电势与等势面ppt课件.ppt

1、第 2 节 电势与等势面,理解教材新知,把握热点考向,应用创新演练,第2章 电势能与电势差,知识点一,知识点二,考向一,考向二,随堂基础巩固,课时跟踪训练,知识点三,1.电荷在电场中某点的电势能跟电荷 量的比值，叫做该点的电势。 2电场中某点的电势在数值上等于单 位正电荷在该点所具有的电势能。 3电场中各点电势的值可正、可负， 可为零，既与产生电场的电荷有关，也与零电势位置的选择有关。,4电场中电势相等的点构成的面叫做 等势面。电场线和等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。,自学教材,1电势 (1)定义：电场中某点的电势就是电荷在该点的 与 的比值。 (2)公式： 。 (3)单位：国际单位制中，电势的单位是 ，符号是V,1 V1 。,电势能,电荷量,Ep/q,伏特,焦耳/库仑,2性质 (1)相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的 的位置有关，一般情况下取无穷远或地面为 位置。 (2)矢标性：电势是标量，只有大小，没有 ，但电势有 。,零参考点,零势点,方向,正负,重点诠释,(3)根据场源电荷判断：若以无穷远处电势为零，则正点电荷周围各点电势为正，且离正点电荷越近，电势

2、越高；负点电荷周围各点电势为负，且离负点电荷越近，电势越低。,2电势与电势能的比较,3.电势和电场强度的比较,1下列关于电势高低的判断，正确的是 ( ) A负电荷从A移到B时，电场力做正功，A点的电势一定较高 B负电荷从A移到B时，电势能增加，A点电势一定较低 C正电荷从A移到B时，电势能增加，A点电势一定较低 D正电荷只在电场力作用下从A移到B，A点电势一定较高,解析：由A到B，电场力对负电荷做正功，说明负电荷逆着电场线运动，电势升高，即BA，A错；电势能增加，电场力做负功，负电荷应是顺着电场线运动，电势降低，即AB，B错；电势能增加，电场力做负功，正电荷应是逆着电场线运动，电势升高，即BA，C对；D项无法比较电势，故D错。 答案：C,自学教材,1等势面 (1)定义：电场中电势 的点构成的面。 (2)特点：由于在等势面上电荷受到的电场力跟等势面 ，所以电荷在同一个等势面上运动时电场力 。,相等,垂直,不做功,2几种常见电场的等势面 (1)点电荷电场的等势面，如图221中虚线所示。,(2)等量异种电荷的电场的等势面，如图222甲，过两点电荷连线中点的 是一个等势面。,中垂面,图222,

3、(3)等量同种电荷的电场的等势面，如图222乙。 (4)匀强电场的等势面，是与电场线垂直的，间隔 且相互 的一簇平面，如图223所示。,相等,平行,图223,重点诠释,1等势面的特点及其理解 (1)在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功。因为等势面上各点电势相等，电荷在同一等势面上各点具有相同的电势能，所以在同一等势面上移动电荷电势能不变，即电场力不做功。,(2)等势面一定跟电场线垂直，即跟场强的方向垂直。 假如不是这样，场强就有一个沿着等势面的分量，这样在等势面上移动电荷时电场力就要做功。但这是不可能的，因为在等势面上各点电势相等，沿着等势面移动电荷时电场力是不做功的。所以场强一定跟等势面垂直。,(3)沿着电场线方向电势越来越低。可见，电场线不但跟等势面垂直，而且是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。 (4)等势面不相交。 如果两个等势面相交，说明相交处的电场线有两条，即该处的电场强度方向有两个，这是不可能的，所以等势面不会相交。,2等势面的应用 (1)利用等势面可以知道电场中各点的电势高低，可以形象地描述电场具有的能的性质。 (2)利用等势面可以描绘出电场线。 实际中

4、，测量电势比测定电场强度更容易，所以常用等势面研究电场。先测绘出等势面的形状和分布，再根据电场线与等势面相互垂直，绘出电场线分布，这样就知道了所研究的电场。 (3)等差等势面的疏密反映了电场强弱。,图224,2如图224所示，虚线a、b、c是 电场中的三个等势面，相邻等势面 间的电势差相同，实线为一个带正 电的质点仅在电场力作用下，通过 该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是 ( ),A三个等势面中，等势面a的电势最高 B带电质点一定是从P点向Q点运动 C带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小 D带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小,解析：先画出电场线，再根据速度、合力和轨迹的关系，可以判定：质点在各点受的电场力方向是斜向左下方。由于是正电荷，所以电场线方向也沿电场力斜向左下方。 答案：D,自学教材,1定义 带电较多的导体，在 部位，场强大到使周围空气发生 而引起 的现象。,尖端,电离,放电,2尖端放电的应用和防止 (1)应用：避雷针是利用 的原理来防止雷击的，它的作用是可以 云层中的部分电荷，更主要的是把云层中的 引入地下。 (2)防止：尖端放电会导致高压设备

5、上的电能的损失，所以高压设备中导体的表面做得尽可能地光滑。,尖端放电,中和,大量电荷,重点诠释,避雷针的原理 雷雨天气里云层带电，有的云层靠地面很近，受其影响，地面带异种电荷，这些电荷主要分布在地表的尖端高大物体上，如高大建筑物、大树等物体上，当电荷积累到足够多时，云层与建筑物间产生强烈的火花放电，这就是雷击，在建筑物上安装尖状的避雷针，可利用避雷针不断放电，避免电荷积累过多，避免雷击。,3关于避雷针的下列说法中正确的是 ( ) A制做避雷针要选用绝缘性能好的材料 B避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地 C为了美观通常把避雷针顶端设计成球形 D避雷针安装在高大建筑物的顶端，而不必接地,解析：带电云层靠近建筑物时，会在建筑物上感应出异种电荷，在云层与建筑物之间形成电场。当电荷积累到一定程度时，会发生强烈放电现象，可能发生雷击。如果建筑物安装了避雷针，云层中积聚的电荷会通过避雷针导入大地，逐渐中和云层的电荷，保护建筑物，使其免遭雷击。避雷针应选用导体材料，所以选B。 答案：B,图225,例1 (2012泉州高二检测)图 225中K、L、M为静电场中的3个相 距很近的等势面(K、M之间无电

6、荷)。一 带电粒子射入此静电场中后，沿ab cde 轨迹运动。已知电势KLM，且 粒子在ab段做减速运动。下列说法中正确的是( ),A粒子带负电 B粒子在bc段做加速运动 C粒子在a点与e点的速度大小相等 D粒子从c点到d点的过程中电场力做负功 思路点拨 电场线与等势面垂直，粗略画出电场线，由运动轨迹弯曲方向可知带电粒子受力方向，再分析电场力做功的正负，判断粒子的速度、动能及电势能的变化。,解析 由带电粒子的运动轨迹可知，粒子所受电场力指向轨迹的凹侧。画出过a、b、c、d、e各点的电场线，因KLM，可知粒子带正电，选项A错误；粒子由b到c的过程中，电场力做负功，速率减小，选项B错误；由于a、e两点电势相等，粒子在a、e两点的电势能相等，由能量守恒定律知，粒子在a、e两点的动能相等，速度大小相等，选项C正确；粒子从c点到d点的过程中电场力做正功，选项D错误。 答案 C,(1)利用电场线与等势面垂直的特点，可以根据等势面的形状画出电场线，如果已知等势面电势的高低关系，可以确定电场线的方向。 (2)带电粒子做曲线运动时，运动轨迹总是弯向粒子受力的方向，从而可以根据运动轨迹的形状判断粒子受到的

7、电场力的方向，进而可以得知电场力做功的情况及粒子的速度、动能和电势能的变化情况。,图226,1如图226所示，虚线为某个点 电荷电场的等势面，现有两个带电 粒子a、b(不计重力)，以相同的速 率从同一点A出发，沿不同路径分别 到达B、C点。根据图示情况可以得知 下列判断错误的是 ( ),A两个粒子电荷量一定相等 B两个粒子的电性一定相反 C粒子a的动能先减小后增大 D经过B、C点时，两粒子速率相同,解析：粒子a受电场力作用有沿半径向外的加速度，电场力为斥力，粒子b受到电场的引力作用，粒子a的电性与点电荷相同，粒子b的电性与点电荷相反，B项正确。当电荷量不相等时，也可以出现图示情况，A项不正确。在电场中运动的粒子能量守恒，粒子的动能与电势能之和是常量。粒子a到达距O点最近的D点前，需克服电场力做功，动能减小，电势能增大，通过D点以,后，粒子a在斥力作用下加速，动能增大而电势能减小 ，C项正确。B、C、A三点在同一等势面上，粒子a、b从A到达B、C，电势能不变，粒子的动能也不会变化，两粒子速率相同，D项正确。 答案：A,图227,例2 如图227所示，虚线 方框内为一匀强电场，A、B、C为

8、该电 场中的三个点。已知A12 V，B 6 V，C6 V。试在该方框内作出 该电场的示意图(即画出几条电场线)，并要求保留作图时所用的辅助线。 思路点拨 电场线跟等势面垂直，只要画出等势面，即可画出电场线。匀强电场中的电势分布特点：匀强电场沿任意方向电势均匀降低。,解析 题目中只要寻求电势相等 的点即可确定等势面，因B6 V， C6 V，由匀强电场的特点电势均 匀分布知，在BC连线的中点O处的电势 必为0；同理，在AC线段上找一个电势为0的点，把AC线段等分成三份，在等分点O处的电势也必为0。连结OO即为该电场中的一条等势线，根据电场线与等势线垂直，可以画出电场中的电场线，如图所示。 答案 见解析图,解决该类问题首先要研究已知点的电势，也就是研究电场的电势分布，看怎样连线、怎样细分这条连线上的电势，才能便于找到等电势点。这个问题解决了，后面的问题就水到渠成了。,图228,2ABC处于匀强电场中，如图228 所示，将一个带电量为q2106C 的点电荷从A移到B，电场力做功 W11.2105J；再将该点电荷 从B移到C，电场力做功W26106J。已知A点的电势A5 V，则B、C两点的电势分别为_ V和_V。试在图中画出通过A点的电场线。,答案：见解析,

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