《2018-2019學(xué)年高中物理 第2章 電場(chǎng)與示波器 2.3 研究電場(chǎng)的能的性質(zhì)(二)學(xué)案 滬科版選修3-1.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第2章 電場(chǎng)與示波器 2.3 研究電場(chǎng)的能的性質(zhì)(二)學(xué)案 滬科版選修3-1.doc(12頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
2.3 研究電場(chǎng)的能的性質(zhì)(二)
學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)
知 識(shí) 脈 絡(luò)
1.理解電勢(shì)的概念,進(jìn)一步鞏固比值定義法的應(yīng)用,知道電勢(shì)具有相對(duì)性.(重點(diǎn))
2.了解電勢(shì)與電勢(shì)差的區(qū)別與聯(lián)系.
3.理解電場(chǎng)的等勢(shì)面的意義、特點(diǎn),等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系.知道幾種典型的等勢(shì)面.(難點(diǎn)、重點(diǎn))
[自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知]
[知識(shí)梳理]
一、電勢(shì)
1.定義:把電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與其電荷量的比值,叫作這一點(diǎn)的電勢(shì).
2.電勢(shì)的表達(dá)式:φM=,單位:伏特(V).
3.標(biāo)量:只有大小,沒(méi)有方向,但有正、負(fù),表示比零電勢(shì)點(diǎn)高或比零電勢(shì)點(diǎn)低.
4.電勢(shì)的相對(duì)性:電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)的大小,跟零電勢(shì)位置的選擇有關(guān),通常取無(wú)限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零.
5.電勢(shì)差與電勢(shì)之間的關(guān)系:UAB=φA-φB.
二、電場(chǎng)的等勢(shì)面
1.定義
電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的線(面)叫等勢(shì)線(面).
2.等勢(shì)面的特點(diǎn)
(1)在同一等勢(shì)線(面)上的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力做功為零.
(2)等勢(shì)面跟電場(chǎng)線垂直.
(3)電場(chǎng)線總是從電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面.
(4)等勢(shì)面密集處電場(chǎng)線密集,說(shuō)明此處電場(chǎng)強(qiáng)度較大.
三、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系
1.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,沿場(chǎng)強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)間距離的乘積.公式形式:U=Ed.
2.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上的電勢(shì)差.公式形式:E=.
[基礎(chǔ)自測(cè)]
1.思考判斷(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“”.)
(1)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能越大,該點(diǎn)的電勢(shì)就越高.()
(2)電勢(shì)是相對(duì)的,常取無(wú)窮遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零.(√)
(3)電勢(shì)是標(biāo)量,沒(méi)有方向,但有大小及正、負(fù)之分.(√)
(4)同一等勢(shì)線上任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零.(√)
(5)等勢(shì)面上,不僅各點(diǎn)的電勢(shì)相同,且電勢(shì)能也相同.()
(6)電場(chǎng)線的方向一定從電勢(shì)低的等勢(shì)面指向電勢(shì)高的等勢(shì)面.()
(7)公式UAB=Ed僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的計(jì)算,在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中不適用.(√)
(8)沿電場(chǎng)線方向任意相同距離上的電勢(shì)差必相等.()
(9)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與兩點(diǎn)間距離的乘積.()
【提示】
(1) 電勢(shì)等于電勢(shì)能與電荷量的比值,負(fù)電荷電勢(shì)能越大的點(diǎn)電勢(shì)越低.
(5) 電勢(shì)能由電勢(shì)和試探電荷共同決定.
(6) 電場(chǎng)線的方向從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面.
(8) 只有勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿電場(chǎng)線方向相同距離上的電勢(shì)差相等.
(9) 勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向的兩點(diǎn)間距離的乘積.
2.(多選)下列說(shuō)法正確的是( )
【導(dǎo)學(xué)號(hào):69682065】
A.電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能是EpA=-20 J,在B點(diǎn)的電勢(shì)能是EpB=15 J,則EpA>EpB
B.電場(chǎng)中,A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)高,則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB>0
C.電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)是φA=-6 V,B點(diǎn)的電勢(shì)是φB=2 V,則φA>φB
D.EA=1102 N/C,EB=-2102 N/C,則EA
EpA,φA<φB,A、C均錯(cuò)誤;電場(chǎng)強(qiáng)度為矢量,其正負(fù)號(hào)表示方向,不表示大小,故有EB>EA,D正確;因UAB=φA-φB,若φA>φB,則UAB>0,B正確.]
3.關(guān)于等勢(shì)面、電場(chǎng)線和電場(chǎng)力做功的關(guān)系,下列說(shuō)法正確的是( )
A.在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷,不受電場(chǎng)力作用
B.電場(chǎng)線不一定與等勢(shì)面垂直
C.在同一個(gè)等勢(shì)面上的各點(diǎn),場(chǎng)強(qiáng)的大小必然是相等的
D.電場(chǎng)線總是從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面
D [在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí),電荷受電場(chǎng)力,但電場(chǎng)力總與運(yùn)動(dòng)方向垂直,故電場(chǎng)力不做功,A錯(cuò)誤;電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直,B錯(cuò)誤;同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等,場(chǎng)強(qiáng)不一定相等,C錯(cuò)誤;沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,故D正確.]
4.如圖231所示是一組勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面,每?jī)蓚€(gè)相鄰等勢(shì)面相距2 cm,由此可以確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和數(shù)值是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):69682066】
圖231
A.豎直向下,E=100 V/m B.水平向左,E=100 V/m
C.水平向左,E=200 V/m D.水平向右,E=200 V/m
B [根據(jù)E=,E= V/m=100 V/m,電場(chǎng)強(qiáng)度的方向從高電勢(shì)指向低電勢(shì),水平向左,故B正確.]
[合 作 探 究攻 重 難]
電勢(shì)的理解和電勢(shì)高低的判斷
1.電勢(shì)和電勢(shì)差的區(qū)別
電勢(shì)φ
電勢(shì)差U
定義
電勢(shì)能與電荷量的比值φ=
電場(chǎng)力做功與電荷量
的比值U=
決定因素
由電場(chǎng)和在電場(chǎng)中的位置決定
由電場(chǎng)和場(chǎng)內(nèi)兩點(diǎn)位置決定
相對(duì)性
有,與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)
無(wú),與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)
2.電勢(shì)高低的判斷方法
(1)電場(chǎng)線法:沿電場(chǎng)線方向,電勢(shì)越來(lái)越低.
(2)場(chǎng)源電荷判斷法:離場(chǎng)源正電荷越近的點(diǎn),電勢(shì)越高;離場(chǎng)源負(fù)電荷越近的點(diǎn),電勢(shì)越低.
(3)電勢(shì)能判斷法:對(duì)于正電荷,電勢(shì)能越大,所在位置的電勢(shì)越高;對(duì)于負(fù)電荷,電勢(shì)能越小,所在位置的電勢(shì)越高.
如圖232所示,P、Q是等量的正點(diǎn)電荷,O是它們連線的中點(diǎn),A、B是中垂線上的兩點(diǎn),OAEb,選項(xiàng)A正確;沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)不斷降落,a點(diǎn)電勢(shì)高于金屬球的電勢(shì),金屬球的電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì),所以φa>φb,選項(xiàng)B正確;負(fù)電荷在高電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)能小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;檢驗(yàn)電荷-q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)時(shí),電勢(shì)能增大,故電場(chǎng)力做負(fù)功,選項(xiàng)D正確.]
等勢(shì)面的理解和應(yīng)用
1.幾種常見(jiàn)的等勢(shì)面
圖235
2.等勢(shì)面的應(yīng)用
(1)由等勢(shì)面可以判斷電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)的高低及差別.
(2)由等勢(shì)面可以判斷電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做功的情況.
(3)由于等勢(shì)面和電場(chǎng)線垂直,已知等勢(shì)面的形狀分布,可以繪制電場(chǎng)線,從而確定電場(chǎng)的大體分布.
(4)由等差等勢(shì)面的疏密,可以定性地比較兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大?。?
空間中P、Q兩點(diǎn)處各固定一個(gè)點(diǎn)電荷,其中P點(diǎn)處為正電荷,P、Q兩點(diǎn)附近電場(chǎng)的等勢(shì)面分布如圖236所示,a、b、c、d為電場(chǎng)中的4個(gè)點(diǎn),則( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):69682068】
圖236
A.P、Q兩點(diǎn)處的電荷等量同種
B.a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
C.c點(diǎn)的電勢(shì)低于d點(diǎn)的電勢(shì)
D.負(fù)電荷從a到c,電勢(shì)能減小
思路點(diǎn)撥:①根據(jù)等勢(shì)面分布情況,可判斷出P、Q為等量異種電荷.
②由等勢(shì)面分布可以判斷電場(chǎng)強(qiáng)度大小、電勢(shì)高低及移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力做功的正、負(fù)等.
D [由電場(chǎng)的等勢(shì)面分布圖可判斷P、Q為等量異種點(diǎn)電荷,Q帶負(fù)電,A項(xiàng)錯(cuò)誤.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向不同,故B項(xiàng)錯(cuò)誤.由圍繞正電荷從近到遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸降低知φc>φd,故C項(xiàng)錯(cuò)誤.負(fù)電荷從a到c,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,故D正確.]
應(yīng)用等勢(shì)面應(yīng)注意的問(wèn)題
(1)不明確場(chǎng)源電荷的正、負(fù)無(wú)法區(qū)分電勢(shì)周?chē)葎?shì)面電勢(shì)的高低.
(2)不明確試探電荷的正、負(fù)無(wú)法確定電勢(shì)能的大?。?
(3)根據(jù)等勢(shì)面判斷電場(chǎng)強(qiáng)度,要特別注意電場(chǎng)強(qiáng)度的方向.
[針對(duì)訓(xùn)練]
3. (多選)如圖237所示,實(shí)線表示一簇關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)的等勢(shì)面,在軸上有A、B兩點(diǎn),則( )
圖237
A.A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)
B.A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向指向x軸負(fù)方向
C.A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)
D.A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)
AD [由于電場(chǎng)線與等勢(shì)面總是垂直,所以B點(diǎn)電場(chǎng)線比A點(diǎn)密,B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng),故A正確,C錯(cuò)誤.電場(chǎng)線由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面,故B錯(cuò)誤.由圖中數(shù)據(jù)可知D正確.]
4.如圖238所示,虛線是某一靜電場(chǎng)的一簇等勢(shì)線及其電勢(shì)值,一帶電粒子只在電場(chǎng)力的作用下飛經(jīng)該電場(chǎng)時(shí),恰能沿圖中的實(shí)線從A點(diǎn)飛到B點(diǎn),則下列判斷正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):69682069】
圖238
A.該粒子帶負(fù)電
B.A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)
C.粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能
D.粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能小于在B點(diǎn)的動(dòng)能
B [電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直,且從高電勢(shì)指向低電勢(shì),所以電場(chǎng)線的大體方向向左.由運(yùn)動(dòng)軌跡可知帶電粒子所受電場(chǎng)力方向大體向左,故粒子帶正電,A錯(cuò).根據(jù)等勢(shì)面的疏密可知EA>EB,B對(duì).運(yùn)動(dòng)中電場(chǎng)力做負(fù)功,粒子的電勢(shì)能增加,C錯(cuò).根據(jù)動(dòng)能定理,粒子在A點(diǎn)動(dòng)能較大,D錯(cuò).]
電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系
1.電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系
(1)大小關(guān)系:由E=可知,電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向每單位距離上降低的電勢(shì),電場(chǎng)強(qiáng)度是電勢(shì)差對(duì)空間位置的變化率,電勢(shì)隨空間位置變化的快慢,反映了電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?
(2)方向關(guān)系:電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是電勢(shì)降低最快的方向.
2.U=Ed的兩個(gè)推論
(1)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,沿任意一個(gè)方向,電勢(shì)下降都是均勻的,故在同一直線上相同間距的兩點(diǎn)間電勢(shì)差相等.如果把某兩點(diǎn)間的距離分為n段,則每段兩端點(diǎn)的電勢(shì)差等于原電勢(shì)差的.
(2)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,相互平行且相等的線段兩端點(diǎn)的電勢(shì)差相等.
3.非勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)的分析
(1)在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中,公式E=可用來(lái)定性分析問(wèn)題,由E=可以得出結(jié)論:在等差等勢(shì)面中等勢(shì)面越密的地方場(chǎng)強(qiáng)就越大,如圖239甲所示.
(2)如圖239乙所示,a、b、c為某條電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn),且距離ab=bc,由于不知電場(chǎng)的性質(zhì),所以電勢(shì)差Uab與Ubc的大小不能確定.
圖239
如圖2310所示,已知AC⊥BC,∠ABC=60,BC=20 cm,A、B、C三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,把一個(gè)電荷量q=10-5 C的正電荷從A移到B,電場(chǎng)力做功為零;從B移到C,電場(chǎng)力做功為-10-3 J,試計(jì)算:
圖2310
(1)A、C間的電勢(shì)差;
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小及方向.
思路點(diǎn)撥:①正電荷從A移到B,電場(chǎng)力做功為零,則A與B電勢(shì)差為零.
②根據(jù)UAC=計(jì)算電勢(shì)差,根據(jù)E=計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度,根據(jù)電場(chǎng)線和等勢(shì)面垂直確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向.
【解析】 (1)由題意知,A點(diǎn)與B點(diǎn)電勢(shì)相同,故電荷從A移到C,電場(chǎng)力做功為-10-3 J,A、C間的電勢(shì)差:
UAC==-102 V.
(2)C點(diǎn)到AB的距離d=BCsin 60= m
故電場(chǎng)強(qiáng)度E==-1 000 V/m
負(fù)號(hào)表示電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直于AB向下.
【答案】 (1)-102 V
(2)1 000 V/m 方向垂直于AB向下
電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)差的三種求法
(1)應(yīng)用定義式UAB=φA-φB來(lái)求解.
(2)應(yīng)用關(guān)系式UAB=來(lái)求解.
(3)應(yīng)用關(guān)系式UAB=Ed(勻強(qiáng)電場(chǎng))來(lái)求解.
[針對(duì)訓(xùn)練]
5.如圖2311所示,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中取一點(diǎn)O,過(guò)O點(diǎn)作射線OA=OB=OC=OD=10 cm,已知O、A、B、C和D各點(diǎn)電勢(shì)分別為0、7 V、8 V、7 V、5 V,則勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向最接近于( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):69682070】
圖2311
A.70 V/m,沿AO方向
B.70 V/m,沿CO方向
C.80 V/m,沿BO方向
D.80 V/m,沿CO方向
C [由O、A、B、C、D各點(diǎn)電勢(shì)值可知,O點(diǎn)電勢(shì)最低,A、C在同一等勢(shì)面上,所以電場(chǎng)線與AC連線垂直,最接近BO方向.大小接近E== V/m=80 V/m,故C正確.]
6.如圖2312所示為一組未知方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線,將帶電荷量為q=-1.010-6 C的點(diǎn)電荷由A點(diǎn)沿水平線移至B點(diǎn),靜電力做了-210-6 J的功,已知A、B間的距離為2 cm.
圖2312
(1)試求A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB.
(2)若A點(diǎn)的電勢(shì)為φA=1 V,試求B點(diǎn)的電勢(shì)φB.
(3)試求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E并判斷其方向.
【解析】 (1)由題意可知,靜電力做負(fù)功,有:
WAB=-210-6 J,根據(jù)UAB=,得:UAB=2 V.
(2)由UAB=φA-φB,可得φB=φA-UAB=1 V-2 V=-1 V.
(3)A、B兩點(diǎn)沿著電場(chǎng)方向的位移為d=210-2cos 60 m=110-2 m
E== V/m=200 V/m
沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,所以電場(chǎng)的方向沿電場(chǎng)線斜向下.
【答案】 (1)2 V (2)-1 V (3)200 V/m 沿電場(chǎng)線斜向下
[當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基]
1.下列說(shuō)法中正確的是( )
A.電場(chǎng)線密集處場(chǎng)強(qiáng)大,電勢(shì)高
B.沿電場(chǎng)線方向場(chǎng)強(qiáng)減小,電勢(shì)降低
C.在電勢(shì)高處電荷具有的電勢(shì)能也大
D.場(chǎng)強(qiáng)為零處,電勢(shì)不一定為零
D [電場(chǎng)線密集處場(chǎng)強(qiáng)大,電勢(shì)不一定高,A錯(cuò);沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,但場(chǎng)強(qiáng)不一定減小,B錯(cuò);正電荷在電勢(shì)高處具有較大電勢(shì)能,但對(duì)于負(fù)電荷正好相反,C錯(cuò);場(chǎng)強(qiáng)大小與電勢(shì)高低無(wú)必然關(guān)系,D對(duì).]
2.如圖2313所示,實(shí)線表示某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線,虛線表示該電場(chǎng)的等勢(shì)面.下列判斷正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):69682071】
圖2313
A.1、2兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等
B.1、3兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等
C.1、2兩點(diǎn)的電勢(shì)相等
D.2、3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等
D [根據(jù)電場(chǎng)線的疏密判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,電場(chǎng)線越密,電場(chǎng)強(qiáng)度越大,所以E1>E2,E1>E3,A、B均錯(cuò)誤;電勢(shì)是標(biāo)量,電場(chǎng)線由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面,且在同一等勢(shì)面上電勢(shì)相等,所以φ1>φ2,φ2=φ3,C錯(cuò)誤,D正確.]
3.如圖2314,a、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn),它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn).電場(chǎng)線與矩形所在平面平行.已知a點(diǎn)的電勢(shì)為20 V,b點(diǎn)的電勢(shì)為24 V,d點(diǎn)的電勢(shì)為4 V,如圖,由此可知c點(diǎn)的電勢(shì)為( )
圖2314
A.4 V B.8 V C.12 V D.24 V
B [Uad=φa-φd=20 V-4 V=16 V,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,相互平行的等長(zhǎng)線段兩端點(diǎn)電勢(shì)差相等,故Ubc=Uad,又因?yàn)閁bc=φb-φc,所以φc=φb-Uad=24 V-16 V=8 V,B正確.]
4.如圖2315所示,一圓環(huán)上均勻分布著正電荷,x軸垂直于環(huán)面且過(guò)圓心O.下列關(guān)于x軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的說(shuō)法中正確的是( )
【導(dǎo)學(xué)號(hào):69682072】
圖2315
A.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,電勢(shì)最低
B.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,電勢(shì)最高
C.從O點(diǎn)沿x軸正方向,電場(chǎng)強(qiáng)度減小,電勢(shì)升高
D.從O點(diǎn)沿x軸正方向,電場(chǎng)強(qiáng)度增大,電勢(shì)降低
B [圓環(huán)上均勻分布著正電荷,可以將圓環(huán)等效為由很多正點(diǎn)電荷的組成,同一條直徑的兩端點(diǎn)的點(diǎn)電荷的合場(chǎng)強(qiáng)類(lèi)似于兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷的合場(chǎng)強(qiáng),故圓環(huán)的中心的合場(chǎng)強(qiáng)一定為零.x軸上的合場(chǎng)強(qiáng),在圓環(huán)的右側(cè)的合場(chǎng)強(qiáng)沿x軸向右,左側(cè)的合場(chǎng)強(qiáng)沿x軸向左,電場(chǎng)強(qiáng)度都呈現(xiàn)先增大后減小的特征,由沿場(chǎng)強(qiáng)方向的電勢(shì)降低,可知O點(diǎn)的電勢(shì)最高.綜上知選項(xiàng)B正確.]
5.在圖2316所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,帶電荷量q=410-9 C的點(diǎn)電荷由極板上A點(diǎn)移至B點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做的功為810-3 J;由B點(diǎn)移至C點(diǎn),電場(chǎng)力做的功為110-2 J.問(wèn)A、B、C各點(diǎn)的電勢(shì)分別為多大?
【導(dǎo)學(xué)號(hào):69682073】
圖2316
【解析】 由題知,q=410-9 C,WAB=810-3 J,WBC=110-2 J,C點(diǎn)為接地的負(fù)極板上的一點(diǎn),故φC=0.
對(duì)于B、C兩點(diǎn),UBC== V=2.5106 V
由UBC=φB-φC得B點(diǎn)電勢(shì)
φB=UBC+φC=2.5106 V+0=2.5106 V
對(duì)于A、B兩點(diǎn),UAB== V=2.0106 V
由UAB=φA-φB得A點(diǎn)電勢(shì)
φA=UAB+φB=2.0106 V+2.5106 V=4.5106 V.
【答案】 φA=4.5106 V φB=2.5106 V φC=0
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