第2章 第2节 电势与等势面-2020-2021学年高中物理选修3-1【导学教程】同步辅导（鲁科版）word

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。[来源:学科网] 一、电势[来源:Z。xx。k.Com] 1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。 2．公式：φ＝，单位：伏特；符号：V。 3．矢标性：电势是标量，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降低。 二、等势面 1．定义：电场中电势相同的点构成的面。 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，静电力不做功。 (2)在空间没有电荷的地方两等势面不相交。 (3)电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 (4)在电场线密集的地方，等差等势面密集。在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏。 三、尖端放电 1．尖端放电：带电较多的导体，在尖端部位，场强可以大到使周围的空气发生电离而引起放电的程度，这就是尖端放电。 2．应用：避雷针是应用尖端放电的原理来防止雷击造成危害的。 [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。(√) 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。 (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。 (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。 (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。 ●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 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 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＞φB，故EpA＞EpB，从A点到B点，电势能减小，电场力做正功，选项C正确；对负电荷，φA＞φB，EpA＜EpB，选项D错误。 答案　BC[来源:Z+xx+k.Com] 2．(多选)如图2－2－2所示，是某电场中的一条直电场线，一电子从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，下列有关该电场的判断正确的是 图2－2－2 A．该电场一定是匀强电场 B．场强Ea一定小于Eb C．电子具有的电势能Epa一定大于Epb D．电势φa一定低于φb 解析　我们可以根据电场线的疏密程度来判断场强大小，因为题目中只有一条电场线，所以无法比较场强大小，选项B错误；电场线为直线的电场不一定是匀强电场，所以选项A错误；由于电子仅在电场力作用下从静止开始运动，所以电场力做正功，电势能减少，选项C正确；电子由静止释放，仅在电场力作用下从a向b运动，可判断电场线方向从b向a，沿着电场线方向电势降低，所以选项D正确。 答案　CD[来源:学§科§网] 考点二　等势面的理解及应用 1．几种常见电场的等势面 电场 等势面的特点 图示 点电荷的电场 等势面是一系列以点电荷为球心的同心圆如图中虚线所示 等量异种电 荷的电场 左右对称，过两点电荷连线中点的垂直面是一个等势面，如图中虚线所示 等量同种电 荷的电场 左右对称，以正电荷为例，如图中虚线所示 匀强电场 等势面是与电场线垂直的、