2.2电势与等势面 学案

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EpA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EpA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。
例题2．关于电势和电势能的关系，下列各种说法中正确的是（　　）
A．某点电势高，说明该点电势能大；
B．电荷具有的电势能是描述电场的能的性质的物理量；
C．若带电粒子在电场中移动，电势能减小，则电势一定降低；
D．负电荷在电场中无初速度，只在电场力作用下运动，电势能一定减少，同时它一定是从电势低处移向电势高处。
例题3．请分别举例回答下列问题：
（1）电场强度大的地方，是否电势就高？电势高的地方是否电场强度就大？
（2）电场强度为零的地方电势是否一定为零？电势为零的地方电场强度是否一定为零？
（3）带正电的物体的电势是否一定是正的？电势等于零的物体是否一定不带电？
（4）电场强度大小相等的地方电势是否相等？等势面上电场强度的大小是否相等？
类型二：等势面
例题4．关于等势面，正确的说法是（ 　）
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
类型三：结合轨迹的动力、功能综合分析
例题5．如图所示，有一带电粒子沿曲线AB在一匀强电场中运动，虚线a，b，c,d为电场中的等势面，且Φa＞Φb＞Φc＞Φd，粒子在A点初速度Vo的方向与等势面平行．不计粒子的重力，下面说法正确的是（ ）
A．粒子带正电
B．粒子在运动中电势能逐渐减少
C．粒子在运动中动能逐渐减少
D．粒子的运动轨迹为半边抛物线
【巩固训练】
1．关于电势下列说法正确的是（ ）
电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到零势能点时，电场力所做的功
电场中某点的电势与零电势的选取有关，但两点间的电势之差与零电势点的选取无关
由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低
电势是描述电场能的性质的物理量
2．关于电势的高低，下列说法正确的是（ ）
A．沿电场线方向电势逐渐降低；
电势降低的方向一定是电场线的方向；
正电荷在只受电场力的作用下，一定向电势低的地方运动；
负电荷在只受到电场力的作用下，由静止释放，一定向电势高的地方运动
3．如图所示，一电荷只在电场力的作用下从Ａ点运动的Ｂ点，下列说法正确的是( )
A、电场力一定做正功 B、电场力一定做负功
C、Ａ点的电势比Ｂ点高 D、电荷一定做加速运动
4．下列说法正确的是（ ）
场强大的地方，电势一定高
场强大小相同的点电势一定相同
场强为零的地方电势一定为零
电势为零的地方，场强可能不为零
5．有一电场的电场线如图所示，场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用、和、表示，则（ ）
A. ＞ ＞ B. ＞ ＜
C. ＜ ＞ D. ＜ ＜
6．取无穷远处电势为零，则两个等量异种电荷连线中点的电势（ ）
A．大于零 B．等于零 C．小于零 D．无法判断
7．下列关于电势高低的判断正确的是（ ）
A．正电荷从A点移到B点，电势能增加，A点电势一定低
B．正电荷只在电场力的作用下从A点移到B点，A点电势一定较高
C．负电荷从A点移到B点，外力做正功，A点电势一定较高
D．负电荷从A点移到B点，电势能增加，A点电势一定低
8．一个点电荷，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两点的场强一定相等； B．该点电荷一定沿等势面移动；
C．作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的； D．a、b两点的电势一定相等。
9．点电荷-Q形成的电场中A、B两点的电势分别为、，取无穷远处电势为零，则下列判断正确的是（ ）
A．＞＞0 B．＜＜0
C．＞＞0 D．＜＜0
10．关于等量异种电荷形成的电场，下列说法中正确的是（ ）
A．两电荷连线的中垂线为一等势线，且其电势与无穷远处相同
B．两电荷连线的中垂线为一等势线，但其电势小于无穷远处的电势
C．带电粒子由两电荷的中垂线的任意点，沿任何路径移到无穷远处，电场力一直不做功
D．带电粒子由两电荷的中垂线的任意点，沿任何路径移到无穷远处，电场力所做总功为零
11．如图所示，Q1和Q2是两个固定的负点电荷，在它们的连线上有a、b、c三点，其中b点的合场强为零，现将另一正点电荷q由a点沿连线移动到c点，在移动的过程中，点电荷q的电势能变化是（ ）
A、不断减少 B、不断增加
C、先增加后减少 D、先减少后增加
12．如图所示，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（ ）
A、b点的电势高于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
13．一带负电的粒子q＝－2.0×10-9C在静电场中由A点运动到B点。这一过程中，除电场力外，其他力做的功为6.0×10-5J，粒子的动能增加了8.0×10-5J。从C点移到B点电场力做功为－4.0×10-5J。取A点为零势能点，求B点的电势φB和C点的电势φC 。
参考答案：
例1 300V 例2 D 例3 （1）否 否 （2）否 否 （3）否 否 （4）否 否
例4 CD 例5 BD
巩固训练
1.ABD 2.AD 3.C 4.D 5.D 6.B 7.A 8.D 9.B 10.AD 11.C 12.BC
13. φB= 10000v
φC=30000V
2021-2022学年高二物理学案（鲁科版2019必修三） 班级 姓名___________ 学号______________