高一物理 电势与等势面

正电荷在电势越高的点具有的电势能越大，反之越小； 负电荷在电势越高的点具有的电势能越小，反之越大。
例1
试探电荷+q1放在电场中的A点,电势能为Ep(规定无穷远处为零电势点),
A点的电势为__Eq1p__,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__Eq1p__,-q2在A点的电势能_—__q_2qE1_p_(仍规定无穷远处为零电势点)。
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，称为
该点的电势，用符号 表示。
2.定义式:
A
EPA q
比值定义法
3.单位: 伏特(V)，1 V = 1 J/C 计算时各量要代入正负号
4.标量: 无方向，有正、负、零值，正负表示电势的高低
5.电势具有相对性：确定电势,应先规定电场中的零电势点。 通常选离场源电荷无穷远处为零电势点； 在实际问题中，常选地球为零电势点。
课堂练习3 下列给出的四个图中，a、b 两点电势相等、电场强度相同的是( D )
课堂小结
1．电势：反映电场的能的性质。
（1）定义式:
A
EPA q
（2）单位：V （3）电场中某一点的电势与试探电荷无关，取决于电场本身。
2.等势面：形象描述电场
（1）定义：电场中电势相等的点所构成的面 （2）特点：与电场线处处垂直、沿等势面移动电荷电场力不做功 （3）常见几种电场的等势面
哪个点的电势最低？
解：（1）以C点为零电势点，正电荷q从A点或B点 (2)以C点为零电势点，A、B、C
沿电场线移动距离d到C点，静电力做正功，有 三点的电势分别为6V、3V、0V,
W=qEd
A B C
电荷q在A点或B点的电势能Ep=W,根据电势定义，有 故A点电势最高，C点电势最低。
Ep Ed
后升高，中点电势最低；在连线中垂面上 中点电势最高，向两侧电势降低 。
2.中垂面两侧等势面对称，都为正值。
匀强电场的等势面
匀强电场的等势面特点： 与电场线垂直、平行、等距的一簇平面
5. 等势面的用途
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，
4.几种常见电场的等势面
孤立正点电荷
孤立负点电荷
孤立正/负点电荷电场的等势面特点：
（1）一系列以点电荷为球心的同心球面（虚线），与电场线处处垂直。 （2）越靠近球心等势面越密，场强越强。 （3）选无穷远为零电势点，越靠近正电荷等势面的电势越高，正电荷周围电势
都为正值；越靠近负电荷等势面的电势越低，负电荷周围电势都为负值。
绘出电场线分布，从而对电场的电场强度和电势的分布有直观、定
性的了解。
C
E
A
a b
D
B a
b
课堂练习2 下列说法正确的是( D )
①在同一等势面上各点的电场强度必定相等 ②两等势面一定相互平行 ③若相邻两等势面间的电势差相等，则等势面密的地方电场强度大 ④沿电场强度的方向等势面的电势逐渐降低
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
等量异种电荷电场的等势面
等量同种电荷电场的等势面
等量异种电荷电场的等势面特点：
等量同种电荷电场的等势面特点：
1.沿正电荷到负电荷连线等势面的电势降低，（以两正电荷为例，无穷远处为零电势点）
连线的中垂面电势为零（无穷远为零电势点） 1.沿两正电荷连线等势面的电势先降低
2.中垂面两侧等势面形状对称， 靠近正电荷一侧电势都为正值， 靠近负电荷一侧电势都为负值。
高中物理一年级
必修三第二章第二节 电势与等势面
探究1：如何描述电场的能的性质？
+q
F
电场中 不同位置
·A
·B ·o E
d1
d2
A点
零电势能点
电荷q
q
电势能Ep
qEd1
B点
表明：电荷的电势能与场中的位置有关。
q
qEd2
探究2：能否用电势能
来描述电场的能的性质呢？
·A
+q
· · B o
d1
d2
E
电场中 不同位置
q
规律：
A E（d1 d2 ) 30 0.2V 6V
沿电场线方向电势逐渐降低
B Ed2 30 0.1V 3V
课堂练习1
试比较图示电场中A、B两点的电势高低和场强大小
· · A
B
E
A B
EA EB
方法点拨： 1、电场线的疏密表示场强大小 2、沿电场线方向电势降低 3、场强大小与电势高低没有必然联系
方法点拨：
E
' P
q 2
EP q1
q2EP q1
1、电势是反映电场的能的性质的物理量，由电场本身决定，与试探电荷q 是否存在、 电荷的正负、电荷量的大小及具到的电势能Ep都无关。
2、
A
EPA q
计算时定义式中各物理量均带符号
例2
如图所示，匀强电场的场强为30N/C,A、B、C是电场中 同一条电场线上的三个点，相邻两点的距离均为10cm。 （1）以C点为零电势点，求A、B两点的电势； （2）A、B、C三点中哪个点的电势最高？
6.理解
（1）
A
EPA q
为定义式，适用于一切电场。
（2）电势是描述电场能的性质的物理量， 场强是描述电场力的性质的物理量；
电势高低与场强大小没有必然联系。
（3）电势由电场本身的性质决定，与试探电荷q是否存在、电荷的正负、
电荷量的大小及具到的电势能Ep都无关。
（4）电势能：EPA q A
电势 反映电场的能的性质；
二、等势面
1.定义：电场中电势相等的点所构成的面，叫等势面。 2.意义：象电场线一样也用来描绘电场分布情况。
3.特点： （1）等差等势面疏密表示场强大小
为什么等势面与电场线 处处垂直呢？
（2）电荷沿等势面移动，静电力不做功， 等势面与电场线处处垂直。
（3）电场线方向由电势高的等势面 指向电势低的等势面。
+3q 3qEd1
Ed1
Байду номын сангаас
B点 q qEd2
Ed2
不同位置，Ep/q不同 Ep/q与场中位置有关
故比值Ep/q，能反映电场的能的性质。
理论和实践表明： 1、在电场中的同一点，比值Ep/q是恒定的，与q无关。
2、在电场中不同的点，比值Ep/q一般是不同的。
3、比值Ep/q能反映电场的能的性质， 这一结论也适用于非匀强电场。
电荷q
电势能Ep
A点 B点
q
qEd1
+2q
2qEd1
+3q
3qEd1
q
qEd2
表明：不能用电势能来描述电场的能的性质。
探究3：那么用什么物理量来描述电场的能的性质？
电场中 不同位置
电荷q
电势能Ep
Ep q
同一位置，Ep/q相同
q
qEd1
Ed1
A点 +2q 2qEd1 Ed1
Ep/q与试探电荷q、电势能 均无关。