2020_2021学年高中物理第2章电势能与电势差第2节电势与等势面学案鲁科版选修3_1.doc

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1、第2节　电势与等势面[学习目标]　1.知道电势的概念。(物理观念)2.知道等势面的概念，知道常见电场的等势面分布情况。(物理观念)3.学会阅读课本，查阅资料，了解尖端放电现象及原因。(科学思维)一、电势1．定义：电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值，叫作该点的电势。2．公式和单位：电势的定义公式为φ＝，国际单位是伏特，符号是V。3．相对性：电势也是相对的，常取离场源电荷无穷远处的电势为零，大地的电势为零。电势可以是正值，也可以是负值，没有方向，因此是标量。4．与电场线关系：沿电场线的方向电势逐渐降低。二、等势面1．定

2、义：电场中电势相等的点构成的面。2．性质(1)在同一等势面上移动电荷，电场力不做功。(2)电场线与等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。(3)等势面密集处电场线密集，说明此处电场强度较大。三、尖端放电1．定义：带电较多的导体，在尖端部位，场强可以大到使周围空气发生电离而引起放电的程度，这就是尖端放电。2．应用：避雷针是利用尖端放电的原理来防止雷击的，它的作用是可以中和云层中的部分电荷，更主要的是把云层中的电荷引入地下。1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)沿一条电场线方向上的各点，电势不

3、可能相同。(√)(2)电场中某点的电势与Ep成正比，与q成反比。(×)[提示]　电场中某点电势仅与电场本身相关，与q无关。(3)电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功。(×)[提示]　在等势面上移动时，力与位移垂直，故不做功。(4)等势面上各点电势、场强均相同。(×)-8-[提示]　场强是矢量，电场强度不一定相同。(5)电场线与等势面垂直。(√)2．(多选)每到夏季，各地纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生。当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电。下列说法正确的是(　　)A．不宜使用无防雷措施或防雷措施不足

4、的电器及水龙头B．不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备C．固定电话和手提电话均可正常使用D．在旷野，应远离树木和电线杆ABD　[表面具有突出尖端的导体，在尖端处的电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电。固定电话和手提电话的天线处有尖端，易引发尖端放电造成人体伤害，故不能使用，选项A、B、D正确，C错误。]3．在静电场中，下列说法正确的是(　　)A．电场强度为零的地方，电势一定为零；电势为零的地方，电场强度也一定为零B．电场线密的地方，电势一定高；电场线稀的地方，电势

5、一定低C．电场线与等势面可以垂直，也可以不垂直D．电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面D　[电场强度与电势间大小没有一定的关系，选项A错误；电场线密的地方，电场强度一定大，但电势不一定高，选项B错误；电场线与等势面一定垂直，选项C错误；根据“沿着电场线方向电势逐渐降低”可知，电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，选项D正确。]电势的概念及电势高低的判断1.电势的理解(1)电势的相对性：电场中某点的电势与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：电势φ＝是定义式，φ的大小由

6、电场本身决定，与试探电荷的有无、试探电荷的电性和电荷量均无关。(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点，负值表示该点电势低于零电势点。正、负只表示大小，不表示方向。2．电势高低的判断方法判断角度判断方法-8-场源电荷正负法取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低电场线方向法沿着电场线方向电势逐渐降低；逆着电场线方向电势逐渐升高电场力做功法电场力做正功，电势能减少，若为正电荷，电势降低；若为负电荷，电势升高。电场力做负功，

7、电势能增加，若为正电荷，电势升高；若为负电荷，电势降低电势能高低法正电荷的电势能大处电势高，负电荷电势能大处电势低【例1】　如图所示，电子在一条电场线上从a点运动到b点，电势能增加，试判定a、b两点电势的高低。[解析]　解法一：利用电场线的方向来判断。由于电势能增加，电场力一定做负功，即电场力方向和电荷运动方向相反，由b指向a，而负电荷受电场力的方向和场强方向相反，场强方向应是由a指向b，因此电场线的方向是由a指向b。沿着电场线的方向电势越来越低，a点电势比b点电势高。解法二：利用电场力做功公式来判断。由于电势能增加，

8、电场力一定做负功，即Wab为负值，而q是负电荷，即q为负值。由Wab＝q(φa－φb)，得φa－φb＞0，故φa＞φb。解法三：利用电势能判断。正电荷在电势越高的地方电势能越大，负电荷在电势越高的地方电势能越小，而本题已知条件是负电荷在a点电势能较低，故a点电势高。[答案]　a点电势比b点电势高1．如图所示，P、Q是两个电荷量相等