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1、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系(1) 典型例題解析
【例1】如圖14-66所示,A、B兩點(diǎn)相距10cm,E=100V/m,AB與電場線方向夾角θ=120°,求AB兩點(diǎn)間的電勢差.
解析:A、B兩點(diǎn)在場強(qiáng)方向上的距離
由于UA<UB,則根據(jù)U=Ed得:
UAB=-Ed=-100×5×10-2=-5(V)
點(diǎn)撥:在使用公式U=Ed時(shí),注意d是沿場強(qiáng)方向的距離,在求兩點(diǎn)電勢差時(shí),要判明兩點(diǎn)電勢的高低.
【例2】平行的帶電金屬板A、B間是勻強(qiáng)電場,如圖14-67所示,兩板間距離是5cm,兩板間的電壓是60V.試問:(1)兩板間的場強(qiáng)是多大?(2)電場中有P1和P2兩點(diǎn),P1點(diǎn)離A板
2、0.5cm,P2點(diǎn)離B板也是0.5cm,P1和P2兩點(diǎn)間的電勢差為多大?(3)若B板接地,P1和P2兩點(diǎn)的電勢各是多少伏?
解析:(1)兩板間是勻強(qiáng)電場,可應(yīng)用E=U/d和U=Ed求解.
(2)P1、P2兩點(diǎn)間沿場強(qiáng)方向的距離:d′=4cm
∴UP1P2=Ed′=1.2×103×4×10-2=48(V)
(3)B板接地,即選B板電勢為零,電場中某點(diǎn)的電勢就等于這點(diǎn)與B板的電勢差.
∴UP1=Ed1=1.2×103×4.5×10-2=54(V)
UP2=Ed2=1.2×103×0.5×10-2=6(V)
點(diǎn)撥:求某點(diǎn)的電勢,可通過求這點(diǎn)與零電勢點(diǎn)的電勢差來實(shí)現(xiàn).
【例3】
3、如圖14-68所示,A、B、C、D是勻強(qiáng)電場中一正
點(diǎn)撥:在勻強(qiáng)電場中,兩條長度相等的線段AD和BC,與場強(qiáng)方
參考答案:9V
【例4】如圖14-69所示,平行直線表示電場線,但未標(biāo)方向,帶電量為10-2C的微粒在電場中只受電場力作用,由A點(diǎn)移到B點(diǎn),動(dòng)能損失0.1J,若A點(diǎn)電勢為-10V,則
[ ]
A.B點(diǎn)的電勢為0V
B.電場線方向從右向左
C.微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是軌跡1
D.微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是軌跡2
點(diǎn)撥:由帶電微粒的動(dòng)能變化確定在A、B兩點(diǎn)的電勢能的大小關(guān)系,判斷出A、B兩點(diǎn)電勢的高低.根據(jù)沿電場線方向電勢是降低的,得出電場線的方向.由運(yùn)動(dòng)方
4、向和所受電場力的方向判斷微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡.
參考答案:ABC
跟蹤反饋
1.如圖14-70所示是勻強(qiáng)電場中的一族等勢面,若A、B、C、D相鄰兩點(diǎn)間距離都是2cm,則該電場的場強(qiáng)是________V/m,到A點(diǎn)距離為1.5cm的P點(diǎn)電勢為________V.
2.在相距為d的A、B兩板之間有a、b、c三點(diǎn),a點(diǎn)距A板d/3,b、c兩點(diǎn)距B板也是d/3,A板接地,A、B間電壓為U,如圖14-71所示,則b點(diǎn)的電勢為________,+q從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中,電場力做功為________,-q在a點(diǎn)具有的電勢能為________.
3.某電場電場線和等勢面如圖14-72所示,圖中實(shí)線表示電場線,
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4.兩個(gè)帶電小球,電量分別為+q、-q,固定在一根長度L絕緣桿兩端,置于場強(qiáng)E的勻強(qiáng)電場中,桿與場強(qiáng)方向平行.如圖14-73所示,若桿繞O軸轉(zhuǎn)過180°,電場力做功為 ________.
參考答案