内容正文:
第2章 电势能与电势差
物理·选修3-1(LK)
菜 单
第2节 电势与等势面
[学习目标]
1.理解电势的概念,并会判断电势的高低。
2.知道什么是等势面,理解等势面的特点。
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菜 单
电势能
电荷量
伏特
V
标量
降低
课前预习·落实基础
一、电势
1.定义:电荷在电场中某一点的___________与它的____________的比值。
2.公式:φ=eq \f(Ep,q),单位:_____;符号:___。
3.矢标性:电势是______,仅有大小没有方向。
4.与电场线关系:沿着电场线方向电势逐渐_____。
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电势相同
不做功
垂直
二、等势面
1.定义:电场中___________的点构成的面。
2.等势面的特点
(1)在同一等势面内任意两点间移动电荷时,静电力____________。
(2)在空间没有电荷的地方两等势面不相交。
(3)电场线跟等势面__________,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
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密集
稀疏
尖端
电离
尖端放电
(4)在电场线_______的地方,等差等势面密集。在电场线_________的地方,等差等势面稀疏。
三、尖端放电
1.尖端放电:带电较多的导体,在_______部位,场强可以大到使周围的空气发生_______而引起放电的程度,这就是尖端放电。
2.应用:避雷针是应用______________的原理来防止雷击造成危害的。
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×
×
√
×
√
×
√
[自主诊断]——判正误
(1)沿电场线方向电势能降低。( )
(2)同一电荷,在电势高的地方电势能大。( )
(3)不同的电荷在电场中的同一点具有不同的电势能。( )
(4)电场线可以和等势线重合。( )
(5)沿等势面移动电荷时静电力不做功。( )
(6)孤立的点电荷的等势面是以点电荷为球心的球面。( )
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课堂互动·突破考点
考点一 对电势的理解和电势高低的判断
1.对电势的理解
(1)电势的相对性:电势是相对的,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是表示电场能的性质的物理量,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试探电荷、电荷的电性、电荷量均无关。
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(3)电势的标量性:在规定了电势零点后,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,电势的正、负只表示大小,不表示方向。
2.电场中两点电势高低的判断方法
(1)电场线判断法
沿电场线方向,电势越来越低。
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(2)场源电荷判断法
离场源正电荷越近的点,电势越高;离场源负电荷越近的点,电势越低。
(3)做功判断法
电场力对正电荷做正功,电荷从高电势点向低电势点移动;电场力对负电荷做正功,电荷从低电势点向高电势点移动。反之,电场力对正电荷做负功,电荷从低电势点向高电势点移动;电场力对负电荷做负功,电荷从高电势点向低电势点移动。另外,如果把电荷从一点移到另一点,电场力做功为零,则这两点电势相等。
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(4)根据公式Ep=qφ判断
设φA>φB,当q>0时,qφA>qφB,即EpA>EpB;当q<0时,qφA<qφB,即EpA<EpB。
可总结为:正电荷在电势高的地方电势能大,在电势低的地方电势能小;负电荷在电势高的地方电势能小,在电势低的地方电势能大。
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●对点训练
1.(多选)如图2-2-1所示,电场中有A、B两点,则下列说法中正确的是
图2-2-1
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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两点时具有的电势能EpA>EpB
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答案 BC
解析 B点处电场线较密,故场强EA<EB,沿电场线方向电势降低,故φA>φB,选项A错误,选项B正确;对正电荷,由于φA>