教师出示媒体课件：点电荷的等势面演示：
有关图片可以参考媒体资料。
（5）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，它的表面是一个等势面。
分析：因为导体在静电平衡状态时内部场强处处为零，在导体的任意两点间移动电荷时电场力所做的功为零，因此导体内部各点电势相等。
由于实际中测定电势比测定电场要容易得多，因此常用等势面来研究电场，即先描绘出等势面的形状和分布，再根据电场线与等势面之间的关系描绘出电场线的分布。
3例题讲解练习（参考典型例题）。
4教师总结：
（1）为了形象的描述电场中各个点电势的分布情况，由等势面和电场的垂直关系，可以根据等势面的分布情况知道电场的分布情况。
（2）有关等势面的认识需要注意：
A在同一等势面上移动点电荷，电场力不做功；B电场线与等势面垂直；C处于静电平衡状态的导体是等势体，导体表面是等势面。
【习题精选】
1关于等势面正确的说法是
A电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B等势面上各点的场强大小相等C等势面一定跟电场线垂直
D两等势面不能相交
2一个点电荷，从静电场中的a点移至b点，其电势能的变化为零，则Aa、b两点的场强一定相等
B该电荷一定沿等势面移动
C作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的Da、b两点的电势相等3如图中虚线表示某个电场中的等势线，与它们对应的电势值标明在图中，ab直线是电势为OV的等势线上P点的切线，一个负电荷在P点时所受电场力方向为A沿Pa方向
B垂直ab指向右侧
C垂直ab指向左侧
D不能作出结论
4、在一点电荷Q产生的电场中，一个α粒子（带正电荷）通过时的轨迹如图所示，图中虚线则表示电场的两个等势面a、b，以下说法中正确的是A点电荷Q可能为正电荷，也可能为负电荷B运动中α粒子总是克服电场力做功Cα粒子在a、b两等势面时的动能一定有Eka＞EkbDα粒子在经过a、b两等势面上时的电势能一定有εa＞εb【参考答案】1CD2D3C4C
【典型例题】
典型例题1：关于等势面
如图所示，在正的点电荷Q的电场中有a、b两点，它们到点电荷Q的距离r1＜r2。（1）a、b两点哪点电势高？（2）将一负电荷放在a、b两点，哪点电势能较大？（3）若a、b两点间的电势差为100V，将二价负离子由a点移到b点是电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功？做功多少？
（1）在点电荷＋Q的电场中，它的等势面是以＋Q为球心的半径不同的球面，如图中虚线所示，a、c在同一等势面上，c、b两点位于同一条电场线上。沿着电场线的方向是电势降低的方向，所以c点电势高于b点电势，a点又与c点等势，则a点电势高于b点电势。
（2）比较电势能的大小，可以利用电场力做功跟电势能变化的关系作出判定。一个负电荷由a点移到b点要克服电场力做功，根据功能关系，电荷电势能要增加，此负电荷在b点电势能较大。
通过对正、负电荷的电势能大小的分析，可以有以下结论：正电荷放在电势越高的位置电势能就越大，而负电荷放在电势越低的位置电势能就越大。
（3）负离子由a移到b是克服电场力做功：W=qUab=2eUab=2×1.6×10-19×100J=3.2×10-17J。
答：（1）a点高；（2）在b点电势能大；（3）是克服电场力做功，W=3.2×10-17J。
典型例题2：利用等势面判断电势
在两个等量同种点电荷的连线上，有与连线中点O等距的两点a、b，则Aa、b两点的场强矢量相同
Ba、b两点的电势相同
Ca、O两点间与b、O两点间的电势差相同D同一电荷放在a、b两点的电势能相同设两个等量正点电荷的电场的电场线和等势面分别由图中的虚线和实线表示，a、b到O点距离相等。
由两个点电荷连线中垂线左右电场线分布的对称性，a、b两点附近电场线的疏密程度相同，两点的场强大小相等；但是由场强的叠加可知，a点场强方向沿连线指向b，b点场强方向沿连线指向a，两点场强方向相反，因而a、b两点场强矢量不相同，选A错误。
由a、b两点附近的电场线方向可知，由a点到O点和由b点到O点的电势都要降低；再根据电场线分布的对称性可知，由a点到O点和由b点到O点的电势降低的数值是相同的，即a、O两点与b、O两点间的电势差相同，选项C正确。同样方法也判知a点与b点电势相同，选项B正确。
a、b的电势相同，同一电荷放在a、b两点的电势能也相同，选项D正确。
答：B、C、D
典型例题3：等势面的应用
如图所示是某电场中的一簇等势面，甲等势面的电势为90V，乙等势面的电势为－10V，各相邻等势面间的电势差相等。（1）将q=＋1×10-8C的电荷从A点移到B点，电场力做功；（2）将q=-1×10-8C的电荷从A点移到C点，电场力做功；（3）在图中定性画出几条电场线。
甲等势面电势U甲=90V，乙等势面电势U乙=-10V，各相邻等势面间电势差相等，则B的电势UB=40V。A点电势UA=140V，C点电势UC=-60V。
（1）A、B间电势差UAB=100V，正电荷从A到B是电场力做功，功的大小W=qUAB=10-8×100J=1×10-6J。
（2）A、C间电势差UAC=200V，负电荷从A到C是克服电场力做功，即电场力做负功，功的大小W=qUAB=10-8×200J=2×10-6J。
（3）如图中的实线所示，作图时要求过各点的电场线要与等势面垂直；电场线的箭头由电势高处指向电势低处；电场线的疏密要合理，根据给出的五个等势面相邻之间的电势差相等，则等势面稀疏之处的场强较小，等势面紧密之处的场强较大，电场线左边较疏，右边较密。
答：（1）＋1×10-6J；（2）-2×10-6J。
电势差与电场强度的关系
【教学目标】
知识目标
1理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系。对于公式U=Ed要知道推导过程。
2能够熟练应用U=Ed解决有关问题。
能力目标
通过对匀强电场中电势差和电场强度的定性、定量关系的学习，培养学生的分析、解决问题的能力。
情感目标
从不同角度认识电场、分析寻找物理量之间的内在联系，培养学生对科学的探究精神，体会自然科学探究中的逻辑美。
【教学设计示例】
（一）课题引入
教师出示图片：
讲解：场强是跟电场对电荷的作用力相联系的，电势差是跟电场力移动电荷做功相联系的。那么场强与电势差有什么关系呢？我们以匀强电场场为例来研究。
问题1：如图所示匀强电场E中，正电荷q在电场力作用下从A点沿电场方向移动到B点，已知AB两点之间的距离为d，分析电场强度E与电势差UAB之间有什么关系？
AB间距离为d，电势差为UAB，场强为E。把正电荷q从A点移到B时，电场力qE所做的功为W=qED。利用电势差和功的关系，这个功又可求得为W=qUAB，比较这两个式子，可得W=qEd=UABq，即：UAB=Ed。
这就是说，在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势场等于场强和这两点间距离的乘积。如果不是沿场强方向的呢？（学生可以进行讨论分析）
如图所示（教师出示图片）并讲解AD两点间电势差仍为U，设AD间距离s，与AB夹角α，将正电荷从A移动到D，受电场力方向水平向右，与位移夹角α，故电场力做功为W=Eqscosα，scosα=d，所以W=Escosα=ED。利用电势差和功的关系，比较这两个式子可得。d为AB两点间距离，也是AB所在等势面间距离或者可以说是AD两点间距离s在场强方向的投影。
关于公式U=Ed，需要说明的是：
1U为两点间电压，E为场强，d为两点间距离在场强方向的投影。
2由U=Ed，得E=U/d，可得场强的另一个单位：V/m1伏/米=1焦/库1米=1牛·米1库·米=1牛/库所以场强的两个单位伏／米，牛／库是相等的。注：此公式只适用于匀强场。
（二）例题讲解
（具体内容参考典型例题资料）
（三）教师总结
场强表示单位电量的电荷所受的电场力，而电场中两点间的电势差表示单位电量的电荷在这两点间移动时电场力所做功的大小，由于力和功是互相联系的，所以场强与电势差之间存在着必然的联系。在非匀强电场中，电势差与场强的关系要复杂得多，但是电场中两点间距离越小时的电势差越大，则该处场强就越大。只能是定性判断。
【习题精选】
1对于公式E=U/d的说法错误的是
A它适用于任何电场
B在匀强电场中，场强的数值等于每单位距离上降低的电势C场强的另一单位V/m，适用于任何电场D只要测出两点的电势差和两点的间距，即可算出电场强度2如图，a、b、c是点电荷电场中的一条电场线上的三点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离。用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，下列选项正确的是Aφa＞φb＞φcBEa＞Eb＞EcCφa-φb=φb-φcDEa=Eb=Ec3、如图所示，在场强为E的匀强电场中，有一个带电荷量为q的负电荷，从A点移到B点，设AB连线与电场线平行，A、B间距离为d，则可知此电荷在此过程中的电势能A增加了qEdB减少了qEdC增加了qE/dD，减少了qE/D4如图所示，将两个等量异种点电荷分别置于A、B两点，CD是AB连线的垂直平分线，O为其垂足，AB线上M、N两点分别与O点等距，CD线上S、T两点分别与O点等距，若定无限远处电势为零，下面哪个说法正确AM、N两点比较，场强EM=EN，方向相同；电势φM=φN≠0
BS、T两点比较，场强ES=ET，方向相同；电势φS=φT≠0
C若M、N、S、T四点与O点均等距，则场强EM=EN=ES=ET。且方向相同D电势差USM=UNT，且均为负值5、关于电场强度几个公式的理解，下列哪个说法是正确的A由E=F/q可知，电场强度E与电荷在电场中受到的电场力F成正比B电E=U/q知，电势差U大，电场强度E也越大C在F=Kq1q2r2中kq2r2，是点电荷q2所产生的电场在q1位置处的场强大小D由E=Kqr2可知，在离点电荷很近很近的地方（r→0），电场强度E可达无穷大6、如图所示，匀强电场中，一正方形abcd在与电场平行的平面内绕其中心O旋转，旋转过程中a与b间电势差的最大值为U1，a与c间电势差的最大值为U2，则A当a与b间电势差为U1时，a、c间的电势差为2U1
B当a、b间的电势差为U1时，a、c间的电势差为U2
C当a、b间的电势差为U1时，a、c间的电势差也为U1
D当a、c间的电势差为U2时，a、b间的电势差为U2/2
7、图为某匀强电场中三个等势面及其对应的电势值，若A、B两点间的距离是2.5cm，则该匀强电场的场强大小为N／C。
8质量为2×10-18kg的带电油滴，静止在水平放置的两块平行金属板之间，如图所示两板间距离为32cm，则两板间电压的最大可能值是V，小于最大可能值的三个连续减小的电压值分别是V，V，V。
【参考答案】
1.ABCD2.A3.A4.D5.C6.CD7.1000
84，2，4/3，1
【典型例题】
关于电场强度与等势面
在匀强电场中如图中所示分布着A、B、C三点。当把一个电量q=10-5C的正电荷从A沿AB线移到B时，电场力做功为零；从B移到C时，电场力做功为-1.73×10-3J。试判断该电场的方向，算出场强的大小。
解析：将电荷由A移至B时电场力不做功，说明A、B两点在同一等势面上。又由于是匀强电场，等势面为平面，故AB面为一等势面。再由将正电荷由B移至C时克服电场力做功可知，C点电势高于B点电势。场强方向如图所示：由W=qU得UBC=-1.73×10-310-5=-173（V）
又由公式E=Ud可得E=1.7320×10-2×sin60°=1000（V/m）
[1]光的反射和折射
