电势与等势面-PPT课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,2,节,电势与等势面,理解教材新知,把握热点考向,应用创新演练,第,2,章,电势能与电势差,知识点一,知识点二,考向一,考向二,随堂基础巩固,课时跟踪训练,知识点三,1,2,3,1.,电荷在电场中某点的电势能跟电荷,量的比值，叫做该点的电势。,2,电场中某点的电势在数值上等于单,位正电荷在该点所具有的电势能。,3,电场中各点电势的值可正、可负，,可为零，既与产生电场的电荷有关，也与零电势位置的选择有关。,4,4,电场中电势相等的点构成的面叫做,等势面。电场线和等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。,5,6,7,自学教材,1,电势,(1),定义：电场中某点的电势就是电荷在该点的,与,的比值。,(2),公式：,。,(3),单位：国际单位制中，电势的单位是,，符号是,V,1 V,1,。,电势能,电荷量,E,p,/,q,伏特,焦耳,/,库仑,8,大家学习辛苦了，还是要坚持,继续保持安静,9,2,性质,(1),相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的,的位置有关，一般情况下取无穷远或地面为,位置。,(2),矢标性：电势是标量，只有大小，没有,，但电势有,。,零参考点,零势点,方向,正负,10,重点诠释,11,(3),根据场源电荷判断：若以无穷远处电势为零，则正点电荷周围各点电势为正，且离正点电荷越近，电势越高；负点电荷周围各点电势为负，且离负点电荷越近，电势越低。,12,2,电势与电势能的比较,13,14,3.,电势和电场强度的比较,15,16,1,下列关于电势高低的判断，正确的是,(,),A,负电荷从,A,移到,B,时，电场力做正功，,A,点的电势一定较高,B,负电荷从,A,移到,B,时，电势能增加，,A,点电势一定较低,C,正电荷从,A,移到,B,时，电势能增加，,A,点电势一定较低,D,正电荷只在电场力作用下从,A,移到,B,，,A,点电势一定较高,17,解析：由,A,到,B,，电场力对负电荷做正功，说明负电荷逆着电场线运动，电势升高，即,B,A,，,A,错；电势能增加，电场力做负功，负电荷应是顺着电场线运动，电势降低，即,A,B,，,B,错；电势能增加，电场力做负功，正电荷应是逆着电场线运动，电势升高，即,B,A,，,C,对；,D,项无法比较电势，故,D,错。,答案：,C,18,19,自学教材,1,等势面,(1),定义：电场中电势,的点构成的面。,(2),特点：由于在等势面上电荷受到的电场力跟等势面,，所以电荷在同一个等势面上运动时电场力,。,相等,垂直,不做功,20,2,几种常见电场的等势面,(1),点电荷电场的等势面，如图,2,2,1,中虚线所示。,21,(2),等量异种电荷的电场的等势面，如图,2,2,2,甲，过两点电荷连线中点的,是一个等势面。,中垂面,图,2,2,2,22,(3),等量同种电荷的电场的等势面，如图,2,2,2,乙。,(4),匀强电场的等势面，是与电场线垂直的，间隔,且相互,的一簇平面，如图,2,2,3,所示。,相等,平行,图,2,2,3,23,重点诠释,1,等势面的特点及其理解,(1),在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功。因为等势面上各点电势相等，电荷在同一等势面上各点具有相同的电势能，所以在同一等势面上移动电荷电势能不变，即电场力不做功。,24,(2),等势面一定跟电场线垂直，即跟场强的方向垂直。,假如不是这样，场强就有一个沿着等势面的分量，这样在等势面上移动电荷时电场力就要做功。但这是不可能的，因为在等势面上各点电势相等，沿着等势面移动电荷时电场力是不做功的。所以场强一定跟等势面垂直。,25,(3),沿着电场线方向电势越来越低。可见，电场线不但跟等势面垂直，而且是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。,(4),等势面不相交。,如果两个等势面相交，说明相交处的电场线有两条，即该处的电场强度方向有两个，这是不可能的，所以等势面不会相交。,26,2,等势面的应用,(1),利用等势面可以知道电场中各点的电势高低，可以形象地描述电场具有的能的性质。,(2),利用等势面可以描绘出电场线。,实际中，测量电势比测定电场强度更容易，所以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，绘出电场线分布，这样就知道了所研究的电场。,(3),等差等势面的疏密反映了电场强弱。,27,图,2,2,4,2,如图,2,2,4,所示，虚线,a,、,b,、,c,是,电场中的三个等势面，相邻等势面,间的电势差相同，实线为一个带正,电的质点仅在电场力作用下，通过,该区域的运动轨迹，,P,、,Q,是轨迹上的两点。下列说法中正确的是,(,),28,A,三个等势面中，等势面,a,的电势最高,B,带电质点一定是从,P,点向,Q,点运动,C,带电质点通过,P,点时的加速度比通过,Q,点时小,D,带电质点通过,P,点时的动能比通过,Q,点时小,29,解析：先画出电场线，再根据速度、合力和轨迹的关系可以判定：质点在各点受的电场力方向是斜向左下方。由于是正电荷，所以电场线方向也沿电场力斜向左下方。,答案：,D,30,31,自学教材,1,定义,带电较多的导体，在,部位，场强大到使周围空气发生,而引起,的现象。,尖端,电离,放电,32,2,尖端放电的应用和防止,(1),应用：避雷针是利用,的原理来防止雷击的，它的作用是可以,云层中的部分电荷，更主要的是把云层中的,引入地下。,(2),防止：尖端放电会导致高压设备上的电能的损失，所以高压设备中导体的表面做得尽可能地光滑。,尖端放电,中和,大量电荷,33,重点诠释,避雷针的原理,雷雨天气里云层带电，有的云层靠地面很近，受其影响，地面带异种电荷，这些电荷主要分布在地表的尖端,高大物体上，如高大建筑物、大树等物体上，当电荷积累到足够多时，云层与建筑物间产生强烈的火花放电，这就是雷击，在建筑物上安装尖状的避雷针，可利用避雷针不断放电，避免电荷积累过多，避免雷击。,34,3,关于避雷针的下列说法中正确的是,(,),A,制做避雷针要选用绝缘性能好的材料,B,避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地,C,为了美观通常把避雷针顶端设计成球形,D,避雷针安装在高大建筑物的顶端，而不必接地,35,解析：带电云层靠近建筑物时，会在建筑物上感应出异种电荷，在云层与建筑物之间形成电场。当电荷积累到一定程度时，会发生强烈放电现象，可能发生雷击。如果建筑物安装了避雷针，云层中积聚的电荷会通过避雷针导入大地，逐渐中和云层的电荷，保护建筑物，使其免遭雷击。避雷针应选用导体材料，所以选,B,。,答案：,B,36,37,38,图,2,2,5,例,1,(2012,泉州高二检测,),图,2,2,5,中,K,、,L,、,M,为静电场中的,3,个相,距很近的等势面,(,K,、,M,之间无电荷,),。一,带电粒子射入此静电场中后，沿,ab,cde,轨迹运动。已知电势,K,L,M,，且,粒子在,ab,段做减速运动。下列说法中正确的是,(,),39,A,粒子带负电,B,粒子在,bc,段做加速运动,C,粒子在,a,点与,e,点的速度大小相等,D,粒子从,c,点到,d,点的过程中电场力做负功,思路点拨,电场线与等势面垂直，粗略画出电场线，由运动轨迹弯曲方向可知带电粒子受力方向，再分析电场力做功的正负，判断粒子的速度、动能及电势能的变化。,40,解析,由带电粒子的运动轨迹可知，粒子所受电场力指向轨迹的凹侧。画出过,a,、,b,、,c,、,d,、,e,各点的电场线，因,K,L,M,，可知粒子带正电，选项,A,错误；粒子由,b,到,c,的过程中，电场力做负功，速率减小，选项,B,错误；由于,a,、,e,两点电势相等，粒子在,a,、,e,两点的电势能相等，由能量守恒定律知，粒子在,a,、,e,两点的动能相等，速度大小相等，选项,C,正确；粒子从,c,点到,d,点的过程中电场力做正功，选项,D,错误。,答案,C,41,(1),利用电场线与等势面垂直的特点，可以根据等势面的形状画出电场线，如果已知等势面电势的高低关系，可以确定电场线的方向。,(2),带电粒子做曲线运动时，运动轨迹总是弯向粒子受力的方向，从而可以根据运动轨迹的形状判断粒子受到的电场力的方向，进而可以得知电场力做功的情况及粒子的速度、动能和电势能的变化情况。,42,图,2,2,6,1,如图,2,2,6,所示，虚线为某个点,电荷电场的等势面，现有两个带电,粒子,a,、,b,(,不计重力,),，以相同的速,率从同一点,A,出发，沿不同路径分别,到达,B,、,C,点。根据图示情况可以得知,下列判断错误的是,(),43,A,两个粒子电荷量一定相等,B,两个粒子的电性一定相反,C,粒子,a,的动能先减小后增大,D,经过,B,、,C,点时，两粒子速率相同,44,解析：粒子,a,受电场力作用有沿半径向外的加速度，电场力为斥力，粒子,b,受到电场的引力作用，粒子,a,的电性与点电荷相同，粒子,b,的电性与点电荷相反，,B,项正确。当电荷量不相等时，也可以出现图示情况，,A,项不正确。在电场中运动的粒子能量守恒，粒子的动能与电势能之和是常量。粒子,a,到达距,O,点最近的,D,点前，需克服电场力做功，动能减小，电势能增大，通过,D,点以,45,后，粒子,a,在斥力作用下加速，动能增大而电势能减小，,C,项正确。,B,、,C,、,A,三点在同一等势面上，粒子,a,、,b,从,A,到达,B,、,C,，电势能不变，粒子的动能也不会变化，两粒子速率相同，,D,项正确。,答案：,A,46,47,图,2,2,7,例,2,如图,2,2,7,所示，虚线,方框内为一匀强电场，,A,、,B,、,C,为该电,场中的三个点。已知,A,12 V,，,B,6 V,，,C,6 V,。试在该方框内作出,该电场的示意图,(,即画出几条电场线,),，并要求保留作图时所用的辅助线。,思路点拨,电场线跟等势面垂直，只要画出等势面，即可画出电场线。匀强电场中的电势分布特点：匀强电场沿任意方向电势均匀降低。,48,解析,题目中只要寻求电势相等,的点即可确定等势面，因,B,6 V,，,C,6 V,，由匀强电场的特点电势均,匀分布知，在,BC,连线的中点,O,处的电势,必为,0,；同理，在,AC,线段上找一个电势为,0,的点，把,AC,线段等分成三份，在等分点,O,处的电势也必为,0,。连结,OO,即为该电场中的一条等势线，根据电场线与等势线垂直，可以画出电场中的电场线，如图所示。,答案,见解析图,49,解决该类问题首先要研究已知点的电势，也就是研究电场的电势分布，看怎样连线、怎样细分这条连线上的电势，才能便于找到等电势点。这个问题解决了，后面的问题就水到渠成了。,50,图,2,2,8,2,ABC,处于匀强电场中，如图,2,2,8,所示，将一个带电量为,q,210,6,C,的点电荷从,A,移到,B,，电场力做功,W,1,1.210,5,J,；再将该点电荷,从,B,移到,C,，电场力做功,W,2,610,6,J,。已知,A,点的电势,A,5 V,，则,B,、,C,两点的电势分别为,_ V,和,_V,。试在图中画出通过,A,点的电场线。,51,答案：见解析,52,