在教学中发现,学生对正负点电荷、等量异种点电荷、等量同种点电荷周围电场的场强和电势特点常容易混淆,通过列表比较方法,使学生对它们的场强及电势特点找出异同,一目了然。
一、场强分布图
二、列表比较
下面均以无穷远处为零电势点,场强为零。
孤立的 正点电荷 | 电场线 | 直线,起于正电荷,终止于无穷远。 | |||
场强 | 离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。 | ||||
电势 | 离场源电荷越远,电势越低;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为正。 | ||||
等势面 | 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。 | ||||
孤立的 负点电荷 | 电场线 | 直线,起于无穷远,终止于负电荷。 | |||
场强 | 离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等,方向不同。 | ||||
电势 | 离场源电荷越远,电势越高;与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面,每点的电势为负。 | ||||
等势面 | 以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面,离场源电荷越近,等势面越密。 | ||||
等量同种负点电荷 | 电场线 | 大部分是曲线,起于无穷远,终止于负电荷;有两条电场线是直线。 | |||
电势 | 每点电势为负值。 | ||||
连线上 | 场强 | 以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是背离中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。 | |||
电势 | 由连线的一端到另一端先升高再降低,中点电势最高不为零。 | ||||
中垂线上 | 场强 | 以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向中点;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。 | |||
电势 | 中点电势最低,由中点至无穷远处逐渐升高至零。 | ||||
等量同种正点电荷 | 电场线 | 大部分是曲线,起于正电荷,终止于无穷远;有两条电场线是直线。 | |||
电势 | 每点电势为正值。 | ||||
连线上 | 场强 | 以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都是指向中点;由连线的一端到另一端,先减小再增大。 | |||
电势 | 由连线的一端到另一端先降低再升高,中点电势最低不为零。 | ||||
中垂线上 | 场强 | 以中点最小为零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相反,都沿着中垂线指向无穷远处;由中点至无穷远处,先增大再减小至零,必有一个位置场强最大。 | |||
电势 | 中点电势最高,由中点至无穷远处逐渐降低至零。 | ||||
等量异种点电荷 | 电场线 | 大部分是曲线,起于正电荷,终止于负电荷;有三条电场线是直线。 | |||
电势 | 中垂面有正电荷的一边每一点电势为正,有负电荷的一边每一点电势为负。 | ||||
连线上 | 场强 | 以中点最小不等于零;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相同,都是由正电荷指向负电荷;由连线的一端到另一端,先减小再增大。 | |||
电势 | 由正电荷到负电荷逐渐降低,中点电势为零。 | ||||
中垂线上 | 场强 | 以中点最大;关于中点对称的任意两点场强大小相等,方向相同,都是与中垂线垂直,由正电荷指向负电荷;由中点至无穷远处,逐渐减小。 | |||
电势 | 中垂面是一个等势面,电势为零 |