(J)
联系
Ep＝qφ W＝ΔEp＝qU
例1. 试探电荷q1放在电场中的A点,电
势能为E(规定无限远处电势能为零),A 点的电势为______E__q,若1 把试探电荷q1 换成试探电荷q2放在电场中的A点,A
点的电势为_______E__q__1 (仍规定无限
远处电势能为零).
沿着电场线方向,电势将 怎样变化?
· · A
B
E
· · A
B
E
A B
沿电场线方向电势降低
二、等势面
1、等势面 电势相等的点所构成的面
2、典型电场的等势面 点电荷电场 等量同种、异种点电荷电场 匀强电场 带电导体的电场
3、电场线与等势面的关系: 电场线与等势面互相垂直.
三、等势面的特点
（2）根据电荷电势能的变化来判断
1.在两点间移动正电荷，电势能增加电势升；电势能减小电势降 2.在两点间移动负电荷，电势能增加电势降；电势能减小电势升
（3）根据电场线方向来判断
电场线的方向就是电势降低最快的方向
电势与场强没有直接关系
如图所示，实线为一电场的电场线，A、B、 C为电场中的三个点，那么以下的结论正确 的是 （ B ）
2.2 电势与等势面 课件(鲁科版选修3-1)
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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
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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
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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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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
新教材鲁科必修第三册 第2章 第2节 电势与等势面 课件(50张)
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6
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)电场线跟等势面一定 垂直 ，并且由 电势高 的等势面指向 _电__势__低___的等势面． (3)等差等势面密集处电场线 密集 ，说明此处电场强度 较大 ．
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合作探究 攻重难
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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．
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(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．
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2．电势高低的判断方法
判断角度
判断方法
取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷 场源电荷正
周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处 负法
[提示] 在等势面上移动时，力与位移垂直，故不做功．
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(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．
8
( ×) (√ )
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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( )
第2章 电势能与电势差
第2节 电势与等势面
2
物理选修3-1鲁科版：2.2电势与等势面课件(精)
22
电势的计算 1．如图2－2－5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？
答案
1 2mgh
mgh 2q
24
电势高低的判断
2．设电荷只受电场力的作用，则下述说法 正确的是
( )． A．负电荷只能朝着电势能减小的地方运动 B．正电荷只能朝着电势低的地方运动 C．初速度为零的负电荷一定朝着电势能减 小的地方运动 D．初速度为零的正电荷一定朝着电势降低 的地方运动
25
解析 电荷初速度为零时，运动方向由所受静电力的方向决 定，负电荷大体是逆着电场强度的方向运动，静电力做正功，电 势能减小，正电荷顺着电场强度的方向运动，沿着运动的方向， 电势降低，C D正确．电荷初速度不为零时，运动方向由初速度 方向和所受静电力的方向决定，可能做加速运动，也可能做减速 运动，可能朝电势低的地方运动，也可能朝电势高的地方运动， A、B错误．
(3)如果规定B点的电势为零，则该电荷在A 点和C点的电势能分别为多少？A点和C点的1电2
解析 (1)WAC＝WAB＋WBC＝(－3×10－5＋ 1.2×10－5) J＝－1.8×10－5 J.
可见电势能增加了1.8×10－5 J. (2)如果规定A点的电势为零，由公式得该电 荷在B点的电势能为EpB＝EpA－WAB＝0－WAB＝ 3×10－5 J. 同理，C点的电势能为EpC＝EpA－WAC＝0－ WAC两＝点1的.电8×势分10别－为5 ：J.
4．知道同一事物可以用多种方式、从不同 角度来描述.
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
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。
2.2 电势与等势面(教学课件)——高中物理鲁科版(2019)必修第三册(共31张ppt)
103 J
103
q2qnq3 Nhomakorabea10 J
210 J 210 J
n 103 J n 103 J
3
3
103
10
3
10
3
是定值
与电荷正负及电
量均无关，是由
电场本身决定的。
一、电势
1.定义：电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的比值，叫作这一点的电势。
Ep
2.公式： =
典例分析
【解析】选C、D。根据电场力做功和电势能变化的关系,不管是对正电荷做功
还是对负电荷做功,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。但是正、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
高处具有的电势能多,负电荷在电势低处具有的电势能多。所以选项C、D正确。
典例分析
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
课堂练习
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大小
电场
重力场
E p1 m1 gh
m1
E p2 m2 gh
A
h
B
m2
q1
E p1
m1
E p2
m2
A
q2
gh
r
重力势
B
—Q
如何探究描述电场
《第2节 电势与等势面》示范课教学设计【物理鲁科版高中必修第三册(新课标)】
2 电势与等势面教学目标1．掌握电势的定义方法及其定义式、单位。
2．掌握电势的各种特点。
3．知道什么是等势面，理解在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。
4．知道电场力跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
5．知道常取地球或与地球相连的导体作为等势的参考位置，认为它们的电势为零。
6．了解几种典型电场的等势面。
教学重难点教学重点电势和等势面的概念、等势面的特点教学难点电势的概念、电势能和等势面的特点的综合判断教学准备多媒体课件等。
教学过程新课引入教师活动：展示静电加速器的图片。
教师口述：电场对放入其中的电荷有电场力的作用，倘若把一个静止的试探电荷放入电场中，它将在静电力的作用下做加速运动，经过一段时间以后获得一定的速度，试探电荷的动能增加了。
我们知道，这是电场力做功的结果，而功又是能量变化的量度，那么，在这一过程中是什么能转化为试探电荷的动能呢？讲授新课1. 电势教师活动：我们前面学了电场强度，它是用试探电荷所受的电场力和试探电荷的电荷量的比值来定义的。
那么我们来一起研究一下电势能和电荷量的比值有什么特点。
如图：取B 点为零电势点，将两个所带电荷量分别为q 1、q 2的正电荷，沿电场线从A 点移动到B 点，静电力做功分别为q 1Ed ， q 2Ed ，那么， q 1在A 点电势能为 q 1Ed ，q 2在B 点电势能为 q 1Ed 。
1212q Ed q EdEd q q == 学生总结：电荷在电场中某点的电势能与其电荷量之比与该电荷无关，只与电场本身有关。
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该点的电势。
公式： φA =E PA q(其中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，计算时要代入正负号)2.另一种定义: 电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到零电势点(一般规定无穷远处或选地球处为零电势点)时静电力所做的功。
另一表达式 φA =W A ∞q(计算时要代入正负号)3. 标量:正负代表高低。
高中物理 2.2 电势与等势面课件 鲁科版选修31
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．
第2章 电势能与电势差
第2节 电势与等势面
第2章 电势能与电势差
学习目标 1.知道电势的概念． 2．知道等势面的概念．知道常见电场的等势面的分布情况． 3．了解尖端放电现象．知道避雷针的原理，培养运用物理知 识解决实际问题的能力．
一、电势 1．定义：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．公式：__φ_A_＝__E_qp_.______.
电势能大小是由点电 荷q和该点电势φ共同
决定的
正点电荷电势能的正负 跟电势的正负相同；负 点电荷电势能的正负跟
电势的正负相反
焦耳(J)
如果把q＝1.0×10－8 C的电荷从无穷远移到电场中的 A点，需要克服电场力做功W＝1.2×10－4 J，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？ [思路探究] 怎样计算某点的电势？电势的大小在电场中某 点是固定不变的吗？
[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.
2.2电势与等势面 学案-2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册
2.2电势与等势面【学习目标】1、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。
2、明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。
3、了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。
【知识梳理】1．电势（1）定义：（2）公式：（3）单位：（4）电势是量，正负表示，具有性，一般选取或电势为零。
2．等势面（1）在等势面上移动电荷电场力不做功，说明电场力方向与电荷移动方向____________，即等势面必定与电场线________。
（2）沿着电场线的方向，电势__________，电场线总是由__________指向___________。
（3）等势面的疏密表示电场的__________，等势面的密的地方，电场______；等势面的疏的地方，电场______。
3.几种常见电场的等势面分布【思考与交流】问题1：如图所示，某场强E1=200N/C的匀强电场中，AB=1m，将一电量为q=+1×10-5C的检验电荷从A点移到B点（规定B点处电势能为零）。
此过程中电场力对q所做功为多大？则A点电势能为多少？问题2：要是换用q=+2×10-5C的检验电荷，其余条件不变，则检验电荷在A点的电势能为多少？问题3：要是将q=+2×10-5C的检验电荷放在AB连线中点C点，其余条件不变，则检验电荷在C 点的电势能为多少？思考：（1）不同电荷在同一电场中的同一位置，电势能是否相同？能否用电势能来表征电场？（2）电场中的同一位置，试探电荷所具有的电势能E pA与电荷量q比值等于多少？与试探电荷q是否有关？（3）同一试探电荷在电场中的不同位置所具有的电势能E pA与电荷量q比值是否相同？【经典例题】类型一：电势的计算和概念理解例题1．一带负电的粒子q=-2.0×10-6C，在静电场中由A点运动到B点，这一过程中，电场力做功为6.0×10-4J。
取A点为零电势点，求B点电势。
高二鲁科版课件第2章 第2讲 电势与等势面
所带的电量就多.故选B.
答案 B
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
第2讲 电势与等势面
第2讲 电势与等势面
13
所以 EpA ＝－ W∞A 1.2×10－4 1.0×10－8
＝ W ＝ 1.2×10 － 4
Ep A J ， φA ＝ q ＝
V＝1.2×104 V.
答案 1.2×10－4 J 1.2×104 V
第2讲 电势与等势面
14
(2)q在未移入电场前A点的电势是多少. 解析 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1.2×104 V. 答案 1.2×104 V
巩固·应用·反馈
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
) B.φN＞φM＞0 D.φM＞φN＞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
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电势与等势面
[观图助学]
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。
（√）
电势沿电场线方向降低最快，如下图：
电场强度反方向的夹角为θ。
[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E A>E B
B．电势关系为φA<φB，电场强度大小关系为E A<E B
C．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E p A<E p B
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E A<E B；
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E p B>E p A，故D正确。
答案D
核心要点2 等势面
[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？
[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。
[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（）
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E A大于B点的电场强度E B
D．A点的电场强度E A小于B点的电场强度E B
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。