1.程序基本操作提示
- 该演示程序可演示同种或异种电荷周围电势分布情况,调节$q_1$与$q_2$可调整点电荷量;调整$x_1$与$y_1$可调节点电荷1的位置,调整$x_2$与$y_2$可调节点电荷2的位置.
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2.演示程序
3.知识梳理
3.1等势面性质
(1)定义:电场中电势相同的各点构成的面.
(2)四个特点:
①在同一等势面上移动电荷时电场力不做功
②电场线一定与等势面垂直,并且从电势高的等势面指向电势低的等势面.
③等差等势面越密的地方电场强度越大,反之越小.
④任意两个等势面都不相交.
3.2双电荷周围电势特点
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- 在两电荷连线上,电势从正电荷到负电荷电势逐渐降低。正电荷一边电势一定比负电荷一边电势高;
- 两电荷中间的中垂面为零势面,电荷在中垂面移动电场力不做功;
- 点击俯视图按钮,观察到等量异种电荷周围等势线中间密,两边疏,说明关于任意一个点电荷左右对称两点中间的场强更大些。
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- 在两正电荷连线上,电势从两边到中间逐渐降低(两负电荷则升高),但中间电势不为零。
- 两正电荷中间的中垂面从中间向两边电势继续降低,到无穷远时电势将为零;
- 点击俯视图按钮,观察到等量异种电荷周围等势线中间梳,两边密,说明关于任意一个点电荷左右对称两点中间的场强更小些。
4.例题讲解
- (2020·浙江7月选考·8)空间$P$、$Q$两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷,其中$Q$点处为正电荷,$P、Q$两点附近电场的等势线分布如图所示,$a、b、c、d、e$为电场中的5个点,设无穷远处电势为$0$,则
A.$e$点的电势大于$0$
B.$a$点和$b$点的电场强度相同
C.$b$点的电势低于$d$点的电势
D.负电荷从$a$点移动到$c$点时电势能增加
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答案:D
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- 由题图可知,$P、Q$处固定等量异种电荷,则两电荷连线中垂线为等势线且电势为$0$,$e$在该等势线上,故$e$点电势为$0$,故$A$错误;
- $a、b$两点电场强度大小相等,但方向不同,故$B$错误;
- Q处固定正电荷,则P处固定负电荷,所以$φ_b>0,φ_d<0$,故$b$点电势高于$d$点电势,故$C$错误;
- 负电荷从$a$到$c$,电势降低,由$E_p=q φ$知,电势能增加,故D正确.
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