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- 2023-12-27 发布
等势面 电势差与场强关系 高三年级物理教案(二选班用) 2002.8.10
课 题
等势面 电势差与场强关系
课型
新 授 课
总 第 课 时
教 学
目 标
1．理解等势面的特点及作用。
2．掌握匀强电场中电势差与电场强度的关系。
3．运用匀强电场中电势差与电场强度的关系解题。
教学重点
和 难 点
1．等势面的概念及特点。
2．场强与电势差的关系及应用。
实验教具
电教手段
教 学 内 容
教、学方法点 拨
一、 等势面
1．概念的引入
研究电势差、电势时，也可以用一种形象的方法来描述电场。
2．等势面的概念
（1） 定义：电场中电势相同的各个点构成的面，叫等势面。
（2）等势面的特点：
① 同一等势面上任两点间电势差为零；在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。
② 等势面一定跟电场线垂直（反证法），且由高等势面指向低等势面。
③ 等差等势面越密的地方，电场线也越密，即电场强度越大。
（3） 等势面的作用
判断电场（电场线）分布特点、电势高低等。
判断正误：静电场中，虽然电场线不能相交，但等势面可以相交。
回忆用电场线描述电场
类比“等高线”
指导学生讨论、证明等势面的特点
3．常见电场的等势面的分布特点
（1） 孤立的点电荷：以点电荷为球心的同心球面。
（2） 等量同种电荷：
（3） 等量异种电荷：
（4）匀强电场：
一、 电场强度与电势差
提出问题：如何把场强与电势差联系起来呢？
讨论：E是从力的角度研究电场，U是从能的角度研究电场。
启发：力和能是如何联系的呢？
功是把力和能量联系在一起的桥梁。
1．匀强电场中，电场强度与电势差的关系
（1）公式推导
（2）讨论
① 上面的公式只适用于“匀强电场”
② 式中的“d”是指沿电场方向的距离
如果两点连线不与电场线平行，则取其在电场方向上的投影。
③ 场强的单位：伏/米
证明：1伏/米=1牛/库
2．场强与电势差关系的应用。
3．几个场强公式的比较：
讨论、体会不同电场等势面的特点及“对称性”
启发：两物理量分别是从“力”和“能” 的角度描述电场的
注意各公式适用条件
例题1：关于等势面下列说法正确的是( )
A． 等势面与电场线处处垂直
B． 同一等势面上的各点场强大小必定相等
C． 电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直，并指向电势升高的方向
D． 电荷从电场中一点移到另一点，电场力没做功，电荷必在同一等势面上移动
例题2：根据所给等势面，画出电场线。
10V 8V 6V
6V 8V 10V
·A
·C
·B
例题3：已知匀强电场中的三个点的电势分别为：=12V，=4V，=-4V，试画出电场示意图（用三条电场线表示）。
a b c
例题4：如图为某电场中的电场线和等势面，已知=10V，=6V，ab=bc，则
A．=8V B．>8V
C．<8V D．上述三种情况都可能
60º
B
A
例题5：如图，A、B两点相距20cm，E=200V/m，AB与电场线方向夹角为60º，求AB两点间电势差。如取A点电势为零，求B点电势。
利用场强与等势面的关系。
思路点拨：先找等势点，再画电场线。
巩固练习：
1．等势面的特点是
（1）同一等势面上移动电荷，电场力 ；
（2）空间任意两个等势面 ；
（3）电场线与等势面处处 ；
（4）电场线由电势 的等势面指向电 势 的等势面。
2．如图，a、b带等量异种电荷，MN为ab连线中垂线，今有一带电粒子从M点以一定的初速度v0射出，开始时一段时间轨迹如图中实线，不考虑粒子的重力，则在飞越该电场的过程中，该粒子
a b
M
v0
N
A．必带负电 B．动能先增后减
C．电势能先增后关 D．运动到无穷远处后，速率一定仍为v0
3.如图，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某圆交于B、C两点，今有质量为m，带电量为-q带有小孔的小球从杆上A点无初速度地开始下滑，已经q<