濟南歷城二中高二物理教學案
第二章電勢能與電勢差 2.2 2.3電勢與等勢面、電勢差
【學習目標】
1． 理解並掌握電勢的概念。知道電勢和電場強度是反應電場性質的兩個物理量。掌握電勢高低的判斷方法。
2． 知道等勢面的概念。能畫出點電荷、兩個等量同種電荷、兩個等量異種電荷產生的電場的等勢面。知道電荷在任何乙個等勢面上運動時電場力都不做功。
3． 理解電勢差，了解電勢差與電場力做功之間的關係。會用w=quab進行相關的計算。
4． 了解電勢差和電場強度之間的關係。會用e=uab/d進行有關的計算。
5． 了解尖端放電、示波器的工作原理。
【知識預習】
1．電勢（閱讀教材第30頁第
一、二兩自然段自然段並結合圖2—8分析討論：）
（1）利用圖2—8計算：以c點為參考點，電荷q在電場中任意一點a點具有的電勢能為多少？不同電荷在同一電場中的同一位置，電勢能是否相同？能否用電勢能來表徵電場？
（2）在電場中任意一點a，點電荷所具有的電勢能epa與電荷量q有什麼關係？
（3）電場中的同一位置，試探電荷所具有的電勢能epa與電荷量q比值等於多少？與試探電荷q是否有關？
（4）電場中的不同位置，試探電荷所具有的電勢能epa與電荷量q比值是否相同？
（5）由以上（3）（4）電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值由什麼決定？
（閱讀教材第30頁第四段及第31頁第
一、二段分析討論總結：）
（1）電場中某一點的電勢是否與零電勢點的選取無關？電勢具有什麼性質？
（2）怎樣確定電場中某一點的電勢？電勢有無正負？正負表示什麼含義？
（3）電勢的概念、單位及物理意義：
2．等勢面閱讀教材第21頁「等勢面」分析討論
（1）等勢面
（2）等勢面特點：等勢面客觀是否存在？在同一等勢面內移動任意兩點間移動電荷時，電場力是否做功？
電場線和等勢面有什麼關係？等差等勢面的疏密和電場線的疏密關係？在空間無電荷處兩等勢面是否相交？
（3）熟悉幾種特殊電場的等勢面
3．電勢差
閱讀教材34頁「1.電勢差與電場力做功」
（1）模擬高度差的求解來理解電勢差的求解：
（2）理解電勢差與電場力做功之間的關係
閱讀教材35頁「2.電場強度與電勢差的關係」
（3）會推導在勻強電場中電場強度與電勢差之間的關係
【預習檢測】
1．關於電勢下列說法正確的是（ ）
a． 電場中某點的電勢，數值上等於單位正電荷由該點移動到零勢能點時，電場力所做的功；
b． 電場中某點的電勢與零電勢的選取有關，但兩點間的電勢差與零電勢點的選取無關；
c． 由於電勢是相對的，所以無法比較電場中兩點的電勢高低；
d． 電勢是描述電場能的性質的物理量。
2．關於電勢和電勢能的關係，下列各種說法中正確的是（ ）
a．某點電勢高，說明該點電勢能大；
c．若帶電粒子在電場中移動，電勢能減小，則電勢一定降低；
d．負電荷在電場中無初速度，只在電場力作用下運動，電勢能一定減少，同時它一定是從電勢低處移向電勢高處。
3．關於電勢的高低，下列說法正確的是（ ）
a． 沿電場線方向電勢逐漸降低；
b． 電勢降低的方向一定是電場線的方向；
c． 正電荷在只受電場力的作用下，一定向電勢低的地方運動；
d． 負電荷在只受到電場力的作用下，由靜止釋放，一定向電勢高的地方運動。
4．關於等勢面，下列說法正確的是（ ）
a．電荷在等勢面上移動時不受電場力作用，所以電場力不做功；
b．等勢面上各點的場強大小相等；
c．等勢面一定跟電場線垂直；
d．兩等勢面永不相交；
e．電場中的等勢面是客觀存在的。
5．關於電勢差下列說法中正確的是（ ）
a、m、n兩點的電勢差等於將正電荷從m點移到n點時電場力所做的功
b、電勢差是乙個標量，但有正負之分
c、由於電場力做功跟移動電荷的路徑無關，所以電勢差也跟移動電荷的路徑無關，只跟這兩點的位置有關
d、m、n兩點的電勢差是恆定的，不隨零電勢面的不同而改變，所以umn=unm
【例題精析】
例1、一帶負電的粒子q=-2.0×10-6c，在靜電場中由a點運動到b點，這一過程中，電場力做功為6.0×10-4j。取a點為零電勢點，求b點電勢。
例2、請分別舉例回答下列問題：
（1） 電場強度大的地方，是否電勢就高？電勢高的地方是否電場強度就大？
（2） 電場強度為零的地方，電勢是否一定為零？電勢為零的地方，電場強度是否一定為零？
（3） 帶正電的物體的電勢是否一定是正的？電勢等於零的物體是否一定不帶電？
（4） 電場強度大小相等的地方電勢是否相等？等勢面上電場強度的大小是否相等？
例3、將乙個電荷量為－2×10－9c的點電荷從電場中的n點移到m點，需要克服電場力做的功1.4×10－9j。n、m兩點間的電勢差unm為多少？
若將該電荷從m點移到n點，電場力做多少功？umn為多少？
例4、如圖二所示的一簇平行線為末知方向的勻強電場的電場線。沿與平行線成60°角的 ab方向，把1μc負電荷從a點移到b點，電場力做了2μj的功。ab間距離為2cm， 問
(1) 勻強電場的場強多大？方向如何？
(2) 若b點電勢為1v，則a點電勢是多大？
(3) 電子處於b點時，它具有的電勢能是多少電子伏？它從a點移到b點，電勢能增加多少電子伏？（1電子伏特=1.6＊10-19j）
【基礎訓練】
1．下列關於電勢高低的判斷正確的是（ ）
a． 正電荷從a點移到b點，電勢能增加，a點電勢一定低；
b． 正電荷只在電場力的作用下從a點移到b點，a點電勢一定較高；
c． 負電荷從a點移到b點，電場力做正功，a點電勢一定較高；
d． 負電荷從a點移到b點，電勢能增加，a點電勢一定低。
2．下列說法正確的是（ ）
a． 場強大的地方，電勢一定高；
b． 同一等勢面上各點電勢相等，場強大小也一定相等；
c． 場強為零的地方電勢一定為零；
d． 電勢為零的地方，場強可能不為零；
e． 場強大小相同的點電勢一定相同。
3．下列說法中，正確的是
a.電場強度和電勢差都是向量
b.電勢為零的地方，電場強度也一定為零
c.某兩點的電勢差為零，把電荷從這兩點中的一點移到另一點，電場力做功一定為零
d.由公式可知，電場中某兩點間的電勢差與電場力做的功成正比，
4．取無窮遠處電勢為零，則兩個等量異種電荷連線中點的電勢（ ）
a．大於零 b．等於零 c．小於零 d．無法判斷
5．電場中，a、b兩點間的電勢差uab=1v，將一電子從a點移到b點，電子克服電場力做的功為1ev，則（ ）
a．場強方向一定由b指向ab．場強方向一定由a指向b
c．電子的電勢能增加增加1evd．電子的電勢能減少1ev
6．對於電場中的a、b兩點，下列說法正確的是（ ）
a、電勢差的定義uab＝wab/q，說明兩點間的電勢差uab與電場力做功wab成正比，與移動電荷的電荷量q成反比
b、a、b兩點間的電勢差等於將正電荷從a點移到b點電場力所做的功
c、將1c的正電荷從a點移到b點，電場力做1j的功，這兩點間的電勢差為1v
d、電荷由a點移到b點的過程，除受電場力外，還受其他力的作用，電荷電勢能的變化就不再等於電場力所做的功
7．下列關於電場性質的說法正確的是（ ）
a、電場強度大的地方，電場線一定密，電勢一定高
b、勻強電場中兩點間電勢差的大小，由在兩點間移動電荷時電場力做功多少決定
c、電場強度大的地方，電場線一定密，但電勢不一定高
d、兩個等量同種電荷連線中點的電勢為零，場強不為零
8．如圖所示，a、b、c是一條電場線上的三個點，電場線的方向由a到c，a、b間的距離等於b、c間的距離，用ua、ub、uc和ea、eb、ec分別表示a、b、c三點的電勢和電場強度，可以斷定：
>ub>ucb. ea>eb>ec
ub -uc d. ea=eb=ec
【自助餐】
9．圖中虛線所示為靜電場中的等勢面1、2、3、4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為0．一帶正電的點電荷在靜電力的作用下運動，經過a、b點時的動能分別為26ev和5ev．當這一點電荷運動到某一位置，其電勢能變為-8 ev時，它的動能應為
a. 8 evb. 13 ev
c. 20 evd. 34 ev
10．圖六所示的勻強電場場強為103 n／c，ab=dc=4cm，bc=ad=3cm，則下述計算結果正確的是（ ）
a. a b之間電勢差為40v
b. a c之間電勢差為50v
c. 將q=－5×10－ 3 c的點電荷沿矩形路徑a b c d移動一周，電場力做功為零
d. 將q=－5×10－ 3 c的點電荷沿a b c或a d c從a移動到c，電場力做功都是－0.25j
11．如圖所示，正方形abcd處在乙個勻強電場中，電場線與正方形所在平面平行．已知a、b、c三點的電勢依次為ua=6.0v，ub=4.0v，uc=-2.
0v．⑴求d點的電勢ud．⑵在圖中畫出過a點的電場線（要把作圖過程畫在圖上。只畫最後結果不能得分）
12．圖中，a、b和c表示點電荷的電場中的三個等勢面，它們的電勢分別為u，2u/3和u/4．一帶電粒子從等勢面a上，某處由靜止釋放後，僅受電場力作用而運動．已知它經過等勢面b時的速率為v，則它經過等勢面c時的速率為
13．如圖，光滑絕緣杆豎直放置，且與以點電荷+q為圓心的圓周交於b、c兩點。一質量為m帶電量為q的空心小球從桿上a點無初速下滑，且ab=bc=h，小球滑到b點的速度為，求：（1）小球滑到c點時的速度為多少？
（2）a、c兩點的電勢差是多少？
答案預習檢測：1、abd 2、d 3、ad 4、cd 5、bc
例題精析：1、300 2、全錯 3、（1）0.7（2）1.4×10-9 -0.7 4、（1）200（2）-1（3）1ev 2ev
基礎訓練：1、a 2、d 3、c 4、b 5、c 6、c 7、c 8、a 9、c 10、ac 11、略
12、 13、（1） （2）
電勢差 電勢 電勢能 等勢面知識歸納
一 電勢差uab的理解 電勢差 電荷在電場中兩點間移動時，電場力所做的功跟它的電量的比值，叫這兩點間的電勢差 1 電勢差與電場力做功 模擬著在重力場中重力做功與高度間的關係，得出電場力做功與電勢差的關係 wab quab其中uab 是由電場及a b兩點位置確定的物理量 與被移動的電荷無關，與路徑無關...
電勢電勢能電勢差
1.在電場中，a b兩點的電勢差uab 0，那麼將一負電荷從a移到b的過程中 a 電場力做正功，電勢能增加b 電場力做負功，電勢能增加 c 電場力做正功，電勢能減少d 電場力做負功，電勢能減少 2.下列說法中正確的是 a 電場線密集處場強大，電勢高 b 沿電場線方向場強減小，電勢降低 c 在電勢高處...
電場力做功和電勢能 電勢和電勢差
一 目標與策略 學習目標 模擬重力場理解電場力的功 電勢能的變化 電勢能的確定方法 電勢的定義以及電勢差的意義 理解電勢對靜電場能的性質的描寫和電勢的疊加原理。明確場強和電勢的區別與聯絡以及對應的電場線和等勢面之間的區別和聯絡。學習重點 用電勢以及等勢面描寫認識靜電場分布。熟練地進行電場力 電場力功...