典型电场的电场线及等势面

典型电场的电场线及等势面

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l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2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3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4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5所示。

注意：带方向的线表示电场线，无方向的线表示等势面。图中的等势“面”画成了线，即以“线”代“面”。

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？

几种典型电场线分布示意图及场强电势特点

匀强电场 等量异种点电荷的电场 等量同种点电荷的电场 点电荷与带电平 孤立点电荷周围的电场 几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表重点 一、场强分布图 二、列表比较 下面均以无穷远处为零电势点，场强为零。 孤立的 正点电荷 电场 线 直线，起于正电荷，终止于无穷远。 场强 离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点 组成的球面上场强大小相等，方向不同。 电势 离场源电荷越远，电势越低；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，每点的电势为正。 等势面 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。 孤立的 负点电荷 电场 线 直线，起于无穷远，终止于负电荷。 场强 离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等，方向不同。

电势 离场源电荷越远，电势越高；与场源电荷等距的各点 组成的球面是等势面，每点的电势为负。 等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。 等量同种负点电荷电场 线 大部分是曲线，起于无穷远，终止于负电荷；有两条 电场线是直线。 电势每点电势为负值。 连 线 上 场 强 以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大 小相等，方向相反，都是背离中点；由连线的一端 到另一端，先减小再增大。 电 势 由连线的一端到另一端先升高再降低，中点电势最 高不为零。 中 垂 线 上 场 强 以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大 小相等，方向相反，都沿着中垂线指向中点；由中 点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一个位置 场强最大。 电 势 中点电势最低，由中点至无穷远处逐渐升高至零。 等量 电场大部分是曲线，起于正电荷，终止于无穷远；有两条

等量“双电荷”电场线和等势面的分布特点及应用(20210304124054)

等量“双电荷”电场线和等势面的分布特点及应用 一、等量“双电荷”电场线和等势面的分布特点 图一、图二分别为等量异种电荷和等量同种电荷（以正电荷为例）的电场线和等势面分布图。由图我们可以得出下述结论： 1. 它们都是关于两电荷连线及其中垂线对称分布的空间立体图形。 2. 电场线与等势面垂直，电场线从电势高的等势面指向电势较低的等势面。在图中找两个点，我们可以比较它们的电势的高低，也可以判断在这两点间移动电 荷时电场力的做功情况。（图一） 3. 越靠近电荷，电场线越密，场强越强，运用这一点我们可以比较其中两点场强的大小。 4. 等量异种电荷，其连线上场强先减小后增大，中点最小但不为零，电势由高到低。它们连线的中垂线 上，电势相等，都为零（取无穷远处电势为零，下同）；而场强由中点向两侧到无穷远，不断减小，到无穷远处为零。可以看到，电势相等处，场强不一定相等。（图二） 5. 两个带等量正电荷的点电荷，其连线中点处的合场强等于零；但电势不等于 零。此点就是一个场强为零而电势不为零的实例。连线的中垂线上的电场线指向无穷远处，说明电势不断降低，到无穷远处为零；而场强由零先增大后减小，到无穷远处也为零。由此可见，电势为零，场强也同为零。 二、“双电荷”电场线和等势面分布特点的应用 3. 等量异种点电荷的连线和其中垂线如图五所示，现将一个带负电的检验电荷先从图中a点沿直线移到b点，再从b点沿直线移到c点。则检验电荷在此全过程中 A .所受电场力的方向将发生改变 B. 所受电场力的大小恒定 C. 电势能一定减小 D. 电势能先不变后减小 4. 如图六所示，水平平面内有两个点电荷A和B,带等量正电荷Q,在点电荷A、B连线的中垂线上某点P由静止释放一电子，试分析电子运动情况及能量转化情况。 5. 如图七所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A-O-B匀速飞过，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小变化和方向的情况是 A .先变大后变小， B. 先变大后变小， C. 先变小后变大， D. 先变小后变 大， 6. 如图八所示， A、B的平面上，对称地 在A、B之间取a、b、 c、d四点。现将一个负 点电荷沿abcda 1. 如图所示，P、Q是两个电荷量相等的正电荷，它们连线的中点是是中垂线的两点，OA < OB，用E A、E B、分别表示A、B两点的场强和电势，则有 A . E A一定大于E B，A—定大于 B B . E A不一定大于E B，A一定 大于 C. E A一定大于E B，A不一定大于 D . E A不一定大于E B，O, A、B B B A不一定大于B 2. 如图所示，将两个等量负点电荷分别固定于的连线上各点的电场强度和电势大小变化情况的判断， （图三） A、B两处，以下关于从A到B 正确的是 矩形边的路径移动一周，那么，下面的叙述正确的应是 A. 由a—b，电势降低，被移电荷的电势能减少 B. 由b—c，电场力先对被移电荷做负功， 后做正功，总功为零 C. 由c—d，电势升高，被移电荷的电势能减少 D. 由d—a，被移电荷的电势能先增大，后减少； 在d、a两点该电荷的电势能相等 7.如图九，其中带电荷量为Q的点电荷P置于带 电平板附近，相距为d,求带电平板对点电荷P的 a? I I I A +Q I I d ? f b i i i 'B ■ -u - i ■—Q i p c （图八） A .电场强度先增大后减小 B. 电场强度先减小后增大 C. 电势先升咼后降低 D .电势先降低后升高G> ............. O A B 作用力 （图 四） （图 九） * + ，c ? ----- - ，b （图五） ■ * — ?P A 1 - +Q O ： 1 + （图六） 方向水平向左 方向水平向右 方向水平向左 方向水平向右 -Q v o A （图七） + Q、—Q，在包 含 A、B两点分别放置等量、异种的场源电荷 a B B

高考物理电场精讲精练几种常见的典型电场等势面

几种常见的典型电场等势面 电场等势面(实线)图样重要描述 匀强电场垂直于电场线的一簇等间距平面 点电荷的电 场 以点电荷为球心的一簇球面 等量异种点 电荷的电场 连线的中垂面上的电势为零 等量同种正点电荷的电场连线上，中点电势最低，而在中垂线上，中点电势最高．关于中点左右对称或上下对称的点电势相等 例题1．关于静电场的等势面，下列说法正确的是( ) A．两个电势不同的等势面可能相交 B．电场线与等势面处处相互垂直 C．同一等势面上各点电场强度一定相等 D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功 解析：选B.静电场中的电场线不可能相交，等势面也不可能相交，否则的话会出现一个点有两个电场强度和两个电势值的矛盾，A错误；由W AB＝qU AB可知，当电荷在等势面上移动时，电荷的电势能不变，如果电场线不与等势面垂直，那么电荷将受到电场力，在电荷运动时必然会做功并引起电势能变化，这就矛盾了，B正确；同一等势面上各点电势相等，但电场强度不一定相等，C错误；对于负电荷，q<0，从电势高的A点移到电势低的B点，U AB>0，由电场力做功的公式W AB＝qU AB可知W AB<0，电场力做负功，D错误．例题2． (多选)两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是( ) A．带正电 B．速度先变大后变小 C．电势能先变大后变小 D．经过b点和d点时的速度大小相等

解析：选CD.做曲线运动的物体受到的合力方向指向曲线的内侧，根据带电粒子受力方向可以判断，粒子带负电，选项A错误；负电荷在电势低的位置电势能大，粒子的电势能先变大后变小，粒子的电势能和动能之和不变，所以粒子的动能先变小后变大，速度先变小后变大，选项B错误，选项C正确；b、d 两点电势相同，粒子经过这两点时电势能相等，动能相等，速度大小也相等，选项D正确．例题3．电场中某三条等势线如图甲中实线a、b、c所示．一电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q，已知电势φa>φb>φc，这一过程电子运动的v -t图象可能是图乙中的( ) - 解析：选A.结合φa>φb>φc，由题图等势线的特点可确定此电场为非匀强电场，且Q点处电场强度小于P点处电 场强度，电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q，将做加速度越来越小的加速运动，A正确．例题4. 如图所示的同心圆是电场中的一簇等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A→C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则下列说法正确的是( ) A．电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越小 B．电子沿AC方向运动时它具有的电势能越来越大 C．电势差U AB＝U BC D．电势φA<φB<φC 解析：选B.该电场为负点电荷电场，电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越大，选项A错误；根据电子只在电场力作用下沿着直线由A→C运动时的速度越来越小，它具有的电势能越来越大，选项B正确；由于电场为非匀强电场，电势差U ABφB>φC，选项D错误．过关检测 1. 如图所示，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆．带电粒子Q在P的电场中运动．运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点．若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为a a、a b、a c，速度大小分别为v a、v b、v c，则( )

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.

几种典型电场线分布示意图及场强电势特点

匀强电场 等量异种点电荷的电场 等量同种点电荷的电场 － － － － 点电荷与带电平+ 孤立点电荷周围的电场 几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表 一、场强分布图 二、列表比较 下面均以无穷远处为零电势点，场强为零。 孤立 的 正点 电荷 电场线 直线，起于正电荷，终止于无穷远。 场强 离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等，方向不 同。 电势 离场源电荷越远，电势越低；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，每点的电势为正。 等势面 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。 孤立 的 负点 电荷 电场线 直线，起于无穷远，终止于负电荷。 场强 离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等，方向不同。 电势 离场源电荷越远，电势越高；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，每点的电势为负。 等势面 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。 等量 同种 负点 电荷 电场线 大部分是曲线，起于无穷远，终止于负电荷；有两条电场线是直线。 电势 每点电势为负值。 连 线 上 场强 以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都是背离中点；由连线的一端到另一端，先减小再增大。 电势 由连线的一端到另一端先升高再降低，中点电势最高不为零。

中 垂线上场强 以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向中点；由中点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一个位置场强最大。电势 中点电势最低，由中点至无穷远处逐渐升高至零。 等量同种正点电荷电场线大部分是曲线，起于正电荷，终止于无穷远；有两条电场线是直线。 电势每点电势为正值。 连 线 上 场强 以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都是指向中 点；由连线的一端到另一端，先减小再增大。 电势由连线的一端到另一端先降低再升高，中点电势最低不为零。 中 垂 线 上 场强 以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都沿着中垂 线指向无穷远处；由中点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一个位置场强最大。 电势 中点电势最高，由中点至无穷远处逐渐降低至零。 等量异种点电荷电场线大部分是曲线，起于正电荷，终止于负电荷；有三条电场线是直线。 电势中垂面有正电荷的一边每一点电势为正，有负电荷的一边每一点电势为负。 连 线 上 场强 以中点最小不等于零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是由 正电荷指向负电荷；由连线的一端到另一端，先减小再增大。 电势由正电荷到负电荷逐渐降低，中点电势为零。 中 垂 线 上 场强 以中点最大；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是与中垂线垂 直，由正电荷指向负电荷；由中点至无穷远处，逐渐减小。 电势 中垂面是一个等势面，电势为零 例如图所示，三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆的半径成等差数列。A、B、C分别是这三个等势面上的点，且这三点在同一条电场线上。A、C两点的电势依次为φA=10V和φC=2V，则B点的电势是 A.一定等于6V B.一定低于6V C.一定高于6V D.无法确定 解：由U=Ed，在d相同时，E越大，电压U也越大。因此U AB> U BC，选B 要牢记以下6种常见的电场的电场线和等势面： 注意电场线、等势面的特点和电场线与等势面间的关系： ①电场线的方向为该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小。 ②电场线互不相交，等势面也互不相交。 ③电场线和等势面在相交处互相垂直。 ④电场线的方向是电势降低的方向，而且是降低最快的方向。 +

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，

分析常见几种有趣的永动机

分析常见几种有趣的“永动机” 广西北海合浦廉州中学物理组秦付平 我们知道，永动机有两类：不消耗能量而能永远对外做功的机器，它违反了能量守恒定律，故称为“第一类永动机”。在没有温度差的情况下，从自然界中的海水或空气中不断吸取热量而使之连续地转变为机械能的机器，它违反了热力学第二定律，故称为“第二类永动机”。在人类科学发展史上曾出现过无数的学者进行开发“永动机”，其中不乏很多科学家，下面列举几种有趣不可实现的永动机。 一、重力“永动机” 例1文艺复兴时期，意大利的达芬奇设计了如图1所示的装置。他设计时认为，在轮子转动过程中，右边的小球总比左边的小球离轮心更远些，在两边不平衡的力矩作用下会使轮子沿箭头方向转动不息，而且可以不断地向外输出能量。但实验结果却是否定的。达·芬奇敏锐地由此得出结论：永动机是不可能实现的。下列有关该装置的说法中正确的是（） A．如果没有摩擦力和空气阻力，该装置就能永不停息地转动，并在不消耗能量的同时不断地对外做功． B．如果没有摩擦力和空气阻力，忽略碰撞中的能量损耗，给它一个初速度，它能永不停息地转动，但在不消耗能量的同时，并不能对外做功． C．右边所有小球施加于轮子的动力矩并不大于左边所有小球施于轮子的阻力矩，所以不可能在不消耗能量的同时，不断地对外做功． D．在现代科学技术比较发达的今天，这种装置可以永不停息地转动，在不消耗其它能量的基础上，还能源源不断地对外做功． 解析：该设计中，当轮子转动时，虽然右边的小球总比左边的小球离轮心更远些，但是右边小球的个数总比左边的少，实际上右边所有小球施加于轮子的动力矩等于左边所有小球施于轮子的阻力矩，轮子在不受到外力作用时将保持平衡状态．如果没有摩擦力和空气阻力，且忽略碰撞中的能量损耗，给轮子一个初速度，轮子就能依靠惯性永不停息地转动。故正确答案为BC。 二、风力“永动机” 例2利用牛顿第三定律，有人设计了一种交通工具，如图2所示，在平板车上装了一个电风扇，风扇转动时吹出的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上，靠风帆受力而向前运动，对这种设计，下列分析中正确的是（）

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

几种典型电场场强电势及图像

几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表列表比较下面均以无穷远处为零电势点，场强为零。 孤立的正点电荷电场线直线，起于正电荷，终止于无穷远。 E 离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等，方向不同。φ离场源电荷越远，电势越低；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，每点的电势为正。等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。 孤立的负点电荷电场线直线，起于无穷远，终止于负电荷。 E 离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等，方向不同。φ离场源电荷越远，电势越高；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，每点的电势为负。等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。 等量同种负点电荷电场线大部分是曲线，起于无穷远，终止于负电荷；有两条电场线是直线。 φ每点电势为负值。 连线 上 E 以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都是背离中点；由 连线的一端到另一端，先减小再增大。 φ由连线的一端到另一端先升高再降低，中点电势最高不为零。 中垂 线上 E 以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向 中点；由中点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一个位置场强最大。 φ中点电势最低，由中点至无穷远处逐渐升高至零。 等量同种正点电荷电场线大部分是曲线，起于正电荷，终止于无穷远；有两条电场线是直线。 电势每点电势为正值。 连线 上 E 以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都是指向中点；由连 线的一端到另一端，先减小再增大。 φ由连线的一端到另一端先降低再升高，中点电势最低不为零。 中垂 线 E 以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向无 穷远处；由中点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一个位置场强最大。 φ中点电势最高，由中点至无穷远处逐渐降低至零。 等量异种点电荷E 大部分是曲线，起于正电荷，终止于负电荷；有三条电场线是直线。 φ中垂面有正电荷的一边每一点电势为正，有负电荷的一边每一点电势为负。 连线 E 以中点最小不等于零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是由正电荷 指向负电荷；由连线的一端到另一端，先减小再增大。 φ由正电荷到负电荷逐渐降低，中点电势为零。 中垂 线上 E 以中点最大；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是与中垂线垂直，由 正电荷指向负电荷；由中点至无穷远处，逐渐减小。 φ中垂面是一个等势面，电势为零

几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表

几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表一、场强分布图 二、列表比较 下面均以无穷远处为零电势点，场强为零。 孤立的正点电荷电场线直线，起于正电荷，终止于无穷远。 场强 离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点组成的球面上 场强大小相等，方向不同。 电势 离场源电荷越远，电势越低；与场源电荷等距的各点组成的球面是 等势面，每点的电势为正。 等势面 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等 势面越密。 孤立的负点电荷电场线直线，起于无穷远，终止于负电荷。 场强 离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点组成的球面上 场强大小相等，方向不同。 电势 离场源电荷越远，电势越高；与场源电荷等距的各点组成的球面是 等势面，每点的电势为负。 等势面 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等 势面越密。 等量同种负电场线大部分是曲线，起于无穷远，终止于负电荷；有两条电场线是直线。电势每点电势为负值。 连线上场强 以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方 向相反，都是背离中点；由连线的一端到另一端，先减小再增 大。

等势面 （1）定义：电场中电势相等的点构成的面 （2）等势面的性质： ①在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功 ②电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。

③等势面越密，电场强度越大 ④等势面不相交，不相切 （3）等势面的用途：由等势面描绘电场线，判断电场中电势的高低。 （4）几种电场的电场线及等势面 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l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2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3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4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5所示。 注意：带方向的线表示电场线，无方向的线表示等势面。图中的等势“面”画成了线，即以“线”代“面”。 + 图1 图2 图3 图5 电场线等势面 图4

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

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

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（）

电场线、等势面和轨迹问题解题策略

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/255105524.html, 电场线、等势面和轨迹问题解题策略 作者：陶兰 来源：《杂文月刊·教育世界》2015年第01期 高中物理知识点有限，但题目繁多，极易陷入题海战术，盲目作战。“万变不离其宗”，我们应多归纳题型、总结思路，从而举一反三，以不变应万变。 高考理综考试中，多次考查到电场线、等势面和带电粒子的运动轨迹相结合的问题。这类问题往往以电场线或等势面和带电粒子只在电场力作用的运动轨迹为载体综合考查电场的性质、力与运动的关系、功能关系。解答该类问题所需的知识储备：（1）做曲线运动的物体的轨迹夹在合力方向和速度方向之间，且向合力方向弯曲，即合力指向曲线的凹侧。（2）带电粒子在电场中某处所受的电场力与该处的电场线相切、与等势面相互垂直。（3）电场力做正功，电势能减小;电场力做负功，电势能增大。（4）只有电场力做功，带电粒子的动能和电势能相互转化，总能量不变。（5）沿着电场线的方向电势逐渐降低;电场线垂直于等势面且由电势高的等势面指向电势低的等势面。（6）电场线越密集的地方场强越大;等差等势面越密集的地方场强越大。 高中试题中命制电场线、等势面和带电粒子的运动轨迹相结合的问题分以下两类： 一、电场线和带电粒子的轨迹问题 电场线与带电粒子运动轨迹结合题的解答关键是准确分析带电粒子所受的电场力（高考中该类问题中的带电粒子往往只受电场力）。可按以下步骤进行分析：（1）根据带电粒子的运动轨迹判断电场力的方向，继而判断电场的方向或粒子的电性。（2）根据动能定理判断带电粒子动能的变化，由电场力做功判断电势能的变化。（3）根据电场线的方向判断电势的高低，由电场线的疏密程度判断场强的大小、带电粒子的加速度的变化。 典例分析： 【例1】（2010年全国课标卷）静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器。某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面。工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如下左图;粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上.若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列四幅图中可能正 确的是（忽略重力和空气阻力）（） 解析：粉尘带负电，在电场中某点的受力的方向为电场线切线方向的反向延长线，粉尘做曲线运动，轨迹应该夹在速度与力之间，并且弯向力的方向，A项正确. 答案：A

几种典型电场线分布示意图及场强电势的特点

几种典型电场线分布示意图及场强电势的特点 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

等势面： 一、定义：电场中电势相等的点构成的面 二、等势面的性质： ① 在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功 ② 电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 ③ 等势面越密，电场强度越大 ④ 等势面不相交，不相切 三、等势面的用途：由等势面描绘电场线，判断电场中电势的高低。 四、几种电场的电场线及等势面 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l 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2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3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4所示。 等 量 异 种 点 电 荷 电场线 大部分是曲线，起于正电荷，终止于负电荷；有三 条电场线是直线。 电势 中垂面有正电荷的一边每一点电势为正，有负电荷 的一边每一点电势为负。 连 线 上 场强 中点E 最小且不等于零；关于中点对称的点E 大小相等，方向相同，E 方向由正电荷指向负电 荷；由连线的一端到另一端，E 先减小再增大。 电势 由正电荷到负电荷逐渐降低，中点电势为零。 中 垂 线 上 场强 中点E 最大且不等于零；关于中点对称的点E 大 小相等，方向相同，且都与中垂线垂直由正电荷 指向负电荷；由中点至无穷远处，逐渐减小。 电势 中垂面是一个等势面，电势为零。 等 量 同 种 正 点 电 荷 电场线 大部分是曲线， 起于正电荷，终止于无穷远；有两条电场线是直线。 电势 每点电势为正值。 连 线 上 场强 中点E 最小且为零；关于中点对称的点E 大小相 等，方向相反，E 方向沿连线指向中点；由连线的一端到另一端E 先减小再增大。 电势 由连线的一端到另一端先降低再升高，中点电势 最低不为零。 中 垂 线 上 场强 中点E 最小且为零；关于中点对称的点E 大小相等，方向相反，E 方向沿中垂线背离中点；由中 点至无穷远处，E 先增大再减小至零。 电 势 中点电势最高，由中点至无穷远处逐渐降低至 零。 等 量 同 种 负 电场线 大部分是曲线，起于无穷远，终止于负电荷；有两 条电场线是直线。 电势 每点电势为负值。 连 线 上 场强 中点E 最小且为零；关于中点对称的点E 大小相等，方向相反，E 方向沿连线背离中点；由连线 的一端到另一端E 先减小再增大。 电 由连线的一端到另一端先升高再降低，中点电势 孤 立 的 正 点 电 荷 电场线 电场线是直线，起于正电荷，终止于无穷远。 场强 r 越大，E 越小；与场源电荷等距的各点组成的球面上E 大小相等，方向不同。 电势 r 越大，φ越低；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，且电势均为正。 等势面 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。 孤立的 负点 电荷 电场线 电场线是直线，起于无穷远，终止于负电荷。 场强 r 越大，E 越小；与场源电荷等距的各点组成的球面 上E 大小相等，方向不同。 电势 r 越大，φ越高；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，且电势均为负。 等势面 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。