10.2 课题2　等势面导学案 （含解析）2024-2025学年高一物理人教版（2019）必修第三册

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． 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： 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_____． 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． 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) (　　) A　　　　　　　 　B　　　　　　　　C　　　　　　　 　D 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 (第2题) (第3题) (第4题) 3. 空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正 ... ...