2018-2019学年鲁科版高中物理选修3-1（课件+教师用书+学业分层测评）：第2章 第2节　电势与等势面 (3份打包)

第2节　电势与等势面 学 习 目 标 知 识 脉 络(教师用书独具) 1．知道电势的概念，知道电势是反映电场的能的性质的物理量．(难点) 2．知道电势与电势能一样，具有相对性；能正确区分电势、电势能和电场强度．(重点、难点) 3．知道等势面的概念，掌握等势面的特点，并记住几种典型电场的等势面的分布情况．(重点) 4．了解尖端放电现象. [自 主 预 习·探 新 知] [知识梳理] 一、电势 1．概念：电荷在电场中某点的电势能跟电荷量的比值，叫作该点的电势． 2．公式和单位：电势的定义公式为φ＝，国际单位是伏特，符号是V. 3．相对性：电势也是相对的，常取离场源电荷无穷远处的电势为零，大地的电势为零．电势可以是正值，也可以是负值，没有方向，因此是标量． 4．与电场线关系：沿电场线的方向电势降低． 二、等势面 1．定义：电场中电势相等的点构成的面． 2．性质 (1)在同一等势面上移动电荷，电场力不做功． (2)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． 3．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球面，如图中虚线所示 等量异 种电荷 的电场 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 种电荷 的电场 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的、间距相等且相互平行的一簇平面，如图所示 三、尖端放电 1．定义：带电较多的导体，在尖端部位，场强可以大到使周围空气发生电离而引起放电的程度，这就是尖端放电． 2．应用：避雷针是利用尖端放电的原理来防止雷击的，它的作用是可以中和云层中的部分电荷，更主要的是把云层中的电荷引入地下． [基础自测] 1．思考判断 (1)沿一条电场线方向上的各点，电势不可能相同．(√) (2)电场中某点的电势与Ep成正比，与q成反比．(×) [提示]　电场中某点电势仅与电场本身相关，与q无关． (3)电势与电场强度无任何关系．(√) (4)电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功．(×) [提示]　在等势面上移动时，力与位移垂直，故不做功． (5)等势面上各点电势、场强均相同．(×) [提示]　场强是矢量，电场强度不一定相同． (6)电场线与等势面垂直．(√) (7)因为沿电场线方向电势降低，所以电势降低的方向就是电场线的方向．(×) [提示]　电势降低的方向不一定是电场线方向． (8)正电荷具有的电势能越大，其所处位置的电势越高．(√) 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从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．电势是描述电场能的性质的物理量 ABD　[由电势的定义可知选项A正确；电势是相对的，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，它是描述电场能的性质的物理量，故选项D正确．] 3．下列关于等势面的说法，正确的是(　　) 【导学号：46242061】 A．电荷在等势面上移动时，由于不受电场力作用，所以说电场力不做功 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．电场线总是跟等势面垂直 D　[等势面由电势相等的点组成，等势面上过任意一点的电场线总跟等势面垂直，因此电荷在等势面上移动时，电场力不做功，但并不是不受电场力的作用，选项A错误，D正确；等势面上各点场强大小不一定相等，不等电势的等势面不可能相交，选项B、C错误．] 下列给出的四个图中，a、b两点电势相等、电场强度相同的是(　　) D　[选项A中，a、b两点的场强相同，但a、b两点的电势不相等；选项B中，a、b两点的电势相等，但a、b两点的场强方向不同；选项C中，a、b两点的电势相等，但a、b两点的场强方向相反；选项D中，a、b两点电势相等、电场强度也相同，故选项D符合题意．] [合 作 探 究·攻 重 难] 电势概念及电势高低的判断方法 1．电势的理解 (1)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，常选取无限远处或大地的电势为零． (2)电势的固有性：电势φ＝是定义式，φ的大小由电场本身决定，与试探电荷、电荷的电性、电荷量均无关． (3)电势是标量：一般选无穷远处或大地处电势为零．正值表示该点电势高于零电势，负值表示该点电势低于零电势．正、负只表示大小，不表示方向． 2．电势高低的判断方法 判断角度 判断方法 场源电荷正负法 取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为