電場(chǎng)線-等勢(shì)面課件

幾種常見(jiàn)電場(chǎng)的電場(chǎng)線及等勢(shì)面分布

人教版選修3-1一、電場(chǎng)1．電荷的周?chē)嬖赺_____．帶電體間的相互作用是通過(guò)周?chē)腳______發(fā)生的．2．場(chǎng)和分子、原子組成的實(shí)物一樣具有能量、質(zhì)量和動(dòng)量．場(chǎng)與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式．靜電場(chǎng)是________的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)．電場(chǎng)電場(chǎng)靜止3．電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有_____的作用．二、電場(chǎng)強(qiáng)度1．定義：放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的靜電力跟它的電荷量的______，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度．2．公式：E＝_____________.力比值3．單位：牛/庫(kù)，符號(hào)_______.4．方向：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，規(guī)定某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向跟_________在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同．負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受的靜電力的方向跟該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向_________．N/C正電荷相反人們經(jīng)過(guò)探索，發(fā)現(xiàn)可以用一些光滑的曲線來(lái)形象地表征電場(chǎng)。這樣的線就是電場(chǎng)線。英國(guó)物理學(xué)家法拉第首先引入了電場(chǎng)強(qiáng)度的圖象，他在電場(chǎng)中畫(huà)了一些線，使這些線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致，并使線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大?。ɡ诜Q(chēng)為電力線．即電場(chǎng)線。英國(guó)物理學(xué)家

法拉第（1791-1867）

三、電場(chǎng)線

1、定義：電場(chǎng)線是用來(lái)形象地描述電場(chǎng)強(qiáng)弱與方向特性的一簇曲線。電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向，都和該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致。電場(chǎng)線越密的地方，場(chǎng)強(qiáng)越大；電場(chǎng)線越稀疏的地方，場(chǎng)強(qiáng)越小。EAEBECEA>EB>

EC電場(chǎng)線畫(huà)法規(guī)定及性質(zhì)電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致.ABC2、電場(chǎng)線的特征1）、靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線起于正電荷止于負(fù)電荷，孤立的正電荷（或負(fù)電荷）的電場(chǎng)線止于（或起于）無(wú)窮遠(yuǎn)處點(diǎn)2）、電場(chǎng)線不會(huì)相交，也不會(huì)相切3）、電場(chǎng)線密的地方場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)，電場(chǎng)線疏的地方場(chǎng)強(qiáng)弱4）、電場(chǎng)線是假想的，實(shí)際電場(chǎng)中并不存在5）、電場(chǎng)線不是閉合曲線，且與帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡之間沒(méi)有必然聯(lián)系特點(diǎn)：a、離點(diǎn)電荷越近,電場(chǎng)線越密,場(chǎng)強(qiáng)越大.b、以點(diǎn)電荷為球心作個(gè)球面,電場(chǎng)線處處與球面垂直,在此球面上場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等，方向不同.3.幾種常見(jiàn)電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布及特點(diǎn)①正、負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)：a、沿點(diǎn)電荷的連線,場(chǎng)強(qiáng)先變小后變大.b、兩點(diǎn)電荷連線中垂面（中垂線）上,場(chǎng)強(qiáng)方向均相同,且總與中垂面（中垂線）垂直.②等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的電場(chǎng)線分布c、在中垂面（中垂線）上,與兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)0等距離各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等.+Q-QE1E2E1、兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)先變小后變大.電場(chǎng)線方向從正電荷指向負(fù)電荷2、兩點(diǎn)電荷連線的中垂面（中垂線）上，電場(chǎng)線方向均相同，場(chǎng)強(qiáng)方向均相同，且總與中垂面（線）垂直，在中垂線上到兩點(diǎn)電荷中點(diǎn)O點(diǎn)等距離處各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等。等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度+Q-QE1E2E3、在中垂面（線）上從O點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn)，電場(chǎng)線變疏，即場(chǎng)強(qiáng)逐漸變?nèi)酰綗o(wú)窮遠(yuǎn)處減小為0.等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度③等量同種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中電場(chǎng)中電場(chǎng)線分布情況特點(diǎn)：a、兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處場(chǎng)強(qiáng)為0.b、兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)附近的電場(chǎng)線非常稀疏，但場(chǎng)強(qiáng)并不為0.c、兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)到無(wú)限遠(yuǎn)電場(chǎng)線先變密后變疏.+Q+QE1E1E2E2E等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度1、兩點(diǎn)電荷連線上電場(chǎng)強(qiáng)弱-強(qiáng)，中點(diǎn)O處場(chǎng)強(qiáng)為零2、兩點(diǎn)電荷連線中垂面（線）上，場(chǎng)強(qiáng)方向總沿面（線）遠(yuǎn)離O（等量正電荷）3、在中垂面（線）上從O點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn)，電場(chǎng)線先變密后變疏，即場(chǎng)強(qiáng)先變強(qiáng)后變?nèi)?。④勻?qiáng)電場(chǎng)特點(diǎn)：a、勻強(qiáng)電場(chǎng)是大小和方向都相同的電場(chǎng)，故勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是平行等距的直線.b、電場(chǎng)線的疏密反映場(chǎng)強(qiáng)大小，電場(chǎng)方向與電場(chǎng)線平行.光芒四射，發(fā)散狀眾矢之的，匯聚狀勢(shì)不兩立，相斥狀手牽手，心連心，相吸狀平行的、等間距的、同向的直線電場(chǎng)線認(rèn)識(shí)的兩個(gè)誤區(qū)(1)誤認(rèn)為電場(chǎng)線客觀存在．電場(chǎng)中實(shí)際并不存在電場(chǎng)線，電場(chǎng)線是形象描述電場(chǎng)的有效工具，用虛擬的圖線描述抽象的物理概念的做法是科學(xué)研究中一種重要的思想方法．(2)誤認(rèn)為電場(chǎng)線就是電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡．四、等勢(shì)面電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系：（1）電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面問(wèn)題：等勢(shì)面能相交、相切嗎？（2）等差等勢(shì)面越密的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度E越大類(lèi)比地理等高線點(diǎn)電荷的等勢(shì)面等勢(shì)面以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面，越向外越稀疏。幾種常見(jiàn)的等勢(shì)面等量異種點(diǎn)電荷的等勢(shì)面是兩簇對(duì)稱(chēng)曲面，兩點(diǎn)電荷連線的中垂面是一個(gè)等勢(shì)面（電勢(shì)為零），從正電荷到負(fù)電荷的連線上電勢(shì)逐漸降低。等量同種點(diǎn)電荷的等勢(shì)面等勢(shì)面是兩簇對(duì)稱(chēng)曲面，兩電荷的連線上中點(diǎn)電勢(shì)最低；中垂線上中點(diǎn)電勢(shì)最高，向兩側(cè)電勢(shì)逐漸降低，以中點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)電勢(shì)相等。幾種常見(jiàn)的等勢(shì)面一頭大一頭小的導(dǎo)體的等勢(shì)面等勢(shì)面越密集的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度越大。勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面等勢(shì)面是與電場(chǎng)線垂直，間隔相等，相互平行的一簇平面。1．某靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線如圖所示，帶電粒子在電場(chǎng)中僅受電場(chǎng)力作用，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示由M運(yùn)動(dòng)到N，以下說(shuō)法正確的是A．粒子必定帶正電荷B．由于M點(diǎn)沒(méi)有電場(chǎng)線，粒子在M

點(diǎn)不受電場(chǎng)力的作用C．粒子在M點(diǎn)的加速度小于它在N點(diǎn)的加速度D．粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能小于在N點(diǎn)的動(dòng)能答案ACD2.如圖所示，一電子沿等量異種電荷的中垂線由A→O→B勻速運(yùn)動(dòng)，電子重力不計(jì)，則電子除受電場(chǎng)力外，所受的另一個(gè)力的大小和方向變化情況是()A．先變大后變小，方向水平向左B．先變大后變小，方向水平向右C．先變小后變大，方向水平向左D．先變小后變大，方向水平向右答案：B解析等量異種電荷電場(chǎng)線的分布如圖（a）所示.由圖中電場(chǎng)線的分布可以看出,從A到O,電場(chǎng)線由疏到密;從O到B,電場(chǎng)線從密到疏,所以從A→O→B,電場(chǎng)強(qiáng)度由小變大,再由大變小,而電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿電場(chǎng)線切線方向,為水平向右,如圖（b）所示.因電子處于平衡狀態(tài),其所受合外力必為零,故另一個(gè)力應(yīng)與電子所受的電場(chǎng)力大小相等、方向相反.電子受的電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相反,即水平向左,且電子從A→O→B過(guò)程中,電場(chǎng)力由小變大,再由大變小,所以另一個(gè)力方向應(yīng)水平向右,其大小應(yīng)先變大后變小.所以選項(xiàng)B正確.3．如圖所示，兩個(gè)等量的正電荷分別置于P、Q兩位置，在P、Q連線的垂直平分線上有M、N兩點(diǎn)，另有一試探電荷q，則()A．若q是正電荷，q在N點(diǎn)的

電勢(shì)能比在M點(diǎn)的電勢(shì)能大B．若q是負(fù)電荷，q在M點(diǎn)的

電勢(shì)能比在N點(diǎn)的電勢(shì)能大C．無(wú)論q是正電荷，還是負(fù)電荷，q在M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)能一樣大D．無(wú)論q是正電荷還是負(fù)電荷，q在M點(diǎn)的電勢(shì)能都比在N點(diǎn)的電勢(shì)能小答案AB4．圖中的實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，粒子先經(jīng)過(guò)M點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)N點(diǎn)，可以判定()A．M點(diǎn)的電勢(shì)大于N點(diǎn)的電勢(shì)B．M點(diǎn)的電勢(shì)小于N點(diǎn)的電勢(shì)C．粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于

在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力D．粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于

在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力答案AD5．如圖所示，實(shí)線表示一簇關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)的等勢(shì)面，在軸上有A、B兩點(diǎn)，則()A．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向指向x軸負(fù)方向C．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)D．A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)答案AD由電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系可知，電場(chǎng)線一定與等勢(shì)面垂直，且從電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面，作出相對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)線分布，如右圖所示，則可知A、B兩點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)方向應(yīng)與x軸同向，由電場(chǎng)線的疏密可知，A點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)EA小于B點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)EB，故正確選項(xiàng)為A、D.6．如圖所示，虛線a、b、c表示O處點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，設(shè)兩相鄰等勢(shì)面的間距相等，一電子射入電場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，其中1、2、3、4是運(yùn)動(dòng)軌跡與等勢(shì)面的一些交點(diǎn)．由此可以判定()A、電子在每個(gè)位置具有的電勢(shì)能與動(dòng)能的總和一定相等B．O處的點(diǎn)電荷一定帶正電C．a(chǎn)、b、c三個(gè)等勢(shì)面的電

勢(shì)關(guān)系是φa>φb>φcD．電子運(yùn)動(dòng)時(shí)的電勢(shì)能先增大后減小答案AD7.某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，圖中P、Q兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別為EP和EQ，電勢(shì)分別為φP和φQ，則()A．EP>EQ，φP>φQB．EP>EQ，φP<φQC．EP<EQ，φP>φQD．EP<EQ，φP<φQ答案A8、一帶電粒子沿圖中曲線穿過(guò)一勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面，四個(gè)等勢(shì)面的電勢(shì)關(guān)系滿足φa>φb>φc>φd，若不計(jì)粒子所受重力，則()A．粒子一定帶正電B．粒子的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)C．粒子從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)

程中動(dòng)能先減小后增大D．粒子從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)

程中電勢(shì)能增大答案B9.如圖所示，虛線a、b和c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為、和，一帶正電粒子射入電場(chǎng)中，