(教用word)第2章 第2节 电势与等势面-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册(鲁科版2019)

第2节　电势与等势面 学业要求＋核心素养 1．知道电势的概念，知道电势和电场强度是反映电场性质的两个物理量。(物理观念) 2．知道等势面的概念，能画出常见电场的等势面。(物理观念) 3．会处理电场线、等势面的综合问题。(科学思维) 一、电势 1．基础梳理 (1)电势：电荷在电场中某点的电势能跟它的电荷量之比，称为该点的电势。 (2)公式：φ＝。 (3)单位：伏特，符号：V，1 V＝1 J/C。 (4)标矢性：标量。 (5)相对性：跟电势能一样，首先要规定电场中电势为零的位置(零电势点)，然后才能确定各点的电势值。 (6)通常选距离场源电荷无穷远处为零电势点，在实际问题中，也常常选地球为零电势点。 2．尝试探究 有一个电场强度为E的匀强电场(如图)，取电荷在C点的电势能为零。 (1)在电场中A点有一正电荷q，与C点的距离为d，则q在A点电势能为多少？ 提示：把正电荷q从A点移到C点，电场力做的功W1＝qEd，由电势能的定义可知，q在A点的电势能为qEd。 (2)如果把放入的电荷改为2q或4q，则点电荷在A点电势能为多少？ 提示：正点电荷2q在A点的电势能为2qEd,4q在A点的电势能为4qEd。 (3)分析该案例得出的结论是什么？上述结论对非匀强电场是否适用？ 提示：从以上分析可知，电势能与电荷量的比值是一个与电荷本身无关的量；而且当d不同时这个比值也是不同的，又可以体现同一电场的不同点电荷具有电势能的能力不同的性质。电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，称为该点的电势，即φ＝。上述结论对匀强电场、非匀强电场都适用。 二、等势面 1．基础梳理 (1)等势面：电场中电势相等的点构成的面称为等势面。 (2)特点：电荷在等势面上移动时静电力不做功。 2．尝试探究 地理中用等高线表示地势的高低。研究某地区的等高线分布图就可以知道该地区的地势高低分布情况。电势是从能量角度描述电场的一个重要物理量，电场中不同位置的电势一般不同。 (1)类比地图上的等高线，在同一等势面上的任意两点间移动电荷时静电力是否做功？ 提示： (2)电场线与等势面方向关系如何？ 提示：静电力方向与等势面垂直，如果不垂直，电场强度就有一个沿着等势面的分量，在等势面上移动电荷时静电力就要做功，所以等势面一定跟电场线垂直。 (3)怎样根据电场线判断电势的高低？ 提示：沿电场线方向，电势越来越低。 (4)如图所示为形状不规则带电导体附近的电场线(实线)和等势面(虚线)。比较A、B两点电场线的疏密和等势面的疏密有什么关系？ 提示：电场线越密集的地方，等势面越密集，电场强度越大。 (5)在下图中画出匀强电场的等势面。 提示：如图中虚线所示。 1．判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电场中某点的电势与Ep成正比，与q成反比。 (×) 提示：电势反映电场自身的性质，不受电荷在电场中的电势能与电荷量的影响。 (2)电势高低与电场强度无关。 (√) (3)电场线与等势面垂直。 (√) 2．(多选)关于电势，下列说法正确的是(　　) A．电场中某点的电势，其大小等于单位正电荷由该点移动到零电势点时，电场力所做的功 B．电场中某点的电势与零电势点的选取有关 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．电势是描述电场的能的性质的物理量 ABD　由电势的定义可知选项A正确；由于电势是相对量，电势的大小与零电势点的选取有关，故选项B正确；虽然电势是相对的，但电势的高低是绝对的，因此选项C错误；电势与电势能相联系，它是描述电场的能的性质的物理量，故选项D正确。 3．关于等势面的说法，正确的是(　　) A．电荷在等势面上移动时，由于不受电场力作用，所以电场力不做功 B．在同一个等势面上各点的场强大小相等 C．两个不等电势的等势面可能相交 D．若相邻两等势面的电势差相等，则等势面的疏密程度能反映场强的大小 D　电荷在等势面上移动时，静电力与等势面垂直，静电力不做功，选项A错误；在同一等势面上各点的电势相等，但场强大小不一定相等，选项B错误；等差等势面越密的地方，电场越强，选项D正确；等势面相交处其电势相等，故不等电势的等势面不可能相交，选项C错误。 4．某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为φP和φQ，则(　　) A．EP>EQ，φP>φQ B．EP>EQ，φP<φQ C．EP<EQ，φP>φQ D．EP<EQ，φP<φQ A　题图中P点电场线密，电场强度大，EP>EQ，沿电场线的方向电势逐渐降低，φP>φQ。 　　 　　　对电势的理解及电势高低的判断 如果把电荷量为q＝1.0×10－8 C的电荷从无限远处移到电场中的A点，需要克服静电力做功W＝1.2×10－4 J，那么： (1)q在A点的电势能和A点的电势各是