2018沪科选修31 23 研究电场的能的性质二 学案.docx

2.3研究电场的能的性质(二)
学习目标知识脉络1.理解电势的概念，进一步巩固比值定义法的应用，知道电势具有相对性．(重点)
2．了解电势与电势差的区别与联系．
3．理解电场的等势面的意义、特点，等势面与电场线的关系．知道几种典型的等势面．(难点、重点)[自主预习·探新知]
[知识梳理]
一、电势
1．定义：把电荷在电场中某一点的电势能与其电荷量的比值，叫作这一点的电势．
2．电势的表达式：φM＝eq\f(EpM,q)，单位：伏特(V)．
3．标量：只有大小，没有方向，但有正、负，表示比零电势点高或比零电势点低．
4．电势的相对性：电场中某点电势的大小，跟零电势位置的选择有关，通常取无限远处或大地的电势为零．
5．电势差与电势之间的关系：UAB＝φA－φB.
二、电场的等势面
1．定义
电场中电势相等的点构成的线(面)叫等势线(面)．
2．等势面的特点
(1)在同一等势线(面)上的任意两点间移动电荷，电场力做功为零．
(2)等势面跟电场线垂直．
(3)电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．
(4)等势面密集处电场线密集，说明此处电场强度较大．
三、电势差与电场强度的关系
1．在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点间距离的乘积．公式形式：U＝Ed.
2．在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差．公式形式：E＝eq\f(U,d).
[基础自测]
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”．)
(1)电荷在电场中某点的电势能越大，该点的电势就越高．(×)
(2)电势是相对的，常取无穷远处或大地的电势为零．(√)
(3)电势是标量，没有方向，但有大小及正、负之分．(√)
(4)同一等势线上任意两点间的电势差为零．(√)
(5)等势面上，不仅各点的电势相同，且电势能也相同．(×)
(6)电场线的方向一定从电势低的等势面指向电势高的等势面．(×)
(7)公式UAB＝Ed仅适用于匀强电场中的计算，在非匀强电场中不适用．(√)
(8)沿电场线方向任意相同距离上的电势差必相等．(×)
(9)在匀强电场中，两点间的电势差等于电场强度与两点间距离的乘积．(×)
【提示】
(1)×电势等于电势能与电荷量的比值，负电荷电势能越大的点电势越低．
(5)×电势能由电势和试探电荷共同决定．
(6)×电场线的方向从电势高的等势面指向电势低的等势面．
(8)×只有匀强电场中沿电场线方向相同距离上的电势差相等．
(9)×匀强电场中电势差等于电场强度与沿电场强度方向的两点间距离的乘积．
2．(多选)下列说法正确的是()
【导学号：69682065】
A．电荷在A点的电势能是EpA＝－20J，在B点的电势能是EpB＝15J，则EpA>EpB
B．电场中，A点的电势比B点的电势高，则A、B两点的电势差UAB>0
C．电场中A点的电势是φA＝－6V，B点的电势是φB＝2V，则φA>φB
D．EA＝1×102N/C，EB＝－2×102N/C，则EA<EB
BD[电势能、电势的正负可以表示其大小，故有EpB>EpA，φA<φB，A、C均错误；电场强度为矢量，其正负号表示方向，不表示大小，故有EB>EA，D正确；因UAB＝φA－φB，若φA>φB，则UAB>0，B正确．]
3．关于等势面、电场线和电场力做功的关系，下列说法正确的是()
A．在等势面上移动电荷，不受电场力作用
B．电场线不一定与等势面垂直
C．在同一个等势面上的各点，场强的大小必然是相等的
D．电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面
D[在等势面上移动电荷时，电荷受电场力，但电场力总与运动方向垂直，故电场力不做功，A错误；电场线与等势面垂直，B错误；同一等势面上各点电势相等，场强不一定相等，C错误；沿电场线的方向电势降低，故D正确．]
4．如图2­3­1所示是一组匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距2cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是()【导学号：69682066】
图2­3­1
A．竖直向下，E＝100V/m B．水平向左，E＝100V/m
C．水平向左，E＝200V/m D．水平向右，E＝200V/m
B[根据E＝eq\f(U,d)，E＝eq\f(2,2×10－2)V/m＝100V/m，电场强度的方向从高电势指向低电势，水平向左，故B正确．]
[合作探究·攻重难]
电势的理解和电势高低的判断1．电势和电势差的区别
电势φ电势差U定义电势能与电荷量的比值φ＝eq\f(Ep,q)电场力做功与电荷量
的比值U＝eq\f(W,q)决定因素由电场和在电场中的位置决定由电场和场内两点位置决定相对性有，与零电势点的选取有关无，与零电势点的选取无关2．电势高低的判断方法
(1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低．
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