判斷電勢高低的幾個絕招

夏艷

絕招一：首先，通過直接“看”，判斷電勢高低

1.“看”電場線的方向判斷

電場線除了可以形象地表示電場強(qiáng)度的大小和方向外，還可以由其來判斷電勢的高低，沿著電場線的方向電勢降落最快，電勢越來越低，這是判斷電勢高低最基本、最常用的方法.

解析 判斷電場強(qiáng)度的大小需看電場線的疏密，題中只畫出一條電場線，無法確定是否為勻強(qiáng)電場的電場線，所以C、D均無法確定.雖然a、b間距離等于b、c間距離，但只有在勻強(qiáng)電場中，沿場強(qiáng)方向相同距離的電勢差才恒定，因此電勢差的大小無法判斷，B不對.根據(jù)沿電場線方向電勢降低，可以判斷A選項正確，故選A.

2.“看”等勢面來判斷

在電場線的方向不能確定的情況下，利用等勢面分布也是判斷電勢高低的一條有效途徑，等勢面與場強(qiáng)的方向垂直，在同一幅等勢面圖上，等差等勢面密集的地方場強(qiáng)大，且等勢面上各點(diǎn)的電勢相等，在等勢面上移動電荷時，電場力不做功.

盼例2如圖2，A、B為兩等量異種點(diǎn)電荷，O為A、B連線中點(diǎn)，C、D為AB的中垂線上兩點(diǎn)，且OC

解析 畫出兩等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場線分布圖，如圖3.由電場線可知，O、C、D三點(diǎn)處的電場線的疏密程度不同;O點(diǎn)處較密，C點(diǎn)處次之，D點(diǎn)處最疏，故場強(qiáng)E_O> E_C> E_D

因為中垂線上各點(diǎn)的場強(qiáng)方向相同且垂直于中垂線，所以由等勢面與場強(qiáng)方向的關(guān)系可知中垂線應(yīng)在同一等勢面內(nèi)，即O、C、D三點(diǎn)同在一個等勢面，所以電勢φ_O=φ_C=φ_D .

3.“看”導(dǎo)體是否處于靜電平衡來判斷

當(dāng)電場線的方向和等勢面暫時不能確定時，根據(jù)導(dǎo)體是否處于靜電平衡狀態(tài)，也是判斷電勢高低的一種方法.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個等勢體，在這個等勢體上的任意兩點(diǎn)電勢相等.

例3 有一長度為/的金屬桿，放入水平方向的勻強(qiáng)電場中，如圖4所示，設(shè)桿與場強(qiáng)方向的夾角為θ，試比較桿的兩端A、B的電勢高低.

解析 這道題有相當(dāng)部分同學(xué)會不假思索，盲目套用U_AB=ELcosθ的結(jié)論，認(rèn)為A、B間的電勢差為ELcos θ，從而錯誤地得出A端電勢比B端電勢高.

上述錯誤在于忽視了處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體是等勢體，由處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體的特點(diǎn)可知，A、B電勢相等.

4.看帶電粒子運(yùn)動圖象來判斷

若帶電粒子僅在電場力作用下運(yùn)動，通過看其運(yùn)動圖象反映的運(yùn)動情況，進(jìn)而推知其受力情況，從而確定電場線的方向來判斷.

例4 A、B是某電場中的一條電場線上的兩點(diǎn).一正電荷僅在電場力作用下，沿電場線從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，其速度圖象如圖5所示，下列關(guān)于A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小和電勢高低的判斷中，正確的是 （ ? ?）