第2節(jié)電勢與等勢面ppt課件

1、第2節(jié)電勢與等勢面了解教材新知把握熱點考向運用創(chuàng)新演練第2章電勢能與電勢差知識點一知識點二考向一考向二隨堂根底穩(wěn)定課時跟蹤訓練知識點三1.1.電荷在電場中某點的電勢能跟電荷電荷在電場中某點的電勢能跟電荷量的比值，叫做該點的電勢。量的比值，叫做該點的電勢。2 2電場中某點的電勢在數(shù)值上等于單電場中某點的電勢在數(shù)值上等于單位正電荷在該點所具有的電勢能。位正電荷在該點所具有的電勢能。3 3電場中各點電勢的值可正、可負，電場中各點電勢的值可正、可負，可為零，既與產(chǎn)生電場的電荷有關，可為零，既與產(chǎn)生電場的電荷有關，也與零電勢位置的選擇有關。也與零電勢位置的選擇有關。4 4電場中電勢相等的點構成的面叫做電

2、場中電勢相等的點構成的面叫做等勢面。電場線和等勢面垂直，且由等勢面。電場線和等勢面垂直，且由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面。勢面。 自學教材自學教材 1 1電勢電勢 (1) (1)定義：電場中某點的電勢就是電荷在該點的定義：電場中某點的電勢就是電荷在該點的 與與 的比值。的比值。 (2) (2)公式：公式： 。 (3) (3)單位：國際單位制中，電勢的單位是單位：國際單位制中，電勢的單位是 ，符號是符號是V,1 VV,1 V1 1 。電勢能電勢能電荷量電荷量Ep/qEp/q伏特伏特焦耳焦耳/ /庫侖庫侖 2 2性質性質 (1) (1)相對性：電場中各點電勢

3、的高低，與所選取的相對性：電場中各點電勢的高低，與所選取的 的位置有關，普通情況下取無窮遠或地面為的位置有關，普通情況下取無窮遠或地面為 位置。位置。 (2) (2)矢標性：電勢是標量，只需大小，沒有矢標性：電勢是標量，只需大小，沒有 ，但電勢有但電勢有 。零參考點零參考點零勢點零勢點方向方向正負正負 重點詮釋重點詮釋 (3) (3)根據(jù)場源電荷判別：假設以無窮遠處電勢為根據(jù)場源電荷判別：假設以無窮遠處電勢為零，那么正點電荷周圍各點電勢為正，且離正點電零，那么正點電荷周圍各點電勢為正，且離正點電荷越近，電勢越高；負點電荷周圍各點電勢為負，荷越近，電勢越高；負點電荷周圍各點電勢為負，且離負點電荷

4、越近，電勢越低。且離負點電荷越近，電勢越低。2 2電勢與電勢能的比較電勢與電勢能的比較電勢電勢電勢能電勢能E Ep p物理物理意義意義反映電場的能的性質的反映電場的能的性質的物理量物理量電荷在電場中某點所具電荷在電場中某點所具有的電勢能有的電勢能大小大小電場中某一點的電勢電場中某一點的電勢的大小，只跟電場本身的大小，只跟電場本身有關，跟點電荷有關，跟點電荷q q無關無關電勢能大小是由點電荷電勢能大小是由點電荷電荷量電荷量q q和該點電勢和該點電勢共同決定的共同決定的電勢電勢電勢能電勢能E Ep p正負正負電勢沿電場線逐漸下降，電勢沿電場線逐漸下降，選定零勢能點后，某點的選定零勢能點后，某點的電

5、勢高于零者，為正值，電勢高于零者，為正值，電勢低于零者，為負值電勢低于零者，為負值正點電荷：電勢能的正負正點電荷：電勢能的正負跟電勢的正負相同；負點跟電勢的正負相同；負點電荷：電勢能的正負跟電電荷：電勢能的正負跟電勢的正負相反勢的正負相反單位單位伏特伏特(V)(V)焦耳焦耳(J)(J)聯(lián)系聯(lián)系EpqWEpqU3.3.電勢和電場強度的比較電勢和電場強度的比較電勢電勢電場強度電場強度E物理物理意義意義描述電場能的性質描述電場能的性質描述電場力的性質描述電場力的性質大小大小電場中某點的電勢等于電場中某點的電勢等于該點與選取的標準位置該點與選取的標準位置(零勢能點零勢能點)間的電勢差。間的電勢差。 ，

6、在數(shù)值上等在數(shù)值上等于單位正電荷在電場中于單位正電荷在電場中該點具有的電勢能該點具有的電勢能(1)電場中某點的場強等于放電場中某點的場強等于放在該點點電荷所受的電場力在該點點電荷所受的電場力F跟點電荷電荷量跟點電荷電荷量q的比值的比值(2) ，E在數(shù)值上等于在數(shù)值上等于單位正電荷在該點所受到的單位正電荷在該點所受到的靜電力靜電力電勢電勢電場強度電場強度E矢標性矢標性標量標量矢量矢量單位單位伏特伏特(V)牛牛/庫庫(N/C)關系關系電勢沿著電場強度的方向降低電勢沿著電場強度的方向降低說明說明大小之間不存在任何關系，電勢為零的點，大小之間不存在任何關系，電勢為零的點，場強不一定為零；電勢高的地方，

7、場強不一場強不一定為零；電勢高的地方，場強不一定大；場強為零的地方，電勢不一定為零；定大；場強為零的地方，電勢不一定為零；場強大的地方，電勢不一定高場強大的地方，電勢不一定高1 1以下關于電勢高低的判別，正確的選項是以下關于電勢高低的判別，正確的選項是( () )A A負電荷從負電荷從A A移到移到B B時，電場力做正功，時，電場力做正功，A A點的電勢一定較高點的電勢一定較高B B負電荷從負電荷從A A移到移到B B時，電勢能添加，時，電勢能添加，A A點電勢一定較低點電勢一定較低C C正電荷從正電荷從A A移到移到B B時，電勢能添加，時，電勢能添加，A A點電勢一定較低點電勢一定較低D

8、D正電荷只在電場力作用下從正電荷只在電場力作用下從A A移到移到B B，A A點電勢一定較高點電勢一定較高解析：由解析：由A A到到B B，電場力對負電荷做正功，闡明負電荷，電場力對負電荷做正功，闡明負電荷逆著電場線運動，電勢升高，即逆著電場線運動，電勢升高，即BBAA，A A錯；電勢錯；電勢能添加，電場力做負功，負電荷應是順著電場線運動，能添加，電場力做負功，負電荷應是順著電場線運動，電勢降低，即電勢降低，即AABB，B B錯；電勢能添加，電場力做錯；電勢能添加，電場力做負功，正電荷應是逆著電場線運動，電勢升高，即負功，正電荷應是逆著電場線運動，電勢升高，即BBAA，C C對；對；D D項無

9、法比較電勢，故項無法比較電勢，故D D錯。錯。答案：答案：C C 自學教材自學教材 1 1等勢面等勢面 (1) (1)定義：電場中電勢定義：電場中電勢 的點構成的面。的點構成的面。 (2) (2)特點：由于在等勢面上電荷遭到的電場力跟等特點：由于在等勢面上電荷遭到的電場力跟等勢面勢面 ，所以電荷在同一個等勢面上運動時電場，所以電荷在同一個等勢面上運動時電場力力 。相等相等垂直垂直不做功不做功 2 2幾種常見電場的等勢面幾種常見電場的等勢面 (1) (1)點電荷電場的等勢面，如圖點電荷電場的等勢面，如圖2 22 21 1中虛線所示。中虛線所示。 (2) (2)等量異種電荷的電場的等勢面，如圖等量

10、異種電荷的電場的等勢面，如圖2 22 22 2甲，過兩點電荷連線中點的甲，過兩點電荷連線中點的 是一個等勢面。是一個等勢面。中垂面中垂面圖圖2 22 22 2 (3) (3)等量同種電荷的電場的等勢面，如圖等量同種電荷的電場的等勢面，如圖2 22 22 2乙。乙。 (4) (4)勻強電場的等勢面，是與電場線垂直的，間隔勻強電場的等勢面，是與電場線垂直的，間隔 且相互且相互 的一簇平面，如圖的一簇平面，如圖2 22 23 3所示。所示。相等相等平行平行圖圖2 22 23 3 重點詮釋重點詮釋 1 1等勢面的特點及其了解等勢面的特點及其了解 (1) (1)在同一等勢面上的恣意兩點間挪動電荷，電場在

11、同一等勢面上的恣意兩點間挪動電荷，電場力不做功。由于等勢面上各點電勢相等，電荷在同一力不做功。由于等勢面上各點電勢相等，電荷在同一等勢面上各點具有一樣的電勢能，所以在同一等勢面等勢面上各點具有一樣的電勢能，所以在同一等勢面上挪動電荷電勢能不變，即電場力不做功。上挪動電荷電勢能不變，即電場力不做功。 (2) (2)等勢面一定跟電場線垂直，即跟場強的方向垂直。等勢面一定跟電場線垂直，即跟場強的方向垂直。 假設不是這樣，場強就有一個沿著等勢面的分量，這假設不是這樣，場強就有一個沿著等勢面的分量，這樣在等勢面上挪動電荷時電場力就要做功。但這是不能夠樣在等勢面上挪動電荷時電場力就要做功。但這是不能夠的，

12、由于在等勢面上各點電勢相等，沿著等勢面挪動電荷的，由于在等勢面上各點電勢相等，沿著等勢面挪動電荷時電場力是不做功的。所以場強一定跟等勢面垂直。時電場力是不做功的。所以場強一定跟等勢面垂直。 (3) (3)沿著電場線方向電勢越來越低。可見，電場線沿著電場線方向電勢越來越低?？梢姡妶鼍€不但跟等勢面垂直，而且是由電勢較高的等勢面指向電不但跟等勢面垂直，而且是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面。勢較低的等勢面。 (4) (4)等勢面不相交。等勢面不相交。 假設兩個等勢面相交，闡明相交處的電場線有兩條，假設兩個等勢面相交，闡明相交處的電場線有兩條，即該處的電場強度方向有兩個，這是不能夠的，所以等即

13、該處的電場強度方向有兩個，這是不能夠的，所以等勢面不會相交。勢面不會相交。 2 2等勢面的運用等勢面的運用 (1) (1)利用等勢面可以知道電場中各點的電勢高低，可利用等勢面可以知道電場中各點的電勢高低，可以籠統(tǒng)地描畫電場具有的能的性質。以籠統(tǒng)地描畫電場具有的能的性質。 (2) (2)利用等勢面可以描畫出電場線。利用等勢面可以描畫出電場線。實踐中，丈量電勢比測定電場強度更容易，所以常用等實踐中，丈量電勢比測定電場強度更容易，所以常用等勢面研討電場。先測繪出等勢面的外形和分布，再根據(jù)勢面研討電場。先測繪出等勢面的外形和分布，再根據(jù)電場線與等勢面相互垂直，繪出電場線分布，這樣就知電場線與等勢面相互

14、垂直，繪出電場線分布，這樣就知道了所研討的電場。道了所研討的電場。 (3) (3)等差等勢面的疏密反映了電場強弱。等差等勢面的疏密反映了電場強弱。圖圖2 22 24 42 2如圖如圖2 22 24 4所示，虛線所示，虛線a a、b b、c c是是電場中的三個等勢面，相鄰等勢面電場中的三個等勢面，相鄰等勢面間的電勢差一樣，實線為一個帶正間的電勢差一樣，實線為一個帶正電的質點僅在電場力作用下，經(jīng)過電的質點僅在電場力作用下，經(jīng)過該區(qū)域的運動軌跡，該區(qū)域的運動軌跡，P P、Q Q是軌跡上的兩點。以下說法中是軌跡上的兩點。以下說法中正確的選項是正確的選項是( () )A A三個等勢面中，等勢面三個等勢面

15、中，等勢面a a的電勢最高的電勢最高B B帶電質點一定是從帶電質點一定是從P P點向點向Q Q點運動點運動C C帶電質點經(jīng)過帶電質點經(jīng)過P P點時的加速度比經(jīng)過點時的加速度比經(jīng)過Q Q點時小點時小D D帶電質點經(jīng)過帶電質點經(jīng)過P P點時的動能比經(jīng)過點時的動能比經(jīng)過Q Q點時小點時小解析：先畫出電場線，再根據(jù)速度、合力和軌解析：先畫出電場線，再根據(jù)速度、合力和軌跡的關系，可以斷定：質點在各點受的電場力跡的關系，可以斷定：質點在各點受的電場力方向是斜向左下方。由于是正電荷，所以電場方向是斜向左下方。由于是正電荷，所以電場線方向也沿電場力斜向左下方。線方向也沿電場力斜向左下方。答案：答案：D D 自

16、學教材自學教材 1 1定義定義 帶電較多的導體，在帶電較多的導體，在 部位，場強大到使周部位，場強大到使周圍空氣發(fā)生圍空氣發(fā)生 而引起而引起 的景象。的景象。尖端尖端電離電離放電放電 2 2尖端放電的運用和防止尖端放電的運用和防止 (1) (1)運用：避雷針是利用運用：避雷針是利用 的原理來防止的原理來防止雷擊的，它的作用是可以雷擊的，它的作用是可以 云層中的部分電荷，更云層中的部分電荷，更主要的是把云層中的主要的是把云層中的 引入地下。引入地下。 (2) (2)防止：尖端放電會導致高壓設備上的電能的損防止：尖端放電會導致高壓設備上的電能的損失，所以高壓設備中導體的外表做得盡能夠地光滑。失，所

17、以高壓設備中導體的外表做得盡能夠地光滑。尖端放電尖端放電中和中和大量電荷大量電荷 重點詮釋重點詮釋 避雷針的原理避雷針的原理 雷雨天氣里云層帶電，有的云層靠地面很近，受其雷雨天氣里云層帶電，有的云層靠地面很近，受其影響，地面帶異種電荷，這些電荷主要分布在地表的尖影響，地面帶異種電荷，這些電荷主要分布在地表的尖端端高大物體上，如高大建筑物、大樹等物體上，當高大物體上，如高大建筑物、大樹等物體上，當電荷積累到足夠多時，云層與建筑物間產(chǎn)生劇烈的火花電荷積累到足夠多時，云層與建筑物間產(chǎn)生劇烈的火花放電，這就是雷擊，在建筑物上安裝尖狀的避雷針，可放電，這就是雷擊，在建筑物上安裝尖狀的避雷針，可利用避雷針

18、不斷放電，防止電荷積累過多，防止雷擊。利用避雷針不斷放電，防止電荷積累過多，防止雷擊。3 3關于避雷針的以下說法中正確的選項是關于避雷針的以下說法中正確的選項是 ( () )A A制做避雷針要選用絕緣性能好的資料制做避雷針要選用絕緣性能好的資料B B避雷針避雷是將云層中積聚的電荷導入大地避雷針避雷是將云層中積聚的電荷導入大地C C為了美觀通常把避雷針頂端設計成球形為了美觀通常把避雷針頂端設計成球形D D避雷針安裝在高大建筑物的頂端，而不用接地避雷針安裝在高大建筑物的頂端，而不用接地解析：帶電云層接近建筑物時，會在建筑物上感應出異解析：帶電云層接近建筑物時，會在建筑物上感應出異種電荷，在云層與建

19、筑物之間構成電場。當電荷積累到種電荷，在云層與建筑物之間構成電場。當電荷積累到一定程度時，會發(fā)生劇烈放電景象，能夠發(fā)生雷擊。假一定程度時，會發(fā)生劇烈放電景象，能夠發(fā)生雷擊。假設建筑物安裝了避雷針，云層中積聚的電荷會經(jīng)過避雷設建筑物安裝了避雷針，云層中積聚的電荷會經(jīng)過避雷針導入大地，逐漸中和云層的電荷，維護建筑物，使其針導入大地，逐漸中和云層的電荷，維護建筑物，使其免遭雷擊。避雷針應選用導體資料，所以選免遭雷擊。避雷針應選用導體資料，所以選B B。答案：答案：B B圖圖2 22 25 5 例例11(2019(2019泉州高二檢測泉州高二檢測) )圖圖2 22 25 5中中K K、L L、M M為

20、靜電場中的為靜電場中的3 3個相個相距很近的等勢面距很近的等勢面(K(K、M M之間無電荷之間無電荷) )。一。一帶電粒子射入此靜電場中后，沿帶電粒子射入此靜電場中后，沿ab cdeab cde軌跡運動。知電勢軌跡運動。知電勢KKLLMM，且，且粒子在粒子在abab段做減速運動。以下說法中正確的選項是段做減速運動。以下說法中正確的選項是( () ) A A粒子帶負電粒子帶負電 B B粒子在粒子在bcbc段做加速運動段做加速運動 C C粒子在粒子在a a點與點與e e點的速度大小相等點的速度大小相等 D D粒子從粒子從c c點到點到d d點的過程中電場力做負功點的過程中電場力做負功 思緒點撥思緒

21、點撥 電場線與等勢面垂直，粗略畫出電場電場線與等勢面垂直，粗略畫出電場線，由運動軌跡彎曲方向可知帶電粒子受力方向，再分線，由運動軌跡彎曲方向可知帶電粒子受力方向，再分析電場力做功的正負，判別粒子的速度、動能及電勢能析電場力做功的正負，判別粒子的速度、動能及電勢能的變化。的變化。 解析解析 由帶電粒子的運動軌跡可知，粒子所受電場力由帶電粒子的運動軌跡可知，粒子所受電場力指向軌跡的凹側。畫出過指向軌跡的凹側。畫出過a a、b b、c c、d d、e e各點的電場線，因各點的電場線，因KKLLMM，可知粒子帶正電，選項，可知粒子帶正電，選項A A錯誤；粒子由錯誤；粒子由b b到到c c的過程中，電場

22、力做負功，速率減小，選項的過程中，電場力做負功，速率減小，選項B B錯誤；由于錯誤；由于a a、e e兩點電勢相等，粒子在兩點電勢相等，粒子在a a、e e兩點的電勢能相等，由能量守恒兩點的電勢能相等，由能量守恒定律知，粒子在定律知，粒子在a a、e e兩點的動能相等，速度大小相等，選項兩點的動能相等，速度大小相等，選項C C正確；粒子從正確；粒子從c c點到點到d d點的過程中電場力做正功，選項點的過程中電場力做正功，選項D D錯誤。錯誤。 答案答案 C C (1) (1)利用電場線與等勢面垂直的特點，可以根據(jù)等勢利用電場線與等勢面垂直的特點，可以根據(jù)等勢面的外形畫出電場線，假設知等勢面電勢

23、的高低關系，面的外形畫出電場線，假設知等勢面電勢的高低關系，可以確定電場線的方向。可以確定電場線的方向。 (2) (2)帶電粒子做曲線運動時，運動軌跡總是彎向粒子帶電粒子做曲線運動時，運動軌跡總是彎向粒子受力的方向，從而可以根據(jù)運動軌跡的外形判別粒子遭受力的方向，從而可以根據(jù)運動軌跡的外形判別粒子遭到的電場力的方向，進而可以得知電場力做功的情況及到的電場力的方向，進而可以得知電場力做功的情況及粒子的速度、動能和電勢能的變化情況。粒子的速度、動能和電勢能的變化情況。圖圖2 22 26 61 1如圖如圖2 22 26 6所示，虛線為某個點所示，虛線為某個點電荷電場的等勢面，現(xiàn)有兩個帶電電荷電場的等

24、勢面，現(xiàn)有兩個帶電粒子粒子a a、b(b(不計重力不計重力) )，以一樣的速，以一樣的速率從同一點率從同一點A A出發(fā)，沿不同途徑分別出發(fā)，沿不同途徑分別到達到達B B、C C點。根據(jù)圖示情況可以得知點。根據(jù)圖示情況可以得知以下判別錯誤的選項是以下判別錯誤的選項是( () )A A兩個粒子電荷量一定相等兩個粒子電荷量一定相等B B兩個粒子的電性一定相反兩個粒子的電性一定相反C C粒子粒子a a的動能先減小后增大的動能先減小后增大D D經(jīng)過經(jīng)過B B、C C點時，兩粒子速率一樣點時，兩粒子速率一樣解析：粒子解析：粒子a a受電場力作用有沿半徑向外的加速度，電受電場力作用有沿半徑向外的加速度，電場

25、力為斥力，粒子場力為斥力，粒子b b遭到電場的引力作用，粒子遭到電場的引力作用，粒子a a的電的電性與點電荷一樣，粒子性與點電荷一樣，粒子b b的電性與點電荷相反，的電性與點電荷相反，B B項正項正確。當電荷量不相等時，也可以出現(xiàn)圖示情況，確。當電荷量不相等時，也可以出現(xiàn)圖示情況，A A項不項不正確。在電場中運動的粒子能量守恒，粒子的動能與正確。在電場中運動的粒子能量守恒，粒子的動能與電勢能之和是常量。粒子電勢能之和是常量。粒子a a到達距到達距O O點最近的點最近的D D點前，需點前，需抑制電場力做功，動能減小，電勢能增大，經(jīng)過抑制電場力做功，動能減小，電勢能增大，經(jīng)過D D點以點以后，粒子

26、后，粒子a a在斥力作用下加速，動能增大而電勢能減在斥力作用下加速，動能增大而電勢能減小小 ，C C項正確。項正確。B B、C C、A A三點在同一等勢面上，粒三點在同一等勢面上，粒子子a a、b b從從A A到達到達B B、C C，電勢能不變，粒子的動能也，電勢能不變，粒子的動能也不會變化，兩粒子速率一樣，不會變化，兩粒子速率一樣，D D項正確。項正確。答案：答案：A A圖圖2 22 27 7 例例22如圖如圖2 22 27 7所示，虛線所示，虛線方框內為一勻強電場，方框內為一勻強電場，A A、B B、C C為該電為該電場中的三個點。知場中的三個點。知AA12 V12 V，BB6 V6 V，CC6 V6 V。試在該方框內作出。試在該方框內作出該電場的表示圖該電場的表示圖( (即畫出幾條電場線即畫出幾條電場線) )，并要求保管作圖時，并要求保管作圖時所用的輔助線。所用的輔助線。 思緒點撥思緒點撥 電場線跟等勢面垂直，只需畫出等勢面