2017屆高中物理第2章電勢能與電勢差第2講電勢與等勢面學案魯科版選修.docx

第2講電勢與等勢面目標定位1.理解電勢和等勢面的概念，知道參考點的選取原則.2.掌握電場線與電勢的關系，知道幾種典型電場的等勢面及其應用一、電勢1概念：電荷在電場中某點的電勢能跟電荷量的比值，叫做該點的電勢電勢是標(填“矢”或“標”)量2公式和單位：，即電場中某點的電勢在數值上等于單位正電荷在該點所具有的電勢能單位：伏特，符號是V，1V1J/C.3電勢的相對性：只有規(guī)定了電場中某處的電勢為零，才能確定電場中各點的電勢值通常選距離電荷無窮遠處或地球為零電勢位置想一想電勢可正可負，那么1V與2V哪個大呢？答案電勢是標量，正負表示大小，所以1V2V二、等勢面1概念：電場中電勢相等的點構成的面叫做等勢面2幾種常見電場等勢面(如圖1所示)圖1想一想電荷在等勢面上移動時，電場力做功嗎？答案等勢面上各點電勢相等，所以兩點間電勢差為0；電荷在等勢面上移動，等勢面與電場線垂直，在等勢面上移動電荷，電場力與速度垂直，所以電場力做功為零三、尖端放電1概念：帶電較多的導體，在尖端部位，場強可以大到使周圍的空氣發(fā)生電離而引起放電的程度，這就是尖端放電2應用：避雷針是應用尖端放電的原理來防止雷擊造成危害的.一、電勢概念及電勢高低的判斷方法1電勢的相對性：電場中某點的電勢跟零電勢位置的選取有關，常選取無限遠處或大地的電勢為零2電勢的固有性：電勢是定義式，的大小由電場本身決定，與試探電荷、電荷的電性、電荷量均無關3電勢是標量：一般選無窮遠處或大地處電勢為零正值表示該點電勢高于零電勢，負值表示該點電勢低于零電勢正、負只表示大小，不表示方向4電勢高低的判斷方法(1)電場線法：沿電場線方向，電勢越來越低(2)電勢能判斷法：由知，對于正電荷，電勢能越大，所在位置的電勢越高；對于負電荷，電勢能越小，所在位置的電勢越高例1有一電場的電場線如圖2所示，電場中A、B兩點電場強度的大小和電勢分別用EA、EB和A、B表示，則()圖2AEAEB，ABBEAEB，ABCEABDEAEB，AB答案D解析由電場線的疏密可知EAEB，根據沿電場線電勢降低可知AWACBWADWABCWACWADDWABWAC答案D解析由WABq(AB)，WACq(Ac)，WADq(AD)，又BDC.故WABWACWAD.7如圖4所示，圖中虛線表示某一電場的等勢面，cd為過O點的等勢面的切線，現用非靜電力將負電荷q從a點沿著aOb勻速移到b點，當電荷通過O點時，關于外力的方向，下列說法正確的是(忽略重力)()圖4AOd方向BOc方向COa方向D以上說法都不對答案D解析負電荷受力方向與該點場強方向相反，根據等勢線的性質可知負電荷在O點受到的電場力方向應為垂直于cd向左，由q勻速運動所以負電荷q受到的外力方向應垂直于cd向右，故選D.8下列四個圖中，a、b兩點電勢相等、電場強度也相等的是()答案D解析勻強電場的等勢面是垂直于電場線的一簇等間距的平行平面，A中a、b兩點不在同一等勢面上，所以，這兩點的電勢是不相等的，但這兩點的場強相等；B中a、b兩點在同一個等勢面上，電勢相等，但這兩點的場強大小相等、方向不同；C中a、b兩點對稱于兩電荷的連線，所以電勢相等，但在中垂線上場強的方向是平行于中垂線的，而且都指向外側，故兩點的場強的方向不同；D中，a、b兩點的電勢相等，場強的方向是沿連線的，而且方向相同，故本題選D.9如圖5所示，O為兩個等量異種電荷連線的中點，P為連線中垂線上的一點，對O、P兩點的比較正確的是()圖5AOP，EOEPBOP，EOEPC負電荷在P點的電勢能大DO、P兩點所在直線為等勢線答案AD解析等量異種電荷的中垂線是一條等勢線，故OP，D對，電勢能相等，C錯；有疊加可知從中點O到無窮遠，電場強度越來越小，故EOEP，A正確題組三綜合應用10如圖6所示，甲是某電場中的一條電場線，A、B是這條電場線上的兩點，若將一負電荷從A點自由釋放，負電荷沿電場線從A到B運動過程的速度時間圖象如圖乙所示，比較A、B兩點電勢的高低和場強E的大小可得()圖6AABBABCEAEBDEAEB答案BC解析電子速度在增加，說明電場力方向由A指向B，場強方向由B指向A，所以BA，B對又知加速度在減小，所以EAEB，C對11一帶電粒子射入一固定在O點的點電荷的電場中，粒子運動軌跡如圖7中實線ABC所示，圖中虛線是同心圓弧，表示電場的等勢面，不計重力，可以判斷()圖7A此粒子一直受到靜電排斥力作用B粒子在A點和C點的速度大小一定相等C粒子在B點的動能一定大于在A點的動能D粒子在B點的電勢能一定大于在C點的電勢能答案ABD解析如題圖所示，軌跡向左彎曲，帶電粒子所受的電場力方向向左，則帶電粒子受到了排斥力作用故A正確A、C兩點處于同一等勢面上，從A到C，電場力做功為零，則A、C兩點動能相等，速度大小相等，故B正確從A到B過程中，電場力做負功，可知電勢能增大，動能減小，粒子在B點的動能一定小于在A點的動能故C錯誤從B到C過程中，電場力做正功，可知電勢能減小，粒子在B點的電勢能一定大于在C點的電勢能，故D正確故選A、B、D.12一個帶電粒子在勻強電場中運動的軌跡如圖8中曲線AB所示，平行的虛線a、b、c、d表示該電場中的四個等勢面不計粒子重力，下列說法中正確的是()圖8A該粒子一定帶正電B四個等勢面中a等勢面的電勢一定最低C該粒子由A到B過程中動能一定逐漸減小D該粒子由A到B過程中電勢能一定逐漸減小答案D解析根據電場線垂直于等勢面，可畫出電場線再由粒子的運動軌跡可知，粒子受向上的電場力，由于粒子帶電正負不確定，所以無法判斷電場線的方向，無法判斷電勢高低，A、B錯；由A到B的運動過程中，靜電力做正功，所以粒子的動能增大，電勢能減小C錯，D正確13如圖9所示，光滑絕緣桿豎直放置，它與以正點電荷Q為圓心的某一圓周交于B、C兩點，質量為m，帶電荷量為q的有孔小球從桿上的A點無初速度下滑，已知qQ，ABh，小球滑到B點時速度大小為，則小球從A運動到B的過程中，電場力做多少功