【物理】電勢(shì)能與電勢(shì)（等勢(shì)面）課件-2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

等勢(shì)面等勢(shì)面3【模塊三】等勢(shì)面等勢(shì)面的概念：電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫等勢(shì)面（類比地理等高線，也可簡(jiǎn)單粗暴的類比每層樓的樓地面）思考：同一個(gè)等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力做功情況？3.1等勢(shì)面引入-正點(diǎn)電荷負(fù)點(diǎn)電荷3.2獨(dú)立電荷的等勢(shì)面-正點(diǎn)電荷負(fù)點(diǎn)電荷0X

0X

正電勢(shì)分布負(fù)電勢(shì)分布3.2獨(dú)立電荷的等勢(shì)面等量的異種電荷等量的同種電荷3.3等量電荷的等勢(shì)面等量的異種電荷等量的同種電荷0X

VB0X

VBVBVBVB0電勢(shì)點(diǎn)電勢(shì)不為03.3等量電荷的等勢(shì)面勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面（2維）勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面（3維）等勢(shì)體表面的等勢(shì)面（2維）3.4常見(jiàn)電場(chǎng)的等勢(shì)面1．在如圖四種電場(chǎng)中，分別標(biāo)記有a、b兩點(diǎn)，其中a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等、電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向也相同的是（）ABCD【答案】D【詳解】A．a(chǎn)b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，但方向不同，A錯(cuò)誤；B．a(chǎn)b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，但電勢(shì)不相等，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)，B錯(cuò)誤；C．a(chǎn)b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，C錯(cuò)誤；D．等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，在中垂線上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向垂直于中垂線，電荷在其上移動(dòng)，電場(chǎng)力不做功，中垂線為等勢(shì)線，又由對(duì)稱性，a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向都向左，D正確。故選D。2．如圖所示，a、b為同一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（

）A．a(chǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度

B．a(chǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定等于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)一定大于b點(diǎn)的電勢(shì)

D．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)可能小于b點(diǎn)的電勢(shì)【答案】C【詳解】AB．由一條電場(chǎng)線不能看出電場(chǎng)線的疏密情況，則不能比較兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；CD．沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，可知a點(diǎn)的電勢(shì)一定大于b點(diǎn)的電勢(shì)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。故選C。3．圖甲中AB是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線。若將一負(fù)電荷從A點(diǎn)處由靜止釋放，負(fù)電荷僅在靜電力作用下沿電場(chǎng)線從A到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度—時(shí)間圖像如圖乙所示。關(guān)于A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)高低和場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是（）A．φA>φB，EA>EB

B．φA>φB，EA<EBC．φA<φB，EA>EB

D．φA<φB，EA<EB

4．某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，以下說(shuō)法正確的是（

）A．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)B．c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C．若將一試探電荷＋q由b點(diǎn)釋放，僅在電場(chǎng)力作用下，它將沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)D．若在b點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷＋Q，將一試探電荷＋q由c點(diǎn)移至d點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能增大

5.如圖所示，兩虛線圓共心，圓心為O，大圓半徑是小圓的2倍，a、b、c是圓上的三點(diǎn)，且a、b在同一直線上，現(xiàn)在圓心O處放一點(diǎn)電荷Q，它的一條電場(chǎng)線已在圖中標(biāo)出（實(shí)線所示），下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．點(diǎn)電荷Q帶正電B．b、c兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同，電勢(shì)也相同C．a(chǎn)點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小是c點(diǎn)的4倍D．試探電荷由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)電場(chǎng)力做的功小于由a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)

7.真空中一點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的部分電場(chǎng)線如圖所示，分別標(biāo)記為1、2、3、4、5，且1、2和5、4分別關(guān)于3對(duì)稱。以電場(chǎng)線3上的某點(diǎn)為圓心畫(huà)一個(gè)圓，圓與各電場(chǎng)線的交點(diǎn)分別為a、b、c、d、e，則下列說(shuō)法中正確的是（）

8.點(diǎn)電荷與帶電金屬板之間的電場(chǎng)和電場(chǎng)線分布如圖所示，對(duì)此電場(chǎng)的分析，下列說(shuō)法正確的是（）A．金屬板的電勢(shì)是正中間（正電荷的正下方）最高，向兩邊依次降低B．金屬板上表面的電場(chǎng)線都垂直于金屬板表面C．因?yàn)閍點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)，故把一正點(diǎn)電荷從a點(diǎn)沿某一路徑運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力一定全程做正功D．置于a點(diǎn)的負(fù)電荷的電勢(shì)能大于把它置于b點(diǎn)所具有的電勢(shì)能【答案】B【詳解】A．靜電場(chǎng)中的金屬板處于靜電平衡狀態(tài)，金屬板是等勢(shì)體，電勢(shì)處處相等，A錯(cuò)誤；B．因?yàn)榻饘侔逄幱陟o電平衡，所以導(dǎo)體是等勢(shì)體，表面是等勢(shì)面，金屬板上表面的電場(chǎng)線都垂直于金屬板表面，B正確；C．正點(diǎn)電荷從a點(diǎn)沿某一路徑運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力總體做正功，但是由于路徑不定，途中也可能做負(fù)功，C錯(cuò)誤；D．負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大。因?yàn)閍點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，故置于a點(diǎn)的負(fù)電荷的電勢(shì)能小于把它置于b點(diǎn)時(shí)所具有的電勢(shì)能，D錯(cuò)誤。故選B。

A．C、D、E三點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同B．沿CD連線移動(dòng)一電量為+q的點(diǎn)電荷，電場(chǎng)力始終做正功C．C、D、E三點(diǎn)電勢(shì)相同D．將一電量為+q的點(diǎn)電荷沿圓弧面從C點(diǎn)移到E點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功再?gòu)腅點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功【答案】AC【詳解】A．根據(jù)等量異種電荷的電場(chǎng)線的分布，C、D、E兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，A正確；BCD．根據(jù)等量異種電荷的等勢(shì)線的分布，CDE平面為等勢(shì)面，所以三點(diǎn)電勢(shì)相等，在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功，BD錯(cuò)誤、C正確。故選AC。

A．a(chǎn)、c兩點(diǎn)電勢(shì)相等B．電子在a點(diǎn)電勢(shì)能小于在c點(diǎn)的電勢(shì)能C．a(chǎn)、c兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同D．電子沿abc連線從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)過(guò)程電場(chǎng)力做正功【答案】B【詳解】P、Q是兩個(gè)電荷量相等的異種電荷，畫(huà)出等勢(shì)面和電場(chǎng)線，如圖所示

11.空間有一沿x軸分布的電場(chǎng)，其電勢(shì)φ隨x變化如圖，下列說(shuō)法正確的是（）A．x1和－x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等B．x1點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比x3點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小C．一正電荷沿x軸從x1點(diǎn)移動(dòng)到－x1點(diǎn)，電勢(shì)能一直增大D．一負(fù)電荷沿x軸從x1點(diǎn)移動(dòng)到x3點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功再做負(fù)功

12.真空中有兩個(gè)固定的帶正電點(diǎn)電荷，電荷量不相等。一個(gè)帶負(fù)電的試探電荷置于二者連線上的O點(diǎn)時(shí)，僅在電場(chǎng)力的作用下恰好保持靜止?fàn)顟B(tài)。過(guò)O點(diǎn)作兩電荷連線的垂線，以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓與連線和垂線分別交于a、c和b、d，O點(diǎn)在兩電荷連線中點(diǎn)的左邊，如圖所示。以下說(shuō)法正確的是（）A．Q1電量大于Q2電量B．b、O、d三點(diǎn)在同一等勢(shì)面上C．c點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn)電勢(shì)D．僅在電場(chǎng)力的作用下該試探電荷從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)動(dòng)能增加

13.如圖為雷雨天一避雷針周圍電場(chǎng)的等勢(shì)面分布情況，在等勢(shì)面中有A、B、C三點(diǎn)，其中A、B兩點(diǎn)位置關(guān)于避雷