1.类比地图上的等高线,简述什么是等势面?
答案 电场中电势相等的点构成的面.
2.为什么等势面一定跟电场线垂直?
答案 在同一等势面上移动电荷时,电势能不变,所以电场力不做功,即电场力方向与等势面垂直,如果不垂直,电场强度就有一个沿着等势面的分量,在等势面上移动电荷时静电力就要做功,所以等势面一定跟电场线垂直.
[要点提炼]
1.电场中电势相同的各点构成的面叫等势面.
2.等势面的特点:
(1)在同一等势面上移动电荷时,静电力不做功.
(2)电场线跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.
(3)等势面密的地方,电场强度较强;等势面疏的地方,电场强度较弱.
(4)任意两个等势面不相交.
[延伸思考] 请大致画出点电荷、等量异号点电荷、等量同号点电荷和匀强电场的等势面.简述它们的特点?
答案
(1)点电荷的等势面:点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面.
(2)等量异号点电荷的等势面:等量异号点电荷的连线上,从正电荷到负电荷电势越来越低,中垂线是一等势线.
(3)等量同号点电荷的等势面:等量正点电荷连线的中点电势最低,中垂线上该点的电势最高,从中点沿中垂线向两侧,电势越来越低.连线上和中垂线上关于中点的对称点等势.等量负点电荷连线的中点电势最高,中垂线上该点的电势最低.从中点沿中垂线向两侧,电势越来越高,连线上和中垂线上关于中点的对称点等势.
(4)匀强电场的等势面:匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面.
说明:等势面密集处电场线也密集.任意两个等势面不会相交.