2.2电势与等势面 学案-2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

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（ ） A． 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 B． 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 C． 由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低 D． 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； B． 电势降低的方向一定是电场线的方向； C． 正电荷在只受电场力的作用下，一定向电势低的地方运动； D． 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Ｅ A B 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（ ） A． 场强大的地方，电势一定高 B． 场