第2章 第2节 电势与等势面（Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（鲁科版）

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。 　　[微点拨]　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]　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.(双选)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.(双选)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。 　　[微点拨] 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.(双选)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　由于电场线与等势面总是垂直，所以B点电场线比A点密，B点电场强度大于A点电场强度，故A正确，C错误。电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，故B错误，D正确。 3.(2025·云南高考)某介电电泳实验使用非匀强电场，该电场的等势线分布如图所示。a、b、c、d四点分别位于电势为-2 V、-1 V、1 V、2 V的等势线上，则 (　　) A.a、b、c、d中a点电场强度最小 B.a、b、c、d中d点电场强度最大 C.一个电子从b点移动到c点电场力做功为2 eV D.一个电子从a点移动到d点电势能增加了4 eV 解析：选C　根据等势面越密集电场强度越大，可知a、b、c、d中a点电场强度最大，故A、B错误；一个电子从b点移动到c点电场力做功为Wbc=-eUbc=2 eV，故C正确；一个电子从a点移动到d点电场力做功为Wad=-eUad=4 eV，电场力做正功，则电势能减小，可知一个电子从a点移动到d点电势能减小了4 eV，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $