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等势面 电场强度与电势的关系

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1:关于等势面 等势面
如图所示,在正的点电荷Q的电场中有ab两点,它们到点电荷Q的距离r1r2lab两点哪点电势高?(2)将一负电荷放在ab两点,哪点电势能较大?(3)若ab两点问的电势差为100V,将二价负离子由a点移到b点是电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功?做功多少? 2: 利用等势面判断电势

在两个等量同种点电荷的连线上,有与连线中点O等距的两点ab,则 Aab两点的场强矢量相同 Bab两点的电势相同
CaO两点间与bO两点间的电势差相同 D.同一电荷放在ab两点的电势能相同

3:等势面的应用
如图所示是某电场中的一簇等势面,甲等势面的乙等势面的电势为-10V,各相邻等势面间的电势差l)将q110C的电荷从A点移到B点,电场
2)将q1108C的电荷从A点移到C点,电场力做功为 3)在图中定性画出几条电场线.

【习题精练】
1.关于等势面正确的说法是(
A.电荷在等势面上移动时不受电场力作用,所以不做功 B.等势面上各点的场强大小相等 C.等势面一定跟电场线垂直 D.两等势面不能相交
2.一个点电荷,从静电场中的a点移至b点,其电势能的变化为零,则
Aab两点的场强一定相等 B.该电荷一定沿等势面移动
C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的 Dab两点的电势相等

8电势为90V相等
力做功

3如图中虚线表示某个电场中的等势线,与它们对应的电势值标明在图中,
直线是电势为0V的等势线上P点的切线,一个负电荷在P点时所受电场力方向为

4,如图8所示,实线为电场线,虚线为等势线,且相邻两等势间的电势差相等,一正电荷在等势线U3上时,具有动能20J,它运动到等势线U1时速度为零,令U20,那么该电荷的电势能为4J时,其动能为_______J


5, 关于等势面下列说法正确的是(
A 等势面与电场线处处垂直 B 一等势面上的各点场强大小必定相等 C 荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直,并指向电势升高的方向
D 电荷从电场中一点移到另一点,电场力没做功,电荷必在同一等势面上移动 6, 下述说法正确的是(
A.在同一等势面上移动电荷,电场力不作功 B.等势面上各点场强大小一定相等 C.电场中电势高处,电荷的电势能就大 D.电场强度大处,电荷的电势能就大
7,一个电荷从a点移动到b点做功为零,则有(
A, a ,b 两点电场一定相等
B ,该电荷一定是沿着等势面移动
C,作用于该电荷的电场力与其移动方向总是垂直的 Da ,b两点的电势一定相等
8,虚线a.b.c是某静电场中的三个等势面,它们的电势abc 一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹KLMN如实线所示
,可知(
A.KL的过程中,电场力做负功 B.LM的过程中,电场力做负功 C.KL的过程中,电势能增加 D.LM的过程中,动能增加



9,如图1所示,q1q2为两静止的等量异号电荷,MN是电荷连线的中垂线。一带电粒子在电场力作用下运动到MN上一点P时的速度为v0,方向指向两电荷连线的中点O。经很短的时间,粒子速度为v,则有
[ ] Avv0
Bv=v0 Cvv0 D.无法确定
电势差与电场强度的关系
1)电势与电势能比较: 1 2 3 电势φ
反映电场能的性质的物理量
电场中某一点的电势φ的大小,只跟电场本身有关,跟点电荷无关
电势能ε
荷在电场中某点时所具有的电势能 电势能的大小是由点电荷q和该点电势φ共同决定的
电势差却是指电场中两点间的电势之电势能差Δε是指点电荷在电场中两点间差,ΔU=φAφBφB=0时,φA=ΔU 的电势能之差Δε=εAεB=W,取εB=0时,εA=Δε
电势沿电场线逐渐降低,取定零电势点后,某点的电势高于零者,为正值.某点的电势低于零者,为负值
正点荷(十q:电势能的正负跟电势的正负相同 负电荷(一q:电势能的正负限电势的正负相反
4 5 6 单位:伏特
联系:ε=qφw=Δε=qΔU 单位:焦耳

2)电场强度与电势的对比 1 2 电场强度E 描述电场的力的性质
电场中某点的场强等于放在该点的正点电荷所Fq值·E=F/qE在数值上等于单位正电荷所受的电场力
电势φ
描述电场的能的性质
电场中某点的电势等于该点跟选定的标准位置(零电势点)间的电势差,φ=ε/qφ在数值上等于单位正电荷所具有的电势能
3 4 5 矢量
单位:N/C;V/m 标量
V1V=1J/C
联系:①在匀强电场中UAB=Ed (dAB间沿电场线方向的距离) ②电势沿着电场强度的方向降落




难点解析




1.公式UEdEU中,d是沿电场线方向上两点的距离.如图1371若一匀dUU dlcos强电场中任意两点AB的距离为lAB连线与电场线的夹角为θ,则d应是l在电场线方向上的投影,即dlcosθ;若AB间的电势差为U,则E
1371 2.公式UEdEU/d只适用于匀强电场的计算.但对一些非匀强电场的问题,也可由公式进行定性的判断.例如,如图1372所示,在点电荷Q的电场中ABC点,ABBC,要求比较UABUBC的大小.我们知道,AB段中各点的场强要比BC段中各点的场强大,因此AB段的平均场强要比BC段的平均场强大,由UE·d可知UABUBC同理,我们也可以分析出为什么在同一等势面分布图中,等势面越密处场强就越大.为同一等势图上相邻等势面的电势差是定值,等势面密对应d小,所以场强必然大.




指导练习
1,如图1373所示,在场强为E40×103 NC的匀强电场中有相距50 cmAB两点,两点连线与场强成30°角.求AB两点间的电势差.
1373




2,图1374中,ABC三点都在匀强电场中,已知ACBC,∠ABC60°,BC20 cm.把一个电量q105 C的正电荷从A移到B,电场力做功为零:从B移到C,电场力做功为-1.73×103 J,则该匀强电场的场强大小和方向是

A865 Vm,垂直AC向左 B865 Vm,垂直AC向右 C1000 Vm,垂直AB斜向上 D1000 Vm,垂直AB斜向下
3.对公式EUab的理解,下列说法正确的是
dA.此公式适用于计算任何电场中ab两点间的电势差 Ba点和b点距离越大,则这两点的电势差越大 C.公式中d是指a点和b点之间的距离
D.公式中的dab两个等势面间的垂直距离 4.试说出下列公式的适用范围. AWqU BUEd
F dQDEk2
rCE5,下列说法正确的是
A.匀强电场中各处场强相等、电势也相等 B.等势体内各点电势相等、场强为零 C.沿电场线方向电场强度一定越来越小 D.电势降低的方向就是电场线的方向
6如图1375所示,在电场中任意取一条电场线,电场线上的ab两点相距为d
Aa点的场强一定大于b点的场强
Ba点的电势一定高于b点的电势
Cab两点间的电势差一定等于Ed(Ea点场强 Dab两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中电场力所做的功



7,如图1376所示的电场中,ABBC,则UAB______UBC(填“>”“=”或<





8,如图1377所示,是匀强电场中的一组等势面.若ABCD相邻两点间的距离都是2 cm,则电场的场强为________Vm.到A点距离为15 cmP点电势为______V
9,如图1378所示,两平行金属板相距10 cm,两板间加电压40 V,两板间有ABC三点,A距上板2 cmB距下板2 cm若把一个电量为3×104 C的负电荷沿路径ACBA点移到B点,电场力做功多少?若把它从A点沿AB移到B点,电场力做功是多少?把它从A点沿ACBA路径又移回到A点,电场力做功是多少?

10,如图1379所示,边长为L的等边三角形三个顶点abc处在匀强电场中,且电场线与abc共平面,一个电子只在电场力作用下由a运动到b动能减小了ΔE,而一个质子只在电场力作用下由a运动到c动能增加了ΔE,则电场强度的大小为________
1113710ABC为平行纸面的匀强电场中的三个点.已知B点电势为零.55将一电量q10 C的正点电荷由A点移到C点电场力做功W18×10 J;将该电荷由C移到B电场力做功W2=-2×105 J.试求:(1各点电势;
(2画出电场中电场线及等势面分布情况.





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