等势面

更新时间:2023-02-26 20:28

等势面(equipotential surface)指静电场中电势相等的各点构成的面。

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。

主要特点

(1)等势面一定跟电场线处处垂直

(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)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。

测量应用

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

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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