2.2電勢(shì)與等勢(shì)面魯科版必修第三冊(cè)第2章

電勢(shì)能與電勢(shì)差知道什么是等勢(shì)面，理解等勢(shì)面的特點(diǎn)，了解幾種典型的等勢(shì)面理解電勢(shì)的含義，知道其定義式及單位0201難點(diǎn)重難點(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)電勢(shì)01電場(chǎng)中不同位置電荷q電勢(shì)能EpA點(diǎn)

B點(diǎn)表明：電荷的電勢(shì)能與場(chǎng)中的位置有關(guān)。qEd1qEd2E··AB·o+qd1d2F零電勢(shì)能點(diǎn)如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，取O點(diǎn)為零電勢(shì)能點(diǎn)，A點(diǎn)距O點(diǎn)的距離為d1，B到O點(diǎn)距離為d2。（1）電荷量+q的點(diǎn)電荷在A、B電的電勢(shì)能是多少？電場(chǎng)中不同位置電荷q電勢(shì)能EpA點(diǎn)

B點(diǎn)qEd1qEd2E··AB·o+qd1d2+2q2qEd1+3q3qEd1

表明：不能用電勢(shì)能來(lái)描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)。能否用電勢(shì)能來(lái)描述電場(chǎng)能的性質(zhì)？電場(chǎng)中不同位置電荷q電勢(shì)能EpA點(diǎn)B點(diǎn)

+2q+3qqEd12qEd13qEd1qEd2Ed2Ed1Ed1Ed1用什么物理量來(lái)描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)呢？

理論和實(shí)踐表明：

1.定義：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量之比，稱(chēng)為該點(diǎn)的電勢(shì)。

3.單位：伏特，符號(hào)是V。4.電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量。5.特點(diǎn)(1)相對(duì)性：電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)的高低，與所選取的零電勢(shì)點(diǎn)的位置有關(guān)。(2)標(biāo)量性：電勢(shì)是標(biāo)量，但有正、負(fù)。電勢(shì)為正值表示該點(diǎn)電勢(shì)高于零電勢(shì)，電勢(shì)為負(fù)值表示該點(diǎn)電勢(shì)低于零電勢(shì)。

答案逐漸減少φA>φB

答案逐漸增加φA>φB(3)由(1)(2)說(shuō)明什么？如何判斷兩點(diǎn)電勢(shì)的高低？答案由(1)(2)說(shuō)明，電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)的高低與試探電荷無(wú)關(guān)。沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低。ABEφA＞φB(1)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的位置電勢(shì)也為零。(

)(2)電場(chǎng)強(qiáng)度大的位置電勢(shì)不一定高。(

)(3)電勢(shì)降低的方向就是電場(chǎng)線的方向。(

)(4)某電場(chǎng)中，A點(diǎn)的電勢(shì)φA＝－3V，B點(diǎn)的電勢(shì)φB＝－4V，則φA<φB。(

)××√×1.如圖所示，a、b為同一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是A.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C.a點(diǎn)的電勢(shì)大于b點(diǎn)的電勢(shì)D.電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能√電場(chǎng)線疏密未知，故a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系不確定，故A、B錯(cuò)誤；沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低，所以a點(diǎn)的電勢(shì)大于b點(diǎn)的電勢(shì)，故C正確；由Ep＝qφ，可知電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能，故D錯(cuò)誤。2.將一正電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中的M點(diǎn)，電勢(shì)能減少了8.0×10－9J，若將另一電荷量相等的負(fù)電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中的N點(diǎn)，電勢(shì)能增加了9.0×10－9J，則下列選項(xiàng)正確的是A.φM<φN<0 B.φN>φM>0C.φN<φM<0 D.φM>φN>0√

電勢(shì)高低的判斷方法(1)電場(chǎng)線法：沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低。(2)場(chǎng)源電荷法：離場(chǎng)源正電荷越近的點(diǎn)，電勢(shì)越高；離場(chǎng)源負(fù)電荷越近的點(diǎn)，電勢(shì)越低。等勢(shì)面02在地圖中，常用等高線來(lái)表示地勢(shì)的高低在電場(chǎng)的圖示中，常用等勢(shì)線或等勢(shì)面來(lái)表示電勢(shì)的高低(5)等差等勢(shì)面密的地方電場(chǎng)較強(qiáng)，等差等勢(shì)面疏的地方電場(chǎng)較弱。1.定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。2.等勢(shì)面的特點(diǎn)(1)在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力不做功。(2)等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直，即跟電場(chǎng)強(qiáng)度的方向垂直。(3)電場(chǎng)線總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。(4)兩個(gè)不同等勢(shì)面不相交。3.四種常見(jiàn)的典型電場(chǎng)的等勢(shì)面對(duì)比（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面分布特征描述：垂直于電場(chǎng)線的一簇等間距平面（2）點(diǎn)電荷電場(chǎng)等勢(shì)面分布圖正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的等勢(shì)面負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的等勢(shì)面特征描述：以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面（3）等量點(diǎn)電荷電場(chǎng)等勢(shì)面分布圖等量異種點(diǎn)電荷的等勢(shì)面特征描述：連線的中垂面上的電勢(shì)為零等量同種電荷電場(chǎng)的等勢(shì)面特征描述：連線上，中點(diǎn)電勢(shì)最低，而在中垂線上，中點(diǎn)電勢(shì)最高。關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)，電勢(shì)相等。（3）等量點(diǎn)電荷電場(chǎng)等勢(shì)面分布圖某電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖所示，試畫(huà)出電場(chǎng)線的大致分布。若單位正電荷沿任一路徑從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力所做的功是多少？說(shuō)明理由。正電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，跟從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力所做的功是否相等？說(shuō)明理由。答案電場(chǎng)線如圖所示。因?yàn)棣誂＝φB＝10V，所以WAB＝0，同一等勢(shì)面上，任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為0，所以在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，靜電力不做功。WAC＝qφA－qφC＝q(φA－φC)＝q(10V－6V)，WBC＝qφB－qφC＝q(φB－φC)＝q(10V－6V)，所以WAC＝WBC，所以在兩個(gè)等勢(shì)面間移動(dòng)同一電荷，靜電力做的功相等。3.(多選)關(guān)于等勢(shì)面、靜電力做功和電場(chǎng)的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是A.在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，靜電力總是不做功B.電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做功為零，則電荷一定是沿等勢(shì)面移動(dòng)的C.在同一個(gè)等勢(shì)面上的各點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小必然是相等的D.電場(chǎng)線總是從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面√√在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電荷的電勢(shì)能不變，靜電力總是不做功，選項(xiàng)A正確；電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做功為零，則電荷在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能不變，A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，但是不一定是沿等勢(shì)面移動(dòng)的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在同一個(gè)等勢(shì)面上的各點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小不一定是相等的，例如在等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上各點(diǎn)電勢(shì)均為零，但是電場(chǎng)強(qiáng)度大小不一定相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電場(chǎng)線總是從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面，選項(xiàng)D正確。電勢(shì)與等勢(shì)面在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力不做功電場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直，并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面任意兩個(gè)等勢(shì)面不相交有電場(chǎng)中某點(diǎn)位置決定，反映電場(chǎng)能的性質(zhì)與檢驗(yàn)電荷的電荷量，電性無(wú)關(guān)定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值定義式：電勢(shì)等勢(shì)面物理意義

1.如圖所示的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，下列判斷正確的是(

)A.電勢(shì)關(guān)系為φA>φB，電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系為EA>EBB.電勢(shì)關(guān)系為φA<φB，電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系為EA<EBC.將電荷量為q的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大D.將電荷量為q的負(fù)電荷分別放在A、B兩點(diǎn)，電荷具有的電勢(shì)能關(guān)系為EpA<EpB課堂練習(xí)解析由題圖可知，B點(diǎn)的電場(chǎng)線密，A點(diǎn)的電場(chǎng)線疏，因此B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大，即EA<EB；沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)逐漸降低，由題圖可知φB<φA，故A、B錯(cuò)誤；將電荷量為q的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故C錯(cuò)誤；將電荷量為q的負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，則EpB>EpA，故D正確。答案

D2.下列關(guān)于等勢(shì)面的說(shuō)法正確的是(

)A.電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)，由于不受電場(chǎng)力作用，所以說(shuō)電場(chǎng)力不做功B.在同一個(gè)等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等C.兩個(gè)不等電勢(shì)的等勢(shì)面可能相交D.若相鄰兩等勢(shì)面的電勢(shì)差相等，則等勢(shì)面的疏密程度能反映場(chǎng)強(qiáng)的大小

解析等勢(shì)面由電勢(shì)相等的點(diǎn)組成，等勢(shì)面處的電場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直，因此電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力不做功，但并不是不受電場(chǎng)力的作用，A錯(cuò)誤；等勢(shì)面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小不一定相等，不等電勢(shì)的等勢(shì)面不可能相交，B、C錯(cuò)誤；等差等勢(shì)面的疏密反映場(chǎng)強(qiáng)的大小，D正確。

答案D3.把q1

=4×10-9C的試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn)，q1具有電勢(shì)能6×10-8J；求：(