电势与等势面 高一下学期物理鲁科版（2019）必修三.pptxVIP

第二章电势能与电势差

第2节电势与等势面

1.知道电势的定义方法及其公式、单位，会判断电场中两点电势的高低。

2.理解等势面的概念，会画常见电场的等势面，知道常见等势面的特点。

思考：电场的力的性质我们用场强E来描述，那么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来描述呢？能否用“电势能”呢？

q

q1

EPA

如图所示的匀强电场E，电场强度为E，取B点为零电势能点，A点距B点的距离为d。若一个带正电的试探电荷沿电场线从A点移动到B点，带不同电荷量的电荷在A点的电势能为多少？

q2

……

q3

qn

……

……

……

思考：通过表格中的数据发现这个功与电荷的多少有关，但是不能用它来表示电场某点的性质。那么用什么物理量来反映电场某点性质呢？

通过分析可知，至于A点的电荷，如果它的电荷变为原来的几倍，其电势能也变为原来的几倍，电势能与电荷量之比却是一定的。

常量与EP及q无关，即与试验电荷无关，反映电场本身的某种性质；

电势

1.定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比，叫做电场在这一点的电势，用φ表示。

2.定义式：

(计算时EP和q要代入正负号)

3.物理意义：反映电场能的性质，由电场本身的性质决定的，与是否引入电荷，以及引入电荷的电性和电量无关。

4.单位：伏特，符号为V1V=1J/C

知识点一：电势

6.电势是标量(有正负)，正值表示该点电势比零高，负值表示该点电势比零低。

5.电势具有相对性

确定电势，应先规定电场中某处的电势为零。(一般选取无穷远处或大地电势为0)

1.假如正试探电荷沿着电场线从A点移到B点,电荷的电势能如何变化?

A、B两点电势有什么关系?

电场力做正功、电势能减少φAφB

2.假如负试探电荷从A点移到B点,电势能如何变化?A、B两点电势有

什么关系?

电场力做负功、电势能增加φAφB

电势高低的判断方法

1.电场线法:沿着电场线方向电势逐渐降低。

2.场源电荷法: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。

例题：如图所示，匀强电场的电场强度为30N/C，A、B、C是电场中同一条电场线上的三个点，相邻两个点的距离均为10cm。

（1）以C点为零电势点，求A、B两点的电势；

（2）A、B、C三点中哪个点的电势最高？哪个点的电势最低？

解：已知E=30N/C，A、B间距离d1=0.1m，B、C间距离d2=0.1m。

（1）以C点为零电势点，正电荷q从A点或B点沿电场线移动距离d到C点，静电力做正功，有

W=qEd

电荷q在A点或B点的电势能Ep=W，根据电势定义，有

在地图中，常用等高线表示地势的高低

在电场的图示中，常用等势面表示电势的高低

知识点二：等势面

电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。

（1）观察等势面与电场线的疏密情况有什么特点？说明什么问题？

（2）观察等势面与电场线的的方向有什么特点？

（3）思考：在等势面上移动电荷，静电力做功有什么特点？

等势面的特点：

（1）同一等势面上移动电荷，静电力不做功；

（2）电场线跟等势面垂直；

（3）等差等势面的疏密反映电场强度的大小。

（4）不同等势面在空间不相交、不相切

几种典型的电场的等势面

等势面

图形

特点

点电荷

等量异种点电荷

以点电荷为球心的一簇球面，越往外越疏

两簇关于中垂线对称的曲面，中垂线为等势线

等势面

图形

特点

等量同种点电荷

匀强电场

形状不规则的带电导体

两簇对称的曲面，等量正电荷连线中点电势最低，中垂线上中点电势最高，等量负电荷情况相反

垂直于电场线等间距的一簇平面

不规则球面，越尖锐处越密

1.(多选)关于等势面、电场力做功和电场的关系，下列说法正确的是（）

A.在等势面上移动电荷，电场力总是不做功

B.电荷从A点移到B点，电场力做功为零，则电荷一定是沿等势面移动的

C.在同一个等势面上的各点，电场强度的大小必然是相等的

D.电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面

AD

2.如图所示的电场中有A、B两点,下列判断正确的是（）

A.电势关系为φAφB,电场强度大小关系为EAEB

B.电势关系为φAφB,电场强度大小关系为EAEB

C.将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,静电力做负功,电势能增加

D.将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点,电荷具有的电势能关系为EpAEpB

D

3.某静电场的电场线分布如图所示，图中A、B两点的电场强度大小分别为EA和EB，电势分别为φA和φB，将带电量为q的负电荷分别放在A、B两点时具有的电势能分别为EpA和EpB，则有（