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等势面

等势面

等势面

等势面(equipotential surface)指静电场中电势相等的各点构成的面。等势面通常分为等比等势面和等差等势面。等比等势面的两个等势面的电势之比相等,等差等势面的两个等势面的电势之差相等。在实际运用中等比等势面占有优势,而学习中一般倾向于考查等差等势面。

基本介绍

  • 中文名:等势面
  • 外文名:equipotential surface
  • 垂直:电场线与等势面处处垂直
  • 特点:等势面一定跟电场线垂直
  • 分类:等比等势面和等差等势面

分类

等势面通常分为等比等势面和等差等势面。等比等势面的两个等势面的电势之比相等,等差等势面的两个等势面的电势之差相等。在实际运用中等比等势面占有优势,而学习中一般倾向于考查等差等势面。
点电荷电场等势面示意图点电荷电场等势面示意图

特点

(1)等势面一定跟电场线垂直
(2)在同一等势面上移动电荷电场力不做功,或做功之和为0
分析:因为等势面上各点电势相等,电荷在同一等势面上各点具有相同的电势能,所以在同一等势面上移动电荷电势能不变,即电场力不做功。
(3) 电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面
(4)任意两个等势面都不会相交
(5)等差等势面越密的地方电场强度越大。
(6)电场线与等势面处处垂直
(7)沿电场线方向电势降低最快「电势逐渐降低不一定是沿电场线方向,而电势降低最快一定是沿电场方向」说的是一个无穷小过程,不能理解成一个有限的距离。
等势面

测量套用

实际中测量电势比测定场强容易,所以常用等势面研究电场,先测绘出等势面的形状和分布,再依据电场线与等势面处处垂直,绘出电场线分布,就知道了所研究的电场。
设计电子仪器(如示波管、电子显微镜)中的电极的形状、大小和相互位置时,都需要经过试验测绘出等势面的形状和分布,推知电极所产生的电场的情况,以便确定符合实际要求的设计方案。

分布举例

匀强电场,是垂直于电场线的一簇平面
等量异种电荷和等量同种电荷的等势线等量异种电荷和等量同种电荷的等势线
点电荷形成的电场,是以点电荷为球心的一簇球面
等量异种电荷的电场,是两簇对称曲面
等量同种电荷的电场,是两簇对称曲面
带电导体周围的电场

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