高二物理電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系(文件)
【正文】 解析： 解法一：沿勻強(qiáng) 電場中的電場線，電勢應(yīng)均勻變化，如圖，連接 bd 兩點(diǎn)，并將連線五等分，則每一等分的兩端點(diǎn)間電勢差為 4 V ，則各點(diǎn)電勢如圖所示，連接 a 點(diǎn)與 bd 上 2 0 V的點(diǎn)，連線為一條等勢線，根據(jù)勻強(qiáng)電場的等勢線相互平行的規(guī)律，過 c 點(diǎn)作等勢線的平行線，線上所有點(diǎn)的電勢應(yīng)與 c 點(diǎn)電勢相等，用幾何關(guān)系證明得：該線過電勢為 8 V 的點(diǎn)，故 c點(diǎn)電勢為 8 V . 解法二：由公式 U ＝ E 角斜向上射入電場，要使小球做直線運(yùn)動．問： 圖 1 5 1 2 ( 1 ) 小球應(yīng)帶何種電荷？電荷量是多少？ ( 2 ) 在入射方向上小球最大位移是多少？ ( 電場足夠大？ ) 解析： ( 1 ) 作電場線如下圖 ( a ) 所示，由題意，只有小球受到向左的靜電力，且靜電力和重力的合力與初速度在一條直線 上時，小球才能做直線運(yùn)動．如圖 ( b ) 所示，所以小球帶正電，小球沿 v0方向做勻減速運(yùn)動．由圖 ( b ) 知 qE ＝ mg .相鄰等勢面間的電勢差用 U 表示，所以 E ＝Ud，所以 q ＝mgE＝m g dU. ( 2 ) 由圖 ( b) 知 F 合 ＝ ? qE ?2＋ ? mg ?2＝ 2 mg ( 因為 qE ＝ mg ) 由動能定理－ F 合 拓展 ＝ 4 10－ 8 60 12 10－ 2 0 . 5 J ＝1 . 4 4 10－ 7 J ( 3 ) 電荷從 a 移到 c 靜電力做功： W ＝ W1＋ W2，又 W ＝ qUac，所以 Uac＝W1＋ W2q＝1 . 2 10－ 7＋ 1 . 4 4 10－ 74 10－ 8 V ＝ 6 . 6 V 答 案： ( 1 ) 6 0 V/m ( 2 ) 1 . 4 4 10－ 7 J ( 3 ) 6 . 6 V 場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系 1 ． 場強(qiáng)與電勢差的區(qū)別與聯(lián)系 比較 內(nèi)容 物理量 電場強(qiáng)度 E 電勢差 U 定 義 放入電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力跟它的電荷量比值 電荷在電場中兩點(diǎn)間移動時，電場力所做的功跟電荷電荷量的比值 定義式 E ＝Fq U ＝Wq 引入意義 描述電場力的性質(zhì) 描述電場能的性質(zhì) 正負(fù)或 方向 是矢量，正電荷受力方向為 E 的方向 雖有正負(fù)，但是標(biāo)量，正負(fù)表示兩點(diǎn)電勢高低 聯(lián)系 ( 1 ) 對于勻強(qiáng)電場 E ＝ U / d ( 2 ) U 和 E 是描述電場性質(zhì)的物理量，大小取決于電場本身，與 F 、 q 、 W 無關(guān) 2 ． 勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系 ( 1 ) 方向關(guān)系 由圖 1 5 6 可知，由 A 點(diǎn)沿 AB 、 AC 、 AD 、 AF 路徑電勢均降落，且 U
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