鲁科版 (2019)必修 第三册电势与等势面备课课件ppt

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1.通过建立电势概念的过程，理解电势是从能的角度描述电场的物理量。掌握判断电场中两点电势高低的方法。2.理解等势面的概念，知道电场线一定垂直等势面，了解几种典型电场的等势面的分布，能应用等势面的性质解决相关问题。
如图所示的匀强电场，电场强度为E，取O点为零势能点，A点距O点的距离为l，AO连线与电场强度反方向的夹角为θ。
(1)电荷量分别为q和2q的正试探电荷在A点的电势能分别为多少？(2)不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值是否相同？(3)不同电荷在同一点的电势能与电荷量的比值与试探电荷的电荷量是否有关系？
提示　(1)电荷量分别为q和2q的正试探电荷在A点的电势能分别为Eqlcs θ、2Eqlcs θ。(2)比值相同，都为Elcs θ。(3)与试探电荷的电荷量无关。
1.定义：电荷在电场中某点的________与它的电荷量之比，称为该点的电势。
3.单位：______，符号是V。1 V＝1 J/C。4.______ 和__________都是反映电场性质的物理量。5.特点(1)相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的零电势点的位置有关。(2)标量性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正、负。6.与电场线的关系：沿电场线方向电势逐渐______。
7.电势与电势能的区别与联系
【思考】 你能推证沿电场线方向电势越来越低吗？这个结论是否适用所有电场。
角度1　电势高低的判断
例1 (多选)(2024·天津市红桥区高二期末)等量异种电荷的电场线如图所示，下列表述正确的是(　　)
A.a点的电势高于b点的电势B.a点的电场强度大于b点的电场强度，方向相同C.中垂线上各点比较，中点电场强度最大D.负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
解析　根据电场线方向由高电势的地方指向低电势的地方可知，a点的电势高于b点的电势，故A正确；电场线上某一点的电场强度方向与该点的切线方向一致，故a点和b点的电场强度方向不同，故B错误；电场线的疏密表示电场强度的大小，所以在中垂线上，中点的电场强度最大，故C正确；由于a点的电势高于b点的电势，则负电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，故D错误。
总结提升　电势高低的判断方法
角度2　电势高低的比较和计算
例2 将一个正电荷从无穷远移入电场中的M点，电势能减少8.0×10－9J；若将另一个等量的负电荷从无穷远移入电场中的N点，静电力做负功为9.0×10－9J，则下列选项正确的是(　　)A.φM0C.φN0
训练1 如图所示，匀强电场的电场线(方向未画出)与AC平行，把带电荷量为－1×10－8C的电荷从A点移到B点，静电力做功6×10－8J。B处电势为1 V，求：
(1)匀强电场的电场强度方向；(2)A点的电势；(3)电子在A点的电势能。
答案　(1)由C点指向A点　(2)－5 V (3)8×10－19J
解析　(1)将负电荷从A点移至B点，静电力做正功，所以负电荷所受静电力方向由A点指向C点，又匀强电场的电场强度方向与负电荷受力方向相反，所以电场强度方向由C点指向A点。
(2)由静电力做功与电势能变化的关系可知
WAB＝EpA－EpB＝q(φA－φB)
(3)电子在A点的电势能
1.定义：电场中__________的各点构成的面。2.等势面的特点(1)在同一等势面上移动电荷时静电力________。(2)等势面一定跟电场线______，即跟电场强度的方向______。(3)电场线总是由________的等势面指向________的等势面。(4)两不同等势面不相交。3.对等势面的理解(1)等势面是为了描述电场的性质而假想的面。 (2)我们常画的等势面一般是等差等势面，即相邻两等势面间的电势的差值相等。
4.四种常见的典型电场等势面的对比分析
5.电场线与等势面的区别和联系
【思考】 沿着电场线方向等势面的电势如何变化？提示　因为沿电场线方向电势越来越低，所以电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。
例3 如图所示，实线为一正点电荷的电场线，虚线为其等势面。A、B是同一等势面上的两点，C为另一等势面上的一点，下列判断正确的是(　　)
A.A点电场强度与B点电场强度相同B.C点电势高于B点电势C.将电子从A点沿虚线移到B点，静电力不做功D.将质子从A点移到C点，其电势能增加
解析　A、B两点电场强度大小相等、方向不同，A项错误；A、B两点电势相等，均高于C点电势，B项错误；A、B在同一等势面上，将电子从A点沿虚线移到B点，静电力不做功，C项正确；由于φA>φC，质子带正电，故质子由A点移到C点，其电势能减少，D项错误。
训练2 (2024·云南大理高二统考期末)如图所示，曲线1、2、3为一电场的三个等势面，一电子从a点由静止释放后仅在静电力作用下沿直线运动到b点，关于电子在此过程中的运动，下列说法正确的是(　　)
A.电子做匀加速运动B.电子加速度不断减小C.电子电势能先减小后增大D.a点电势高于b点电势
1.(电势的理解)关于电势和电势能，下列说法正确的是 (　　)A.在电场中电势高的地方电荷具有的电势能大B.在电场中放在某点的电荷的电荷量越大，它所具有的电势能也越大C.在电场中的任意一点，正电荷具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能D.取无穷远处电势为零，在负点电荷所产生的电场中的任意一点，正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能
解析　根据公式Ep＝qφ可知，正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小，故A错误；若放在电场中某点的电荷为正电荷，当该点电势小于零时，电荷量越大，电荷具有的电势能越小，故B错误；根据电势能Ep＝qφ，正电荷在电势小于零处的电势能为负值，小于负电荷在该处的电势能，故C错误；取无穷远处电势为零，由沿着电场线方向电势降低，可知在负点电荷所产生的电场中的任意一点电势均为负，正电荷在任意一点具有的电势能均为负值，而负电荷在任意一点具有的电势能均为正值，则正电荷具有的电势能小于负电荷具有的电势能，故D正确。
2.(电势高低的判断)如图所示，a、b为同一条电场线上的两点，下列说法正确的是(　　)
A.a点的电场强度大于b点的电场强度B.a点的电场强度等于b点的电场强度C.a点的电势比b点的电势高D.电子在a点的电势能大于在b点的电势能
解析　由于电场线疏密未知，则a、b两点的场强大小关系不确定，故A、B错误；由沿着电场线方向电势逐渐降低，可知a点的电势比b点的电势高，故C正确；由Ep＝qφ，可知电子在a点的电势能小于在b点的电势能，故D错误。
3.(等势面)(2024·福州高二期末)如图所示，M、N为电场中两个等势面，直线GH是其中的一条电场线，则下列说法中正确的是(　　)
A.负电荷由H点移动到G点时静电力做负功B.正电荷由H点移动到G点时静电力做正功C.电势φG>φHD.电势φGφH，故C正确，D错误。
题组一　电势1.(2024·福州高二统考)如图，实线表示空间中某电场的电场线，A、B为电场中的两点，用EA、EB分别表示A、B两点的电场强度大小，用φA、φB分别表示这两点的电势。下列关系正确的是(　　)
A.EA＝EBB.EAEcB.a、b、c三点的电势高低关系为φa>φb>φcC.沿cba路径移动质子与电子，它们的电势能变化相同D.沿bc方向直线射入的电子一定做匀速直线运动
11.某电场的等势面分布如图所示(图中数字的单位是V)，电势为10 V的等势线上有a、b两点。以下说法正确的是(　　)
A.该图是孤立负点电荷产生的电场的等势面分布情况B.a点放－q的检验电荷、b点放＋q的检验电荷，a点的检验电荷电势能更大(q>0)C.把一正电荷从a点移动到b点，整个过程静电力做的总功为0D.若只受静电力，相同比荷的两检验电荷分别放在a点和b点，b点的检验电荷加速度更小
12.如图所示，在平行金属带电极板M、N的电场中，将电荷量为4×10－6C的负点电荷从A点移到M板，静电力做功8×10－4J，把该点电荷从A点移到N板，克服静电力做功为4×10－4J，其中M板带正电，N板带负电且接地。求：
(1)M板的电势φM；(2)该点电荷在A点的电势能EpA。
答案　(1)300 V　(2)－4×10－4J