静电场学案 联系客服

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向沿斜面向下,问该质点滑到斜边底端C点时的速度和加速度各为多大?

6、电势差与电场强度的关系

〖新课标要求〗

1.知道匀强电场中电势差与电场强度的关系。 2.能熟练的应用UAB=Ed进行计算。 〖新课预习〗

匀强电场中:U?E?d(其中d为电场中两点沿电场线方向的距离) 〖知识精讲〗

知识点匀强电场中电势差与电场强度的关系

[例1]如图所示为等距平行的电场线,A、B为同一条电场线上的两点,它们相距10厘米;C点为电场中的另一点,A、C两点相距30厘米,A、C两点连线与电场线所夹角为60 ° 。已知UAC=-150伏,则该电场的场强大小为________,方向________A、B两点间的电势差UAB为________

[思路分析]

公式U?E?d中d为电场中两点沿电场线方向的距离 [变式训练] 如图所示,直角三角形ABC处在匀强电场中,电场线方向与三角形所在平面平行.AC=4cm,

AB=5cm.把电量为2×109C的负电荷从A点移到B点和从A点移到C点,电场力做功都

是8×109J,由此可知,匀强电场的方向是_____,场强的大小是_____N/C.

〖基础达标〗

1.下列关于U=Ed说法正确的是 ( ) A.在电场中,E跟U成正比,跟d成反比

a b d c B.对于任何电场,U=Ed均成立

C.U=Ed仅适用于匀强电场,d是电场中任意两点间的距离 D.U=Ed仅适用于匀强电场,d是场强方向上两点间的距离 2.如图所示的匀强电场E=103N/C,矩形abcd的ab边与电场线平行,且ab=3cm,bc=2 cm,

将q=5×lO-8C的点电荷沿矩形abcd移动一周,电场力做功_____,a、b两点间电势差为_____,b、c两点间电势差为_______.

3.如图所示匀强电场中,有a、b、c三点,ab与场强方向平行,bc与场强方向成60°,ab=4 cm,bc=10 cm,将一个带电量为2×10-8C 的电荷从a移到b时,电场力做功4×10-6J,则将此电荷从b移到c,电场力做功_____J,a、c间电势差为_____.

c

B E a b A M

4.如图所示,在电场强度E=2×103V/m的匀强电场中有三点A、M、B,AM=4 cm,AB=5

cm,MB=3 cm,AM与电场线平行,把一电量q=2×10-7C的点电荷从B移到M,再从M移到A,电场力做功 ( ) A.1.6×10-5J B.1.2×10-5J C.-1.6×10-5J D.-4.0×10-5J P 5.如图所示匀强电场方向竖直向下,A、B是两等势面,已知A、B

A 电势差为u,距离为d,现在P点的一点电荷Q,将使该电场中一点场强变为O,该点距P点距离为_______. B

E 6.对于公式E=U/d的说法中,正确的是( )

A.它适用于任何电场

B.在匀强电场中,场强的数值等于沿电场线线方向每单位距离上降低的电势 C.仅仅适用于匀强电场

D.只要测出两点的电势差和两点的距离,即可算出电场强度

7.如图所示,将两个带等量异性电的点电荷,分别置于A、B两点,CD是AB连线的垂直平分线,O为其垂足,AB线上M、N两点分别与O点等距.CD线上S、T两点分别与O点等距.若定无限远处电势为零,下面说法正确的是 A.M、N两点比较,场强EM=EN,方向相同;电势

C φM=φN≠0

S B.S、T两点比较,场强ΕS=ET,方向相同,电势φS=φT=0

A B C.若M、N、S、T四点与O点均等距,则场强+q -q N M O EM=EN=ES=ET,且方向相同

D.电势差USM=UNT,且均为负值 T D 8.两极间电压为U的电源与两平行金属板相连,两板之间的

距离为d,在两极板间放着一个长为l的绝缘细棒,棒的两端固定着等量异种电荷,电荷量

都是q,绝缘棒可绕中心轴无摩擦地转动,如图所示,不考虑棒的质量,要使棒从原位置转过180°,则电场力作功是多少?

〖能力提升〗

9. 如图所示,两个小球带有同样电荷q,两球心在同一竖直线上,彼此相距为H,其中B球固定。当质量为m的A球以竖直向下的初速v0沿竖直方向落下时,能靠近B球的最小距离为h,则A球下落过程的初、末位置间的电势差为( )

2mv0?2mg(H?h)2mg(H?h)?mv0 (A) (B)

2q2q22mv?2mg(H?h) (D) 2mg(h?H)?mv0 0(C)

2q2q210.如图所示,匀强电场的场强E=1×103N/C,将q=-5×108C

的点电荷从A点沿半径为1.5cm的圆形轨道移到B点(A、B两点连线与场强方向平行,∠AOC=90°),则电场力做功W=

_____J.A、B两点的电势相比较,___点电势高.点电荷q在A、B两点所具有的电势能相比较,在____点的电势能大,A、C两点的电势差UAC=_______V.

11.如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,相邻两等势线间电势差相等,有一正电荷在电势线U3上时,具有动能20J,它在运动到等势线U1时,速度为零,设U2为等势面,则当电荷的电势能为4J时,其动能的大小为___________J。 U1 U2 U3 E

12. 如图所示,在水平方向的匀强电场中,用长为L的绝缘细线,拴住一质量为m,带电量为q的小球,线的上端固定。开始时连线带球拉成水平,突然松开后,小球由静止开始向下摆动,当细线转过600角时的速度恰好为零。问: (1)A、B两点的电势差UAB为多少? (2)电场强度为多少?

5、电势差

例1:[答案] WAB=6×10-5J 变式:[答案]-3V;增加了1。8×10-5J 例2:[答案]B 变式:[答案]mgh/2;mgh/2q

[基础达标]答案

1. B 2. BC 3. BCD 4. C 5.80V 6.-1×10-10J;电势能增加1×10-10J. 7.1.5v到 8.3V;增加了1.8×10-5J

〖能力提升〗答案

mv29.A 10.A 11.垂直于A、B线斜向下;1000 V/m 12.9 13. 0;

qs14. vC=v?3gL,aC=g-a

在D点:mgsin30°-FDsin30°=ma, 在C点:mgsin30°+FDcos30°=maC,

D和C在同一等势面上,FD=FC,得aC=2gsin30°-a=g-a. 质点从D到C的过程中运用动能定理可得: mgLsin60°=

21m(vC2-v2),从而得出结论. 26、电势差与电场强度的关系

例1: [答案]1000V/m,水平向左,-100V 变式: [答案]由C指向A;100V/m

〖基础达标〗答案 1. D 2.0;30V;0 3.5×10-6; 450V 4.C 5.

kQd 6.BC 7.BD 8.2qUl/d U〖能力提升〗答案

9.D 10. -1.5×10-6;A;B;15V 11.6 12.(1)

?3mgL (2) 2q3mg q

7、电容器的电容

〖新课标要求〗