电场线 等势面

1、几种常见电场的电场线及等势几种常见电场的电场线及等势面分布面分布人教版选修人教版选修3-1一、电场一、电场1 1电荷的周围存在电荷的周围存在_带电体间的相互作用是带电体间的相互作用是通过周围的通过周围的_发生的发生的2 2场和分子、原子组成的实物一样具有能量、质量场和分子、原子组成的实物一样具有能量、质量和动量场与实物是物质存在的两种不同形式静和动量场与实物是物质存在的两种不同形式静电场是电场是_的电荷产生的电场的电荷产生的电场 3电场的基本性质是对放入其中的电荷有_的作用二、电场强度1定义：放入电场中某一点的检验电荷受到的静电力跟它的电荷量的_，叫做该点的电场强度2公式：E_.力力比值比值3

2、单位：牛/库，符号_.4方向：电场强度是矢量，规定某点电场强度的方向跟_在该点所受的静电力的方向相同负电荷在电场中某点所受的静电力的方向跟该点电场强度的方向_人们经过探索，发现可以用一些光滑的曲线来形象地表征电场。这样的线就是电场线。英国物理学家法拉第首先引入了电场强度的图象，他在电场中画了一些线，使这些线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，并使线的疏密表示场强的大小法拉第称为电力线即电场线。英国物理学家英国物理学家 法拉第法拉第（1791-18671791-1867） 三、电场线三、电场线 1 1、定义：、定义：电场线是用来形象地描电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线。述

3、电场强弱与方向特性的一簇曲线。电场线上每一点的电场线上每一点的切线方向切线方向，都和该，都和该点的点的场强方向场强方向一致。一致。电场线越密的地方，场强越大；电场电场线越密的地方，场强越大；电场线越稀疏的地方，场强越小。线越稀疏的地方，场强越小。EAEBECE EA A EEB B E EC C 电场线画法规定及性质 电场线上每一点的切线方向与该点的电场线上每一点的切线方向与该点的场强方向一致场强方向一致. .ABC2 2、电场线的特征、电场线的特征1 1）、静电场的电场线起于正电荷止于负电）、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电

4、场线止于（或起于）无穷远处点止于（或起于）无穷远处点2 2）、电场线不会相交，也不会相切）、电场线不会相交，也不会相切3 3）、电场线）、电场线密密的地方场强的地方场强强强，电场线，电场线疏疏的地的地方场强方场强弱弱4 4）、电场线是）、电场线是假想假想的，实际电场中并不存在的，实际电场中并不存在5 5）、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在）、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系电场中的运动轨迹之间没有必然联系特点：特点：a a、离点电荷越近、离点电荷越近, ,电场线越密电场线越密, ,场强越大场强越大. .b b、以点电荷为球心作个球面、以点电荷为球心作个球面,

5、 ,电场线处处与电场线处处与球面垂直球面垂直, ,在此球面上场强大小处处相等，在此球面上场强大小处处相等，方向不同方向不同. .3.3.几种常见电场中电场线的分布及特点几种常见电场中电场线的分布及特点正、负点电荷的电场中电场线的分布正、负点电荷的电场中电场线的分布特点：特点：a a、沿点电荷的连线、沿点电荷的连线, ,场强先变小后变大场强先变小后变大. .b b、两点电荷连线中垂面（中垂线）上、两点电荷连线中垂面（中垂线）上, ,场强方场强方向均相同向均相同, ,且总与中垂面（中垂线）垂直且总与中垂面（中垂线）垂直. .等量异种点电荷形成的电场中的电场线等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布分

6、布c c、在中垂面（中垂线）上、在中垂面（中垂线）上, ,与两点电荷连线的中与两点电荷连线的中点点0 0等距离各点场强相等等距离各点场强相等. .1 1、两点电荷连线上各点场强、两点电荷连线上各点场强先先变小后变大变小后变大. .电场线方向从正电电场线方向从正电荷指向负电荷荷指向负电荷2 2、两点电荷连线的中垂面、两点电荷连线的中垂面（中垂线）上，电场线方向（中垂线）上，电场线方向均相同，场强方向均相同，均相同，场强方向均相同，且总与中垂面（线）垂直，且总与中垂面（线）垂直，在中垂线上到两点电荷中点在中垂线上到两点电荷中点O O点等距离处各点的场强相等。点等距离处各点的场强相等。等量异种点电荷

7、的电场强度等量异种点电荷的电场强度3 3、在中垂面（线）在中垂面（线）上从上从O O点到无穷远，点到无穷远，电场线变疏，即场强电场线变疏，即场强逐渐变弱，到无穷远逐渐变弱，到无穷远处减小为处减小为0.0.等量异种点电荷的电场强度等量异种点电荷的电场强度等量同种点电荷形成的电场中电场中电场等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况线分布情况特点：特点：a a、两点电荷连线中点、两点电荷连线中点O O处场强为处场强为0.0.b b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀 疏，但场强并不为疏，但场强并不为0.0.c c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先、两点电荷

8、连线的中点到无限远电场线先变密后变疏变密后变疏. .等量同种点电荷的电场强度1 1、两点电荷连线上电场强、两点电荷连线上电场强弱弱- -强，中点强，中点O O处场强为零处场强为零2 2、两点电荷连线中垂面、两点电荷连线中垂面（线）上，场强方向总沿（线）上，场强方向总沿面（线）远离面（线）远离 O O（等量正（等量正电荷）电荷）3 3、在中垂面（线）上从、在中垂面（线）上从O O点到无穷远，电场线先变点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强先变强密后变疏，即场强先变强后变弱。后变弱。匀强电场匀强电场特点：特点：a a、匀强电场是大小和方向都相同的电场，、匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场

9、的电场线是故匀强电场的电场线是平行等距平行等距的直线的直线. .b b、电场线的疏密反映场强大小，电场方、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行向与电场线平行. .光芒四射，光芒四射，发散状发散状众矢之的，众矢之的，汇聚状汇聚状势不两立，势不两立，相斥状相斥状手牵手，心连手牵手，心连心，相吸状心，相吸状平行的、等间距平行的、等间距的、同向的直线的、同向的直线电场线认识的两个误区(1)误认为电场线客观存在电场中实际并不存在电场线，电场线是形象描述电场的有效工具，用虚拟的图线描述抽象的物理概念的做法是科学研究中一种重要的思想方法(2)误认为电场线就是电荷的运动轨迹四、等势面四、等势面电场中

10、电势相同的各点构成的面电场中电势相同的各点构成的面等势面与电场线的关系：等势面与电场线的关系：（1）电场线与等势面垂直，并且由电势高）电场线与等势面垂直，并且由电势高 的等势面指向电势低的等势面的等势面指向电势低的等势面问题：等势面能相交、相切吗？问题：等势面能相交、相切吗？（2）等差等势面越密的地方，电场强度）等差等势面越密的地方，电场强度 E越大越大类比地理等高线类比地理等高线等势面以点电荷为球心的一簇球面，越向外越稀疏。等势面以点电荷为球心的一簇球面，越向外越稀疏。是两簇对称曲面，两点电荷连线的中垂面是一个是两簇对称曲面，两点电荷连线的中垂面是一个等势面（电势为零），从正电荷到负电荷的连

11、线等势面（电势为零），从正电荷到负电荷的连线上电势逐渐降低。上电势逐渐降低。等势面是两簇对称曲面，两电荷的连线上中点电等势面是两簇对称曲面，两电荷的连线上中点电势最低；中垂线上中点电势最高，向两侧电势逐势最低；中垂线上中点电势最高，向两侧电势逐渐降低，以中点对称的两点电势相等。渐降低，以中点对称的两点电势相等。等势面越密集的地方，等势面越密集的地方，电场强度越大。电场强度越大。等势面是与电场线垂直，间隔相等，相互平行的一簇平面。1某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示由M运动到N，以下说法正确的是A粒子必定带正电荷B由于M点没有电场线，粒子在M 点

12、不受电场力的作用C粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D粒子在M点的动能小于在N点的动能答案ACD2.如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由AOB匀速运动，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是()A先变大后变小，方向水平向左B先变大后变小，方向水平向右C先变小后变大，方向水平向左D先变小后变大，方向水平向右答案：B解析 等量异种电荷电场线的分布如图（a）所示.由图中电场线的分布可以看出,从A到O,电场线由疏到密;从O到B,电场线从密到疏,所以从AOB,电场强度由小变大,再由大变小,而电场强度的方向沿电场线切线方向,为水平向右,如图（b）所示.因电子处于平衡

13、状态,其所受合外力必为零,故另一个力应与电子所受的电场力大小相等、方向相反.电子受的电场力与场强方向相反,即水平向左,且电子从AOB过程中,电场力由小变大,再由大变小,所以另一个力方向应水平向右,其大小应先变大后变小.所以选项B正确.3如图所示，两个等量的正电荷分别置于P、Q两位置，在P、Q连线的垂直平分线上有M、N两点，另有一试探电荷q，则()A若q是正电荷，q在N点的 电势能比在M点的电势能大B若q是负电荷，q在M点的 电势能比在N点的电势能大C无论q是正电荷，还是负电荷，q在M、N两点的电势能一样大D无论q是正电荷还是负电荷，q在M点的电势能都比在N点的电势能小答案AB4图中的实线表示电

14、场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定()AM点的电势大于N点的电势BM点的电势小于N点的电势C粒子在M点受到的电场力大于 在N点受到的电场力D粒子在M点受到的电场力小于 在N点受到的电场力答案 AD5如图所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点，则()AA点场强小于B点场强BA点场强方向指向x轴负方向CA点场强大于B点场强DA点电势高于B点电势答案 AD 由电场线与等势面的关系可知，电场线一定与等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面，作出相对应的电场线分布，如右图所示，则可知A、B两点处的场强方向应与x轴同向，

15、由电场线的疏密可知，A点处的场强EA小于B点处的场强EB，故正确选项为A、D.6如图所示，虚线a、b、c表示O处点电荷的电场中的三个等势面，设两相邻等势面的间距相等，一电子射入电场后的运动轨迹如图中实线所示，其中1、2、3、4是运动轨迹与等势面的一些交点由此可以判定()A、电子在每个位置具有的电势能与动能的总和一定相等BO处的点电荷一定带正电Ca、b、c三个等势面的电 势关系是a bcD电子运动时的电势能先增大后减小答案AD7. 某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为P和Q，则()AEPEQ，PQBEPEQ，PQCEPQDEPEQ，Pbcd，若不计粒子所受重力，则()A粒子一定带正电B粒子的运动是匀变速运动C粒子从A点到B点运动的过 程中动能先减小后增大D粒子从A点到B点运动的过 程中电势能增大答案B9.如图所示，虚线如图所示，虚线a、b和和c是某静电场中的三个等势面，它们的是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为电势分别为 、 和和 ，一带正电粒子射入电场中，其运动轨，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线迹如实线KLMN所示。由图可知：所示。由图可知：A、粒子从、粒子从K到到L的过程中，电场力做负功的过程中，电场力做负功B、粒子从、粒子从L到到M的过程中，电场力做