我們把電場中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫等勢(shì)面。等勢(shì)面是靜電學(xué)中一個(gè)重要的概念，也是的熱點(diǎn)，如何抓住等勢(shì)面的特性，靈活應(yīng)用解題，是中的一個(gè)重點(diǎn)課題。

1．利用等勢(shì)面與電場線垂直的特性巧畫場強(qiáng)方向

例1　如圖1所示，勻強(qiáng)電場中A、B，C三點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)直角三角形。把電量q＝-2×10-10C的點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場力做功4．8×10-8J；在由B點(diǎn)移到C點(diǎn)克服電場力做功4．8×10-8J，若取B點(diǎn)電勢(shì)為零，求A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)及場強(qiáng)方向。

析與解　把電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，，。把電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)為，，。因?yàn)�，所以A、C在同一等勢(shì)面上，根據(jù)場強(qiáng)方向垂直等勢(shì)面且由電勢(shì)高處指向電勢(shì)低處，可以得到電場線的方向垂直于AC，如圖2所示。

　　　　　

引申　如圖3所示，水平放置的金屬板正上方有一固定的正點(diǎn)電荷Q，一表面絕緣的帶電的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)且不影響Q的電場），從左端以初速度v0滑上金屬板，沿光滑的上表面向右運(yùn)動(dòng)到右端，在該運(yùn)動(dòng)過程中

A．小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B．小球做先減速，后加速運(yùn)動(dòng)

C．小球的電勢(shì)能保持不變

D．電場力對(duì)小球所做的功為零

命題意圖　考查對(duì)靜電平衡導(dǎo)體特點(diǎn)的理解與應(yīng)用。

解析　水平放置的金屬板處于點(diǎn)電荷Q的電場中而達(dá)到靜電平衡狀態(tài)，是一個(gè)等勢(shì)體，其表面處電場線處處與表面垂直 高中語文，故帶電小球（表面絕緣，電量不變）在導(dǎo)體表面滑動(dòng)時(shí)，電場力不做功，故小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以A，C，D選項(xiàng)正確。

2．利用等勢(shì)體內(nèi)場強(qiáng)為零的特性巧找感應(yīng)電場線

例2　在點(diǎn)電荷Q的電場中，金屬盤處于靜電平衡狀態(tài)，盤面跟點(diǎn)電荷Q在同一平面內(nèi)，如圖4所示，請(qǐng)?jiān)诒P內(nèi)準(zhǔn)確畫出由盤上感應(yīng)電荷所形成的附加電場的三條電場線。（用實(shí)線表示電場線，要求嚴(yán)格作圖）。

解析　本題并不了解金屬盤上感應(yīng)電荷的具體分布情況，更難以直接畫出這些感應(yīng)電荷在盤內(nèi)產(chǎn)生的附加電場的電場線，但根據(jù)靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零這一特點(diǎn)，便知感應(yīng)電荷在盤中產(chǎn)生的附加電場的電場線，一定與點(diǎn)電荷在該處產(chǎn)生的電場的電場線疏密相同，方向相反。據(jù)此，畫感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場的電場線，就轉(zhuǎn)化為畫點(diǎn)電荷Q在該處的電場線的反向電場線，如圖5實(shí)線。

　　　　　

引申　如圖6中，一小球帶電，將它放在距離一塊原來不帶電的接地的大金屬板處，試求小球所受的作用力（已知）

解析　帶電小球在金屬板上將感應(yīng)出負(fù)電荷，注意到金屬板是等勢(shì)面，所以電場線必垂直于金屬板，這與一個(gè)－q的電荷在板背面r處與＋q共同產(chǎn)生的電場完全一樣。如圖6所示，因而+q所受的力即為兩個(gè)點(diǎn)電荷的相互作用力。所以

3．利用等勢(shì)面沿電場方向電勢(shì)降低的特性巧標(biāo)電流方向

例3　如圖7所示，AB為等量異種電荷的小球，將兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體C、D棒放在兩球之間，當(dāng)用導(dǎo)線將C棒端點(diǎn)x和D棒端點(diǎn)y連接起來的瞬間，導(dǎo)線中的電流方向是：

A．x→y

B．y→x

C．沒有電流通過

D．不能確定

解析　當(dāng)C、D處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，C、D分別為等勢(shì)體，我們可以大致畫出這些導(dǎo)體間的電場線的分布情況，可知導(dǎo)體C的電勢(shì)高于導(dǎo)體D的電勢(shì)，若用導(dǎo)線把x，y連接瞬間，導(dǎo)線中的電流方向是x→y。故選A。

引申　如圖8所示，絕緣導(dǎo)體A帶正電，導(dǎo)體B不帶電，由于靜電感應(yīng)，使導(dǎo)體B的M端帶上負(fù)電，而N端則帶等量的正電荷。

（1）用導(dǎo)線連接M、N，導(dǎo)線中有無電流流過？

（2）若將M、N分別用導(dǎo)線與大地相連，導(dǎo)線中有無電流流過？方向如何？

命題意圖　考查對(duì)靜電平衡特點(diǎn)及電流產(chǎn)生條件的理解能力。

解析　A為帶正電的場源電荷，由正電荷所形成的電場的電勢(shì)分布可知：，其中，B是電場中處于靜電平衡的導(dǎo)體。當(dāng)用導(dǎo)線在不同位置間連接時(shí)，電流定會(huì)由高電勢(shì)流向低電勢(shì)，而在電勢(shì)相等的兩點(diǎn)間連接時(shí)，則導(dǎo)線中無電流通過。所以：

（1）因?yàn)�，故�?dǎo)線中無電流。

（2）因?yàn)�，所以無論用導(dǎo)線將M還是N與大地相連，電流均由導(dǎo)體B流向大地。

4．利用等勢(shì)體內(nèi)沒有凈電荷的特性巧找電荷移動(dòng)方向

例4　以無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，兩個(gè)孤立的金屬球，小球帶電的電勢(shì)為+1V，空心大球的帶電的電勢(shì)為+100V。然后將小金屬球移至大金屬球內(nèi)，當(dāng)它與大金屬球內(nèi)表面接觸時(shí)，接觸處有電流通過嗎？方向如何？

解析　一般同學(xué)認(rèn)為，由于大球的電勢(shì)高于小球的電勢(shì)，故小球和大球內(nèi)表面接觸時(shí)，大球上正電荷由電勢(shì)高處的大球流向電勢(shì)低處的小球。但將小球移至大球內(nèi)部后，當(dāng)它與大金屬球內(nèi)表面接觸時(shí)，則兩球構(gòu)成一個(gè)導(dǎo)體，待靜電平衡后成為一個(gè)等勢(shì)體，電荷分布在大金屬球的外表面，則小球上的正電荷移到大球上，則接觸處有電流通過，方向是小球指向大球。

引申　如圖9所示，兩個(gè)相同的空心金屬球M和N，M帶－Q電荷，N不帶電，旁邊各放一個(gè)不帶電的金屬球P和R（M、N相距很遠(yuǎn)，互不影響），當(dāng)將帶正電口的小球分別放入M和N的空腔時(shí)

A．P、R上均出現(xiàn)感應(yīng)電荷

B．P、R上均沒有感應(yīng)電荷

C．P上有感應(yīng)電荷，而R上沒有感立電荷

D．P上沒有感應(yīng)電荷，而R上有感應(yīng)電荷

答　選D。

引申　如圖10所示，金屬球殼A外有一帶正電的點(diǎn)電荷B，當(dāng)閉合開關(guān)S使球殼的內(nèi)表面接地時(shí)

A．導(dǎo)線中有方向向下的電流

B．導(dǎo)線中沒有電流

C．球殼的電勢(shì)開始變小

D．球殼上凈電荷將變成負(fù)的

答　選A、C、D。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/33452.html

相關(guān)閱讀：高考物理復(fù)習(xí)兩大技巧