10.2 课题2　等势面导学案 （含解析）高一物理人教版必修第三册.docxVIP

2025年

10.2课题2等势面

1.理解等势面的概念和特点．

2.会画常见电场的等势面．

3.通过论证等势面一定垂直于电场线，体会反证法在推理过程中的应用．

eq\a\vs4\al(活动一：建构等势面模型)

1.如图甲、乙、丙所示，试探电荷＋q在以下三种电场中沿虚线运动，回答下列问题：

INCLUDEPICTUREZX88.TIFINCLUDEPICTUREZX89.TIF

甲乙丙

(1)求电场力对试探电荷所做的功；

(2)比较试探电荷在a、b两点的电势能大小关系；

(3)各图虚线上a、b两点的电势谁高？为什么？

(4)匀强电场中过虚线且垂直于纸面的平面上各点的电势有何关系？点电荷电场中以点电荷为球心的同一球面上各点的电势有何关系？

2.如图所示，在生活中常用等高线来表示地势的高低．类似地，在电场中常用等势面来表示电势的高低．我们把在电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面．

(1)与电场线的功能相似，等势面也是用来形象地描绘电场的．等势面一定跟电场线垂直吗？为什么？

(2)结合子活动1中的三种情境及教材中“几种电场的等势面和电场线”示意图，归纳等势面的特点：

①在等势面上移动电荷时静电力________，电荷的电势能________．

②电场线跟等势面________，并且由电势________的等势面指向电势________的等势面，由此可以绘制电场线，从而可以确定电场的大体分布．

③等差等势面(指两个相邻的等势面间的电势差是相等的)密的地方，电场强度较________；等差等势面疏的地方，电场强度较________，由等差等势面的疏密可以定性确定场强大小．

④任意两个等势面都________．

eq\a\vs4\al(活动二：利用等势面分析问题)

1.根据几种常见电场的电场线分布图，尝试在下列4幅图中用铅笔画出等势面并总结等势面的分布情况．

提示：所画等势面的分布图应符合等势面的特点．

INCLUDEPICTUREZX92.TIFINCLUDEPICTUREZX93.TIFINCLUDEPICTUREZX94.TIF

甲乙丙丁

(1)匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的________．

(2)点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇________．

(3)等量异种点电荷的等势面：点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越________，中垂线是一条________线．

(4)等量同种点电荷的等势面：①等量正点电荷连线的中点电势最________，两点电荷连线的中垂线上该点的电势最________；从中点沿中垂线向两侧，电势越来越________．②等量负点电荷连线的中点电势最________，两点电荷连线的中垂线上该点的电势最________；从中点沿中垂线向两侧，电势越来越________．

2.如图所示为不规则形状的带电导体周围的电场线和等势面．从图中可以看出，越靠近导体，等势面的形状就越趋近导体表面的形状，而越是远离导体，等势面的形状就越趋近球面，试解释上述事实．

3.如图所示为某电场中的电场线和等势面，回答以下问题：

(1)A、B哪点的电势比较高？

(2)负电荷由B点移动到A点时，静电力做正功还是负功？

(3)负电荷在A、B哪点的电势能比较大？

(4)A、B两点的电势差UAB是正的还是负的？UBA呢？

4.如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，实线为一个带负电的质点仅在电场力作用下的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点．下列说法正确的是()

A.质点在Q点时的加速度比在P点时的大

B.质点在Q点时加速度方向与等势面a不垂直

C.三个等势面中等势面a的电势最低

D.质点在Q点时电势能比P点时小

总结：分析电荷在电场中轨迹问题的思维导图．

1.下列四幅图中，a、b两点电势相等、电场强度也相同的是(B中虚线为等势面，C、D中a、b两点在两点电荷连线的中垂线上且关于两点电荷的连线对称)()

ABCD

2.如图所示，实线为一正点电荷的电场线，虚线为其等势面．A、B是同一等势面上的两点，C为另一等势面上的一点，下列判断正确的是()

A.A点场强与B点场强相同

B.C点电势高于B点电势

C.将电子从A点沿虚线移到B点，电场力不做功

D.将质子从A点移到C点，其电势能增加

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