鲁科版(2019)高中物理必修第三册2.2电势与等势面-教案

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

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

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

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。