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等势线可以看成等高线吗?(02)

已有 7234 次阅读 2014-10-26 19:16 |个人分类:其他|系统分类:教学心得| 等势线, 电场线

本文有重大错误!E是矢量,大小不能直接相加!


接上回

下图为正电荷q在(-20),正电荷q在(+20)的电场线,本来中间还有两条,被我擦掉了。中线的电场强度并不大。

下图为V线(等势线),如果无限远处电势为,则中点电势不为零。电势线的垂线方向描述了电场的方向,但中点电势线相交了。把中点看成奇点,E=0,也就不存在电场的方向了,避免了一个矛盾。



下图为正电荷q在(-20),正电荷q在(+20)的等E线(等电场强度线)

下图为三者综合。蓝色的电场线与橘黄色的等V线处处垂直,绿色的等E线与前两者相交但并非处处垂直。如果不是我删了中间的2根(上下一起4根)的话,蓝色的电场线应该能均匀的将等E线分段。


从电场的角度看,电势就如同流入中线的熔岩一般,橘黄线为等势线,绿线为等E线


下图黄线描述电势V大小,绿线描述电场强度E大小。中点处E0,连续但似乎不可导。



不过如果把大于0的电场强度E掰成负的,就成了连续可导的了,三维图也圆滑起来了,虽然现实中并不存在,但与上篇博文的最后一个图有点相似。


从电势的角度看电场,z轴为电V,橘黄线为等势线,绿线为等E线。和上篇博文的第5、6个图有点相似。



由于无法在等V立体表面画出电场线,所以得不出什么意义的结论,等势线确实可以看成等高线,但要在这种等V立体上判断电场的大小和方向,不是一件容易的事。所以部分教材不愿意把等势线和等高线类比,也很少提及等E线。仅仅在平面上分析,或许能让学生更容易接受这些概念。

一些心得:

1.已知等V体或等V线,只要画出垂线就一定是电场线,但我们无法确定电场线的疏密程度。

2.已知等E体或等E线,只要能将它均匀分段就能画出电场线,但我们无法确定电场线的方向。

3.等V线可以用电压表测量,等E线似乎没什么测量方法。




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