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场强与电势差的关系电容器和其电容
一 ﹑场强与电势差的关系 1.公式E= U/d 反映了电场强度与电势差之间的关系,由公式可知,电场强度的方向就是电场中电势降低最快的方向. 2.公式中d可理解为电场中两点所在等势面之间的距离,由此可得出一个结论:在匀强电场中,两长度相等且相互平行的线段的端点间的电势差相等.如图5所示,AB、CD平行且相等,则UAB=UCD 3.利用等分电势法画等势线及电场线的方法 例如:φA=6 V,φB=-2 V,φC=4 V,试画出图6中的等势线及电场线 方法:(1)求出电势差最大的两点间电势差 Umax=UAB=φA-φB=8 V (2)求出电势差最小的两点间的电势差 Umin=UAC=2 V (3)计算=4 (4)连接AB,并将AB四等分,在AB上找到C点的等势点D,即φD=φC (5)连接CD即为等势线;过CD作垂线为电场线. 【例2】 为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B,必须对该电荷施加一个恒力F,如图7所示,若AB=0.4 m,α=37°,q=-3×10-7 C,F=1.5×10-4 N,A点的电势φA=100 V.(不计负电荷受到的重力) (1)在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过A、B两点的等势线,并标明它们的电势. (2)求q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少? 空间有一匀强电场,在电场中建立如图8所示的直角坐标系O-xyz,M、N、P为电场中的三个点,M点的坐标(0,a,0),N点的坐标为(a,0,0),P点的坐标为(a,a/2,a/2).已知电场方向平行于直线MN,M点电势为0,N点电势为1 V,则P点的电势为( ) A. V B. V C. V D. V 平行板电容器的动态分析 运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路 (1)确定不变量,分析是电压不变还是所带电荷量不变.电容器的两极板与电源连接时,电容器两极板间的电压保持不变;电容器先充电后与电源断开,电容器的电荷量保持不变. (2)用决定式 分析平行板电容器电容的变化. (3)用定义式C= 分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化. (4)用E= 分析电容器极板间场强的变化. 【例3】 如图9所示,用电池对电容器充电,电路a、b之间接有一灵敏电流表,两极板间有一个电荷q处于静止状态.现将两极板的间距变大,则( ) A.电荷将向上加速运动 B.电荷将向下加速运动 C.电流表中将有从a到b的电流 D.电流表中将有从b到a的电流 平行板电容器的两极板A、B接于电池两极,一带正电小球悬挂在电容器内部.闭合开关S,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ,如图10所示,则( ) A.保持开关S闭合,带正电的A板向B板靠近,则θ增大 B.保持开关S闭合,带正电的A板向B板靠近,则θ不变 C.开关S断开,带正电的A板向B板靠近,则θ增大 D.开关S断开,带正电的A板向B板靠近,则θ不变 * * 宿豫实验高级中学 张小丽 mg Eq mg F *
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