等勢面

等勢面

等勢面(equipotential surface)指靜電場電勢相等的各點構成的面。等勢面通常分為等比等勢面和等差等勢面。等比等勢面的兩個等勢面的電勢之比相等,等差等勢面的兩個等勢面的電勢之差相等。在實際運用中等比等勢面占有優勢,而學習中一般傾向於考查等差等勢面。

基本介紹

  • 中文名:等勢面
  • 外文名:equipotential surface
  • 垂直:電場線與等勢面處處垂直
  • 特點:等勢面一定跟電場線垂直
  • 分類:等比等勢面和等差等勢面
分類,特點,測量套用,分布舉例,

分類

等勢面通常分為等比等勢面和等差等勢面。等比等勢面的兩個等勢面的電勢之比相等,等差等勢面的兩個等勢面的電勢之差相等。在實際運用中等比等勢面占有優勢,而學習中一般傾向於考查等差等勢面。
點電荷電場等勢面示意圖點電荷電場等勢面示意圖

特點

(1)等勢面一定跟電場線垂直
(2)在同一等勢面上移動電荷電場力不做功,或做功之和為0
分析:因為等勢面上各點電勢相等,電荷在同一等勢面上各點具有相同的電勢能,所以在同一等勢面上移動電荷電勢能不變,即電場力不做功。
(3) 電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面
(4)任意兩個等勢面都不會相交
(5)等差等勢面越密的地方電場強度越大。
(6)電場線與等勢面處處垂直
(7)沿電場線方向電勢降低最快「電勢逐漸降低不一定是沿電場線方向,而電勢降低最快一定是沿電場方向」說的是一個無窮小過程,不能理解成一個有限的距離。
等勢面

測量套用

實際中測量電勢比測定場強容易,所以常用等勢面研究電場,先測繪出等勢面的形狀和分布,再依據電場線與等勢面處處垂直,繪出電場線分布,就知道了所研究的電場。
設計電子儀器(如示波管電子顯微鏡)中的電極的形狀、大小和相互位置時,都需要經過試驗測繪出等勢面的形狀和分布,推知電極所產生的電場的情況,以便確定符合實際要求的設計方案。

分布舉例

勻強電場,是垂直於電場線的一簇平面
等量異種電荷和等量同種電荷的等勢線等量異種電荷和等量同種電荷的等勢線
點電荷形成的電場,是以點電荷為球心的一簇球面
等量異種電荷的電場,是兩簇對稱曲面
等量同種電荷的電場,是兩簇對稱曲面
帶電導體周圍的電場

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