第2章 第2节 电势与等势面(课件)-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理必修第三册（鲁科版2019）

1.定义:电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量之比。 2.定义式:φ= 。 3.单位:国际单位制中,电势的单位是伏特,符号是V,1 V=1 J/C。 4.标矢性:电势是标量,只有大小,没有方向,但有正、负之分,同一电场中电势为正表示比零电 势高,电势为负表示比零电势低。 5.电势的相对性:电场中各点的电势值与所选取的零电势点位置有关,一般情况下选距离场源 电荷无穷远处或地球为零电势点。 6.电势的固定性:电势是表示电场中某点电场能性质的物理量,仅与电场本身有关,与电势能 第2节 电势与等势面 知识 清单破 知识点 1 电势 第2章 电势能与电势差 第1讲　描述运动的基本概念 的值及试探电荷的电荷量、电性均无关。类似于电场强度定义式E= ,φ= 也是比值定义式。 7.电势与电场线的关系:沿着电场线的方向电势逐渐降低。 第2章 电势能与电势差 第1讲　描述运动的基本概念 1.定义:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。 2.特点 (1)在同一等势面上移动电荷,电场力不做功。 (2)等势面是虚拟的,是为描述电场能的性质而假想的面。 (3)通常使相邻两等势面电势的差值相等,等势面密的地方电场较强,等势面疏的地方电场较弱。 (4)电场线跟等势面一定垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 知识点 2 等势面 第2章 电势能与电势差 第1讲　描述运动的基本概念 1.沿着电场线的方向电势一定降低。 (　    ) 2.等势面上各点的电势相等,同一电荷在同一等势面上的电势能不变。 (　    ) 3.电荷处在电势越高的地方,其电势能越大。 (　    ) 4.电场强度为零的地方,电势一定为零,电势为零的地方,电场强度也为零。 (　    ) 5.等差等势面的疏密表示电场强度的大小。 (　    ) 知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。 √ √ ✕ 正电荷在电势越高的地方其电势能越大;但对于负电荷,在电势越高的地方其电势能反而越小。 提示 ✕ 电场中各点的电势与所选取的零电势点位置有关。 提示 √ 第2章 电势能与电势差 第1讲　描述运动的基本概念 讲解分析 比较电场中两点电势高低的方法 (1)电场线法: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)电势能判断法:由φ= 知,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。 疑难 情境破 疑难1 电势高低的判断 第2章 电势能与电势差 第1讲　描述运动的基本概念 情境探究 　　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不 同。 疑难2 对等势面的理解及应用 第2章 电势能与电势差 第1讲　描述运动的基本概念 问题1 能不能用与地理中的等高线类似的方法表示电场中各点的电势分布情况? 提示    能。电场中各点的电势一般不同,但也有许多点的电势是相同的。我们把电场中电势 相同的点构成的面叫做等势面。 问题2 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    在同一等势面上移动电荷时,电势能不变,所以静电力不做功。 问题3 电场线与等势面方向如何? 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。 问题4 沿着电场线方向等势面的电势如何变化? 提示    因为沿电场线方向电势越来越低,所以电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。 第2章 电势能与电势差 第1讲　描述运动的基本概念 讲解分析 1.等势面的特点 (1)在等势面内的任意两点间移动电荷,电场力不做功。 (2)在空间中两等势面不相交。 (3)电场线总是和等势面垂直,且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。 (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。 (5)等势面是为了描述电场的性质而假想的面。 (6)等势面的分布与零电势点的选取无关。 第2章 电势能与电势差 第1讲　描述运动的基本概念 2.等势面的应用 (1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低。 (2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况。 (3)由于等势面和电场线垂直,若已知等势面的形状分布,可以绘制电场线,从而确定电场的大 体分布。 (4)由等差等势面的疏密,可以定性地确定某点场强的大小。 第2章 电势能与电势差 第1讲　描述运动的基本概念 讲解分析 1.常见电场的电场线及等势面分布 (1)点电荷电场的电场线及等势面 疑难3 常见典型电场的电场线和等势面及其综合应用 第2章 电势能与电势差 第1讲　描述运动的基本概念 等势面及电势特点: ①点电荷的等势面是以点电荷为球心的一组同心球面。 ②相邻等势面间电势差相等时,离球心越远等势面越稀疏。 ③在点电荷的电场中,越靠近正的场源电荷电势越高,负的场源电荷则相反。 ④取无限远处电势为零时,正场源电荷的电场中各点电势都是大于零的,负场源电荷的电场 中各点电势都是小于零的。 易错警示    对于任意形状带电体形成的电场,在越靠近带电体处,等势面的形状越接近带电 体外表面的形状;离带电体越远的等势面越接近于球面(当分析无穷远处电场特点时,带电体 可视为点电荷)。 第2章 电势能与电势差 第1讲　描述运动的基本概念   等势面特点: ①匀强电场的等势面是一簇垂直于电场线的平面。 ②匀强电场的等差等势面是互相平行、间距相等的平面。 (3)等量异种点电荷的电场线及等势面 (2)匀强电场的电场线及等势面 第2章 电势能与电势差 第1讲　描述运动的基本概念     等势面特点:两簇对称的曲面。 第2章 电势能与电势差 第1讲　描述运动的基本概念 电势分布特点:两电荷连线上,中心O点电势为零,由负电荷到正电荷电势逐渐升高;连线的中 垂线上,各点电势相等,均为零。 (4)等量同种点电荷的电场线及等势面   第2章 电势能与电势差 第1讲　描述运动的基本概念        等势面特点:两簇对称的曲面。 电势分布特点:两电荷连线上,中心O点电势最低,但不为零;关于O点对称的任意两点电势相 等,且高于O点电势。连线的中垂线上,中心O处电势最高,由O点到无限远,电势一直降低,关 于O点对称的任意两点电势相等。 第2章 电势能与电势差 第1讲　描述运动的基本概念 典例 如图所示,金属板带有等量异种电荷,板间某一竖直平面内电场线的分布如实线所示【1】, 已知该平面内P、O连线为等势线,且与电场线上两点M、N的连线垂直【2】。一带电油滴在O 点处于静止状态【3】。则(　    )   A.若将油滴置于P处,仍能静止 B.若将油滴从M处释放,将沿电场线运动至N处 C.M点的电势一定比N点的高 D.油滴在M点的电势能一定比在N点的小 D 第2章 电势能与电势差 第1讲　描述运动的基本概念 信息提取    【1】电场线的疏密表示场强大小,据此判断P、O两点电场强度的大小关系。 【2】P、O两点电势相等,M、N两点电势不相等。 【3】带电油滴在O点所受合力为零。 思路分析    解答本题三步走: 第2章 电势能与电势差 第1讲　描述运动的基本概念 解析    带电油滴在O点处于静止状态,说明在O点其所受的电场力与重力大小相等、方向相 反;由电场线的分布可知,P点的电场强度大于O点的电场强度,即EP>EO,则带电油滴在P点所 受的电场力大于重力,若将油滴置于P处,油滴不会处于静止状态,A错误。带电油滴受到重力 和电场力的作用,重力与电场力的合力的方向时刻在变化,根据物体做曲线运动的条件可知, 油滴不会沿电场线运动到N处,B错误。沿着电场线的方向电势逐渐降低,由于电场线的方向 未知,故M、N点电势高低也是未知的,C错误。若油滴带负电,则上极板带正电,φM>φN,根据Ep= φq可知EpM<EpN;若油滴带正电,则上极板带负电,φM<φN,同理可知EpM<EpN,D正确。 第2章 电势能与电势差 第1讲　描述运动的基本概念 $$