常見的電場(chǎng)電場(chǎng)線分布規(guī)律

1、常見電場(chǎng)電場(chǎng)線分布規(guī)律電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線、電勢(shì)部分基本規(guī)律總結(jié)整理：胡湛霏一、幾種常見電場(chǎng)線分布：二、等量異種電荷電場(chǎng)分析1、場(chǎng)強(qiáng)：在兩點(diǎn)電荷連線上，有正電荷到負(fù)電荷，電場(chǎng)強(qiáng)度先減小后增大，中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小。電場(chǎng)強(qiáng)度方向由正電荷指向負(fù)電荷；兩點(diǎn)電荷的連線的中垂線上，中點(diǎn)O的場(chǎng)強(qiáng)最大，兩側(cè)場(chǎng)強(qiáng)依次減小。各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同。2、電勢(shì)：O由正電荷到負(fù)電荷電勢(shì)逐漸降低；連線的中垂線所在的、并且與通過的所有電場(chǎng)線垂直的平面為一等勢(shì)面；若規(guī)定無限遠(yuǎn)處電勢(shì)為0，則兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上各點(diǎn)電勢(shì)即為0。3、電勢(shì)能：（設(shè)帶電粒子由正電荷一端移向負(fù)電荷一端）帶電粒子帶正電：電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)降低，電勢(shì)能減少；帶

2、電粒子帶負(fù)點(diǎn)：電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)降低，電勢(shì)能增加。三、等量同種電荷電場(chǎng)分析1、場(chǎng)強(qiáng)：兩點(diǎn)電荷的連線上，由點(diǎn)電荷起， 電場(chǎng)強(qiáng)度越來越小，到終點(diǎn) O的電場(chǎng)強(qiáng)度為 0，再到另一點(diǎn)電荷，電場(chǎng)強(qiáng)度又越來越大；兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，由中點(diǎn) O向兩側(cè)， 電場(chǎng)強(qiáng)度越來越大，到達(dá)某一點(diǎn)后電場(chǎng)強(qiáng)度又越來越??；兩點(diǎn)電荷 （正）連線的中垂線上， 電場(chǎng)強(qiáng)度方向由中點(diǎn) O指向外側(cè)， 即平行于中垂線。2、電勢(shì)：兩正點(diǎn)電荷連線上，O點(diǎn)電勢(shì)最小， 即由一個(gè)正點(diǎn)電荷到另一正點(diǎn)電荷電勢(shì)先降低后升高。連線的中垂線上，O電電勢(shì)最大，即O點(diǎn)兩側(cè)電勢(shì)依次降低。兩負(fù)點(diǎn)電荷連線上，O點(diǎn)電勢(shì)最大， 即由一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷到另一負(fù)點(diǎn)電荷電勢(shì)先增高后降

3、低。連線的中垂線上，O點(diǎn)電勢(shì)最小，即O點(diǎn)兩側(cè)電勢(shì)依次升高。其余各點(diǎn)電勢(shì)由一般規(guī)律判斷，順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低。精選文庫3、電勢(shì)能：由電勢(shì)判斷：若帶電粒子為正電荷，則電勢(shì)越高，電勢(shì)能越大；若帶電粒子為負(fù)電荷，則電勢(shì)越高，電勢(shì)能越小。由功能關(guān)系判斷：若電場(chǎng)力做負(fù)功，則電勢(shì)能增加；若電勢(shì)能做正功，則電勢(shì)能減少。3、勻強(qiáng)電場(chǎng)1、特點(diǎn)：勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，是疏密相同的平行的直線。場(chǎng)強(qiáng)處處相等。電荷在其中受到恒定電場(chǎng)力作用，帶電粒子在其中只受電場(chǎng)力時(shí)做勻變速運(yùn)動(dòng)。2、等勢(shì)面：垂直于電場(chǎng)線的系列平面。四、電勢(shì)、電勢(shì)能的變化規(guī)律E p1、電勢(shì)：（相當(dāng)于高度）q根據(jù)電場(chǎng)線判斷：電勢(shì) 沿電場(chǎng)線方向 減小。根據(jù)在

4、兩點(diǎn)間移動(dòng)試探電荷，根據(jù)電場(chǎng)力做功 情況判斷電勢(shì)：正電荷： 電場(chǎng)力做正功， 電勢(shì)能減小， 電勢(shì)降低； 電場(chǎng)力做 負(fù)功 ，電勢(shì)能增加， 電勢(shì)升高。負(fù)電荷： 電場(chǎng)力做正功， 電勢(shì)能較小， 電勢(shì)升高； 電場(chǎng)力做負(fù)功， 電勢(shì)能增加， 電勢(shì)降低。根據(jù)公式 AWAO 和BWBO 判斷：把電荷q 從將要比較的A、B 兩點(diǎn)分別移到零電qq勢(shì)點(diǎn) O，若做的功分別為WAO 、 WBO ，則可根由公式AWAO 和BWBO 直接判斷出qqA、 B的高低。2、電勢(shì)能： E p? q （相當(dāng)于重力勢(shì)能）在電場(chǎng)中，無論移動(dòng)+Q還是 -Q，只要電場(chǎng)力做正功，Q的電勢(shì)能一定減??；只要電場(chǎng)力做負(fù)功， Q的電勢(shì)能一定增大。對(duì)于正電

5、荷，若電勢(shì)降低，則電勢(shì)能一定降低，若電勢(shì)升高，則電勢(shì)能一定升高；對(duì)于負(fù)電荷，若電勢(shì)降低，則電勢(shì)能一定升高，若電勢(shì)升高，則電勢(shì)能一定降低；電場(chǎng)力做功只與初末位置有關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)。五、常見等勢(shì)面1、點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面：2、等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面：3 、等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面：以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面。是兩簇對(duì)稱曲面。是兩簇對(duì)稱曲面。-2精選文庫4、勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面5、形狀不規(guī)則的帶電導(dǎo)體附近的電場(chǎng)線及等勢(shì)面是垂直于電場(chǎng)線的一簇平面電場(chǎng)線較密處等勢(shì)面也較密1、【2013 江蘇高考】 .將一電荷量為 +Q 的小球放在不帶電的金屬球附近, 所形成的電場(chǎng)線分布如圖所示 , 金屬球表面的

6、電勢(shì)處處相等. a 、b 為電場(chǎng)中的兩點(diǎn), 則(A)a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b 點(diǎn)的大(B)a點(diǎn)的電勢(shì)比b 點(diǎn)的高(C) 檢驗(yàn)電荷 -q 在 a 點(diǎn)的電勢(shì)能比在 b 點(diǎn)的大(D) 將檢驗(yàn)電荷 -q 從 a 點(diǎn)移到 b 點(diǎn)的過程中 , 電場(chǎng)力做負(fù)功答案： ABD2【 2013 江蘇高考】 .下列選項(xiàng)中的各1 圓環(huán)大小相同 , 所帶電荷量已在圖中標(biāo)出 , 且電荷均4勻分布 , 各 1 圓環(huán)間彼此絕緣.坐標(biāo)原點(diǎn)O 處電場(chǎng)強(qiáng)度最大的是4-3精選文庫答案： B6、【 2013 上海高考】 兩異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的部分等勢(shì)面如圖所示，已知 A 點(diǎn)電勢(shì)高于 B 點(diǎn)電勢(shì)。 若位于 a、b 處點(diǎn)電荷的電荷量大小分別為 qa

7、 和 qb，則(A)a 處為正電荷，qa qb(B)a 處為正電荷，qa qb(C)a 處為負(fù)電荷，qa qb(D)a 處為負(fù)電荷，qa qb答案： B若把該圖象與等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的部分等勢(shì)面圖比較，很容易得出正確的結(jié)論解答：解：若把該圖象與等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的部分等勢(shì)面圖比較，可以得到：靠近正電荷的點(diǎn)電勢(shì)高，靠近負(fù)電荷的點(diǎn)，電勢(shì)較低所以，a 處為正電荷等8、【 2013 上海高考】半徑為R，均勻帶正電荷的球體在空間產(chǎn)生球?qū)ΨQ的電場(chǎng)；場(chǎng)強(qiáng)大小沿半徑分布如圖所示，圖中 E0 已知， E r 曲線下 OR部分的面積等于R 2R部分的面積。(1) 寫出 E r 曲線下面積的單位；(2) 己知帶

8、電球在 r R處的場(chǎng)強(qiáng) E kQ r 2，式中 k 為靜電力常量，該均勻帶電球所帶的電荷量 Q為多大 ?(3) 求球心與球表面間的電勢(shì)差 U；(4) 質(zhì)量為 m，電荷量為 q 的負(fù)電荷在球面處需具有多大的速度可以剛好運(yùn)動(dòng)到2R處 ?解：（ 1） V（伏特）QQE0 R2（ 2） E0 kkR2（3） U "S"1 E0R（ 4）由動(dòng)能定理 1212q U2mv0q 2 E0 R9、（ 2013 全國(guó)新課標(biāo)I ）、如圖，一半徑為 R 的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷， 在垂直于圓盤且過圓心c 的軸線上有a、 b、 d 三個(gè)點(diǎn)， a 和 b、 b 和 c、 c 和 d 間的距

9、離均為R，在 a 點(diǎn)處有一電荷量為q 的固定點(diǎn)電荷。 已知 b 點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零， 則 d 點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量 )A.kB. kC. kD. k答案： B解析： 由于 b 點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零，根據(jù)電場(chǎng)疊加原理知，帶電圓盤和a點(diǎn)處點(diǎn)電荷在b 處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反。 在 d 點(diǎn)處帶電圓盤和a 點(diǎn)處點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向相同，所以 E= KqKqK10q(3R)2R29R2 ，所以 B 選項(xiàng)正確。-4精選文庫qE0 Rv0m10、（ 2013 山東理綜） .如圖所示，在x 軸相距為 L 的兩點(diǎn)固定兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷+Q、 - Q，虛線是以 +Q所在點(diǎn)為圓心、 L/2為半徑的圓，、d是

10、圓上的四個(gè)點(diǎn)，其中、兩點(diǎn)在x軸上， 、a b ca cbd 兩點(diǎn)關(guān)于 x 軸對(duì)稱。下列判斷正確的是A b、 d 兩點(diǎn)處的電勢(shì)相同B. 四點(diǎn)中 c 點(diǎn)處的電勢(shì)最低C b、 d 兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度相同D將一試探電荷 +q 沿圓周由 a 點(diǎn)移至 c 點(diǎn)， +q 的電勢(shì)能減小答案： ABD24、靜電場(chǎng)方向平行于 x軸，其電勢(shì) 隨 x的分布可簡(jiǎn)化為如圖所示的折線，圖中 0和 d為已知量。 一個(gè)帶負(fù)電的粒子在電場(chǎng)中以 x=0為中心， 沿x軸方向做周期性運(yùn)動(dòng)。 已知該粒子質(zhì)量為m、電量為 - q，其動(dòng)能與電勢(shì)能之和為 A（ 0<A<q0）。忽略重力。求：（ 1）粒子所受電場(chǎng)力的大??；（ 2）粒子的

11、運(yùn)動(dòng)區(qū)間；（ 3）粒子的運(yùn)動(dòng)周期。024答案（1）由圖可知，0與d（或 -d ）兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 0-dO電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E0d電場(chǎng)力的大小q0F qEd（2）設(shè)粒子在 - x0， x0 區(qū)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，速率為v，由題意得1 mv2qA2x由圖可知0(1)d由1 2得12q 0(1x mv) A2dqxA 0因動(dòng)能非負(fù)，有0(1)d得xd (1A )q0xd-5精選文庫即x0 d (1A )q 0粒子運(yùn)動(dòng)區(qū)間 d (1A ) xd (1A )q 0q 0（3）考慮粒子從 - x 處開始運(yùn)動(dòng)的四分之一周期0根據(jù)牛頓第二定律，粒子的加速度FEqq 0ammdm由勻加速直線運(yùn)動(dòng)t2x0a將4 5代入，得t

12、2md2A (1)q 0q 0粒子運(yùn)動(dòng)周期T4d2m( q 0 A)4tq 014（ 2011上海） 兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷位于x軸上，相對(duì)原點(diǎn)對(duì)稱分布，正確描述電勢(shì)隨位置 x 變化規(guī)律的是圖答案： A21（ 2011 山東）如圖所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、 c 三點(diǎn)所在直線平行于兩電荷的連線，且a 與 c 關(guān)于 MN對(duì)稱， b 點(diǎn)位于 MN上， d 點(diǎn)位于兩電荷的連線上。以下判斷正確的是A b 點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于d 點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B b 點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于d 點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)C a、 b 兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于b、c 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D試探電荷 +q 在 a 點(diǎn)的電勢(shì)能小于在c 點(diǎn)的電勢(shì)能答案：

13、BC解析：根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的分布特點(diǎn)和疊加原理可知A 錯(cuò)誤， B 正確；因?yàn)閍、b、-6精選文庫c 三點(diǎn)所在直線平行于兩電荷的連線，且a 與 c 關(guān)于 MN對(duì)稱， a、b 兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，C正確；根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的分布特點(diǎn)，a 點(diǎn)的電勢(shì)高于c 點(diǎn)的電勢(shì)，所以試探電荷+q 在 a 點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c 點(diǎn)的電勢(shì)能，D錯(cuò)誤。5（ 2012 天津卷） . 兩個(gè)固定的等量異號(hào)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖中虛線所示，一帶負(fù)電的粒子以某一速度從圖中A點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入電場(chǎng)在紙面內(nèi)飛行，最后離開電場(chǎng)， 粒子只受靜電力作用，則粒子在電場(chǎng)中(C)A做直線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大B做直線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小C做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大D做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小10（ 2012 重慶卷）空中P、 Q 兩點(diǎn)處各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，其中P點(diǎn)處為正點(diǎn)電荷，P、Q兩點(diǎn)附近電場(chǎng)的等勢(shì)面分布如題20 圖所示，a、 b、 c、d 為電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)。則(