課時2 等勢面的特點 電場線與等勢面的關(guān)系
[學(xué)科素養(yǎng)與目標定位]
物理觀念:1.知道等勢面及典型電場的等勢面特點.2.知道電場線與等勢面的關(guān)系.
科學(xué)思維:1.知道電場線和等勢面都是對電場的形象描述.2.會根據(jù)電場線和等勢面的規(guī)律分析帶電粒子或帶電體的運動.
1.等勢面的定義:電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面.
2.等勢面的特點
(1)在同一等勢面上移動電荷時靜電力不做功(選填“做功”或“不做功”).
(2)電場線跟等勢面垂直,并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面.
(3)等差等勢面密的地方,電場強度較強;等差等勢面疏的地方,電場強度較弱.
(4)任意兩個等勢面不相交.
判斷下列說法的正誤.
(1)電荷在等勢面上移動時不受電場力作用,所以電場力不做功.(×)
(2)等勢面上各點的場強相等.(×)
(3)點電荷在真空中形成的電場的等勢面是以點電荷為球心的一簇球面.(√)
(4)勻強電場中的等勢面是相互平行的垂直于電場線的一簇平面.(√)
一、等勢面的特點及應(yīng)用
幾種典型電場的等勢面
圖1
(1)點電荷的等勢面是以點電荷為球心的一簇球面.
(2)等量異號點電荷的等勢面:點電荷的連線上,從正電荷到負電荷電勢越來越低,兩點電荷連線的中垂線是一個等勢面.
(3)等量同號點電荷的等勢面
①等量正點電荷連線的中點電勢最低,兩點電荷連線的中垂線上該點的電勢最高,從中點沿中垂線向兩側(cè),電勢越來越低.
②等量負點電荷連線的中點電勢最高,兩點電荷連線的中垂線上該點的電勢最低.從中點沿中垂線向兩側(cè),電勢越來越高.
(4)勻強電場的等勢面是垂直于電場線的一簇平行等間距的平面.
例1 (多選)如圖2所示,實線表示一簇關(guān)于x軸對稱的等勢面,在x軸上有A、B兩點,則( )
圖2
A.A點場強小于B點場強
B.A點場強方向指向x軸負方向
C.A點場強大于B點場強
D.A點電勢高于B點電勢
答案 AD
解析 由于電場線與等勢面總是垂直,則B點電場線比A點密,B點場強大于A點場強,故A正確,C錯誤.電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面,場強方向指向x軸正方向,故B錯誤.由圖中數(shù)據(jù)可知D正確.