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高中物理电势差与电场强关系.doc


文档分类:中学教育 | 页数:约20页 举报非法文档有奖
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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。§6电势差与电场强度的关系【典型例题】【例1】关于匀强电场电势差和场强的关系,正确的说法是:()、在相同距离的两点上,电势差大的其场强也必定大B、任意两点间的电势差等于场强和这两点距离的乘积C、电势减小的方向必定是场强的方向D、沿电场线的方向任意相同距离上的电势差必定相等【分析】匀强电场的场强可以用E=U来计算,式中的d是电场中两点沿电场线方向的距离。dA错误;由d的若是沿电场线方向两点的距离相等,那么电势差大的场强才必定大,选项意义可知选项B错误;电势减小得最快的方向才是场强方向,选项C错误;在匀强电场中,由U=Ed可知,选项D正确。【答案D】【例2】以以下图,匀强电场中有A、B、C三点,它们的连线构成一个直角三角形,AB=,AC=,把一电荷量q=-1×10-8C的点电荷从B点移到C点,电场力做功为5×10-7J,把点电荷从B点移到A点,电场力做功仍为5×10-7J,由此可知电场强度的方向为,电场强度的大小为,B、C两点带电电势差是。【分析】由题意可知:电荷从B移到A、C两点,电场力做功相等,表示电荷在A、C两点的电势能相等,故A、C两点拥有相同的电势,A、C两点在同一等势面上,因为电场线垂直于等势面,所以场强方向与AC连线垂直;又因为负电荷从B移到A或C时电场力做正功,表示负电荷遇到的电场力方向由B指向等势面AC,故场强方向应当由等势面AC指向B,即由A指向B。B、C两点的电势差UBC=WBC510750Vq110V8A、C两点在等势面上,UBA=UBC=50V,由图示可知AB垂直于AC,故场强:EU50V/m417V/【例3】以以下图,为某一电场的电场线和等势面。已知a5V,c3V,abbc则:()A、b4VB、b4VC、b4VD、上述状况都有可能【分析】固然题中给出的电场不是匀强电场,但仍可利用U=Ed定性地进行分析,由图示可知,a、b间的场强应大于b、c间的场强,而ab=bc,故Uab>Ubc,即a-b>b-cb<ac即b<4V2【答案C】【基础练****一、选择题:1、关于静电场的说法中正确的选项是:()、在匀强电场中,任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比B、在匀强电场中,电势降低的方向就是场强方向C、电荷在等势面上挪动时不受电场力D、若电场力对电荷作正功,电荷的电势能必定减小,而动能不必定增添Ud、它仅适用于匀强电场B、在匀强电场中,场强的数值等于每单位距离上降低的电势C、场强的另一单位V/m,适用于任何电场D、只要测出两点的电势差和两点的间距,即可算出电场强度3、以以下图,有竖直向下的匀强电场,A、B两等势面间距离为5㎝,电势差为25V,在电场中P点固定搁置电量为5×10-9C的负点电荷,此时电场中有一点场强为零,此点在P点的:()A、上方30㎝B、下方30㎝C、上方25㎝D、下方25㎝4、以以下图,匀强电场中的A、B、C三点的连线构成边长为3a的等边三角形。把带电量为-e的电子从A挪动到B,电场力做功W;把带电量为e的粒子从B移到C,电场力也做功W,则以下说法中正确的选项是:()A、A、B、C三点的电势关系为A>B>CB、A、B、C三点的电势关系为A>B=CC、电场强度的方向必定与AC垂直D、若场强与纸面平行,则场强盛小等于2W3ea5、以以下图,MN是一负的点电荷电场中的一条电场线,场强方向由M指向N,ab=bc,a、b、c三点的场强和电势分别为Ea、Eb、Ec和a、b、c,则以下关系正确的选项是:()A、Ea>Eb>EcB、Ea=Eb=EcC、a>b>cD、a-b=b-c6、AB是电场中的一条电场线,若将一负电荷从A点处自由开释,负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图线以以下图,则A、B两点的电势高低和场强的大小关系是:()A、A>B,EA>EBB、A>B,EA<EBC、A<B,EA>EBD、A<B,EA<EB二、填空题:7、以以下图,是某匀强电场的三个等势面,相应的电势值分别为-10V、0、10V,图中A、㎝,则该匀强电场的场强盛小为V/m。8、如图,两平行金属板间电场是匀强电场,×104V/m,A、B两板间相距1㎝,㎝,若B接地,则A、B间电势差UAB=V,将带电量为-×10-12C的点电荷置于C点,其电势能为J。9、在相距为d的A、B两板之间有a、b、c三点,a点距A板d/3,b、c两点距B板都是d/3,A板接地,A、B两板间的电压为U,以以下图,则b点的电势为,点电荷+q从a点移到c的过程中,电场力做功,点电荷-q在a点拥有的电势能为。三、计算题:10、如图,两平行金属板D为电场中的两点,且A、B间为一匀强电场,A、BCD=4㎝,CD连线和场强方向成相距6㎝,C、60°角。×10-17J,求:⑴匀强电场的场强⑵A、B两点间的电势差⑶若A板接地,D点电势为多少?11、以以下图,匀强电场的场强盛小为E=200V/m,方向沿a指向o,a、b、c、d四点恰在边长为L=10㎝的正方形四个极点上,若bo:co=3:2,并以a点为电势的零点,则b、c、d三点的电势分别为多大?12、如图是某匀强电场的等势面表示图,A、B两点相距5㎝,=53°,一带电量为-4×10-6C的微粒沿AB匀速运动,则此微粒的质量为多少?(取g=10m/s2)【能力提高】1、以以下图,在沿x轴正向的匀强电场E中,有一动点A以O为圆心,r为半径做逆时针转动,当OA与x轴正向成θ角时O、A两点间的电势差为()A、UOA=E·rB、UOA=E·rsinθC、UOA=E·rcosθD、UOA=-E·rcosθ2、以以下图,一个带负电的油滴以初速度v0从P点斜向上射入水平方向的匀强电场,若油滴到达最高点的速度大小仍为v0,则油滴最高点的地址()A、在P点的左上方B、在P点的右上方C、在P点的正上方D、上述状况都可能3、长为L的绝缘细棒两端固定两金属小球,各带电量为+q和-q,细棒可绕水平轴O无摩擦转动,细棒搁置在两平行金属板中间,两板间距离为d,电压为U,要使细棒从图所示地址转过180°角,两小球战胜电场力做功为2Uql/d,若细棒可承受最大力为F,则细棒断裂所加在两板间最小电压4、以以下图A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个极点,已知A、B、C三点的电势分别为A=15V,B=3V,C=-3V,由此可得D点电势D为多大?§6电势差与电场强度的关系【基础练****一、选择题:1、D2、BD3、B4、CD5、C6、C二、填空题:7、1038、100-6×10-11J9、2U-1qU-1qU333三、计算题:10、⑴104V/m⑵600V⑶-200V11、b=-16Vc=-=-12V12、2×10-4【能力提高】1、C2、A3、Fdkqd4、D=(一)电场的性质电场力的性质(1)库仑定律的应用①真空中两点电荷间库仑力的大小由公式种电荷相吸判断。计算,方向由同种电荷相斥,异在介质中,公式为:。②两个带电体间的库仑力均匀分布的绝缘带电球体间的库仑力仍用公式<style='height:30pt'>计算,公式中r为两球心之间的距离。两导体球间库仑力可定性比较:用r表示两球球心间距离,则当两球带同种电荷时,;反之当两球带异种电荷时,。③两带电体间的库仑力是一对作用力与反作用力。(2)对电场强度的三个公式的理解①是电场强度的定义式,适用于任何电场,电场中某点的场强是确立值,其大小和方向与尝试电荷q没关。尝试电荷q充当“丈量工具”的作用。②是真空点电荷所形成的电场的决定式。E由场源电荷Q和场源电荷到某点的距离r决定。电场能的性质(1)电场力做功与电势能改变的关系电场力对电荷做正功,电势能减少,电场力对电荷做负功,电势能增添,且电势能的改变量等于电场力做功的多少,即,正电荷沿电场线挪动或负电荷逆电场线挪动,电场力均做正功,故电势能减少,而正电荷逆电场线挪动或负电荷沿电场线挪动,增大。电势能均2)等势面与电场线的关系①电场线总是与等势面垂直,且从高电势等势面指向低电势等势面。②电场线越密的地方,等差等势面也越密。③沿等势面挪动电荷,电场力不做功,沿电场线挪动电荷,电场力必定做功。④电场线和等势面都是人们虚假出来的描绘电场的工具。⑤实质中丈量等电势点较简单,所过去往经过描绘等势线来确立电场线。3)等势面(线)的特色①等势面上各点电势相等,在等势面上挪动电荷电场力不做功。②等势面必定跟电场线垂直,并且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。③规定:画等势面(线)时,相邻两等势面(或线)间的电势差相等,这样,在等势面(线)密处场强盛,等势面(线)疏处场强小。4)电势能是电荷与所在电场所共有的;电势、电势差是由电场自己要素决定的,与尝试电荷没关。5)电势能、电势拥有相对性,与零电势点采纳有关;电势能的改变、电势差拥有绝对性,与零电势点的采纳没关。,将线的两端系于共同的O。使金属环带电后,它们便斥开使线构成一个等边三角形,此时两环处于同一水平线上,假如不计环与线的摩擦,两环各带多少电荷量?分析:因小环完整相同,分开后带电荷量均分,小环可视为点电荷,不计线与环之间的摩擦,绳索各处的张力相同,取此中的一个环为研究对象,对其受力分析如图,由均衡条件得:①②联立得。答案:两环均带电评论:解决带电体在电场中的均衡问题的基本思路与力学中的均衡问题思路相同,即对研究对象进行受力分析,合成分解合适办理,均衡条件列方程求解。(二)带电粒子在电场中的运动运动学看法1)运动学看法:是指用匀变速运动的公式来解决实质问题,一般有两种状况:①带电粒子初速度方向与电场线共线,则粒子做匀变速直线运动。②带电粒子的初速度方向垂直电场线,则粒子做匀变速曲线运动(近似于平抛运动)。2)当粒子在电场中做匀变速曲线运动时,必定要采纳平抛运动的解决方法:①两个方向分别研究,即采纳分解的方法,分解位移还是分解速度要视详尽状况而定。②两个方向上的运动拥有等时性。功能看法第一对带电体受力分析,再分析运动形式,而后再依据详尽状况采纳公式计算。1)若采纳动能定理,则要分清有多少个力做功,是恒力做功还是变力做功,同时要明确初末状态及运动过程中动能的增量。2)若采纳能量守恒定律,则分清带电体在运动中共有多少种能量参加转变,哪些能量是增添的,哪些能量是减少的,表达式有两种。①初状态和末状态的能量相等,即②一种形式的能量增添必定引起另一种形式的能量减少,即。这类方法不但适用于匀变速运动,对非匀变速运动(非匀强电场中)也相同适用。,边长为L的正方形地域abcd内存在着匀强电场,电量为q、动能为(1)若粒子从c点走开电场,求电场强度的大小和粒子走开电场时的动能;(2)若粒子走开电场时动能为分析:(1)粒子在电场中做类平抛运动,在垂直于电场方向:在平行于电场方向;,所以,,则。(2)若粒子由bc边走开电场,则,,由动能定理得:,若粒子由cd边走开电场,由动能定理得:。(1),粒子由cd边走开电场时,。评论:本题涉及了带电粒子在电场中的类平抛运动,目的是观察考生能否依据实质状况,全面系统地分析问题,也观察了考生对物理规律的灵巧应用。(三)带电粒子在磁场中的运动粒子在有界磁场中运动的临界问题,当某种物理现象变化为另一种物理现象或物体从一种状态变化为另一种状态时,发生这类质的飞驰的转折状态平常称为临界状态,粒子进入有界限的磁场,因为界限条件的不一样,而出现涉及临界状态的临界问题,如带电粒子恰好不可以从某个界限射出磁场,可以依据界限条件确立粒子的轨迹、半径、在磁场中的运动时间等。带电粒子在磁场中运动的多解问题带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,因为各种要素的影响,使问题形成多解,多解形成的原由一般有以下几个方面:(1)带电粒子电性不确立形成多解受洛伦兹力作用的带电粒子,可能带正电荷,也可能带负电荷,在相同的初速度的条件下,正负粒子在磁场中运动轨迹不一样,以致双解。(2)磁场方向不确立形成多解有些题目只告诉了磁感觉强度的大小,而未详尽指出磁感觉强度方向,此时一定要考虑磁感觉强度方向,以致多解。(3)临界状态下唯一形成多解带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时,因为粒子运动轨迹是圆弧状,所以,它可能穿过去了,也可能转过(4)运动的来去性形成多解带电粒子在部分是电场,部分是磁场空间运动时,运动常常拥有来去性,因此形成多解。,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感觉强度的大小处,有一个点状的放射源S,它向各个方向发射粒子,粒子的速度都是,已知粒子的电荷与质量之比,现只考虑在图纸平面中运动的粒子,求ab上被粒子打中的地域的长度。分析:粒子带正电,故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动,用R表示轨道半径,有由此得代入数值得可见,。因朝不一样方向发射的粒子的圆轨迹都过S,由此可知,某一圆轨迹在图中N左侧与ab相切,则此切点就是粒子能打中的左边最远点,为定出点的地址,可作平行于ab的直线cd,cd到ab的距离为R,以S为圆心,R为半径,作弧交cd于O点,过O点作ab的垂线,它与ab的交点即为由几何关系得:②再考虑N的右边,任何粒子在运动中离S的距离不行能超出2R,以2R为半径、S为圆心作圆,交ab于N右边的点,此即右边能打到的最远点。

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