第二節(jié) 電勢與等勢面
學習要求:
1、理解電勢的概念,知道電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。
2、明確電勢能、電勢、靜電力的功、電勢能的關(guān)系。
3、了解電勢與電場線的關(guān)系,了解等勢面的意義及與電場線的關(guān)系。
要點導學:
一、電勢
1、定義:電荷在電場中某一點的 與它的 的比值,叫做這一點的電勢。用 表示。 量,只有 ,沒有 ,但有 。
2、公式: (與試探電荷 關(guān))
3、單位:伏特(V)
4、電勢與電場線的關(guān)系:電勢順線 。(電場線指向電勢 的方向)
5、零電勢位置的規(guī)定:電場中某一點的電勢的數(shù)值與零電勢的選擇 關(guān),即電勢的數(shù)值決定于零電勢的選擇.(大地或無窮遠默認為零)
二、等勢面
1、定義:電場中 相等的點構(gòu)成的面
2、性質(zhì):
① 在同一等勢面上各點電勢相等,所以在同一等勢面上移動電荷,電場力 做功
② 電場線跟等勢面 ,并且由電勢 的等勢面指向電勢 的等勢面。
③ 等勢面越 ,電場強度越
④ 等勢面不相 ,不相
3、等勢面的用途:由等勢面描繪電場線。
4、幾種電場的電場線及等勢面
注意:①等量同種電荷連線和中線上
連線上:中點電勢最小
中線上:由中點到無窮遠電勢逐漸減小,無窮遠電勢為零。
②等量異種電荷連線上和中線上
連線上:由正電荷到負電荷電勢逐漸減小。
中線上:各點電勢相等且都等于零。
典型例題:
【例1】如圖所示,電場中有A、B兩點,則下列說法中正確的是( )
A、電勢φA> φB 場強EA>EB
B、電勢φA> φB 場強EA<EB
C、將+q由A點移到B點,電場力做正功
D、將-q分別放在A、B兩點時具有電勢能EpA>EpB
參考答案:B C
【例2】在電場中一條電場線上有A、B兩點,如圖所示,若將電荷q1=-2.0×10-7C從A點移到B點,電場力做了-4.0×10-4J的功。
(1)以B點為零電勢點,φA等于多少?
(2)電場線的方向如何?
(3)如將電荷q2=+1.0×10-7C從A點移到B點, φA等于多少?電場力做了多少功?
參考答案:
(1)φA =2000V
(2)A指向B
(3)φA =2000V ,2.0×10-4J
【例3】關(guān)于等勢面,正確的說法是( 。
A.電荷在等勢面上移動時不受電場力作用,所以不做功
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.兩等勢面不能相交
參考答案: C D
【例4】 如圖所示,水平固定的小圓盤A,帶電量為Q,電勢為零,從圓盤外O靜止釋放一質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球,由于電場力的作用,小球豎直上升的高度可達盤中心豎直線上的C點,OC=h,又知道過豎直線上的b點時,小球速度最大,則在Q所形成的電場中,可確定的物理量是( )
A. b點的場強 B. c點的場強
C. b點的電勢 D. c點的電勢
參考答案: A D
【例5】 孤立點電荷電場中的一簇等勢面如圖所示中虛線所示,其電勢分別為 1、 2、 3,A、B、C是某電場線與這簇等勢面的交點,且ab=bc.現(xiàn)將一正電荷由a移到b,電場力做正功W1;再由b移至C,電場力做正功W2.則( 。
A.W1 = W2, 1< 2< 3
B.W1 = W2, 1> 2> 3
C.W1>W(wǎng)2, 1> 2> 3
D.W1<W2, 1> 2> 3
參考答案:C
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