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1、第一章4电势能和电势课时2等势面及其应用1.知道等势面，理解等势面的特点.2.知道典型电场的等势面特点.学科素养与目标要求物理观念：科学思维：1.能通过类比等高线理解等势面.2.会根据电场线和等势面的规律分析带电体的运动轨迹问题.1.定义：电场中 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 (选填“做功”或“不做功”).(2)等势面一定跟电场线 ，即跟电场强度的方向 .(3)电场线总是由 的等势面指向 的等势面.等势面电势相同不做功垂直垂直电势高电势低1.等势面的特点及应用(1)在等势面上移动电荷时静电力不做功，电荷的电势能不变.(2)电场线跟等势面垂直，并且由电势高
2、的等势面指向电势低的等势面，由此可以绘制电场线，从而可以确定电场的大体分布.(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，由等差等势面的疏密可以定性确定场强大小.(4)任意两个等势面都不相交.知识深化2.几种常见电场的等势面(如图1所示)图1(1)点电荷的等势面：以点电荷为球心的一簇球面，靠近点电荷处等差等势面较密.(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条等势线（电势一般为0）.(3)等量同号点电荷的等势面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
3、越低.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：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A.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，故B错误.由图中数据可知D正确.图2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
4、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A.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图3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bd，而cd，所以cb，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
5、电场线运动，选项D错误.例2(2018荆、荆、襄、宜四地七校联考)如图4所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是A.A、B两处电势、场强均相同B.C、D两处电势、场强均相同C.在虚线AB上O点的场强最大D.带正电的试探电荷在O处的电势能小于在B处的电势能图4解析等量异种点电荷电场线及等势面分布如图所示，由图可知，A、B两处电场强度相同，C、D两处电场强度相同，选无穷远处为电势零点，可知两点电荷连线的中垂线右侧电势为负，两点电荷连线的中垂线左侧电势为正，两点电荷连线的中垂线上电势相同，故A错误，B正确.由电场线疏
6、密判断电场强度大小，可知虚线AB上O点电场强度不是最大，故C错误.O0，而BBCB.三个等势面的电势大小为CBAC.电子由a到c电势能不断减小D.电子由a到c动能不断减小解析由等势面画出电场线如图所示，电子在c点受力和运动方向如图，并由此进一步得出电场线垂直等势面指向左，ABC，A正确，B错误；从a至c电场力做负功，电势能不断增加，动能不断减小，C错误，D正确.图7即学即用达标检测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
7、面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面.( )即学即用1.(等势面)(2018济南市期末)某电场中的等势面如图8所示，下列关于该电场的描述正确的是A.负电荷在A点的电势能比在B点的电势能大B.负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大C.电荷沿等势面AB移动的过程中，电场力始终不做功D.正电荷由A移动到C，电场力做负功12345图8解析负电荷在电势越高的位置电势能越小，B错误；沿等势面移动电荷，电场力不做功，负电荷在A、B两点处的电势能相同，A错误，C正确；正电荷由A移动到C，电场力做正功，D错误.2.(等势面)(2018重庆市高二期末)如图9所示，实线和虚线分别表示等量异种电荷的电场线和等势线，则
8、下列有关a、b、c、d四点的说法中正确的是A.a、b两点场强相同 B.a、b两点电势相同C.c、d两点场强相同 D.c、d两点电势相同1234解析a、b两点是对称的，它们的场强大小相等，但是方向不同，故A错误；沿电场线的方向电势降低，所以a点电势比b点电势高，故B错误；c、d两点在两点电荷连线的中垂线上，中垂线上的电势都为零，所以c、d两点的电势相同，根据电场线的疏密判断场强的大小，d点场强大于c点场强，故C错误，D正确.5图93.(等势面及其应用)(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10所示，a、b、c、d为
9、电场中的4个点.则A.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1234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.图1054.(电场线与运动轨迹)(2018济南市期末)如图11所示，带箭头的线表示某一电场的电场线.在电场力作用下，一带负电的粒子(不计重力)经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，A、B
10、两点相比，下列说法正确的是A.粒子在A点的加速度大B.B点电势较高C.粒子在B点动能大D.粒子在B点的电势能较大12345图115.(电场线与运动轨迹)(多选)(2017天津理综)如图12所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB，电势能分别为EpA、EpB.下列说法正确的是A.电子一定从A向B运动B.若aAaB，则Q靠近M端且为正电荷C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpAaB，说明电子在A点受到的电场力较大，A点的电场强度较大，根据点电荷的电场分布可知，靠近M端为场源电荷的位置，应为正电荷，故B正确；无论Q为正电荷还是负电荷，一定有电势AB，电子电势能Epe，电势能是标量，所以一定有EpAEpB，故C正确，D错误.12345本课结束更多精彩内容请登录：