高二高三物理电场线等势面解析
关于高中物理中等势面的理解
在高中物理静电场各章节中，关于等势面的理解，是本章的难点，很多同学理解不到位。在此，我将等势面总结如下：
首先，电势高低指的是电场本身的性质，与处在其中的电荷无关。就和我们平时所说的地势一样，电场电势描述的是电势的一种趋势，即，沿着电场线方向，电势逐渐降低。也可以类比在地势理解，即，沿着重力的方向，地势逐渐降低。
其次，要注意电荷周围的电场是三维的，向空间发散或者聚拢。不能理解为一个二维的平面，与之对应的等势面也是三维立体的，大家要充分发挥想象力。理解到位。
再次，要满足考试要求，大家必须熟悉电场线和等势面的分布特点。下图帮助大家理解和记忆。
图一、等量异种电荷的电场线以及等势面
图2、四种基本电场线和等势面
最全的高中物理电场线等势面图像
静电场模型 一、夯实基础知识 1、深刻理解库仑定律和电荷守恒定律。 (1)库仑定律:真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。即： 22 1r q kq F = 其中k 为静电力常量， k =9.0×10 9 N m 2/c 2 成立条件:①真空中（空气中也近似成立），②点电荷。即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r 都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心间距代替r ）。 (2)电荷守恒定律:系统与外界无电荷交换时，系统的电荷代数和守恒。 2、深刻理解电场的力性质。 电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。电场强度E 是描述电场的力的性质的物理量。 ⑴定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F 跟它的电荷量q 的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。q F E = 这是电场强度的定义式，适用于任何电场。其中的q 为试探电荷（以前称为检验电荷），是电荷量很小的点电荷（可正可负）。电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。 ⑵点电荷周围的场强公式是：2r kQ E =，其中Q 是产生该电场的电荷，叫场源电荷。 ⑶匀强电场的场强公式是：d U E = ，其中d 是沿电场线方向上的距离。 3、深刻理解电场的能性质。 （1）电势φ：是描述电场能的性质的物理量。 ○1电势定义为φ=q E ，是一个没有方向意义的物理量，电势有高低之分，按规定：正电荷在电场中某点具有的电势能越大，该点电势越高 。 ○ 2电势的值与零电势的选取有关，通常取离电场无穷远处电势为零；实际应用中常取大地电势为零。 ○ 3当存在几个“场源”时，某处合电场的电势为各“场源”在此处电场的电势的代数和 。 ○ 4电势差，A 、B 间电势差U AB =ΦA -ΦB ;B 、A 间电势差U BA =ΦB -ΦA ，显然U AB =-U BA ，电势差的值与零电势的选取无关。 (2)电势能：电荷在电场中由电荷和电场的相对位置所决定的能，它具有相对性，即电势能的零点选取具有任意性；系统性，即电势能是电荷与电场所共有。 ○ 1电势能可用E =qФ计算。 ○ 2由于电荷有正、负、电势也有正、负(分别表示高于和低于零电势)，故用E=q Ф计算电势能时，需带符号运算。 (3)电场线的特点： ○ 1始于正电荷(或无穷远)，终于负电荷(或无穷远)； ○ 2不相交，不闭合； ○ 3不能穿过处于静电平衡状态的导体。
专题5 典型电场的电场线 等势面-2021年高考物理静电场
静电场考点突破微专题5 典型电场的电场线和等势面 一知能掌握 1.几种典型电场的电场线 (1)几种典型电场的电场线 （2）点电荷电场的特征： ①正点电荷电场线的特征是由中心场源正电荷向四周发散，如图1-1所示。负点电荷电场线的特征是四周向场源负电荷汇聚，如图1-2所示。 ②由点电荷的电场强度公式和电场线分布可知，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。 ③由于点电荷电场的电场强度E与r的二次方成反比，我们以场源电荷所在处为坐标原点，建立直线坐标系，则电场强度E随坐标x变化关系的图象大致如图1-3和图1-4所示。 图1-1 图1-2 图1-3 图1-4 （3）两个等量异种点电荷电场的特征 ①两个等量异种点电荷的电场线的特征是：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．如图2-1所示．
图2-1 图2-2 图2-3 ②两个等量异种点电荷连线上的电场特征：连线的中点电场强度最小但是不等于零；连线上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，电场强度先减小再增大．以两电荷连线为x轴，关于x＝0对称分布的两个等量异种点电荷的E－x图象是关于E轴(纵轴)对称的U形图线，如图2-2所示． ③两个等量异种点电荷连线中垂线上的电场特征：连线的中垂线上，电场强度以中点处最大；中垂线上关于中点对称的任意两点处场强大小相等，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，电场强度逐渐减小．以两电荷连线中垂线为y轴，关于y＝0对称分布的两个等量异种点电荷在中垂线上的E－y图象是关于E轴(纵轴)对称的Λ形图线，如图2-3所示． ④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； （4）两个等量同种点电荷的电场特征： ①两个等量异种点电荷的电场线的特征是：电场线大部分是曲线，起于正电荷，终止于无穷远；只有两条电场线是直线．(如图3-1所示) 图3-1 图3-2 图3-3 ②两个等量同种点电荷的连线上的电场：在两电荷连线上的中点电场强度最小为零，此处无电场线．中点O附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零；连线上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，电场强度先减小到零再增大．若以两电荷连线中点作为坐标原点，沿两电荷连线作为x轴建立直角坐标系，则关于坐标原点对称分布的两个等量同种点电荷在连线方向上的E－x图象是关于坐标原点对称
高二物理电场线和等势面试题答案及解析
高二物理电场线和等势面试题答案及解析 1.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即 U ab =U bc ，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条 轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知（） A．三个等势面中，c的电势最高 B．带电质点在P点的电势能比在Q点的小 C．带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小 D．带电质点在P点的加速度比在Q的加速度大 【答案】AD 【解析】负电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，作出电场线，根据轨迹弯曲的方向和负电荷可知，电场线向上． c点电势最高， A正确；利用推论：负电荷在电势高处电势能小，知道P 点电势能大， B错误；只有电场力做功，电势能和动能之和守恒，带电质点在P点的动能与电势能之和等于在Q点的动能与电势能之和， C错误；等势面的疏密表示电场的强弱，P点电场强， 加速度大， D正确。 【考点】本题考查了带电粒子运动轨迹分析。 2.如图所示，在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、一Q，虚线是以+Q所在点为圆心、每为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关 于z轴对称．下列判断正确的是（） A．b、d两点处的电场强度相同 B．b、d两点处的电势相同 C．四个点中c点处的电势最低 D．将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，+q的电势能减小 【答案】BCD 【解析】由图知，b、d两点处的电场强度的方向不同，所以A错误；b、d两点到两电荷的距离一样远，所以电势相等，B正确；四个点到正电荷的距离一样远，故正电荷在四点的电势相等，根据沿电场线的方向电势降低，负电荷点c点的电势最低，且为负值，叠加后，c点电势最低，所以C正确；a的电势高于c点的电势，正电荷由高电势移动到底电势，电场力做正功，电势能减小，故D正确。 【考点】本题考电场的基本性质 3.下列说法中正确的是（）
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（）
新教材 人教版高中物理必修第三册 第10章 静电场中的能量 知识点考点重点难点提炼汇总
第10章静电场中的能量 1.电势能和电势 (1) 2.电势差 (5) 3.电势差与电场强度的关系 (11) 4.电容器的电容 (14) 5.带电粒子在电场中的运动 (21) 1.电势能和电势 一、静电力做功的特点 1．特点：静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。 2．在匀强电场中静电力做功：W AB ＝qE ·L AB cos θ，其中θ为静电力与位移间的夹角。 二、电势能 1．概念：电荷在静电场中具有的势能。用E p 表示。 2．静电力做功与电势能变化的关系 静电力做的功等于电势能的减少量，W AB ＝E p A －E p B 。 ⎩⎨⎧ 电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。 3．电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到零势能位置时所做的功。 4．零势能点：电场中规定的电势能为零的位置，通常把离场源电荷无限远处或大地处的电势能规定为零。 三、电势 1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。 2．定义式：φ＝E p q 。 3．单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V,1 V ＝1 J/C 。 4．特点 (1)相对性：电场中各点电势的大小，与所选取的零电势的位置有关，一般
情况下取离场源电荷无限远或大地为零电势位置。 (2)标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负。 5．与电场线关系：沿电场线方向电势逐渐降低。 考点1：静电力做功和电势能的变化 1．电场力做功正、负的判定 (1)若电场力是恒力，当电场力方向与电荷位移方向夹角为锐角时，电场力做正功；夹角为钝角时，电场力做负功；夹角为直角时，电场力不做功。 (2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断。此法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功情况。夹角是锐角时，电场力做正功；夹角是钝角时，电场力做负功；电场力和瞬时速度方向垂直时，电场力不做功。 (3)若物体只受电场力作用，可根据动能的变化情况判断。根据动能定理，若物体的动能增加，则电场力做正功；若物体的动能减少，则电场力做负功。 2．电势能的性质 (1)做功判定法：无论是哪种电荷，只要是电场力做了正功，电荷的电势能一定是减少的；只要是电场力做了负功(克服电场力做功)，电荷的电势能一定是增加的。 (2)电场线法：正电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定减少，逆着电场线的方向移动，电势能一定增加；负电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定增加，逆着电场线的方向移动，电势能一定减少。 (3)电性判定法：同种电荷相距越近，电势能越大，相距越远，电势能越小；异种电荷相距越近，电势能越小，相距越远，电势能越大。 【例1】将带电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了3×10－5 J的功，再从B移到C，静电力做了1.2×10－5 J的功，
电场线等势面知识点
学习必备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．图 1-3-5欢迎下载 (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 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 ) 图 1-3-7 形 图 1-3-8 场 图 1-3-9 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 图 1-3-6 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． 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．
高二物理电场试题答案及解析
高二物理电场试题答案及解析 1.在真空中A、B两点分别放置等量异种电荷，在电场中通过A、B两点的竖直平面内对称位置 取一个矩形路径abcd，如图所示，现将一电子沿abcd移动一周，则下列判断正确的是 A．由a→b电场力做正功，电子的电势能减小 B．由b→c电场力对电子先做负功，后做正功，总功为零 C．由c→d电子的电势能一直增大 D．由d→a电子的电势能先减小后增大，电势能总的增加量为零 【答案】BD 【解析】根据电势高低，分析电场力对电子做功的正负．电场力做正功时，电势能减小；相反， 电势能增加．根据等势线的分布情况可知，电子靠近正电荷时，电势升高；反之，电势降低． A、由a→b，电势降低，电场力做负功，电子的电势能增加．故A错误． B、如图， 画出过b、c的等势线，则知由b→c，电势先降低再升高，则电场对电子先做负功，后做正 功．根据对称性可知，b、c两点的电势相等，电场力做的总功为零．故B正确． C、由c→d，电势升高，电场力做正功，电子的电势能减小．故C错误． D、由d→a，电势先升高后降低，电场对电子先做负功，后做正功，电子的电势能先减小后增加，电势能总增加量为零．d、a两点的电势相等，电场力做的总功为零．故D正确． 故选BD 【考点】等量异种电荷等势面的分布和电场线 2.下列说法正确的是（） A．只有电荷发生相互作用时才存在电场 B．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西 C．电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的特性是对处在它里面的电荷有力的作用D．电场和电场线都是人为设想出来的，其实并不存在 【答案】BC 【解析】电荷的周围存在电场，A错误；电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的 感觉而客观存在的东西，B正确，D错误；电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的 特性是对处在它里面的电荷有力的作用，C正确； 【考点】本题考查电场。 3.下列说法中正确的是（） A．检验电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度不一定为零 B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零 C．表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电 荷量的比值 D．表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放到该点时受到的磁场力与该小段导线长 度和电流乘积的比值
物理易错疑难考点—电场线与等势面含解析
物理易错疑难考点—电场线与等势面（含 解析） 一．选择题 1.(2016辽宁协作校高三期末)空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场 的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点，则() A．P、Q两点处的电荷等量同种 B．a点和b点的电场强度相同 C．c点的电势低于d点的电势 D．负电荷从a到c，电势能减少 【参考答案】．D 2．(2016山东枣庄高三模拟)如图所示，水平向右的匀 强电场中，一带电粒子从A点以竖直向上的初速度开始 运动，经最高点B后回到与A在同一水平线上的C点，粒子从A到B过程中克服重力做功2.0J，电场力做功3.0J，则() A．粒子在A点的电势能比在C点多6.0J B．粒子在A点的动能比在B点多1.0J C．粒子在A点的机械能比在C点多12.0J
D．粒子在C点的动能为14.0J 【参考答案】．D 【名师解析】因粒子在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向在电场力作用下做初速度为零的匀加速直线运动，所以粒子从A到B和从B到C的时间相同，由匀变速直线运动规律知粒子从A到C电场力做功为12.0J，所以粒子在A点的电势能比在C点多12.0J，粒子在A点的机械能比在C点少12.0J，A、C错误，粒子从A到B由动能定理知ΔEk＝3.0J－2.0J＝1.0J，即粒子在A点的动能比在B 点少1.0J，B错误；由题知粒子在A点时动能为2.0J，由A到C电场力做功12.0J，重力做功为0，粒子在C点的动能为14.0J，D正确。 3．(2016江苏连云港高三统考)两点电荷形成电场的电场线分布如图所示。若图中A、B两点处的场强大小分别为EA、EB，电势分别为φA、φB，则() A．EAEBB．EAEB C．φAφBD．φAφB 【参考答案】．BC 4．(2016山东潍坊高三月考)如图所示，一重力不计的带电粒子以某一速度进入负点电荷形成的电场中，且只在电场力作用下依次通过M、N、P三点，其中N点是轨迹上距离负点电荷最近的点。若粒子在M点和P点的速率相
高中物理每日一点十题之电场线、等势面与粒子的运动轨迹
高中物理每日一点十题之电场线、等势面与粒子的运动轨迹 一知识点 1.判断速度方向：带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为粒子在该点处的速度方向. 2.判断静电力(或电场强度)的方向：仅受静电力作用时，带电粒子所受静电力方向指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正负判断该点处电场强度的方向. 3.判断静电力做功的正负及电势能的增减；若静电力与速度方向成锐角，则静电力做正功，电势能减少；若静电力与速度方向成钝角，则静电力做负功，电势能增加. 4.判断粒子动能的增减：可以根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况. 方法提升 1.带电粒子在电场中的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力的情况以及初速度的情况共同决定的.运动轨迹上各点的切线方向表示粒子在该点的速度方向；粒子所受静电力方向与电场线方向相同或相反. 2.分析电场线(等势面)与粒子运动轨迹综合问题的一般思路： (1)根据运动轨迹偏转方向，结合电场线或等势面(电场线总是与等势面垂直，已知等势面时要画出电场线)判断粒子的受力方向，然后进一步判断粒子所带电荷正负、电场强度方向； (2)根据静电力方向与速度方向的关系判断动能、电势能的变化情况.
十道练习题（含答案） 一、单选题（共5小题） 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( ) A. a a>a b>a c，v a>v c>v b B. a a>a b>a c，v b>v c>v a C. a b>a c>a a，v b>v c>v a D. a b>a c>a a，v a>v c>v b 2. 如图所示，实线为某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面，A、B、C是电场中的三点，下列说法正确的是( ) A. 三点中，B点的场强最大 B. 三点中，A点的电势最高 C. 将一带负电的检验电荷从A移动到B，电势能增大 D. 将一带正电的检验电荷从A移动到B和从A移动到C，电势能的变化相同 3. 如图所示，一带电粒子仅在电场力作用下沿着图中曲线JK穿过一匀强电场，a、b、c、d为该电场的等势面，可以确定( ) A. 该粒子带正电 B. 电场方向垂直等势面向左 C. 电场方向垂直等势面向右 D. 从J到K运动过程中粒子的电势能减小 4. 如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一带正电的质点仅在静电力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点，下列说法中正确的是( )
高中物理每日一点十题之等分法确定等势面和电场线
高中物理每日一点十题之等分法确定等势面和电场线 一知识点 “等分法”及其应用原理 在匀强电场中，沿任意一个方向电势降落都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间的电势差相等，如果把某两点间的距离等分为n段，则每段线段两端点的电势差等于原电势差的，像这样采用等分间距求电势的方法，叫作“等分法”.由此可知，在匀强电场中，长度相等且相互平行的线段两端点间的电势差相等. 确定电场方向的方法 先由等分法确定电势相等的点，画出等势线，然后根据电场线与等势线垂直画出电场线，且电场线的方向由电势高的等势线指向电势低的等势线. 结论1：匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC＝φA＋φB 2 ，如图甲所示. 结论2：匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD，则U AB＝U CD，如图乙所示. 十道练习题（含答案） 一、单选题（共7小题）
1. 如图所示，ABCD是匀强电场中平行于电场线的矩形的四个顶点，A、B、C三点电势分别为φA＝8 V，φB＝2 V，φC＝3 V，则D点的电势为( ) A. 7 V B. 6 V C. 10 V D. 9 V 2. a、b、c是匀强电场中的三个点，各点电势分别为φa＝10 V，φb＝2 V，φc＝6 V，a、b、c三点所在平面与电场方向平行，下列各图中电场强度的方向表示正确的是( ) A. B. C. D. 3. 如图所示，在平面直角坐标系中，有一个方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0，点A处的电势为6 V，点B处的电势为3 V，则电场强度的大小为( ) A. 200 V/m B. 200V/m C. 100 V/m D. 100V/m 4. a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点．电场线与矩形所在的平面平行．已知a点的电势是20 V，b点的电势是24 V，d点的电势是4 V，如图14所示．由此可知，c点的电势为( ) A. 4 V B. 8 V C. 12 V D. 24 V 5. 如图所示，A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，B＝20 cm，把一个电荷量q＝10－5 C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为－1.73×10－3 J，则该匀强电场的场强大小和方向是( ) A. 865 V/m，垂直AC向左 B. 865 V/m，垂直AC向右
2023届浙江高三物理高考复习微专题模型精讲精练第49讲 电场线与等势线(面)的应用(解析版)
第49讲电场线与等势线（面）的应用 1．（2021•辽宁）等量异号点电荷固定在水平向右的匀强电场中，电场分布如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势线。将同一负电荷先后置于a、b两点，电势能分别为E pa和E pb，电荷所受电场力大小分别为F a和F b，则（） A．E pa＞E pb，F a＞F b B．E pa＞E pb，F a＜F b C．E pa＜E pb，F a＞F b D．E pa＜E pb，F a＜F b 【解答】解：根据对称性可知，a点与a′点电势和电场强度大小都相同，如图所示。 根据沿电场线方向电势降低可得a点的电势高于b，根据E P＝qφ可知，负电荷在电势高的地方电势能小，则有E pa＜E pb； 根据电场线密的地方电场强度大，可知E a＜E b，根据F＝qE可知F a＜F b，根据D正确、ABC错误。 故选：D。 2．（2021•浙江）某书中有如图所示的图，用来表示横截面是“＜”形导体右侧的电场线和等势面，其中a、b是同一条实线上的两点，c是另一条实线上的一点，d是导体尖角右侧表面附近的一点。 下列说法正确的是（） A．实线表示电场线 B．离d点最近的导体表面电荷密度最大
C．“＜”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同 D．电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零 【解答】解：A、电场线起于正电荷（或无穷远），终止于负电荷（或无穷远），由图可知，图中的实线不是起于导体，也不是终止于导体，可知实线是等势线，故A错误； B、等势线越密的地方，电场强度强度越强，d点场强较弱，可知离d点最近的导体表面电荷密度 最小，故B错误； C、电场强度方向与等势线垂直，由图可知，“＜”形导体右侧表面附近电场强度方向不一定相同， 故C错误； D、a、b两点在同一条等势线上，ac两点的电势差和bc两点的电势差相等，电荷从a点到c点再 到b点电场力做功一定为零，故D正确。 故选：D。 3．（2022•浙江）某种气体一电子放大器的局部结构是由两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜构成，其上存在等间距小孔，其中相邻两孔截面上的电场线和等势线的分布如图所示。下列说法正确的是（） A．a点所在的线是等势线 B．b点的电场强度比c点大 C．b、c两点间的电势差的值比a、c两点间的大 D．将电荷沿图中的线从d→e→f→g移动时电场力做功为零 【解答】解：A、电场线是发散的，等势线是封闭的，所以a所在的线是电场线，故A错误； B、根据电场线的密集程度代表电场强度大小可知b点场强小于c点场强；故B错误； C、根据等势线分布可知U bc＝U ba+U ac，所以b、c两点间的电势差的值比a、c两点间的大，故 C正确；
高三物理电场线和等势面试题答案及解析
高三物理电场线和等势面试题答案及解析 1.空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面 分布如图所示，、b、c、d为电场中的4个点，则（） A．P、Q两点处的电荷等量同种 B．点和b点的电场强度相同 C．c点的电势低于d点的电势 D．负电荷从到c，电势能减少 【答案】D 【解析】根据等势面分布情况，可判断左右两部分等势面对称分布，电场线与等势面垂直，可知PQ连线为一条电场线，且电场线方向从正电荷指向负电荷，由于P为正电荷，所以Q为负电荷，选项A错。根据左右等势面对称分布，可判断PQ电荷量等量异种，电场线从P指向Q。根据对 称性，电场关于PQ连线上下对称分布，即点和b点的电场强度大小相等，但是方向不同，选 项B错。沿电场线方向电势逐渐降低， c点所在的等势面电势高于d点所在等势面，选项C错。 c点所在的等势面电势高于a点所在等势面，负电荷从到c，电场力做正功，电势能减少，选项 D对。 【考点】静电场 2.如图所示，一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，环心为O点，质量为m的带正电的小球 从O点正上方h高的A点静止释放，并穿过带电环，关于小球从A到A关于O的对称点A′过程 加速度(a)、重力势能(E pG )、机械能(E)、电势能(Ep电)随位置变化的图象一定错误的是(取O点为 坐标原点且重力势能为零，向下为正方向，无限远电势为零) 【答案】 D 【解析】试题分析:圆环中心的场强为零，无穷远处场强也为零，则小球从A到圆环中心的过程中，场强可能先增大后减小，则小球所受的电场力先增大后减小方向竖直向上，由牛顿第二定律得知，重力不变，则加速度可能先减小后增大；小球穿过圆环后，小球所受的电场力竖直向下，加速度 方向向下，为正值，根据对称性可知，电场力先增大后减小，则加速度先增大后减小，故A正确； 小球从A到圆环中心的过程中，重力势能E p =mgh，小球穿过圆环后，E p =-mgh，重力势能与高 度是线性变化的，故B正确；、小球从A到圆环中心的过程中，电场力做负功，机械能减小，小球穿过圆环后，电场力做正功，机械能增大，故C正确；由于圆环所产生的是非匀强电场，小球下落的过程中，电场力做功与下落的高度之间是非线性关系，电势能变化与下落高度之间也是非线性关系，故D错误． 【考点】电势能；机械能 3.在如图所示的静电场中，实线为电场线，一带电粒子仅在电场力作用下沿图中虚线从A运动到
高二物理等势面通用版知识精讲
高二物理等势面通用版 【本讲主要内容】 等势面 概念、几种常见等势面、性质、物理意义 【知识掌握】 【知识点精析】 力的角度用 电场强度 电场线 描述电场⎧ ⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎪ ⎭⎪ 能的角度用 电势 电势差 等势面 描述电场⎧ ⎨ ⎪ ⎩ ⎪ ⎫ ⎬ ⎪ ⎭ ⎪ 等势面（线） 1. 在重力场中，高度相同的点构成的面（线），叫等高面（线）。类似概念：在电场中，电势相同的点构成的面（线），叫等势面（线）。 虚线为以正点电荷为球心的球面，实线为电场线，若将1C正电荷由某一球面上各点移到无穷远电场力做功都相同。因为这功就表示了各点电势。（电势就是表示将1C正电荷移到参考点电场力做的功，）所以这一球面上各点电势相同，因此这些球面为等势面。 将点电荷垂直纸面向读者移动等势线①提高（沿纸面看）②、③也提高。①最高、②次之、③更次之，可看到上图那样相当一些等高线，这形象地将等势线转化成了等高线。 同理负点电荷等势面也是一族同心球面，只不过各面电势为负，请参看教材。 2. 性质：①等势面上任何两点间电势差为0。 ②沿同一等势面移动电荷电场力不做功。（据W＝qU，U＝0，∴W＝0） ③电场线跟等势面垂直
析：若不垂直有沿等势面分量沿等势面移动电荷电场力做功 E E 1 ⎧⎨ ⎪⎩⎪ ④等势面不相交 析：若相交，交线就是等势线，所以两等势面重合。 ⑤电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面 析：因为沿电场线电势降低 ⑥处于静电平衡导体是等势体，导体表面是等势面。 析：因为静电平衡，无电荷移动，若不是等势体，电荷将受电场力移动。 3. 物理意义：①形象表示各点电势高低 ②表示电场强度大小。 析：如图具有相同电势差两等势面距离小，等势面密，电场强度大。 【解题方法指导】 例1. 如图所示，A 是带负电的金属球，B 是不带电的绝缘导体，此时B 的电势为ϕ1；当手摸绝缘导体的左端，B 的电势变为ϕ2；放开手后再移走A ，B 的电势变为ϕ3。则下列判断正确的是（ ） A. ϕϕϕ123== B. ϕϕϕ123>> C. ϕϕϕ123<< D. ϕϕϕ132<<
高二物理3-1等势面与电容专题与解析
第五讲 等势面与电容 【知识要点】 1、等势面：（1）定义：电势相等的点构成的面。 （2）特点：○1等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷，电场力不做功。 ○ 2等势面与电场线垂直○3两等势面不相交○4等势面的密集程度表示场强的大小：疏弱密强。 ○ 5画等势面时，相邻等势面间的电势差相等。 （3）判断非匀强电场线上两点间的电势差的大小：靠近场源（场强大）的两点间的电势差大于 远离场源（场强小）相等距离两点间的电势差。 2、静电平衡状态：（1）定义：导体内不再有电荷定向移动的稳定状态 （2）特点：○1处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零。 ○ 2感应电荷在导体内任何位置产生的电场都等于外电场在该处场强大小相等，方向相反。 ○ 3处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体表面是个等势面。 ○ 4电荷只分布在导体的外表面，与导体表面的弯曲程度有关，越弯曲，电荷分布越多。 3、电容器及其应用：1、电容器充放电过程：（电源给电容器充电） 充电过程S-A ：电源的电能转化为电容器的电场能 放电过程S-B ：电容器的电场能转化为其他形式的能 4、电容：（1）物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。 （2）定义：电容器所带电量Q 与电容器两极板间电压U 的比值就叫做电容器的电容。 （3）定义式：U Q C = ——是定义式不是决定式 kd S C πε4=——是电容的决定式（平行板电容器） （4）单位：法拉F ，微法μF ，皮法pF 1pF=10-6μF=10-12F （5）特点：○1电容器的电容C 与Q 和U 无关，只由电容器本身决定。 ○ 2电容器的带电量Q 是指一个极板带电量的绝对值。 ○ 3电容器始终与电源相连，则电容器的电压不变。 电容器充电完毕，再与电源断开，则电容器的带电量不变。 ○ 4在有关电容器问题的讨论中，经常要用到以下三个公式和○3的结论联合使用进行判断 U Q C = kd S C πε4= d U E = A B C 若AB=BC ，则U AB >U BC