高中物理 第2章 电势能与电势差 第2节 电势与等势面教案 鲁科版必修第三册-鲁科版高二第三册物理教案VIP免费

第2节电势与等势面核心素养物理观念科学思维1.了解电势的含义，知道其定义式、单位。2.理解等势面的概念，知道电场线一定垂直等势面，了解几种典型电场的等势面的分布。通过电势的定义，了解类比推理的方法，能在熟悉的情境中运用等势线模型解决问题。知识点一电势[观图助学]1.定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。2.公式：φ＝。3.单位：伏特，符号是V。4.特点(1)相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的零电势点的位置有关。(2)标量性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正、负。5.与电场线的关系：沿电场线方向电势逐渐降低。[思考判断](1)电场线密集处场强大，电势高。(×)(2)某点的电势为零，电荷在该点的电势能一定为零。(√)(3)某一点的电势为零，其场强一定为零。(×)知识点二等势面[观图助学]类比左右两图共同点有哪些？1.定义：电场中电势相同的各点构成的面。2.等势面的特点(1)在同一等势面上移动电荷时静电力不做功(选填“做功”或“不做功”)。(2)等势面一定跟电场线垂直，即跟电场强度的方向垂直。(3)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。(4)两不同等势面不相交。[思考判断](1)电荷在等势面上移动时，由于不受电场力的作用，所以电场力不做功。(×)(2)点电荷的电场中，在同一等势面上各点的场强大小相等。(√)(3)等势面是实际存在的面。(×)(4)电场线一定垂直于等势面。(√)比较高低要选择一个参考，即高低有相对性。“无穷远”在静电问题中，如果离场源电荷已经很远，以至于试探电荷已不能探测到电场了，这点就可以看作“无穷远”电势沿电场线方向降低最快如下图点电荷的等势面是以点电荷为中心的球面，如图为平面图。等势面也是描述电场的工具，与电场线一样，均是假想出来的。核心要点电势[观察探究]如图所示的匀强电场，电场强度为E，取O点为零势能点，A点距O点为L，AO连线与电场强度反方向的夹角为θ。(1)电荷量分别为q和2q的试探电荷在A点的电势能为多少？(2)电势能与电荷量的比值是否相同？(3)电势能与电荷量的比值与试探电荷的电荷量是否有关系？[探究归纳]1.电势和电势能具有相对性，与零电势点的选择有关。2.φ＝是电势的定义式。电场中某点处φ的大小是由电场本身决定的，与在该点处是否放入试探电荷、电荷的电性、电荷量均无关。3.由φ＝求电势时，可将各物理量的“＋”“－”直接代入计算，这样更方便。4.定义式φ＝是比值定义式，因此不能认为φ∝Ep，φ∝。[试题案例][例1]将一个正电荷从无穷远移入电场中的M点，电势能减少8.0×10－9J；若将另一个等量的负电荷从无穷远移入电场中的N点，电场力做负功为9.0×10－9J，则下列选项正确的是()A.φM<φN<0B.φM>φN>0C.φN<φM<0D.φN>φM>0解析正电荷从无穷远移入电场中M点，电势能减少8.0×10－9J，则EpM＝－8.0×10－9J，根据φ＝得φM＝<0。负电荷从无穷远移入电场中的N点，电场力做负功为9.0×10－9J，电势能增加，则EpN＝9.0×10－9J。根据φ＝得φN＝<0，即φN<φM<0，选项C正确。答案C方法总结电势高低的判断方法判断角度判断方法依据电场线方向顺着电场线的方向电势越来越低依据静电力做功在两点间移动正电荷，如果静电力做正功，则电势降低；如果静电力做负功，则电势升高。在两点间移动负电荷，如果静电力做正功，则电势升高；如果静电力做负功，则电势降低依据场源电荷的正负取无限远处电势为0，正(负)电荷周围电势为正(负)，靠近正(负)电荷处电势高(低)依据电势能的大小正电荷在电势较高处电势能较大，负电荷在电势较低处电势能较大[针对训练1]如图所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是()A.电势关系为φA>φB，电场强度大小关系为EA>EBB.电势关系为φA<φB，电场强度大小关系为EA