巧妙利用等勢面的特性解決電學復雜問題學習方法

1、巧妙利用等勢面的特性解決電學復雜問題學習方法我們把電場中電勢相同的各點構成的面叫等勢面。等勢面是靜電學中一個重要的概念，也是高考的熱點，如何抓住等勢面的特性，靈活應用解題，是高考復 習中的一個重點課題。1 1 .利用等勢面與電場線垂直的特性巧畫場強方向例 1 1 如圖 1 1 所示，勻強電場中 A A、B,B, C C 三點構成一個直角三角形。把電量 q q = = -2-2X X 10-10C10-10C 的點電荷由 A A 點移動到 B B 點，電場力做功 4.4. 8X8X 10-8J10-8J ; ;在由 B B 點移到 C C 點克服電場力做功 4.4. 8X8X 10-8J10-8

2、J，假設取 B B 點電勢為零，求 A A、C C 兩點的 電勢及場強方向。析與解 把電荷從 A A 點移到 B B 點，。把電荷從 B B 點移到 C C 點為，。因為，所 以A A、C C 在同一等勢面上，根據場強方向垂直等勢面且由電勢高處指向電勢低處， 可以得到電場線的方向垂直丁 ACAC 如圖 2 2 所示。1引申 如圖 3 3 所示，水平放置的金屆板正上方有一固定的正點電荷 Q,Q, 一表 面絕緣的帶電的小球可視為質點且不影響 Q Q 的電場，從左端以初速度 v0v0 滑上 金屆板，沿光滑的上外表向右運動到右端，在該運動過程中A A .小球做勻速直線運動B B .小球做先減速，后加速

3、運動C C .小球的電勢能保持不變D D .電場力對小球所做的功為零命題意圖 考查對靜電平衡導體特點的理解與應用能力。解析 水平放置的金屆板處丁點電荷 Q Q 的電場中而到達靜電平衡狀態(tài)，是一 個等勢體，其外表處電場線處處與外表垂直，故帶電小球外表絕緣，電量不變 在導體外表滑動時，電場力不做功，故小球做勻速直線運動，所以A,A, C,C, D D 選項正確。2 2 .利用等勢體內場強為零的特性巧找感應電場線例 2 2 在點電荷 Q Q 的電場中，金屆盤處丁靜電平衡狀態(tài)，盤面跟點電荷 Q Q 在2 同一平面內，如圖 4 所示，請在盤內準確畫出由盤上感應電荷所形成的附加電場的三條電場線。用實線表示

4、電場線，要求嚴格作圖。解析 此題并不了解金屆盤上感應電荷的具體分布情況， 更難以直接畫出這 些感應電荷在盤內產生的附加電場的電場線， 但根據靜電平衡的導體內部場強處 處為零這一特點，便知感應電荷在盤中產生的附加電場的電場線， 一定與點電荷 在該處產生的電場的電場線疏密相同， 方向相反。據此，畫感應電荷產生的附加 電場的電場線，就轉化為畫點電荷 Q Q 在該處的電場線的反向電場線，如圖 5 5 實線。引申 如圖 6 6 中，一小球帶電，將它放在距離一塊原來不帶電的接地的大金 屆板處，試求小球所受的作用力解析 帶電小球在金屆板上將感應出負電荷， 注意到金屆板是等勢面，所以 電場線必垂直丁金屆板，這與一個一 q q 的電荷在板反面 r r