高中物理选修3-1电场强度教案有答案

几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表

一、场强分布图

点电荷的电场线等量异种点电荷电场线等量同种正电荷电场线二、列表比较

下面均以无穷远处为零电势点，场强为零。

孤立

的

正点

电荷

电场线直线，起于正电荷，终止于无穷远。

场强

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。

电势

离场源电荷越远，电势越低；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，

每点的电势为正。

等势面

以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越

密。

孤立

的

负点

电荷

电场线直线，起于无穷远，终止于负电荷。

场强

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。

电势

离场源电荷越远，电势越高；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，

每点的电势为负。

等势面

以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越

密。

等量

同种

负点

电荷

电场线大部分是曲线，起于无穷远，终止于负电荷；有两条电场线是直线。

电势每点电势为负值。

连线

上

场强

以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，

都是背离中点；由连线的一端到另一端，先减小再增大。

电势由连线的一端到另一端先升高再降低，中点电势最高不为零。

中垂

线上

场强

以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，

都沿着中垂线指向中点；由中点至无穷远处，先增大再减小至零，必

有一个位置场强最大。

电势中点电势最低，由中点至无穷远处逐渐升高至零。

等量

同种

正点

电荷

电场线大部分是曲线，起于正电荷，终止于无穷远；有两条电场线是直线。

电势每点电势为正值。

连线

上

场强

以中点最小为零；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，先减小再增大。

电势由连线的一端到另一端先降低再升高，中点电势最低不为零。

中垂线上场强

以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相

反，都沿着中垂线指向无穷远处；由中点至无穷远处，先增大再减

小至零，必有一个位置场强最大。

电势中点电势最高，由中点至无穷远处逐渐降低至零。

等量异种点电荷

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。

电势中垂面有正电荷的一边每一点电势为正，有负电荷的一边每一点电势为负。

连线

上

场强

以中点最小不等于零；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，先减小再

增大。

电势由正电荷到负电荷逐渐降低，中点电势为零。

中垂

线上

场强

以中点最大；关于中点对称的任意两点场强大小相等，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，逐渐减

小。

电势中垂面是一个等势面，电势为零。

等势面

（1）定义：电场中电势相等的点构成的面

（2）等势面的性质：

①在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功

②电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。

③等势面越密，电场强度越大

④等势面不相交，不相切

（3）等势面的用途：由等势面描绘电场线，判断电场中电势的高低。

（4）几种电场的电场线及等势面

①点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面如图l所示。

②等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图2所示。

③等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图3所示。

④匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面，如图4所示。

⑤形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面，如图5所示。

1.如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC,电场中的A 、B 、C 三点的场强分别为E A 、E B 、E C ，电势分别为ΦA 、ΦB 、φC ，AB 、BC 间的电势差分别为U AB 、U BC ,则下列关系中正确的有 A ．ΦA ＞ΦB ＞φC

B ． E

C ＞E B ＞E A C ． U AB ＜U BC

D ． U AB =U BC

2.匀强电场中有a 、b 、c 三点．在以它们为顶点的三角形中， ∠a ＝30°、∠c ＝90°,．电场

方向与三角形所在平面平行．已知a 、b 和c 点的电势分别为)32(-V 、

)32(+V 和2 V ．该

三角形的外接圆上最低、最高电势分别为 A ．)32(-V 、 )32(+V

B ．0 V 、4 V

C ．)2342(-V 、)2342(+V

D ．0 V 、3V

3.图所示的匀强电场E 的区域内，由A 、B 、C 、D 、A′、B′、C′、

D′作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD 垂直，下列说法正确的是

A ．AD 两点间电势差U AD 与AA′两点间电势差U AA′相等

B ．带正电的粒子从A 点沿路径A→D→D′移到D′点，电场力做正功

C ．带负电的粒子从 A 点沿路径A→D→D′移到D′点，电势能减小

D ．带电粒子从A 点 移到C′点，沿对角线A→C′与沿路径A→B→B′→C′电场力做功相同

4．位于A 、B 处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则 （ ）

A ．a 点和b 点的电场强度相同

B ．正电荷从c 点移到d 点，w 电场力做正功

C ．负电荷从a 点移到c 点，电场力做正功

D ．正电荷从e 点沿图中虚线移到f 点，电势能先减小后增大

d

f A a B c

B

e