第2章 第2节 电势与等势面（word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（鲁科版2019）

第2节　电势与等势面(强基课—逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 了解电势的含义 学考层级 1.初步形成电势、等势面的概念。 2.能在实际问题中解决与电势、等势面有关的问题。 选考层级 1.理解电势、等势面的概念，并能解决相关问题。 2.能对综合性问题进行分析和推理，并作出解释。 逐点清(一)　电势 [多维度理解] 1．定义：电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量之比。电势是标量。 2．公式：φ＝。 3．单位：在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号为V,1 V＝1 J/C。 4．电势的相对性：电场中某点的电势跟零电势位置的选取有关，常选取无穷远处或地球的电势为零。 　　　电势高低的判断方法 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 电势能判断法 对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高 电场力做功判断法 ①在两点间移动正电荷，如果电场力做正功则电势能减少，电势降低；如果电场力做负功则电势能增加，电势升高。 ②在两点间移动负电荷，如果电场力做正功则电势能减少，电势升高；如果电场力做负功则电势能增加，电势降低 [典例]　(2023·济南历城二中检测)如图所示为某电场的电场线，现将一电荷量为q＝－3.0×10－9C的负电荷从A点移到B点、从B点移到C点、从C点移到D点，电场力做功分别为WAB＝3.0×10－8 J、WBC＝1.5×10－8 J、WCD＝9.0×10－9 J。若取C点电势为零，试求A、B、D三点电势。 [解析]　A点的电势φA＝＝＝ V＝－15 V B点的电势φB＝＝＝ V＝－5 V D点的电势φD＝＝＝＝ V＝3 V。 [答案]　－15 V　－5 V　3 V [全方位练明] 1．(多选)下列关于电势高低的判断，正确的是(　 ) A．负电荷从A点移到B点时，电场力做正功，A点的电势一定较高 B．负电荷从A点移到B点时，电势能增加，A点的电势一定较低 C．正电荷从A点移到B点时，电势能增加，A点的电势一定较低 D．正电荷从A点移到B点时，电场力做正功，A点的电势一定较高 解析：选CD　根据电场力做功和电势能变化的关系，不管是对正电荷做功还是对负电荷做功，只要电场力做正功电势能就减少，只要电场力做负功电势能就增加。但是正、负电荷在电势高低不同的位置具有的电势能不同，正电荷在电势高处具有的电势能大，负电荷在电势低处具有的电势能大。所以选项C、D正确。 2．(多选)如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是(　 ) 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，电场力做正功 D．将－q分别放在A、B两点时具有的电势能EpA>EpB 解析：选BC　B处电场线较密，故场强EA<EB，沿电场线方向电势降低，故φA>φB，A错误，B正确；对正电荷，由于φA>φB，故EpA>EpB，从A点移到B点，电势能减小，电场力做正功，C正确；对负电荷，由于φA>φB，故EpA<EpB，D错误。 逐点清(二)　等势面 [多维度理解] 1．等势面 (1)定义：电场中电势相等的点构成的面。 (2)特点：由于同一电荷在等势面上任意两点的电势能相等，所以电荷在同一个等势面上运动时静电力不做功。这表明，等势面与电场线处处垂直。 2．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球面，如图中虚线所示 等量异种点电荷的电场 等势面左右对称，过两点电荷连线中点的中垂面是一个等势面，如图中虚线所示 等量同种点电荷的电场 等势面左右对称，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、间距相等且相互平行的一簇平面，如图中虚线所示 3．等势面的应用 (1)等势面能反映电场的强弱，等差等势面密的地方电场较强。 (2)电场线与等势面垂直，根据等势面可以画出电场线。 　　等势面和电场线关系的应用技巧 1．已知等势面的情况，可作等势面的垂线来确定电场线，并由“电势降低”的方向确定电场线方向。 2．已知电场线时，可作电场线的垂线来确定等势面，并由“沿电场线方向电势降低”确定等势面的电势高低。 [全方位练明] 1．判断下列说法是否正确。 (1)等势面与电场线一定相互垂直。(√) (2)同一等势面上各点的电势和电场强度都相同。(×) (3)两个等势面不可能相交。(√) 2．(多选)如图所示，弯曲实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点，则(　 ) A．A点电场强度小于B点电场强度 B．A点电场强度方向指向x轴负方向 C．A点电场强度大于B点电场强度 D．A点电势高于B点电势 解析：选AD　由于电