演示电场线与等势面关系

几何画板是一款优秀的物理教学绘图软件，它具有丰富的图形绘制、强大的度量功能。它可以完成实验演示但无法揭示其本质规律的物理过程的计算功能，能定量地研究物理问题，展示物理实验所无法演示的物理过程剖析。下面介绍利用几何画板演示电场线与等势面关系的课件。

利用几何画板演示电场线与等势面关系的课件模板样图：

几何画板课件模板——演示电场线与等势面的关系

通过该课件的演示，我们可以得到以下结论：

等势面的特点：

（1）等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直。假若电场线与等势面不垂直，则场强在等势面上就会产生一个分量，在同一等势面上的两点就会产生电势差，出现了一个矛盾的结论，故等势面一定与电场线垂直。

（2）电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，两个不同的等势面永远不会相交。

（3）两个等势面间的电势差是相等的，但在非匀强电场中，两个等势面间的距离并不恒定，场强大的地方，两个等势面间的距离小，场强小的地方，两个等势面间的距离大。

（4）在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。说明：因为电场强度与等势面垂直，则电荷在同一等势面上移动时，电场力总与运动方向垂直，故在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。

注意：若一电荷由等势面A先移到等势面B，再由等势面B移回等势面A，整个过程电场力做功为零，但分段来看，电场力可能先做正功，后做负功，也可能先做负功，后做正功，例如，在如图所示中带正电的物体由A点运动到B点的过程中，电场力先做负功，后做正功，但总功为零。

（5）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，表面是一个等势面。

等势面与电场线的关系：

电场中电势相等的点构成的面是等势面。在同一等势面上任意两点间移动电荷时，电场力不做功。电场线总是与等势面垂直（如果电场线与等势面不垂直，电场在等势面上就有分量，在等势面上移动电荷，电场力就会做功）。

在同一电场中，等势面的疏密也反映了电场的强弱，等势面密处，电场线也密，电场也强，反之则弱。知道等势面，可以画出电场线。但等势面与电场线的区别是很明显的，电场线反映了电场的分布情况，是一簇带箭头的不闭合的有向曲线，而等势面是一系列的电势相等的点构成的面，可以是封闭的，也可以是不封闭的。电荷沿电场线移动，电场力必定做功，而电荷沿等势面移动，电场力必定不做功。

点击下面的“下载模板”按钮，即可下载该课件，动态演示电场线与等势面关系，使学生认识加强，理解透澈。利用几何画板可以演示很多的物理学实验，比如水位自动报警器，可参考几何画板课件模板动态演示水位自动报警器。