电场中等势线的描绘
电场中等势线的描绘
【实验目的】
用描迹法画出电场中一个平面上的等势线。
【实验原理与方法】
本实验利用导电纸中的恒定电流场模拟真空中的静电场，当在场中与导电纸接触的两探针尖端的电势差为零时，与探针相连的电流计中通过的电流强度为零。从而可以通过探针找出电流场中的等势点，并依据等势点绘出等势线。
【实验器材】
1．DIS电压传感器（或灵敏电流计）；2．导电纸；3．直流电源（电压6伏左右）；4．金属电极及探针各一对；5．电键及导线；6．木板；7．复写纸；8．白纸；9．直尺。
【实验原理】：
由于静电场和电流场遵循规律相似，利用导电纸上形
成的电流场模拟静电场实验。当电压传感器两个探针
电势相同时，读数为零。
【实验步骤】
○1安装实验装置，如图所示，在一块平整的木板上，
依次铺放白纸、复写纸、导电纸．导电纸有导电物质的一面向
上．用图钉将它们固定好．在导电纸上放两个与它接触良好的
圆柱形电极，电极A与电源的正极相连作为“正电荷”，电极B
与电源的负极相连作为“负电荷”．两个电极之间的距离约为
10cm，电压为4～6V将两探针通过电压传感器连接到数据采
集器的输入口，点击“实验单”中的“电压测量”，开始实验．
○2实验测量
(1)选择基准点，先将两个电极的位置压印在白纸上，然后在两电极的连线上，选取间距大致相等的5个点作为基准，使用探针把它们的位置压印在白纸上．
(2)探测等势点，将两个探针分别拿在左、右手中．用左手中
的探针跟导电纸上的某一基准点接触，然后用右手中的探针跟
导电纸平面上找若干个与基准点的电势差为零的点，用探针把
这些点一压印在白纸下．照这样的方法，在每个基准点的两侧，
各探测出五个等势点，每个等势点大约相距1cm．
(3)画等势线；取出白纸根据五组等势点画出五条平滑的曲线，不能连成折线，它们就是等势线【注意事项】
1．一块平整的木板上，依次铺放白纸、复写纸、导电纸．导电纸有导电物质的一面（深色一面）应向上。
2．在探测与某一基准点电势相等的其它各点时，与该基准点相接触的探针要固定不动。3．绝不允许将两探针分别同时触到电极，以防烧坏电流计。
4．为迅速判断测试点电势的高低，实验前最好判断电流流向与电流表指针的偏转关系（如电流左进，指针左摆或电流右进指针左摆）。
5.画等势线；取出白纸根据五组等势点画出五条平滑的曲线，不能连成折线
6.电极与导电纸应有良好接触否则会影响实验正常进行
说明：本实验的电流表有如下特点：
【练习】
1．在描绘电场中等势线的实验中
（1）实验时需在木板上依次铺放____白__纸，____复写____纸和__导电____纸；
（2）今有100μA、0．5mA、10mA电流表各一块供选用，则应选_100μA___的电流表较好；（3）在实验中，按下电键接通电路，若一探针与基准点Ｏ接触，另一探针已分别在基准点Ｏ的两侧找到了实验所需要的两点a、b，则当此探针与a点接触时，电表的指针应__指零_____（填左偏、指零、右偏），当此探针与b点接触时，电表的指针应___指零____（填左偏、指零、右偏）。
2．当你按实验中的方法正确得出了等势线以后，能否继续画出电场线？
分析与解答：
可以，由于电场线与等势线处处垂直，故而只要画出与诸条等势线相交且垂直的曲线就是电场线。
本题思维点拨：我们知道，电势相等的点组成的面（线）叫等势面（线），必须掌握点电荷、等量异种电荷的电场及匀强电场中等势面（线）的分布情况。等势面的特点是：
①等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做功。
②等势面一定跟电场线垂直，而且电场线总是由电势高的等势面指向电势较低的等势面。
③我们在画等势面时通常让相邻的等势面间的电势差相等（也就是所谓的等差等势面）。这样，在等势面密的地方电场强度大，等势面疏的地方电场强度小。请同学们思考一下我们按照实验要求所绘出的等势线是不是等差等势线。
由于直接画电场线比较困难，所以在一般情况下，我们总是先画出等势线，再根据“等势面一定跟电场线垂直”的特点，进一步画出电场线。
3．图6-3是描绘电场中等势线的实验装置
①图中有7个等间距的点，其中A、B为___________；
②当电流从标有“+”号的接线柱流入灵敏电流计G时，其指针正向偏转，则当灵敏电流计指针______偏时，探针所接触的两点恰是等势点；
③当探针1接在F点时，探针2应在F点的正上方
或者正下方的某个位置往____移，才能找到等势点。
分析与解答
①金属电极，其中A为正极，B为负极；②不；③右。
本题思维点拨：找等势点是本实验的关键所在，导
电纸上任何一点都可以找出无数个等势点，但我们
为了使得描绘的等势线更规范一些，所以选了等间
距的C、D、E、F、G五个基准点，这样描绘出的等
势线看起来较有规律。当我们用探针1按住某一个
基准点时，另一个探针2在适当位置轻轻滑动，这
时灵敏电流计中指针摆动，说明两探针之间有电势差，只有两探针间电势差为零时，灵敏电流计指针不偏转，指向零位置，这时说明我们已找到了一个等势点，可将探针2用力按一下，
复印出该等势点的位置。牢记等量异号点电荷的等势线分布情况可帮助我们迅速找到F的等势点。
4．在“电场中等势线描绘”的实验中，每相差一定的电势就画一条等势线，那么这些等势线在空间的分布是_____。
A．以两极连线为轴的轴对称图形
B．以两电极连线的中垂线为轴的轴对称图形
C．以两电极连线的中点为中心的中心对称图形
D．各等势线之间的距离相等
E．距电极越近，等势线越密集
分析与解答
A、B、E。
本题思维点拨：我们按照实验要求所模拟绘出的等量异种电荷电场的等势线以电荷（两个电极就相当于正负电荷）为参照点非常有规律地排列着。它们是以电极连线的中垂线（可规定为零势线）为对称轴两边对称的图形，正、负电荷也处于对称位置。另一种对称是以两电荷的连线为对称轴，上面一半等势线和下面一半等势线相对称，这也是一种轴对称关系。
5．在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，如果将电源电压降低一些，则以下判断正确的是()
A．描绘出的等势线形状与原来相同
B．描绘出的等势线形状与原来不同
C．基准点之间电势差比原来小一些
D．基准点之间电势差比原来大一些
解析：电压对等势线的形状没有影响，如果电源电压降低了，两个电极间的电势差随之降低，基准点之间的电势差当然随之降低．
答案：AC
6．在用电流的电场模拟静电场描绘电场中等势线的实验中，如图实－5所用的电表指针偏转方向与流入电流的关系是：当电流从正接线柱流入电表时，指针偏向正接线柱一侧．一位学生用这个电表探测基准点2两侧的等势点时，把接电表正接线柱的探针E1接触基准点2，把接电表负接线柱的探针E2接触纸上某一点，发现表的指针发生了偏转，为了探测到等势点，则()
A．若电表指针偏向正接线柱一侧，E2应右移
B．若电表指针偏向正接线柱一侧，E2应左移
C．若电表指针偏向负接线柱一侧，E2应右移
D．若电表指针偏向负接线柱一侧，E2应左移
解析：若电表指针偏向正接线柱一侧，说明探针E1的电势高于E2的电势，E2应向左移动，所以B项正确；若指针偏向负接线柱一侧，说明探针E2的电势高于E1的电势，E2应向右移动，C项正确．
答案：BC
7．在“描绘电场中等势线”的实验中，有以下一些操作步骤：
A．在导电纸上画出两电极的连线
B．将灵敏电流表的一个探针接一个电极，用另一个探针接触导电纸，缓慢移动，可找出一系列等势点
C．在平板上先铺上白纸，再铺上复写纸，然后再铺上导电纸
D．安好电极，接好电路
E．在两电极a、b的连线上，等距离地取五个基准点c、d、e、f、g，并复印在白纸上，如图所示．
F．电流表的一个探针接触某个基准点不动，另一个探针缓慢地移动到电流表指针示数为零时，复印此点，即可找出许多等势点．
G．闭合开关选取合理的操作步骤，并按顺序排列为：________.
解析：灵敏电流表的一个探针不要与电极直接接触，故B步不合理，正确的顺序为CDAEGF. 答案：CDAEGF
8．在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，下列所给出的器材中，应该选用的是________(用器材前的字母表示)．
A．6 V的交流电源
B．6 V的直流电源
C．100 V的直流电源
D．量程0～0.5 V，零刻度在刻度盘中央的电压表
E．量程0～300 μA，零刻度在刻度盘中央的电流表
在实验过程中，要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上，它们的顺序(自上而下)是①________、②________、③________. 在实验中，按下电键，接通电路．若一个探针与基准点O接触，另一探针已分别在基准点O的两侧找到了实验所需要的两点a、b(如图实－8所示)，则当此探针与a点接触时，电表的指针应________(填“左偏”、“指零”或“右偏”)；当此探针与b点接触时，电表的指针应__________________________________(填“左偏”、“指零”或“右偏”)．
解析：根据实验要求，以两电极间一系列等距点为基准点，然后探测平面内和基准点电势相等的点，它们组成的平滑曲线就是等势线．所以，应选择量程较小的电流表，才能够提高测量的精确度，为减小误差，电流表应该选择E；本实验是用恒定的电流场来模拟等量异种电荷的静电场，所以电源应该选B；根据实验原理，可分析复写纸、导电纸、白纸的铺设顺序，注意这里要求的是自上而下．
答案：B、E导电纸复写纸白纸指零指零
9．图中给出的器材为：电源E(电动势为12 V，内阻不计)，木板N(板上从下往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张)，两个金属条A、B(平行放置在导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极)，滑动变阻器R(其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻)，直流电压表V(量程为6 V，内阻很大，其负接线柱与B极相连，正接线柱与探针P相连)，开关S.现要用图中仪器描绘两平行金属条AB间电场中的等势线，AB间的电压要求取为6 V.
(Ⅰ)在图中连线，画成实验电路原理图
(Ⅱ)下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方．
a．接好实验电路．
b．________把变阻器的滑动触头移到靠近D端处．___.
c．合上S，并将探针P与A相接触．
d．___调节R，使电压表读数为6 V.________.
e．用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上，画一线段连接AB两极，在连线上选取间距大致相等的5个点作为基准点，用探针把它们的位置压印在白纸上．
f．将探针与某一基准点相接触，____记下电压表读数，在导电
纸上移动探针，找出电压表读数与所记下的数值相同的另一
点．____，这一点是此基准点的等势点．用探针把这一点的位置
也压印在白纸上．用相同的方法找出此基准点的其他等势点．
g．重复步骤f，找出其他4个基准点的等势点．取出白纸，画出
各条等势线．
(Ⅰ)AB间电压要求取为6 V，而电源电动势为12 V，所以变阻器必须作分压器，电路连接如图所示．
10在用DIS描绘电场等势线的实验中
（1）电源通过正负电极a、b在导电物质上产生的稳恒电流分布模拟了二个__________产生____；用__________探测等势点。
（2）（单选题）在安装实验装置时，正确的做法是（）（A）在一块平整木板上依次放复写纸、白纸、导电纸
（B）导电纸有导电物质的一面应该向上
（C）连接电源正负极的电极a、b必须与导电物质保持绝缘
（D）连接电极a、b的电源电压为交流4~6V
11用恒定电流的电流场模拟静电场描绘等势线时,下列哪些模拟实验的设计是合理的是：（）
⑴⑵⑶⑷
A
B．如图⑵所示圆柱形电极M接电源正极，圆环形电极N接电源负极，模拟正点电荷周围附近的静电场
C．如图⑶所示两个平行的长条形电极M、N分别接电源正、负极，模拟平行板电容器间的静电场
D．如图⑷所示圆柱形电极M接电源负极，模拟负点电荷周围的静电场
12．电场中等势线的描绘的实验装置如图所示：
（1）在图中a、b、c、d、e五个基准点中，电势最高的点是__________点。
（2）若电流表的两表笔分别接触图中d、f两点（f、d连线和A、B连线垂
直）时，显示读数为负（电流从红表笔流进时，读数为正），则电压传感器
的红表笔接在____________点，要使读数为零，应将接f的探针向
_____________（填“向左”或“向右”）移动。
13．关于“用DIS描绘电场等势线”的实验下列说法中正确的是（AC）
（A）本实验是用电流场来模拟静电场进行操作的
（B）在木板上依次铺放白纸、导电纸和复写纸
（C）实验中圆柱形电极与导电纸应有良好的接触
（D）放置导电纸时有导物质的一面向下
14用描迹法画出电场中一个平面上等势线的实验装置如图所示，
（1）如果以A、B两个电极的连线为x轴，以A、B连线的中垂线为y轴，每相隔一定电压就画一条等势线，那么这些等势线在空间的分布情况是（
ABD）
（A）关于x轴对称
（B）关于y轴对称
（C）等势线之间的距离相等，间隔均匀
（D）距电极越近等势线越密
（2）若把电源电压提高到原来的2倍，则描绘得到的等势线
形状与原来相同（填“相同”或“不同”）
（3）若将电压传感器的两个探针放在P、Q两点测得的电压为U，再将两个探针放在P、M 两点时测得的电压为U′，则U＜U′（填“＞”、“＜”、或“＝”）
电场中等势线的描绘
电场中等势线的描绘 【实验目的】 用描迹法画出电场中一个平面上的等势线。 【实验原理与方法】 本实验利用导电纸中的恒定电流场模拟真空中的静电场，当在场中与导电纸接触的两探针尖端的电势差为零时，与探针相连的电流计中通过的电流强度为零。从而可以通过探针找出电流场中的等势点，并依据等势点绘出等势线。 【实验器材】 1．DIS电压传感器（或灵敏电流计）；2．导电纸；3．直流电源（电压6伏左右）；4．金属电极及探针各一对；5．电键及导线；6．木板；7．复写纸；8．白纸；9．直尺。 【实验原理】： 由于静电场和电流场遵循规律相似，利用导电纸上形 成的电流场模拟静电场实验。当电压传感器两个探针 电势相同时，读数为零。 【实验步骤】 ○1安装实验装置，如图所示，在一块平整的木板上， 依次铺放白纸、复写纸、导电纸．导电纸有导电物质的一面向 上．用图钉将它们固定好．在导电纸上放两个与它接触良好的 圆柱形电极，电极A与电源的正极相连作为“正电荷”，电极B 与电源的负极相连作为“负电荷”．两个电极之间的距离约为 10cm，电压为4～6V将两探针通过电压传感器连接到数据采 集器的输入口，点击“实验单”中的“电压测量”，开始实验． ○2实验测量 (1)选择基准点，先将两个电极的位置压印在白纸上，然后在两电极的连线上，选取间距大致相等的5个点作为基准，使用探针把它们的位置压印在白纸上． (2)探测等势点，将两个探针分别拿在左、右手中．用左手中 的探针跟导电纸上的某一基准点接触，然后用右手中的探针跟 导电纸平面上找若干个与基准点的电势差为零的点，用探针把 这些点一压印在白纸下．照这样的方法，在每个基准点的两侧， 各探测出五个等势点，每个等势点大约相距1cm． (3)画等势线；取出白纸根据五组等势点画出五条平滑的曲线，不能连成折线，它们就是等势线【注意事项】 1．一块平整的木板上，依次铺放白纸、复写纸、导电纸．导电纸有导电物质的一面（深色一面）应向上。 2．在探测与某一基准点电势相等的其它各点时，与该基准点相接触的探针要固定不动。3．绝不允许将两探针分别同时触到电极，以防烧坏电流计。 4．为迅速判断测试点电势的高低，实验前最好判断电流流向与电流表指针的偏转关系（如电流左进，指针左摆或电流右进指针左摆）。 5.画等势线；取出白纸根据五组等势点画出五条平滑的曲线，不能连成折线 6.电极与导电纸应有良好接触否则会影响实验正常进行
第5讲 电场线 等势线与轨迹线
第5讲电场线等势线与轨迹线 【方法指导】 1．三线比较 （1）电场线：电场线的切线方向表示该点处电场强度的方向，电场线的疏密表示电场强度的大小。 （2）等势线：等势线（等势面）总是和电场线垂直，等势线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，等差等势面的疏密表示电场强弱，等势面密的地方，电场较强。 （3）轨迹线：轨迹线是指带电粒子的运动轨迹，它与电场线不一定重合，若粒子只受电场力作用，当电场线是直线且粒子的初速度为零或初速度方向与电场线平行时，粒子的运动轨迹才与电场线重合。 2．用三线间的关系分析问题的方法 （1）已知等势面的形状分布，根据电场线与等势面相互垂直可以绘制电场线． （2）由电场线和等差等势面的疏密，可以比较电场强度大小，从而确定电场力或者加速度的大小． （3）由电荷的运动轨迹可以判断电荷受力方向（合力的方向要直线曲线的内侧）；由力和速度方向的关系确定电场力做功的正负，从而判断电势能和动能的变化情况． 【对点题组】 1．如图所示，直线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，曲线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上两点．若带电粒子运动中只受静电力作用，根据此图可以作出的判断是() A．带电粒子所带电荷的符号 B．带电粒子在a、b两点的受力方向 C．带电粒子在a、b两点的加速度何处大 D．带电粒子在a、b两点的加速度方向 2．A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其v－t图象如图所示．则此电场的电场线分布可能是()
3．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，由M运动到N，其运动轨迹如图中虚线所示，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 4．一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示，电场线如图中实线所示，不计粒子所受重力，则() A．粒子带正电荷 B．粒子加速度逐渐减小 C．粒子在A点的速度大于在B点的速度 D．粒子的初速度不为零 5．如图所示，O是一固定的点电荷，虚线是该点电荷产生的电场中的三条等势线，正点电荷q仅受电场力的作用下沿实线所示的轨迹从a处运动到b处，然后又运动到c处．由此可知() A．O为负电荷
电场线和等势面
电势 等势面 （一）等势面的特点 (1)等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直． (2)在等势面上移动电荷时电场力不做功． (3)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面． (4)等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小． （二）等势面 （1）点电荷的电场：等势面是以点电荷为球心的一族球面，如图所示． （2）等量异种点电荷的电场：等势面如上图所示，两点电荷连线的中垂面为一个等势面． （3）等量同种点电荷的电场：等势面如图所示． （4）匀强电场：等势面是垂直于电场线的一族平面，如上图所示． 习 题 1．如图所示，A 、B 是同一条电场线上的两点，下列说法正确的是( ) A ．正电荷在A 点具有的电势能大于在 B 点具有的电势能 B ．正电荷在B 点具有的电势能大于在A 点具有的电势能 C ．负电荷在A 点具有的电势能大于在B 点具有的电势能 D ．负电荷在B 点具有的电势能大于在A 点具有的电势能
2.如图所示，为电场中心一条电场线，一个点电荷由静止开始，在电场力作用下，从A 点移到B 点，下面论述正确的是（ ） A. A 处场强大于B 处场强； B. 点电荷在A 处电势能大于在B 处电势能； C. 点电荷带负电； D. 由A 到B 点电荷受到电场力越来越小 3.如图所示，q 1、q 2是等量异号点电荷，p Q 是两个点电荷连线 的垂直平分线，则 (1)将电量为q 的正电荷，从无穷远处沿p Q 连线移到B 点时， 电场力对点电荷q 做的功为 ，电荷q 在移动过 程中，其电势能 。 (2)电荷q 在A 、B 、C 三点具有电势能相比， 电势能最大； 电势能最小； 电能为零。 4、如图表示等量异种电荷p 和Q 形成的电场内的一簇等势面，求 (1)p 、Q 各带何种电荷？ (2)把q=10－7C 的正点电荷从A 移到B ，电场力做多少功？ (3)把q 从B 移到C 电场力做多少功？ (4)把q 从C 匀速回到A 电场力做多少功？
考点训练58 实验：描绘电场中的等势线
考点训练58 实验：描绘电场中的等势线 1.（6分）在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，发现等势线发生了畸变，则产生误差的原因可能是（） A.电流表的灵敏度不高 B.电极和导电纸接触不良 C.导电纸涂层不够均匀 D.以上说法都不对 答案：ABC 解析：由于电流表灵敏度不高，会导致所测的等势点间出现电势差，甚至电势差较大，会影响等势线的形状.电极与导电纸接触不良，及导电纸所涂导电物质不均匀，都会影响电流场的分布，因此所描的等势线形状与理想情况有差别.所以A、B、C三种情况都会使等势线畸变. 2.（6分）在描绘等势线的实验中，若将电源电压提高为原来的2倍，则以下说法正确的是（） A.描绘得到的等势线形状与原来相同 B.描绘得到的等势线形状与原来不同 C.找基准点的等势点时每次移动的跨度应适当大些（与原来相比） D.找基准点的等势点每次移动的跨度应适当小些（与原来相比） 答案：AD 解析：提高两电极间的电压不会影响等势线的形状，只是增加了距离一定的两点（非等势点）间的电势差，所以寻找与基准点电势相等的点时，移动的跨度要小些，避免损坏电表，所以A、D两项正确. 3.（6分）描绘电场中等势线的实验装置如右图所示，如果以A、B两个电极的连线为x轴，以A、B连线的中垂线为y轴，并将一个探针固定置于y轴的某一点，合上开关S，而将另一探针由图中a点沿直线移到b点的过程中，灵敏电流计指针与零刻度夹角的变化情况是（）
A.逐渐减小 B.逐渐增大 C.先变大后变小 D.先变小后变大 答案：D 解析：由该实验原理可知：该电场的等势线分布状况如右图所示，且φb＞φO＞φa.因此另一探针由a点沿直线移到b点的过程中，两探针间的电势差先减后增，即电流表的指针与零刻度的夹角是先变小后变大，D 正确. 4.（6分）在“描绘等势线”的实验中，将一探针接于某一基准点，用另一探针在导电纸上各处探测，而灵敏电流计皆无反应.造成此现象的原因可能是（） A.导电纸放反了 B.灵敏电流计有毛病
高考物理复习：描绘静电场的等势线
高考物理复习：描绘静电场的等势线 1. 如图，E 为直流电源，G 为灵敏电流计，A 、B 为两个圆柱形电极，P 是木板，C 、D 为两个探针，S 为开关。现用上述实验器材进行“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验。 （1）木板P 上有白纸、导电纸和复写纸，最上面的应该是 纸； （2）用实线代表导线将实验器材正确连接。 答案：(1)导电 (2)连线如图所示(4分。探针和灵敏电流计部分2分，有任何错误不给这2分；其余部分2分，有任何错误也不给这2分) 解析：(1)描等势线装置最上面是导电纸。 (2)电源、开关、导电纸构成回路，开关闭合可在导电纸上形成电流场(等效静电场)；灵敏电流计与探针用来检测导电纸上两点间电势差。 2.“用DIS 描绘电场的等势线”的实验装置示意图如图所示。 （1）（单选题）该实验描绘的是 （A ）两个等量同种电荷周围的等势线 （B ）两个等量异种电荷周围的等势线 （C ）两个不等量同种电荷周围的等势线 （D ）两个不等量异种电荷周围的等势线 【答案】B 【解析】该实验中，用A 、B 两个接线柱分别接在电源的正负极上，一个带正电另外一个带负电，模拟等量异种电荷产生的电场，所以选项B 正确。 （2）（单选题）实验操作时，需在平整的木板上依次铺放 （A ）导电纸、复写纸、白纸 （B ）白纸、导电纸、复写纸 （C ）导电纸、白纸、复写纸 （D ）白纸、复写纸、导电纸
【答案】D 【解析】在实验中，最上边一层是导电纸，这样才可以使A、B接线柱电流通过导电纸；接下来依次是复写纸和白纸，实验过程中在导电纸上找到电势相同的点，需要用探针在导电纸上作标记，标记通过复写纸就印到最下层的白纸上。 （3）若电压传感器的红、黑探针分别接触图中d、f两点（f、d连线与A、B连线垂直）时，示数小于零。为使示数为零，应保持红色探针与d点接触，而将黑色探针（选填：“向左”或“向右”）移动。 【答案】向右 【解析】据题意，只有当指针示数为零时才说明两点的电势相等，现在保持红色探针与d点接触，为了保证电压表示数为零，需要使黑色探针与红色探针电势相等，则要把黑色探针向右移动。
电场线与等势面(教案)
电场线与等势面 电场线与等势面的关系 ?电场线与等势面垂直； ?电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面 ?电场线越密处，等差等势面也越密 等量异种电荷 (1)两点电荷连线上各点，电场线方向从正电荷指向负电荷． (2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，电场线方向均相同，即场强方向均相同，且总与中垂面(线)垂直．在中垂面(线)上到O点等距离处各点的场强相等(O为两点电荷连线中点)． (3)在中垂面(线)上的电荷受到的静电力的方向总与中垂面(线)垂直，因此，在中垂面(线)上移动电荷时静电力不做功． (4) 等量异种点电荷连线上以中点O场强最小，中垂线上以中点O的场强为最大； (5)等量异种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强相同； 等量同种电荷 (1)两点电荷连线中点O处场强为零，此处无电场线． (2)中点O附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零． (3)两点电荷连线中垂面(中垂线)上，场强方向总沿面(线)远离O(等量正电荷)． (4)在中垂面(线)上从O点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强先变强后变弱． (5)等量同种点电荷连线上以中点电场强度最小，等于零．因无限远处场强E∞＝0，则沿中垂线从中点到无限远处，电场强度先增大后减小，之间某位置场强必有最大值． (6)等量同种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强大小相等、方向相反. PS:等量异种电荷和等量同种电荷连线上以及中垂线上电场强度各有怎样的规律？ (1)等量异种点电荷连线上以中点O场强最小，中垂线上以中点O的场强为最大；等量同种点电荷连线上以中点电场强度最小，等于零．因无限远处场强E∞＝0，则沿中垂线从中点到无限远处，电场强度先增大后减小，之间某位置场强必有最大值． (2)等量异种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强相同；等量同种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强大小相等、方向相反.
17等势面的描绘
实验：等势面的描绘班级姓名 1．本实验的物理思想方法是____________。 （）2．下列关于等势点找法的操作中不行的有： A．将两个探针压在导电纸上同时慢慢移动，当看见电流表指针没有偏转的时候，手就停止滑动，并把两个表笔的位置同时复印在白纸上，如此反复滑动，便可得到许多等势点，描出等势线B．将一个探针始终与一个圆柱形电极接触，让另一个探针在导电纸上慢慢滑动，每发现电流表指针指零时，探针就停下来，并把该位置复印在白纸上，把这些位置用平滑的曲线连起来，就是等势线C．将一个探针压在某一基准点上，让另一个探针在导电纸上慢慢滑动，滑到一个位置电流表指针无偏转时，这点就是一个等势点，把这一位置复印到白纸上。再以这一点为新的基准点，继续探查新的等势点，依次再测出5个等势点 D．将一个探针压在某一基准点上，让另一个探针在导电纸上慢慢移动，当电流表指针无偏转时，就找到一个等势点，把这一位置复印在白纸上，然后按同样的方法探测其他等势点 3．（1）在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中，在下列所给出的器材中，应该选用的是：（）A．6伏的交流电源B．6伏的直流电源 C．100伏的直流电源D．量程0.5伏，零刻度在刻度盘中央的电压表 E．量程300微安，零刻度在刻度盘中央的电流表 （2）在实验过程中，要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上，它们的顺序是（自下而上） ①_____________②_______________③_____________ （）4．在等势线描绘实验中，若将电源电压降低一些，则： A．描绘出的等势线形状与原来相同B．描绘出的等势线形状与原来不同 C．基准点之间电势差比原来小一些D．基准点之间电势差比原来大一些 （）5．用恒定电流的电场来模拟静电场描绘等势线时,下列哪些情况是能够实现的 ⑵⑶⑷ ⑴ A．如图⑴圆柱形电极M、N都接电源的正极，用来模拟等量正点电荷周围的静电场 B．如图⑵圆柱形电极M接电源正极，圆环形电极N接电源负极，用来模拟正点电荷周围的静电场C．如图⑶两个平行的长条形电极M、N分别接电源正、负极，用来模拟平行板电容器间的静电场D．如图⑷圆柱形电极M接电源负极，用来模拟负点电荷周围的静电场 （）6．在本实验中，发现等势线发生了畸变，分析误差原因，正确的说法是： A．电流表的灵敏度不高B．导电纸涂层不够均匀 C．电极与导电纸接触不良D．以上说法都不对 7．在“描绘电场中平面上等势线”实验中，为尽量减小实验误差： （）(1)若以下三种满偏电流不同，零刻度在中央的电流表可供选择，应选用：A．100μA B．0.5mA C．10mA D．100mA (2)若有二两种规模的塑料板，其两个圆柱形电极间距离不同，应选用电极间的距离稍 (填“大”、“小”)的塑料板进行实验。
电场强度、电场线、等势面、电势的关系
电场强度、电场线、等势面、电势的关系 一.重难点解析： （一）匀强电场中电势差跟电场强度的关系： （1）大小关系。 推导过程如下：如图所示的匀强电场中，把一点电荷q从A移到B，则电场力做功为：且与路径无关。另外，由于是匀强电场，所以移动电荷时，电场力为恒力，可仍用求功公式直接求解，假设电荷所走路径是由A沿直线到达B，则做功，两式相比较，，这就是电场强度与电势差之间的关系。 说明： ①在匀强电场中，任意两点间的电势之差，等于电场强度跟这两点沿电场强度方向上的距离的乘积。即d必须是沿场强方向的距离，如果电场中两点不沿场强方向，d的取值应为在场强方向的投影，即为电场中该两点所在的等势面的垂直距离。 ②公式表明，匀强电场的电场强度，在数值上等于沿电场强度方向上单位距离的电势的降落，正是依据这个关系，规定电场强度的单位：。 ③公式只适用于匀强电场，但在非匀强电场问题中，我们也可以用此式来比较电势差的大小。例如图所示是一非匀强电场，某一电场线上A、B、C三点，比较的大小。我们可以设想，AB段的场强要比BC段的场强大，因而，，，。这里的E1、E2分别指AB段、BC段场强的平均值。由此我们可以得出一个重要结论：在同一幅等势面图中，等势面越密的地方场强越大。事实上，在同一幅等势面图中，我们往往把每两个相邻等势面间的电势差取一个定值，如果等势面越密，即相邻等势面的间距越小，那么场强就越大。 ④场强与电势无直接关系。 因为某点电势的值是相对选取的零电势点而言的，选取的零电势点不同，电势的值也不同，而场强不变。零电势可以人为选取，而场强是否为零则由电场本身决定。初学容易犯的一个错误是把电势高低与电场强度大小联系起来，误认为电场中某点电势高，场强就大；某点电势低，场强就小。 （2）方向关系： ①场强的方向就是电势降低最快的方向。只有沿场强方向，在单位长度上的电势差最大，也就是说电势降低最快的方向为电场强度的方向。但是，电势降落的方向不一定是电场强度的方向。 ②电场线与等势面垂直。 （二）几种常见的等势面及等势面的特点： （1）点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面如图所示。 （2）等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图所示。 （3）等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图所示。 （4）匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面，如图所示。 （5）形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面，如图所示。 等势面的特点： （1）等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直。假若电场线与等势面不垂直，则场强E在等势面上就会产生一个分量，在同一等势面上的两点就会产生电势差，出现了一个矛盾的结论，故等势面一定与电场线垂直。 （2）电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，两个不同的等势面永远不会相交。 （3）两个等势面间的电势差是相等的，但在非匀强电场中，两个等势面间的距离并不恒定，场强大的地方，两个等势面间的距离小，场强小的地方，两个等势面间的距离大，如图5所示。 （4）在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。说明：因为电场强度E与等势面垂直，则电荷在同一等势面上移动时，电场力总与运动方向垂直，故在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。 注意：若一电荷由等势面A先移到等势面B，再由等势面B移回等势面A，整个过程电场力做功为零，但分段来看，电场力可能先做正功，后做负功，也可能先做负功，后做正功，例如，在如图所示中带正电的物体由A点运动到B点的过程中，电场力先做负功，后做正功，但总功为零。 （5）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，表面是一个等势面。 （三）等势面与电场线的关系： 电场中电势相等的点构成的面是等势面。在同一等势面上任意两点间移动电荷时，电场力不做功。电场线总是与等势面垂直（如果电场线与等势面不垂直，电场在等势面上就有分量，在等势面上移动电荷，电场力就会做功）。在同一电场中，等势面的疏密也反映了电场的强弱，等势面密处，电场线也密，电场也强，反之则弱。知道等势面，可以画出电场线。但等势面与电场线的区别是很明显的，电场线反映了电场的分布情况，是一簇带箭头的不闭合的有向曲线，
电场线等势面知识点
关于对电场线的理解 (1) 电场是一种客观存在的物质，而电场线不是客观存在的，也就是说电场线不是电 场中实际存在的线，而是为了形象地描述电场而画出的，是一种辅助工具．电场线也不 是任意画出的，它是根据电场的性质和特点画出的曲线． (2) 电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密的地方场强越大． (3) 曲线上各点切线方向表示该点电场强度方向． (4) 电场中的任何两条电场线都不相交． (5) 在静电场中，电场线总是从正电荷出发，终止于负电荷，电场线不闭合． (6) 电场线不是电荷运动的轨迹，电荷沿电场线运动的条件是①电场线是直线；②电 荷的初速度为零且只受电场力的作用在电场中运动，或电荷的初速度不为零但初速度方 向与电场线在一条直线上． 几种常见电场的电场线分布特征 （1) 正、负点电荷形成的电场线．(如图1-3-5所示) ①离电荷越近，电场线越密集，场强越强．方向是正 点电荷由点电荷指向无穷远，而负为电荷则由无穷远处指 向点电荷． ②在正(负)点电荷形成的电场中，不存在场强相同的点． ③若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面相垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向处处不相同． (2) 等量异种点电荷形成的电场线．(如图1-3-6所示) ①两点电荷连线上各点，电场线方向从正电荷指向负电 荷，场强大小可以计算． ②两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，电场线方向均相 同，即场强方向均相同，且总与中垂面(线)垂直．在中垂面(线 上)到O点等距离处各点的场强相等(O为两点电荷连线中点)． ③在中垂面(线)上的电荷受到的电场力的方向总与中垂面(线)垂直，因此，在中垂面(线)上移动电荷时电场力不做功． (3) 等量同种点电荷形成的电场线．(如图1-3-7所示) ①两点电荷连线中点处场强为零，此处无电场线． ②两点电荷中点附近的电场线非常稀疏，但场强 并不为零． ③两点电荷连线中垂面(中垂线)上，场强方向总 沿面(线)远离(等量正电荷)． ④在中垂面(线)上从O沿面(线)到无穷远，是电场 线先变密后变疏，即场强先变强后变弱． ⑤两个带负电的点电荷形成的电场线与两个正电荷形成的电场线分布完全相同，只是电场线的方向相反． (4) 带等量异种电荷的平行板间的电场线(即匀强电场的电场线)．(如图1-3-8所示) ①电场线是间隔均匀，互相平行的直线． ②电场线的方向是由带正电荷的极板指向带负电荷的 极板． (5) 点电荷与带电平板间的电场线．(如图1-3-9所示) 匀强电场 （1）电场中各点电场强度的大小和方向处处均相同的电场，叫匀强电场． (2) 匀强电场的电场线为间隔均匀、相互平行的直线．相互平行而间隔不均匀的电场 线是不存在的． (3) 两块靠近的平行金属板，大小相等，互相正对，分别带有等量的正负电荷量，它 们之间的电场除边缘附近外就是匀强电场． 图1-3-7 图1-3-9 图1-3-6图1-3-8 + 图1-3-5
实专4 描绘等势线
实专4描绘等势线 【回归课本】用稳恒电流场模拟静电场 1．实验原理：本实验是利用导电纸上形成的稳恒电流场模拟静电场来做实验的。因此实验中与6V直流电源正极相连接的电极相当于正电荷，与6V直流电源负极相连接的电极相当于负电荷。 2．实验器材：木板、白纸、复写纸、导电纸、图订、圆柱形电极两个、探针两个、灵敏电流表、电池、电键、导线。 3．易错点： （1）从下到上依次铺放白纸、复写纸、导电纸。 （2）只能用灵敏电流计，不能用安培表。 （3）一只探针在基点不动，一只探针轻轻滑动探针，不能两个同时动。 【真题引路】 《例1》(96年全国)在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验 中，在下列所给出的器材中，应该选用的是____ (A)6伏的交流电源(B)6伏的直流电源(C)100伏的直流电源 (D)量程0～0.5伏，零刻度在刻度盘中央的电压表 (E)量程0～300微安，零刻度在刻度盘中央的电流表 在实验过程中，要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上，它们的顺序(自上而下)是①____ ②____ ③____ 。 在实验中，按下电键，接通电路。若一个探针与基准点O接触，另一探针已分别在基准点O的两侧找到了实验所需要的两点a、b(如右上图)，则当此探针与a点接触时，电表的指针应____ (填“左偏”、“指零”或“右偏”)；当此探针与b点接触时，电表的指针应____(填“左偏”、“指零”或“右偏”)。 答案：B、E ①导电纸②复写纸③白纸指零，指零 《例2》（04年全国）如图中给出的器材为： 电源E（电动势为12V，内阻不计）； 木板N（板上从下往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张）； 两个金属条A、B（平行放置在导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极）； 滑线变阻器R（其总电阻值小于两平行电极间导电纸的电阻）； 直流电压表（量程为6V，内阻很大，其负接线柱与B极相连，正接线柱与探针P相连）；开关S． 现要用图中仪器描绘两平行金属条AB间电场中的等势线．AB间的电压要求取为6V．（1）在图中连线，画成实验电路原理图． （2）下面是重要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方． a．接好实验电路． b．____________________________________________． c．合上S，并将探针P与A相接触． d．____________________________________________．
用描迹法画出电场中平面上的等势线
图s-10-1 图s-10-2 实验十 用描迹法画出电场中平面上的等势线 特别提示 实验原理 直接描绘静电场中的等势线是比较困难的。但由于稳恒电流场遵从的规律在形式上和静电场相似，所以可以用来模拟静电场。 用导电纸上形成的恒定电流场来模拟静电场，当在电流 场中与导电纸接触的两探针尖端电势差为零时，与探针相连 的电流计中通过的电流强度为零，从而可以利用灵敏电流计 找出电场中的等势点，并依据等势点进行等势线的描绘。其 电路连接示意图如图s-10-1所示。 因为电场线和等势面垂直，通过实验测绘出电场的等势 面（线），如图s-10-2所示，利用电场线和它正交的关系， 就可画出两等量异种电荷间的电场线分布。 注意事项 ?使用的灵敏电流计，应选择零刻度在正中间的那种。 ?安放导电纸时，导电纸的一面应朝上，且电源与导电纸 的相对位置不能改变。 ?寻找等电势点时，应从基准点附近由近及远地逐渐推移，不可冒然进行大跨度的移动，以免电势差过大，发生电流计超量程现象。 ?该实验模拟的是等量异种点电荷电场的等电势线。探测等势点不要靠近导电纸的边缘，因为导电纸边缘处的等势线会变形。 ?导电纸上所涂导电物质相当薄，确定等势点时不应用探针在导电纸上反复划动，应用点接触法。 误差分析 ?电流表的精度是本实验产生误差的主要原因之一。 ?电极与导电纸的接触程度将影响实验结果，对此，安装电极时要加以注意。 ?导电纸涂层的均匀程度也是产生误差的主要原因之一，只有导电涂层均匀，其导电性才能一致，否则测绘出的等势线将产生畸变。 典型例题
例：如图s-10-3所示，是描绘电场中等势线的实验装置，?图中 A 、 B 为___________；?当电流从标有“+”号的接线柱流入灵敏电 流计G 时，其指针正向偏转，则当灵敏电流计表针______偏时，探 针所接触的两点恰是等势点；?当探针I 接在D 点，探针II 接在某 点时，表G 指针偏向负接线柱一侧，为了寻得等电势点，探针II 应向 （填向左或向右）移。 分析与解 找等势点是本实验的关键所在，导电纸上任何一点都可以找出无数个等势点，但为了 使得描绘的等势线更规范一些，所以选了等间距的C 、D 、E 等基准点，这样描绘出的等势线是等电势差的等势线，看起来较有规律。当用探针Ⅰ按住某一个基准点时，另一个探针Ⅱ在适当位置轻轻滑动，这时灵敏电流计中指针摆动，说明两探针之间有电势差，只有两探针间电势差为零时，灵敏电流计指针不偏转，指向零位置，这时说明我们已找到了一个等势点，可将探针用力Ⅱ按一下，复印出该等势点的位置。 本题的答案是：?金属圆柱电极，其中B 为正极，A 为负极；?不；?左。 自我检测 1、在“电场中等势线描绘”的实验中，每相差一定的电势就画一条等势线，那么这 些等势线在空间的分布是 （ ） A ．以两极连线为轴的轴对称图形 B ．以两电极连线的中垂线为轴的轴对称图形 C ．以两电极连线的中点为中心的中心对称图形 D ．各等势线之间的距离相等 E ．距电极越近，等势线越密集 2、如果在做《用描迹法画出电场中平面上的等势线》的实验中，在下列所给出器材中，应该选用的是 （ ） A ．6V 的交流电源 B ．6V 的直流电源 C ．100V 的直流电源 D ．量程0—0.5V ，零刻度在刻度盘中央的电压表 图s-10-3
电场线与运动轨迹
电场线 等势面 运动轨迹 考点：带电粒子在电场中运动，两类典型选择题。 一、电场线与运动轨迹的题 1、（双选）如图，一带电粒子从P 点以一定的初速度射入匀强电场，仅受电场力的作用，则运动轨迹可能是 AC A ．a B. b C. c D. d 2、（双选）如右图所示，实线表示匀强电场中的电场线，一带电粒 子(不计重力)经过电场区域后的轨迹如图中虚线所示，a 、b 是轨迹上的两点，关于粒子的运动情况，下列说法中可能的是( )BD A ．该粒子带正电荷，运动方向为由a 至b B ．该粒子带负电荷，运动方向为由a 至b C ．该粒子带正电荷，运动方向为由b 至a D ．该粒子带负电荷，运动方向为由b 至a 3、（双选）如右图所示（图同上题），实线是匀强电场的电 场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，则由此图可作出正确判断的是( )AD A ．带电粒子带负电荷 B ．带电粒子带正电荷 C ．带电粒子所受电场力的方向向右 D ．带电粒子做匀变速运动 4．如图，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M 和N 是轨迹上的两点，其中M 点在轨迹的最右点。不 计重力，下列表述正确的是 C A ．粒子在M 点的速率最大 B ．粒子所受电场力沿电场方向 C ．粒子在电场中的加速度不变 D ．粒子在电场中的电势能始终在增加 5、（双选）如图5所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电荷量为10－6 C 的粒子在电场中仅受电场力作用，当它从A 点运动到B 点时动能减少了10－5 J ．已知A 点的 电势为－10 V ，则以下判断正确的是( ) AC A ．粒子的运动轨迹如图虚线1所示 B ．粒子的运动轨迹如图虚线2所示 图5 C B 点电势为零 D ．B 点电势为－20 V 6．（双选）图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带 电粒子的运动轨迹。粒子先经过M 点，再经过N 点。可以判定 AD A ．M 点的电势大于N 点的电势 B ．M 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 7、（双选）某电场的电场线的分布如图所示（图同上题）．一个带电粒子只在电场力作用下 由M 点沿图中虚线所示的路径运动通过N 点．则下列判断正确的是( )．CD A ．粒子带负电 B ．粒子在M 点的加速度大 C ．粒子在N 点的速度大 D ．电场力对粒子做正功 8、（双选）如图所示的电场中有A 、B 两点，下列判断正确的是BC A ．电势 B A ??>，场强B A E E > B ．电势B A ??>，场强B A E E <
试验描绘电场中的等势线中的几个问题
实验“描绘电场中的等势线”中的几个问题（江西省信丰中学施国富）选自《物理教师》2008年第9期 1．电场中的等势线缘何“变形”? 1．1问题的提出 高中物理第2册有个学生分组实验——“用描迹法画出电场中平面上的等势线”，按照教材介绍的实验步骤，在每个基准点上下方各描出2～4个等势点，然后连成等势线。由于时间比较充裕，有的学生就每个基准点，多描了几个等势点，一直到导电纸的边缘．连接等势点绘成等势线时，问题出现了，所绘成的等势线的形状与教材上正负电荷形成的电场中的等势线的形状相比，在边缘出现了一些变形，如图1（实际描绘出的等势线）和图2（教材中画出的理想等势线）所示。学生们以为是自己操作有误，重做几次，结果一样。到底是什么原因导致等势线在边缘处变形呢？ 图1 1．2实验的原理 高中物理教材中所说的电场是指由电荷形成的静电场。要探测静电场中的等势点是极为困难的，一方面静电场中不存在电流，用磁电指针式电流表无法探测，另一方面在探测时，导体进入静电场，使静电场发生较大的变化，探测结果没有实际的意义。 在导电介质两端引入一定的电压，导电介质（如导电纸）中产生电流，并形成一定的电流密度分布，在两电极间建立一个电流场。由于电流场与静电场具有相似的物理特性，而探测电流场中的等势点是很容易的，于是采用电流场模拟静电场，探测和研究静电场中的等势线，教材中对这点已作了简单的注解。 因此，“用描迹法画出电场中平面上的等势线”这个实验不是真实验，而是一个模拟实验。了解了实验本质之后，我们可以对本文开头提出的问题作出解释。 1．3问题的解释 在无限大平面上均匀分布一层导电微晶，在这层导电微晶上某两点间建立起电流场，由于电流密度呈一定形状分布，它的等势线分布和形状，与静电场中的某一平面上的等势线分
电场(电场线和等势面)习题含答案
电场线及等势面的习题 一、知识点归纳,考点：电场线、电场强度、电势能、电势、等势面、电场力做功。 （一）比较电场中两点的电场强度的大小的方法： 1、在同一电场分布图上，观察电场线的疏密程度，电场线分布相对密集处，场强；电场线分布相对稀疏处，场强。 2、等势面密集处场强，等势面稀疏处场强 （二）关于电势、等势面与电场线的关系：电场线等势面，且指向电势降落最陡的方向，等势面越密集的地方，电场强度越。 （三）比较电荷在电场中某两点的电势大小的方法： 1、利用电场线来判断：在电场中沿着电场线的方向，电势。 2、利用等势面来判断：在静电场中，同一等势面上各的电势相等，在不同的等势面间，沿着电场线的方向各等势面的电势越来越低。 （四）比较电荷在电场中某两点的电势能大小的方法： 1、只有电场力做功时：电场力做正功，电势能动能这种方法与电荷的正负无关。 2、利用电场线来判断：正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减少；逆着电场线方向移动时，电势能逐渐增大。负电荷则相反。 二、几种常见电场等势面分布图 1、点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面。 说出：A、B、C三点场强的大小、方向关系， 以及三点电势的高低 2、等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。 问题1 取无穷远处电势为零，中垂线上各点的电势为多少？是等势面吗？连线中点的场强为多少？ 问题2 中垂线左侧的电势高还是右侧的电势高？ 3.等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面。 讨论：取无穷远处电势为零，中垂线是等势面吗？两电荷连线的中点的场强为多少？电势 为多少？ 4、匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面 5、形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面 说出：匀强电场的电场线的特点及等势面的特点 三、等势面的特点： ●（1）等势面一定与电场线，即跟场强的方向。 ●（2）电场线总是由电势较的等势面指向电势较的等势面，两个不同的等势面永远不会 相交。 ●（3）电场线较密处等势面也较，即等势面较密处场强较。 ●（4）在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。 四、典型题： 1.下列关于等势面的说法正确的是() 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相等 C．点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面
上海物理高考：用DIS描绘电场的等势线
实验十二用DIS描绘电场的等势线 三、【学生实验】用DIS描绘电场的等势线 〔实验目的〕 用描述法画出电场中一个平面上的等势线。 〔实验器材〕 DIS（数字信息系统）、木板、白纸、复写纸、导电纸、图钉若干、电池、电键、圆柱形电极两个。 〔实验原理〕 用DIS的电压转感器探测等势点，用描迹法把等势点连接成等势线。 〔实验步骤〕 1、安装实验装置 如图9-19所示，在一块平整的木板上，依次铺放白纸、复写纸、导电纸，导 电纸有导电物质的一面向上，用图钉将它们固定好。在导电纸上方两个与它接触良 好的圆柱形电极，电极A与电源的正极相连作为“正电荷”，电极B与电源的负极相连作为“负电荷”。两个电极之间的距离约为10㎝，电压为4～6V。将两探针通过电压传感器连接到数据采集器的输入口，点击“实验单”中的“电压测量”， 开始实验。
2、实验测量 （1）选择基准点 先将两个电极的位置压印在白纸上，然后在两电极的连线上，选取间距大致 相等的5个点作为基准点，并用探针把它们的位置压印在白纸上。 （2）探测等势点 将两个探针分别拿在左、右手，用左手中的探针跟导电纸上的某一基准点接触，然后用右手中的探针在导电纸平面上找若干个与基准点的电势差为零的点，（）用探针把这些点—压印在白纸上。照这样的方法，在每个基准点的两侧，各探测出五个等势点，每个等势点大约相距1㎝。 （3）画等势线 取出白纸，根据五组等势点画出五条平滑的曲线，它们就是等势线（图9-20）
※自主活动：想一想，能不能根据这些等势线在白纸上画出两个异种电荷的 电场线？画画看。 ※自主活动：根据图9-15，画出地球表面附近电场的电场线，判断地球表面 带电的电性。 十三、DIS实验描绘电场的等势线 1、本实验的目的，是用法画出电场中一个平面上 的线。 2、本实验的原理是用在导电纸上形成的场模拟场来做实验的。 3、图为实验装置及在导电纸上画出的等势线图。 （1）实验中，将甲探针跟导电纸上某一基准点接触，判断乙徒针接触的点与 基准点的电势差为零的依据是计算机显示屏上电压数值为。 （2）若电极A与电源正极相连，电极B与电源负极相连，C、g两点的电势分别为Uc、Ug ，则Uc Ug。（填大于、等于或小于）
谈谈电场线与等势面
谈谈电场线与等势面 【摘要】电场是高中物理中的重点内容，很多同学感到该章知识内容多，抽象且容易混淆。为帮助同学们高速学习，本文谈谈电场线与等势面这两种重要辅助线的区别与联系。 【Abstract】The electric field line is the main content in the senior physics, but many students feel that this chapter contains much knowledge and the content is very nonfigurative and easy to fall into confusion. To help students learn it at a high speed, the author has made a talk on the difference and relation between the two main construction lines, the electric field line; and the equipotential surface. 【Keywords】Electric field lineEquipotential surface 电场是高中物理中的重点内容，很多同学感到该章知识内容多，抽象且容易混淆。为帮助同学们高速学习，本文谈谈电场线与等势面这两种重要辅助线的区别与联系。 电场线是为了形象直观地描述电场中的两个基本物理量——场强与电势而人为引入的一种假想曲线。其具体特征是：切线方向与场强方向一致，疏密程度表示场强强弱，沿电场线方向电势越来越低。 等势面是电场中电势相等的点连成的面。其具体特征是：同一等势面上各点电势相等，等势面疏密程度也表示场强强弱，同一等势面上移动电荷时电场力不做功。 电场线与等势面的关系：电场线与等势面总是垂直的；在同一电场中，电场线密的地方，等势面也密集，电场线疏的地方，等势面也稀疏；电场线反映了电场的分布情况，是一簇带箭头的不闭合的有向曲线，而等势面是一系列的电势相等的点组成的面，可以是闭合的，也可以是不闭合的；电荷沿电场线方向运动，电场力必定做功，而电荷沿等势面运动，电场力一定不做功。 电场线与等势面是电场中两条非常重要而且很有用的辅助线。电场线的方向判定电势的高低，电场线的疏密判定场强的大小，在等势面上移动电荷时电场力不做功。在解题中充分利用这两条辅助线能使解答过程形象、直观，便于理解。 例1．如图1所示，是某电场中的一条直电场线，一电子从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，下列有关电场情况的判断，正确的是（）
几种常见的典型电场的等势面比较
高二物理秋季课程（二） 电场线和等势面 1、有如图(a)、(b)、(c)、(d)所示四个电场，试比较各图中A 和B 两点场强大小和电势的高低. (a)图：E A E B ，U A U B . (b)图：E A E B ，U A U B . (c)图：E A E B ，U A U B . (d)图：E A E B ，U A U B . 2.【2014·新课标全国卷Ⅱ】关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是： A.电场强度的方向处处与等势面垂直 B.电场强度为零的地方，电势也为零 C.随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低 D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向 点电荷的电场线和等势面 3、【2014·北京卷】如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是( ) A ．1、2两点的电场强度相等 B ．1、3两点的电场强度相等 C ．1、2两点的电势相等 D ．2、3两点的电势相等 4、在某一点电荷Q 产生的电场中有a 、b 两点，相距为d ，a 点的场强大小为E a ，方向 与ab 连线成120°角，b 点的场强大小为E b ，方向与ab 连线成150°角，如图所示，则关于a 、b 两点场强大小及电势 高低的关系的说法中正确的是( ) A. E a ＝E b /3，φa >φb B. E a ＝E b /3，φa <φb C. E a ＝3E b ，φa >φb D. E a ＝3E b ，φa <φb 5、【2014·新课标全国卷Ⅰ】如图，在正电荷Q 的电场中有M 、N 、P 和F 四点，M 、N 、P 为直角三角形的
电场线及等势面的典型题
电场线及等势面的习题（含答案） 典型题： 1.下列关于等势面的说法正确的是() 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相等 C．点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面 D．匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面 2.如上图虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹．α粒子从a经过b 运动到c的过程中() A．动能先增大，后减小B．电势能先减小，后增大C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零D．加速度先变小，后变大 3.在图中，a、b带等量的异种电荷，MN为ab连线的中垂线，现有一个带电粒子从M点以一定初速度v0射出，开始的一段轨迹如图中的实线，不考虑粒子的重力，则飞越该电场的整个过程 中() A．该粒子带负电B．该粒子的动能先增大后减小 C．该粒子的电势能先减小后增大 D．该粒子运动到无穷远处后，速度的大小一定仍为v0 4.如图所示，在水平放置的光滑金属板中点的正上方有带正电的点电荷Q，一表面绝缘带正电的金属球 开始在金属板上向右运动，在运动过程 (可视为质点，且不影响原电场)自左以速度v 中() A．小球先做减速运动后做加速运动 B．小球做匀速直线运动 C．小球做匀变速运动D．以上说法都不正确 5.如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点．下列说法中正确的是() A．三个等势面中，等势面a的电势最高B．带电质点一定是从P点向Q点运动 C．带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小 D．带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小 6．图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和 5eV，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8eV时，它的动能应为() A．8eV B．13eV C．20eV D．34eV 7.位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示 等势线，则() A．a点和b点的电场强度相同