高二物理《电势与等势面》(上课)

1、从能量的角度认识电场从能量的角度认识电场复习回顾EFq+设有一个匀强电场，场强为E，取电荷在其中C点的电势能为零。现把一个正电荷从A点移到C点，A与C的距离为d,则电场力做多少功？A点的电势能是多少？ACdFq+分析：由题可知电场力的方向与电荷移动的方向相同，所以电场力做正功。则移动过程电势能减少。做功的量与电势能的减少量是相等的。解：依题意，可得WqEdqEdEqEdEEEWEpApApCppC 0又又末位置的电势能初位置的电势能这里的负号表示减少的意思。2q时：EpA=2qEd4q时：EpA=4qEd2q时：EpA=2qEd4q时：EpA=4qEdq时：EpA=qEd比去电荷所带电量2q时

2、：4q时：q时：EdqEpAEdqEpA2EdqEpA41、电势定义式：qEp 对电势概念的理解对电势概念的理解电势电势（）（）电势电势是表征电场中某点能的性质的物理量，是表征电场中某点能的性质的物理量，仅与电场中某点性质有关，仅与电场中某点性质有关，与电场力做功的值及与电场力做功的值及试探电荷的电荷量、电性无关试探电荷的电荷量、电性无关。（2 2）电势的具体值只有在选定了零电势点后才有）电势的具体值只有在选定了零电势点后才有意义，故意义，故电势是相对电势是相对的。电势零点的选取是任意的。电势零点的选取是任意的，但以方便为原则，如果没有特别规定，一般的，但以方便为原则，如果没有特别规定，一般选

3、无穷远或大地的电势为零选无穷远或大地的电势为零（3 3）电势是标量电势是标量，在规定了零电势后，电场中各，在规定了零电势后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值。正值表示点的电势可以是正值，也可以是负值。正值表示该点电势比零高，负值表示该点电势比零低。该点电势比零高，负值表示该点电势比零低。沿电场线方向，电势降低，沿电场线方向，电势降低，若以无穷远处电势为零若以无穷远处电势为零负点电荷周围各处的电势的特点负点电荷周围各处的电势的特点正点电荷周围各处的电势的特点正点电荷周围各处的电势的特点都为正，越靠近正电荷电势越高。都为正，越靠近正电荷电势越高。都为负，越靠近正电荷电势越低。都为负，越靠近

4、正电荷电势越低。如图所示，如图所示，a、b为某电场线上的两点，那为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是么以下的结论正确的是 （ ） A把正电荷从把正电荷从a移到移到b，电场力做正功，电，电场力做正功，电荷的电势能减少，电势升高。荷的电势能减少，电势升高。B把正电荷从把正电荷从a移到移到b，电场力做负功，电，电场力做负功，电荷的电势能增加，电势降低。荷的电势能增加，电势降低。C把负电荷从把负电荷从a移到移到b，电场力做正功，电，电场力做正功，电荷的电势能减少，电势升高。荷的电势能减少，电势升高。D把负电荷从把负电荷从a移到移到b，电场力做负功，电，电场力做负功，电荷的电势能增加，电势降低。荷

5、的电势能增加，电势降低。D Dab电场中两点电势高低的判断方法电场中两点电势高低的判断方法（1 1）根据电场力做功来判断）根据电场力做功来判断（3 3）根据电场线方向来判断）根据电场线方向来判断（2 2）根据电荷电势能的变化来判断）根据电荷电势能的变化来判断1. 1.在两点间移动正电荷，电场力做正功电势降；做负功电势升在两点间移动正电荷，电场力做正功电势降；做负功电势升2.2.在两点间移动负电荷，电场力做正功电势升；做负功电势降在两点间移动负电荷，电场力做正功电势升；做负功电势降电场线的方向就是电势降低最快的方向电场线的方向就是电势降低最快的方向1. 1.在两点间移动正电荷，电势能增加电势升；

6、电势能减小电势降在两点间移动正电荷，电势能增加电势升；电势能减小电势降2.2.在两点间移动负电荷，电势能增加电势降；电势能减小电势升在两点间移动负电荷，电势能增加电势降；电势能减小电势升如图所示，实线为一电场的电场线，如图所示，实线为一电场的电场线，A、B、C为电场中的三个点，那么以下的结论正确为电场中的三个点，那么以下的结论正确的是的是 （ ） ABCDB BCBACBAEEE;CBACBAEEE;CBACBAEEE;CBACBAEEE;ABC电势电势电势能电势能E Ep p正负正负电势沿电场线逐渐下降，电势沿电场线逐渐下降，选定零势能点后，某点的选定零势能点后，某点的电势高于零者，为正值，

7、电势高于零者，为正值，电势低于零者，为负值电势低于零者，为负值正点电荷：电势能的正负正点电荷：电势能的正负跟电势的正负相同；负点跟电势的正负相同；负点电荷：电势能的正负跟电电荷：电势能的正负跟电势的正负相反势的正负相反单位单位伏特伏特(V)(V)焦耳焦耳(J)(J)联系联系EpqWEpqU(1)(1)定义定义电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面(2)(2)等势面是为了形象描述电场中各点电势面人等势面是为了形象描述电场中各点电势面人为画出的曲面为画出的曲面等势面等势面(3)(3)等势面的特点等势面的特点1. 1.沿着同一等势面移动电荷时静电力不做功沿着同一

8、等势面移动电荷时静电力不做功2.2.两个电势不同的等势面不能相交两个电势不同的等势面不能相交3.3.电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面4.4.等势面一定与电场线垂直，即跟场强方向垂直等势面一定与电场线垂直，即跟场强方向垂直5.5.等差等势体分布越密等差等势体分布越密, ,场强越大场强越大; ;分布越疏分布越疏, ,场强越小场强越小 如图所示，如图所示，A、B、C是电场中是电场中的三点，将的三点，将1C的正电荷分别从的正电荷分别从A、C移移动到动到B时，电场力所做的功分别为时，电场力所做的功分别为10J、-5J，以，以B为电势参考点，则为电势

9、参考点，则A、C两点两点的电势分别为多少？的电势分别为多少？EABC10AV 5CV 点电荷的电场的等势线点电荷的电场的等势线点电荷的电场的等势线点电荷的电场的等势线等量异种电荷电场的等势面等量同种电荷电场的等势面匀强电场的等势面带电导体周围的电场和等势面等势面的特点等势面的特点1. 1.沿着同一等势面移动电荷时静电力不做功沿着同一等势面移动电荷时静电力不做功2.2.两个电势不同的等势面不能相交两个电势不同的等势面不能相交3.3.电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面4.4.等势面一定与电场线垂直，即跟场强方向垂直等势面一定与电场线垂直，即跟场

10、强方向垂直5.5.等差等势面分布越密等差等势面分布越密, ,场强越大场强越大; ;分布越疏分布越疏, ,场强越小场强越小 5. 等势面的用途等势面的用途(1)利用等势面可以形象地描述电场具有利用等势面可以形象地描述电场具有能的性质能的性质(2)由等势面来绘制电场线由等势面来绘制电场线实际中测量电势比测定场强容易，所以实际中测量电势比测定场强容易，所以常用等势面研究电场，先测绘出等势面的形常用等势面研究电场，先测绘出等势面的形状和分布，再根据电场线与等势面相互垂直，状和分布，再根据电场线与等势面相互垂直，绘出电场线分布，这样就知道了所研究的电绘出电场线分布，这样就知道了所研究的电场场【例题例题】

11、如图所示，如图所示，A、B、C为匀为匀强电场中的三点，已知这三点的电势分强电场中的三点，已知这三点的电势分别为别为 A=10V， B=2V， C=-6V，试在，试在图上画出过图上画出过B点的等势线和场强的方向点的等势线和场强的方向（可用三角板画）（可用三角板画）ACB3、电场线与等势面的关系、电场线与等势面的关系: 电场线与等势面互相垂直电场线与等势面互相垂直. 电场线总是由电势高的等势面指向电势电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。低的等势面。 在同一等势面上移动电荷，电场力不做在同一等势面上移动电荷，电场力不做功。功。 任意两个等势面不相交。任意两个等势面不相交。 场强越大的地方等

12、势面越密。场强越大的地方等势面越密。 有一电场的等势面分布如图所示，有一电场的等势面分布如图所示，一个质子进入电场向右运动，经过等势面一个质子进入电场向右运动，经过等势面a时质子的动能为时质子的动能为500eV，那么它经过等势面，那么它经过等势面e时动能多大？时动能多大？三、尖端放电三、尖端放电 1 1、导体电荷分布特点、导体电荷分布特点：表面具有凸出尖端：表面具有凸出尖端的带电导体，在尖端处的电荷分布密度很大的带电导体，在尖端处的电荷分布密度很大2 2、尖端放电：、尖端放电： 带电较多的导体，在尖端部位，场强可以带电较多的导体，在尖端部位，场强可以 大到使周围的空气发生电离而引起放电的程大到使周围的空气发生电离而引起放电的程度，这就是尖端放电现象度，这就是尖端放电现象3 3、尖端放电的应用：、尖端放电的应用： 避雷针 【例例4 4】、一个点电荷，从静电场中的、一个点电荷，从静电场中的a a点移至点移至b b点，其电势能的变化为零，则点，其电势能的变化为零，则（）（）A Aa a、b b两点的场强一定相等两点的场强一定相等B B该电荷一定沿等势面移动该电荷一定沿等势面移动C C作用于该点电荷的电场力与其作用于该点电荷的电场力与其 移动方向总是垂直的移动方向总是垂直的 D Da a、