电场线的方向怎样确定电场五行等势面(电场线与等势面介绍)
电场线的方向怎样确定,电场线与等势面介绍
电场线是描述电场的工具之一,它体现了电场的方向和强度。在了解电场线的方向怎样确定前,我们先简介一下电场线与等势面的概念。
电场线是指在电场中,沿着电场的方向连接电场中各点的曲线或线段。电场线上每一点所示的箭头方向预示了该点的电场方向。当电场线比较密集时,预示该区域的电场强度还算大,反之亦然。
而等势面是指在电场中,连接具有相同电势的点所形成的曲面。电势是一个标量量,展现了电场中电力对单位正电荷所做的功。等势面是垂直于电场线的曲面,即与电场线的方向相垂直。
可是,电场线的方向怎样确定呢?电场线的方向是依据电荷的正负和电场线的定义决定的。
first of all,正电荷会产生由内向外的电场线,而负电荷会产生由外向内的电场线。这是由于正电荷会向周围的空间提供电场力,而负电荷则会招引周围空间中的正电荷。于是,电场线从正电荷上面发出,被负电荷招引进。
其次,依据电场线的定义,电场线是从正电荷向负电荷方向延伸的。这是因为电场是由正电荷向负电荷方向产生的。于是,电场线沿着电场的方向延伸。
至于电场线与等势面之间的联系,可以这样理解:等势面上的任意两点之间无需做功就能移动电荷。于是,在等势面上,电场线与等势面垂直相交。这是由于沿着等势面移动电荷时,电场力对电荷所做的功为零,所以电场线不能通过等势面。
汇总一下,电场线的方向是依据电荷的正负和电场线的定义确定的。正电荷产生由内向外的电场线,负电荷产生由外向内的电场线。电场线从正电荷发出,并在负电荷处结束。此外,电场线与等势面垂直相交,由于在等势面上电场力对电荷所做的功为零。
希望本文可以帮到你更好地理解电场线的方向怎样确定以及电场线与等势面之间的联系。电场是电磁学中的重要概念,对理解电磁现象有着重要的效果。
来源头条作者:橘老师实验室
引言
电场是高中物理中的重要内容,许多同学感到该章知识内容多,抽象且容易混淆。今天,本文系统的介绍下电场线和等势面。电场线
点电荷的电场线(正点电荷的电场线)
电场线的具体特征
1。切线方向与场强方向一致。(该试探电荷处的场强方向沿电场线的切线方向)
2。在同一幅图中,电场强度较大的地方电场线较密(a点的电场强度大于b)(a点的电场强度大于b)
3。沿电场线方向电势愈来愈低(各位置点处的电势大小为:φa>φb>φc)(各位置点处的电势大小为:φa等势面
等势面是电场中电势一样的各点构成的面。与电场线的功能相似,等势面也是永凯形象地刻画电场的。
(*注意和提防:本文中所涉及的两个相邻的等式面间的电势差是相等的,即为等差等势面。)
点电荷电场中等势面的形状(点电荷的等势面)(等量同号点电荷的等势面)(等量异号点电荷的等势面)(不等量同号点电荷的等势面)(不等量异号点电荷的等势面)
等势面的具体特征
1。在同一个等势面上,任何两点间的电势都相等。(a点和b点的电势相等)
2。在同一等势面上移动电荷时静电力不做功。(电荷由a到b的过程电场力不做功)
3。等势面的疏密程度也预示场强的强弱。(等势面越密集,场强越大)等势面与电场线的关系
①电场线总是与等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
②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。
③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。现实操作
在高考理综考试中,数次考查电场线、等势面和带电粒子的运动轨迹相结合的问题。这类问题常常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。
解答该类问题需要的知识储备:
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,即合力指向曲线的内侧。
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、与等势面互相垂直。
3、电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能加大。
4、只有电场力做功,带电粒子的动能和电势能互相转化,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而且由电视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。
例1
如图所示,点电荷置于真空中的O点,A、B、C三个虚线圆预示该点电荷电场中三个等势面。已知等势面的电势φA
A、电子所受的电场力先加大,后减小
B、电子所受的电场力先减小,后加大
C、电子的动能先加大后减小
D、电子的动能先减小后加大
答案:AC
剖析:由等势面的电势φA
例2
如图所示,一带正电粒子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速运动,粒子重力不计,则电子除受电场力外,所受的另一个力的大小和方向变化情况是()
A、先变大后变小,方向水平向左
B、先变大后变小,方向水平向右
C、先变小后变大,方向水平向左
D、先变小后变大,方向水平向右
答案:A
剖析:带正电粒子在O点受正电荷的电场力方向水平向右,受负电荷的电场力方向也是水平向右,二力合成后水平向右。同样的在A点和B点在等量异种电荷的电场力下所受电场力的合力也是水平向右。依据等量异种电荷的电场线分布可知,A、B处的电荷密度小于O,于是,A、B处的场强也小于O,所受电场力合力也小于O。因此带电粒子由A→O→B所受电场力先大后小,方向水平向右。又由于粒子匀速运动,所以所受另一个力先大后小,方向水平向左。