電勢與等勢面+高一下學期物理魯科版（2019）必修第三冊

電勢能與電勢差章二第第2節(jié)電勢與等勢面情境導入我們知道，試探電荷的電勢能不僅與電場有關，還與試探電荷的種類和電荷量多少有關。我們曾經用試探電荷所受靜電力與其電荷量之比定義了描述電場性質的一個物理量——電場強度，本節(jié)將用試探電荷的電勢能與其電荷量之比來定義描述電場性質的另一個物理量——電勢.講授新課一、電勢如圖2-5所示，在一電場強度為E的勻強電場中，取B點為零電勢能點，若一個帶正電的試探電荷q?沿電場線從A點移動到B

點，A點與B

點的距離為d，靜電力做的功W?=q?Ed，由電勢能的定義可知，q?在A點的電勢能為q?Ed

；同理可知，帶不同電荷量的正電荷q?在A點的電勢能為q?Ed。顯然，不同電荷在同一點的電勢能不同，但電勢能與試探電荷的電荷量之比不變.講授新課可見，電荷在電場中某點的電勢能與其電荷量之比與該電荷無關，只與電場本身有關。理論和實驗表明，從勻強電場得出的這個結論對非勻強電場也適用.

講授新課

在國際單位制中，電勢的單位是伏特，符號為V，1V=1J/C。電勢是標量。電勢和電場強度都是反映電場性質的物理量。與電勢能一樣，首先要規(guī)定電場中電勢為零的位置（零電勢點），然后才能確定各點的電勢值。通常選距離場源電荷無窮遠處為零電勢點。在實際問題中，也常常選地球為零電勢點。典例精析如圖2-6所示，勻強電場的電場強度為30N/C，A、B、C

是電場中同一條電場線上的三個點，相鄰兩個點的距離均為10cm。

（1）以C點為零電勢點，求A、B兩點的電勢；

（2）A、B、C

三點中哪個點的電勢最高？哪個點的

電勢最低？典例精析如圖2-6所示，勻強電場的電場強度為30N/C，A、B、C

是電場中同一條電場線上的三個點，相鄰兩個點的距離均為10cm。

（1）以C點為零電勢點，求A、B兩點的電勢；

（2）A、B、C

三點中哪個點的電勢最高？哪個點的

電勢最低？分析確定電場中某點的電勢，可先求出試探電荷+q

由該點移動到零電勢點靜電力所做的功，再根據(jù)電勢的定義求出電勢.典例精析已知E=30N/C，A、B間距離d?=0.1m，B、C

間距離d?=0.1m。

（1）以C

點為零電勢點，正電荷q

從A

點或B

點

沿電場線移動距離d

到C

點，靜電力做正功，有解

W=qEd典例精析所以解

討論由計算結果可知，沿電場線方向電勢逐漸降低。這個結論在一般情況下也成立嗎？為什么?遷移上述問題中，若以B

點為零電勢點，A、C兩點的電勢又為多少？試比較A、B、C

三點電勢的高低。講授新課二、等勢面我們把電場中電勢相等的點構成的面稱為等勢面（equipotentialsurface）。物理學中既用電場線形象地描繪電場，也用等勢面描繪電場。為了使等勢面能反映電場的強弱，通常使相鄰兩等勢面電勢的差值相等，等勢面密的地方電場較強，等勢面疏的地方電場較弱。

例如，在點電荷形成的電場中，等勢面是一系列以點電荷為球心的同心球面（圖2-7），離球心近的地方比離球心遠的地方等勢面密，電場強。圖2-8是幾種電場的等勢面和電場線分布示意圖。講授新課講授新課因為同一電荷在等勢面上任意兩點的電勢能相等，所以電荷在等勢面上移動時靜電力不做功。這表明，等勢面與電場線處處垂直。若不垂直，電場強度沿等勢面有分量，對應的靜電力也就有沿等勢面的分量，電荷在等勢面上移動時靜電力要做功，該電荷的電勢能會變化，那么這個面就不是等勢面了。講授新課電場線與等勢面垂直，方向由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。根據(jù)電場線與等勢面的關系，可由等勢面確定電場線。在實際應用中，由于電勢容易測量，通常是先測出電場中電勢相等的各點，畫出電場中的等勢面，然后根據(jù)電場線與等勢面垂直畫出電場線，從而對電場的電場強度和電勢的分布有直觀、定性的了解。小節(jié)練習1.某同學認為，電場中某點電勢的高低只與產生電場的電荷和該點在電場中的位置有關。這種看法正確嗎？為什么？

2.推理說明：選擇無窮遠處為零電勢點位置時，正點電荷產生的電場中任意一點的電勢都是正值，負點電荷產生的電場中任意一點的電勢都是負值。小節(jié)練習

小節(jié)練習4.對以點電荷為球心、r

為半徑的球面上的各點，具有的相等物理量是

A.電勢B.電場強度

C.同一電荷所受的靜電力D.同一電荷具有的電勢能小節(jié)練習

小節(jié)練習6.若選擇地面為零“重力勢”位置，用類似電場中定義電勢的方式，推導出重力場中“重力勢”的表達式，并對此式作出解釋。THANKS謝