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演示電場線與等勢面關系

發布時間:2015-11-18 19:55:16

幾何畫板是一款優秀的物理教學繪圖軟件,它具有豐富的圖形繪制、強大的度量功能。它可以完成實驗演示但無法揭示其本質規律的物理過程的計算功能,能定量地研究物理問題,展示物理實驗所無法演示的物理過程剖析。下面介紹利用幾何畫板演示電場線與等勢面關系的課件。

利用幾何畫板演示電場線與等勢面關系的課件模板樣圖:

電場線與等勢面關系的課件
幾何畫板課件模板——演示電場線與等勢面的關系

通過該課件的演示,我們可以得到以下結論:

等勢面的特點:

(1)等勢面一定與電場線垂直,即跟場強的方向垂直。假若電場線與等勢面不垂直,則場強在等勢面上就會產生一個分量,在同一等勢面上的兩點就會產生電勢差,出現了一個矛盾的結論,故等勢面一定與電場線垂直。

(2)電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面,兩個不同的等勢面永遠不會相交。

(3)兩個等勢面間的電勢差是相等的,但在非勻強電場中,兩個等勢面間的距離并不恒定,場強大的地方,兩個等勢面間的距離小,場強小的地方,兩個等勢面間的距離大。

(4)在同一等勢面上移動電荷時,電場力不做功。說明:因為電場強度與等勢面垂直,則電荷在同一等勢面上移動時,電場力總與運動方向垂直,故在同一等勢面上移動電荷時,電場力不做功。

注意:若一電荷由等勢面A先移到等勢面B,再由等勢面B移回等勢面A,整個過程電場力做功為零,但分段來看,電場力可能先做正功,后做負功,也可能先做負功,后做正功,例如,在如圖所示中帶正電的物體由A點運動到B點的過程中,電場力先做負功,后做正功,但總功為零。

(5)處于靜電平衡狀態的導體是一個等勢體,表面是一個等勢面。

等勢面與電場線的關系:

電場中電勢相等的點構成的面是等勢面。在同一等勢面上任意兩點間移動電荷時,電場力不做功。電場線總是與等勢面垂直(如果電場線與等勢面不垂直,電場在等勢面上就有分量,在等勢面上移動電荷,電場力就會做功)。

在同一電場中,等勢面的疏密也反映了電場的強弱,等勢面密處,電場線也密,電場也強,反之則弱。知道等勢面,可以畫出電場線。但等勢面與電場線的區別是很明顯的,電場線反映了電場的分布情況,是一簇帶箭頭的不閉合的有向曲線,而等勢面是一系列的電勢相等的點構成的面,可以是封閉的,也可以是不封閉的。電荷沿電場線移動,電場力必定做功,而電荷沿等勢面移動,電場力必定不做功。

點擊下面的“下載模板”按鈕,即可下載該課件,動態演示電場線與等勢面關系,使學生認識加強,理解透澈。利用幾何畫板可以演示很多的物理學實驗,比如水位自動報警器,可參考幾何畫板課件模板動態演示水位自動報警器

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