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電勢(shì)與等勢(shì)面核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維1.了解電勢(shì)的含義,知道其定義式、單位。2.理解等勢(shì)面的概念,知道電場(chǎng)線一定垂直等勢(shì)面,了解幾種典型電場(chǎng)的等勢(shì)面的分布。

通過電勢(shì)的定義,了解類比推理的方法,能在熟悉的情境中運(yùn)用等勢(shì)線模型解決問題。知識(shí)點(diǎn)一電勢(shì)[觀圖助學(xué)]1.定義:電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的_________與它的電荷量的比值。2.公式:φ=_________。3.單位:_____,符號(hào)是V。4.特點(diǎn) (1)相對(duì)性:電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)的高低,與所選取的零電勢(shì)點(diǎn)的位置有關(guān)。(2)標(biāo)量性:電勢(shì)是標(biāo)量,只有大小,沒有方向,但有正、負(fù)。5.與電場(chǎng)線的關(guān)系:沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸_____。電勢(shì)能伏特降低[思考判斷](1)電場(chǎng)線密集處場(chǎng)強(qiáng)大,電勢(shì)高。(

)(2)某點(diǎn)的電勢(shì)為零,電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能一定為零。(

)(3)某一點(diǎn)的電勢(shì)為零,其場(chǎng)強(qiáng)一定為零。(

)×√×知識(shí)點(diǎn)二等勢(shì)面[觀圖助學(xué)]類比左右兩圖共同點(diǎn)有哪些?1.定義:電場(chǎng)中__________的各點(diǎn)構(gòu)成的面。2.等勢(shì)面的特點(diǎn) (1)在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力________(選填“做功”或“不做功”)。 (2)等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線_______,即跟電場(chǎng)強(qiáng)度的方向_____。 (3)電場(chǎng)線總是由________的等勢(shì)面指向_________的等勢(shì)面。 (4)兩不同等勢(shì)面不相交。電勢(shì)相同不做功垂直垂直電勢(shì)高電勢(shì)低[思考判斷](1)電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí),由于不受電場(chǎng)力的作用,所以電場(chǎng)力不做功。(

)(2)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,在同一等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等。(

)(3)等勢(shì)面是實(shí)際存在的面。(

)(4)電場(chǎng)線一定垂直于等勢(shì)面。(

)×√×√核心要點(diǎn)電勢(shì)[觀察探究]

如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,取O點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn),A點(diǎn)距O點(diǎn)為L(zhǎng),AO連線與電場(chǎng)強(qiáng)度反方向的夾角為θ。(1)電荷量分別為q和2q的試探電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為多少?

(2)電勢(shì)能與電荷量的比值是否相同?

(3)電勢(shì)能與電荷量的比值與試探電荷的電荷量是否有關(guān)系?[探究歸納][試題案例][例1]將一個(gè)正電荷從無窮遠(yuǎn)移入電場(chǎng)中的M點(diǎn),電勢(shì)能減少8.0×10-9J;若將另一個(gè)等量的負(fù)電荷從無窮遠(yuǎn)移入電場(chǎng)中的N點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功為9.0×10-9J,則下列選項(xiàng)正確的是(

) A.φM<φN<0 B.φM>φN>0 C.φN<φM<0 D.φN>φM>0答案C方法總結(jié)電勢(shì)高低的判斷方法判斷角度判斷方法依據(jù)電場(chǎng)線方向順著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)越來越低依據(jù)靜電力做功

在兩點(diǎn)間移動(dòng)正電荷,如果靜電力做正功,則電勢(shì)降低;如果靜電力做負(fù)功,則電勢(shì)升高。在兩點(diǎn)間移動(dòng)負(fù)電荷,如果靜電力做正功,則電勢(shì)升高;如果靜電力做負(fù)功,則電勢(shì)降低依據(jù)場(chǎng)源電荷的正負(fù)

取無限遠(yuǎn)處電勢(shì)為0,正(負(fù))電荷周圍電勢(shì)為正(負(fù)),靠近正(負(fù))電荷處電勢(shì)高(低)依據(jù)電勢(shì)能的大小

正電荷在電勢(shì)較高處電勢(shì)能較大,負(fù)電荷在電勢(shì)較低處電勢(shì)能較大[針對(duì)訓(xùn)練1]如圖所示的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn),下列判斷正確的是(

)A.電勢(shì)關(guān)系為φA>φB,電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系為EA>EBB.電勢(shì)關(guān)系為φA<φB,電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系為EA<EBC.將電荷量為q的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大D.將電荷量為q的負(fù)電荷分別放在A、B兩點(diǎn),電荷具有的電勢(shì)能關(guān)系為EpA<EpB解析由題圖可知,B點(diǎn)的電場(chǎng)線密,A點(diǎn)的電場(chǎng)線疏,因此B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大,即EA<EB;沿著電場(chǎng)線的方向,電勢(shì)逐漸降低,由題圖可知φB<φA,故A、B錯(cuò)誤;將電荷量為q的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,故C錯(cuò)誤;將電荷量為q的負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,則EpB>EpA,故D正確。答案D[觀察探究]如圖所示是某電場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)面,請(qǐng)問:1.圖中實(shí)線表示什么?虛線表示什么?2.A、B、C中哪點(diǎn)電勢(shì)高?3.A、B、C中哪點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大?核心要點(diǎn)等勢(shì)面[探究歸納]等勢(shì)面的應(yīng)用(1)由等勢(shì)面可以判斷電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)的高低。(2)由等勢(shì)面可以判斷電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)靜電力做功的情況。(3)由于等勢(shì)面和電場(chǎng)線垂直,已知等勢(shì)面的形狀分布,可以繪制電場(chǎng)線,從而確定電場(chǎng)大體分布。(4)由等差等勢(shì)面的疏密,可以定性地比較其中兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小。A.A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向與x軸同向B.A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向與x軸反向C.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EA大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EBD.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EA小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EB[試題案例][例2](多選)如圖所示,實(shí)線表示一簇關(guān)于x軸對(duì)稱的等勢(shì)面,在x軸上有A、B兩點(diǎn),則(

)解析由電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系可知,電場(chǎng)線一定與等勢(shì)面垂直,且由電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面,作出相對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)線的分布,如圖所示。則可知A、B兩點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)方向與x軸同向。由電場(chǎng)線的疏密可知,A點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度EA小于B點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度EB,所以A、D正確,B、C錯(cuò)誤。答案AD方法總結(jié)等勢(shì)面和電場(chǎng)線的應(yīng)用(1)已知等勢(shì)面的情況,可作等勢(shì)面的垂線來確定電場(chǎng)線,并由“電勢(shì)降低”的方向確定電場(chǎng)線方向。(2)已知電場(chǎng)線時(shí),可作電場(chǎng)線的垂線來確定等勢(shì)面,并由“沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低”確定等勢(shì)面的電勢(shì)高低。[針對(duì)訓(xùn)練2]下列關(guān)于等勢(shì)面的說法正確的是(

) A.電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí),由于不受電場(chǎng)力作用,所以說電場(chǎng)力不做功 B.在同一個(gè)等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等 C.兩個(gè)不等電勢(shì)的等勢(shì)面可能相交 D.若相鄰兩等勢(shì)面的電勢(shì)差相等,則等勢(shì)面的疏密程度能反映場(chǎng)強(qiáng)的

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