新教材2020-2021学年物理鲁科版必修第三册课件：2.2 电势与等势面

下取_地__球__或_无__穷__远__处__为零电势位置。
6.标矢性:电势是标量,只有大小,没有_方__向__,但有_正__、__负__。
二、等势面 为什么等势面一定跟电场线垂直?
提示:在同一等势面上移动电荷时,电势能不变,所以电场力不做功,即电场力方 向与等势面垂直,如果不垂直,电场强度就有一个沿着等势面的分量,在等势面上 移动电荷时静电力就要做功,所以等势面一定跟电场线垂直。
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点后,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。 (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 。
3.电势与电势能的比较:
电势φ 物理意义 反映电场能的性质
电势能Ep
电荷在电场中某点所具有的 电场能
决定因素
仅与电场本身有关,跟试探电荷 无关
由电势和试探电荷共同决定
正负含义 及规律
沿电场线方向降低。规定了零 电势位置后,正值表示高于零电 势,负值表示低于零电势
正试探电荷的电势能正负与 电势的正负一致;负试探电 荷的电势能正负与电势的正 负相反
【解析】选B、D。由题意可知O点合场强为零,根据同种电荷之间电场线的分布 可知aO之间电场线由a到O,故a点电势高于O点电势,A错误;根据同种电荷间电场 线的分布情况可知b点电势低于c点电势,B正确;根据电场线分布可知负电荷从a 到b电场力做负功,电势能增加,即该试探电荷在a点的电势能小于在b点的电势 能,C错误;同理根据电场线分布可知负电荷从c点到d点电场力做负功,电势能增 加,即该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能,D正确。
【素养训练】 1.(多选)下列关于电势高低的判断,正确的是 ( ) A.负电荷从A点移到B点时,外力做正功,A点的电势一定较高 B.负电荷从A点移到B点时,电势能增加,A点的电势一定较低 C.正电荷从A点移到B点时,其电势能增加,A点电势一定较低 D.正电荷只在电场力作用下从静止开始,由A点移到B点,A点的电势一定较高
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.几种常见电场的等势面:
【易错辨析】
(1)沿一条电场线方向上的各点,电势不可能相同。
单位 公式
伏特(V)
φ Ep q
焦耳(J) W=-ΔEp
【问题探究】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?
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】 【典例】(多选)(2020·山东等级考)真空中有两个固定的带正电的点电荷,电 荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时,仅在电场力的作 用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线,以O点为圆心的圆与连 线和垂线分别交于a、c和b、d,如图所示。以下说法正确的是( ) A.a点电势低于O点 B.b点电势低于c点 C.该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 D.该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能
( √)
(2)电场中某点的电势与Ep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。
( √)
( ×)
关键能力·合作学习
知识点一 电势的性质和计算 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。 (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。
【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。
2.(多选)如图所示,电场中有A、B两点,则下列说法中正确的是 ( ) A.电势φA>φB,场强EA>EB B.电势φA>φB,场强EA<EB C.将+q从A点移到B点,电场力做了正功 D.将-q分别放在A、B两点时具有电势能EpA>EpB
第2势 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。
1.定义:电荷在电场中某点的_电__势__能__与它的_电__荷__量__的比值,叫作该点的电势。
Ep
2.公式:φA= q 。 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_零__电__势__点__的位置有关,一般情况
q
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。 ②在两点间移动负电荷:如果电场力做负功,电势能增加, 电势降低;如果电场 力做正功,电势能减少,电势升高。 ③根据场源电荷的电场来判断。在正电荷产生的电场中,离它越近电势越高;在 负电荷产生的电场中,情况恰好相反。