高中物理选修3-1几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表

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。

注意：带方向的线表示电场线，无方向的线表示等势面。图中的等势“面”画成了线，即以“线”代“面”。