等量异号点电荷的电场线

实验目的

认识等量异号点电荷电场线的分布特点，掌握连线和中垂线上场强、电势的变化规律。

实验原理

电场线上某点的切线方向表示该点场强方向，电场线的疏密表示场强大小。电场线始于正电荷、终于负电荷。等量异号电荷连线上，场强方向由正电荷指向负电荷，中点处场强最小；中垂线上各点场强方向都垂直于中垂线并指向负电荷一侧，中点处场强最大，中垂线是一条等势线。

实验器材

• 正点电荷 +Q
• 负点电荷 -Q（电荷量与 +Q 相等）
• 电场线图样
• 两电荷连线
• 连线的中垂线
• 试探电荷（用于判断受力方向）

实验步骤

1. 观察正、负点电荷的位置，以及电场线的整体形状。
2. 沿电场线找出起点和终点，确认电场线由正电荷指向负电荷。
3. 沿两电荷连线观察电场线疏密，比较靠近电荷处与中点处的场强。
4. 沿中垂线观察电场线方向和疏密，比较中点与远处的场强。
5. 在不同位置放入试探电荷，判断其受力方向与该点电场线切线方向的关系。

实验现象与结论

电场线从正电荷发出，弯曲后终止于负电荷。连线上靠近电荷处电场线密，中点处最疏；中垂线上中点处电场线最密，向两侧逐渐变疏，方向始终与中垂线垂直。可见电场线的疏密和方向能直观反映场强的大小与方向。

常见问题

等量异号点电荷连线中点的场强是零吗？

不是。两电荷在中点产生的场强方向相同，都由正电荷指向负电荷，所以叠加后不为零，只是连线上的最小值。

中垂线上各点的电势为什么相等？

中垂线上场强方向与中垂线垂直，电荷沿中垂线移动时电场力不做功，所以是等势线，取无穷远为零时电势为零。