高中物理 第2章 电势能与电势差 第2讲 电势与等势面学案 鲁科版选修31.docx

1、高中物理 第2章 电势能与电势差 第2讲 电势与等势面学案 鲁科版选修31第2讲电势与等势面目标定位1.理解电势和等势面的概念，知道参考点的选取原则.2.掌握电场线与电势的关系，知道几种典型电场的等势面及其应用一、电势1概念：电荷在电场中某点的电势能跟电荷量的比值，叫做该点的电势电势是标(填“矢”或“标”)量2公式和单位：，即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单位：伏特，符号是V，1V1J/C.3电势的相对性：只有规定了电场中某处的电势为零，才能确定电场中各点的电势值通常选距离电荷无穷远处或地球为零电势位置想一想电势可正可负，那么1V与2V哪个大呢？答案电势是标量，正负

2、表示大小，所以1V2V二、等势面1概念：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面2几种常见电场等势面(如图1所示)图1想一想电荷在等势面上移动时，电场力做功吗？答案等势面上各点电势相等，所以两点间电势差为0；电荷在等势面上移动，等势面与电场线垂直，在等势面上移动电荷，电场力与速度垂直，所以电场力做功为零三、尖端放电1概念：带电较多的导体，在尖端部位，场强可以大到使周围的空气发生电离而引起放电的程度，这就是尖端放电2应用：避雷针是应用尖端放电的原理来防止雷击造成危害的.一、电势概念及电势高低的判断方法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

3、：电势是定义式，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4电势高低的判断方法(1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低(2)电势能判断法：由知，对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高例1有一电场的电场线如图2所示，电场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用EA、EB和A、B表示，则()图2AEAEB，ABBEAEB，ABCEABDEAEB，AB答案D解析由电场线的疏密可知EAEB，根据沿电场线电势降低可知

4、AWACBWADWABCWACWADDWABWAC答案D解析由WABq(AB)，WACq(Ac)，WADq(AD)，又BDC.故WABWACWAD.7如图4所示，图中虚线表示某一电场的等势面，cd为过O点的等势面的切线，现用非静电力将负电荷q从a点沿着aOb匀速移到b点，当电荷通过O点时，关于外力的方向，下列说法正确的是(忽略重力)()图4AOd方向BOc方向COa方向D以上说法都不对答案D解析负电荷受力方向与该点场强方向相反，根据等势线的性质可知负电荷在O点受到的电场力方向应为垂直于cd向左，由q匀速运动所以负电荷q受到的外力方向应垂直于cd向右，故选D.8下列四个图中，a、b两点电势相等、

5、电场强度也相等的是()答案D解析匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇等间距的平行平面，A中a、b两点不在同一等势面上，所以，这两点的电势是不相等的，但这两点的场强相等；B中a、b两点在同一个等势面上，电势相等，但这两点的场强大小相等、方向不同；C中a、b两点对称于两电荷的连线，所以电势相等，但在中垂线上场强的方向是平行于中垂线的，而且都指向外侧，故两点的场强的方向不同；D中，a、b两点的电势相等，场强的方向是沿连线的，而且方向相同，故本题选D.9如图5所示，O为两个等量异种电荷连线的中点，P为连线中垂线上的一点，对O、P两点的比较正确的是()图5AOP，EOEPBOP，EOEPC负电荷在P点的

6、电势能大DO、P两点所在直线为等势线答案AD解析等量异种电荷的中垂线是一条等势线，故OP，D对，电势能相等，C错；有叠加可知从中点O到无穷远，电场强度越来越小，故EOEP，A正确题组三综合应用10如图6所示，甲是某电场中的一条电场线，A、B是这条电场线上的两点，若将一负电荷从A点自由释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程的速度时间图象如图乙所示，比较A、B两点电势的高低和场强E的大小可得()图6AAB BAB CEAEB DEAEB答案BC解析电子速度在增加，说明电场力方向由A指向B，场强方向由B指向A，所以BA，B对又知加速度在减小，所以EAEB，C对11一带电粒子射入一固定在O点的点电荷的电

7、场中，粒子运动轨迹如图7中实线ABC所示，图中虚线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计重力，可以判断()图7A此粒子一直受到静电排斥力作用B粒子在A点和C点的速度大小一定相等C粒子在B点的动能一定大于在A点的动能D粒子在B点的电势能一定大于在C点的电势能答案ABD解析如题图所示，轨迹向左弯曲，带电粒子所受的电场力方向向左，则带电粒子受到了排斥力作用故A正确A、C两点处于同一等势面上，从A到C，电场力做功为零，则A、C两点动能相等，速度大小相等，故B正确从A到B过程中，电场力做负功，可知电势能增大，动能减小，粒子在B点的动能一定小于在A点的动能故C错误从B到C过程中，电场力做正功，可知电势能减小，

8、粒子在B点的电势能一定大于在C点的电势能，故D正确故选A、B、D.12一个带电粒子在匀强电场中运动的轨迹如图8中曲线AB所示，平行的虚线a、b、c、d表示该电场中的四个等势面不计粒子重力，下列说法中正确的是()图8A该粒子一定带正电B四个等势面中a等势面的电势一定最低C该粒子由A到B过程中动能一定逐渐减小D该粒子由A到B过程中电势能一定逐渐减小答案D解析根据电场线垂直于等势面，可画出电场线再由粒子的运动轨迹可知，粒子受向上的电场力，由于粒子带电正负不确定，所以无法判断电场线的方向，无法判断电势高低，A、B错；由A到B的运动过程中，静电力做正功，所以粒子的动能增大，电势能减小C错，D正确13如图9所示，光滑绝缘杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点，质量为m，带电荷量为q的有孔小球从杆上的A点无初速度下滑，已知qQ，ABh，小球滑到B点时速度大小为，则小球从A运动到B的过程中，电场力做多少功？若取A点电势为零，C点电势是多大？图9答案mgh解析点电荷的等势面是以点电荷为球心的同心球面从A到B，由动能定理得mghWmv故Wmgh.由于A点电势为零，所以在A点电势能为零故在B点电势能EpBWmgh，所以B点电势B，由于B、C两点电势相等，所以CB.