電勢與等勢面 高一下學(xué)期物理魯科版（2019）必修第三冊

第2節(jié)電勢與等勢面第二章

電勢能與電勢差學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道電勢的定義方法及其公式、單位，會判斷電場中兩點電勢的高低。2.了解等勢面的概念，知道常見等勢面的電勢特點。EA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(zhì)的一個物理量——電場強(qiáng)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(zhì)的另一個物理量——電勢F+如圖所示的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，取B點為零電勢能點，A點距B點的距離為d。(1)電荷量分別為q、2q、3q、…、nq的正試探電荷在A點的電勢能分別為多少？試探電荷的電荷量qq2q3q…nq電荷在點A具有的電勢能EpAqEd2qEd

3qEd…

nqEd通過表格中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)這個功與電荷的多少有關(guān)，但是不能用它來表示電場某點的性質(zhì)。那么用什么物理量來反映電場某點性質(zhì)呢？試探電荷的電荷量qq2q3q…nq電荷在點A具有的電勢能EpAqEd2qEd

3qEd…

nqEd

常量與EPA及q無關(guān)，即與試驗電荷無關(guān)，反映電場本身的某種性質(zhì)電勢電勢

5.特點(1)相對性：電場中各點電勢的高低，與所選取的零電勢點的位置有關(guān)。(2)標(biāo)量性：電勢是標(biāo)量，但有正、負(fù)。電勢為正值表示該點電勢高于零電勢，電勢為負(fù)值表示該點電勢低于零電勢。

電場力做正功、電勢能減少φA>φB

(3)由(1)(2)說明什么？如何判斷兩點電勢的高低？由(1)(2)說明，電場中兩點電勢高低與試探電荷無關(guān)。沿電場線方向電勢逐漸降低。電場力做負(fù)功、電勢能增加φA>φB(1)電場線法：沿著電場線方向電勢逐漸降低。(2)場源電荷法：離場源正電荷越近的點，電勢越高；離場源負(fù)電荷越近的點，電勢越低。電勢高低的判斷方法

電勢與電場強(qiáng)度對比項目電勢φ電場強(qiáng)度E物理意義反映電場能的性質(zhì)反映靜電力的性質(zhì)定義電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量之比電荷在電場中某一點受到的靜電力與它的電荷量之比標(biāo)矢性標(biāo)量矢量聯(lián)系（1）電勢沿著電場強(qiáng)度的方向降低（2）大小之間不存在任何關(guān)系，電勢為零的點，電場強(qiáng)度不一定為零；電勢高的地方，電場強(qiáng)度不一定大；電場強(qiáng)度為零的地方，電勢不一定為零；電場強(qiáng)度大的地方，電勢不一定高。(1)電場強(qiáng)度為零的位置電勢也為零。(

)(2)電場強(qiáng)度大的位置電勢不一定高。(

)(3)電勢降低的方向就是電場線的方向。(

)(4)某電場中，A點的電勢φA＝－3V，B點的電勢φB＝－4V，則φA<φB。(

)×√××如圖所示，在負(fù)點電荷形成的電場中，一條電場線上有a、b、c三點，其電場強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec，電勢分別為φa、φb、φc。則（）A.Ea<Eb<Ec，φa>φb>φc B.Ea＝Eb＝Ec，φa>φb>φc

C.Ea>Eb>Ec，φa>φb>φc D.Ea＝Eb＝Ec，φa<φb<φcA例題：如圖所示，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)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？在地圖中，常用等高線表示地勢的高低在電場的圖示中，常用等勢面表示電勢的高低等勢面勻強(qiáng)電場2V1V0-1VE1.定義：電場中電勢相等的點構(gòu)成的面。2.等勢面的特點(1)在同一等勢面上移動電荷時靜電力不做功(選填“做功”或“不做功”)。(2)等勢面一定跟電場線垂直，即跟電場強(qiáng)度的方向垂直。(3)電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。(4)兩個不同等勢面不相交。3.常見的典型電場的等勢面對比根據(jù)等勢面的特點試定性畫出正、負(fù)點電荷周圍的電場線和等勢面。(1)點電荷電場中的等勢面(2)等量異種點電荷電場中的等勢面連線的中垂面上的電勢為零(3)等量同種點電荷電場中的等勢面連線上，中點電勢最低，而在中垂線上，中點電勢最高。關(guān)于中點對稱的兩點，電勢相等。（多選）如圖所示，一帶電粒子在兩個固定的等量正點電荷的電場中運(yùn)動，圖中的實線為等勢面，虛線ABC為粒子的運(yùn)動軌跡，其中B點是兩點電荷連線的中點，A、C位于同一等勢面上。下列說法正確的是（）A.該粒子可能帶正電B.該粒子經(jīng)過B點時的速度最大C.該粒子經(jīng)過B點時的加速度一定為零D.該粒子在B點的電勢能小于在A點的電勢能CD規(guī)律方法：（1）已知等勢面的情況時，可作等勢面的垂線來確定電場線，并由“電勢降低”的方向確定電場線方向。（2）已知電場線時，可作電場線的垂線來確定等勢面，并由“沿電場線方向電勢降低”確定等勢面的電勢高低。（多選）如圖，直線a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點，四點處的電勢分別為φM、φN、φP、φQ。一電子由M點分別運(yùn)動到N點和P點的過程中，電場力所做的負(fù)功相等。則（

）A.直線a位于某一等勢面內(nèi)，φM>φQB.直線c位于某一等勢面內(nèi)，φM>φNC.若電子由M點運(yùn)動到Q點，電場力做正功D.若電子由P點運(yùn)動到Q點，電場力做負(fù)功BD等勢面電勢與等勢