高中物理 第一章 电场 第五节 课时2 等势面的特点 电场线与等势面的关系学案 粤教版选修3-1-粤教版高中选修3-1物理学案VIP免费

课时2等势面的特点电场线与等势面的关系[学科素养与目标定位]物理观念：1.知道等势面及典型电场的等势面特点.2.知道电场线与等势面的关系．科学思维：1.知道电场线和等势面都是对电场的形象描述.2.会根据电场线和等势面的规律分析带电粒子或带电体的运动．1．等势面的定义：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)电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面．(3)等差等势面密的地方，电场强度较强；等差等势面疏的地方，电场强度较弱．(4)任意两个等势面不相交．判断下列说法的正误．(1)电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以电场力不做功．(×)(2)等势面上各点的场强相等．(×)(3)点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面．(√)(4)匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面．(√)一、等势面的特点及应用几种典型电场的等势面图1(1)点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面．(2)等量异号点电荷的等势面：点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，两点电荷连线的中垂线是一个等势面．(3)等量同号点电荷的等势面①等量正点电荷连线的中点电势最低，两点电荷连线的中垂线上该点的电势最高，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越低．②等量负点电荷连线的中点电势最高，两点电荷连线的中垂线上该点的电势最低．从中点沿中垂线向两侧，电势越来越高．(4)匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面．例1(多选)如图2所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在x轴上有A、B两点，则()图2A．A点场强小于B点场强B．A点场强方向指向x轴负方向C．A点场强大于B点场强D．A点电势高于B点电势答案AD解析由于电场线与等势面总是垂直，则B点电场线比A点密，B点场强大于A点场强，故A正确，C错误．电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，场强方向指向x轴正方向，故B错误．由图中数据可知D正确．针对训练1带有等量异种电荷的一对平行金属板，如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大，即使在两极板之间，它的电场线也不是彼此平行的直线，而是如图3所示的曲线(电场的方向未画出)．在图中，若上极板带正电，虚线MN是穿过两板正中央的一条直线，则关于这个电场，以下说法正确的是()图3A．a点的场强小于b点的场强B．b点的电势低于c点的电势C．平行金属板之间的电场，可以看做匀强电场D．若将一正电荷从电场中的任一点由静止释放，它必将沿电场线运动到负极板答案B解析由电场线疏密可知，a点场强大于b点场强，选项A错误；由于φb＝φd，而φc>φd，所以φc>φb，选项B正确；由于电场线不是平行的等间距直线，所以平行金属板间的电场不能看做匀强电场，选项C错误；由于有的电场线不是直线，所以电荷不一定沿电场线运动，选项D错误．例2(2018·哈尔滨三中高二期中)空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图4所示，a、b、c、d为电场中的4个点．则()图4A．P、Q两点处的电荷等量同号B．a点和b点的电场强度相同C．c点的电势低于d点的电势D．负电荷从a到c，电势能减少答案D解析根据题图可知，该电场是等量异号点电荷的电场，故A错误．根据电场的对称性，a、b两点的电场强度大小相等，而方向不同，故B错误．c点所在等势面距离P点(正电荷)比d点所在等势面距离P点近，c点的电势较高，故C错误．负电荷从a到c，电场力做正功，所以电势能减少，故D正确．二、电场线、等势面和运动轨迹例3(多选)(2018·山师附中期末)某静电场中的电场线如图5所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，沿图中虚线由M运动到N，以下说法正确的是()图5A．粒子带正电荷B．粒子在M点的加速度小于在N点的加速度C．粒子在M点的电势能小于在N点的电势能D．粒子在M点的动能小于在N点的动能答案ABD解析带电粒子在电场中运动时，受到的电场力的方向指向运动轨迹的凹侧，由此可知，带电粒子受到的电场力的方向为沿着电场线向上，所以此粒子带正电荷，故A正确；由电场线的分布可知，电场线在N点较密，所以粒子在N点时受到的电场力...