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场强方向如何判断(电场线和轨迹线以及等势线)

679次浏览     发布时间:2024-06-18 13:50:23    

一.轨迹线

描述物体运动轨迹的曲线叫做轨迹线.轨迹线是物体运动轨迹的形象表现。

二.电场线


为形象地描述场强的分布,在电场中人为地画出一些有方向的曲线,曲线上一点的切线方向表示该点场强的方向。电场线的疏密程度与该处场强大小成正比。 电场是一种物质,电场线是我们人为画出的便于形象描述电场分布的辅助工具,并不是客观存在的。 在没有电荷的空间,电场线具有不相交、不中断的特点。

静电场的电场线还具有下列特性:

1、电场线不闭合,始于正电荷终止于负电荷;

2、电场线垂直于导体表面;

3、电场线与等势面垂直。

感应电场的电场线具有下述特性:

1、电场线是闭合的;

2、闭合的电场线包围磁感线。

知道一个电场的电场线,就可判定场强的方向和大小,就可画出等势面,能判定电势高低(沿电场线方向电势降低)。 应该注意,

电场线不是电荷的运动轨迹。根据电场线方向能确定电荷的受力方向和加速度方向,不能确定电荷的速度方向、运动的轨迹。电场线是直线时,电荷运动速度与电场线平行,电荷运动轨迹与电场线重合。因为粒子沿着电场线做曲线运动,而电场力

仅在电场力作用下,只有电场线是直线并且带电粒子的初速度为零或者初速度与电场线共线情况下,粒子才能沿着电场线运动。如果电场线是曲线,粒子仅在电场力作用下是不可能沿着电场线运动的。

三.等势线(面、体)

电势相等点的连线。


等势面(线)的特点:

(1)等势面一定与电场线垂直,即跟场强的方向垂直。假若电场线与等势面不垂直,则场强在等势面上就会产生一个分量,在同一等势面上的两点就会产生电势差,出现了一个矛盾的结论,故等势面一定与电场线垂直。

(2)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面,两个不同的等势面永远不会相交。

(3)两个等势面间的电势差是相等的,但在非匀强电场中,两个等势面间的距离并不恒定,场强大的地方,两个等势面间的距离小,场强小的地方,两个等势面间的距离大。

(4)在同一等势面上移动电荷时,电场力不做功。说明:因为电场强度与等势面垂直,则电荷在同一等势面上移动时,电场力总与运动方向垂直,故在同一等势面上移动电荷时,电场力不做功。

注意:若一电荷由等势面A先移到等势面B,再由等势面B移回等势面A,整个过程电场力做功为零,但分段来看,电场力可能先做正功,后做负功,也可能先做负功,后做正功,例如,在如图所示中带正电的物体由A点运动到B点的过程中,电场力先做负功,后做正功,但总功为零。

(5)处于静电平衡状态的导体是一个等势体,表面是一个等势面。

等势面(线)与电场线的关系:

电场中电势相等的点构成的面是等势面。在同一等势面上任意两点间移动电荷时,电场力不做功。电场线总是与等势面垂直(如果电场线与等势面不垂直,电场在等势面上就有分量,在等势面上移动电荷,电场力就会做功)。

在同一电场中,等势面的疏密也反映了电场的强弱,等势面密处,电场线也密,电场也强,反之则弱。知道等势面,可以画出电场线。但等势面与电场线的区别是很明显的,电场线反映了电场的分布情况,是一簇带箭头的不闭合的有向曲线,而等势面是一系列的电势相等的点构成的面,可以是封闭的,也可以是不封闭的。电荷沿电场线移动,电场力必定做功,而电荷沿等势面移动,电场力必定不做功。

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