电势差与电场强度的关系
1)电势差:电势差等于电场中两点电势的差值B A AB U j j -=
2)电场力的功与电势差的关系
AB AB qU W =
电场力做功的特点:电场力做功与重力做功一样,只与始末位置有关,与路径
无关.
3)匀强电场中场强与电势差的关系
Ed U =
匀强电场中两点间的电势差等于场强与这两点间沿电场方向距离的乘积
d
U E Ed U =
Þ=
1.如图1—6—7所示,匀强电场场强E =100 V /m 、A ,B 点相距10cm 、A 、B 连线与电场线夹角为60o ,则U BA 之值为 ( )
A .-10 V
B .10 V
C .-5 V
D .-53 V
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1—6—11所示.若AB =0.4 m ,α=370,q =-3×10-7C ,F =1.5×10-4N ,A 点电势A =100 V(不计重力,sin 370=0.6,cos370=0.8)
(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,并标明它们的电势值. (2) 求q 在由A 到B 的过程中电势能的变化量是多少?
3.如图1—6—12所示,平行金属带电极板A 、B 间可看成匀强电场,场强E =1.2×102V /m ,极板间距离d =5 cm ,电场中C 和D 分别到A 、B 两板距离均为0.5 cm ,B 板接地,求:
(1)C 和D 两点的电势、两点间电势差各为多少?
(2)将点电荷q=2×10-2C 从C 匀速移到D 时外力做功多少?
图1—6—
7
图1—6—
12
图1—6—11
4.如图1—6—13所示,a 、b 、c 是匀强电场中的三个点,a 、b 、c 三点在同一平面上,三点电势分别是10V 、2V 和6V ,下列各图中电场强度的方向表示正确的是( ).
5.如图1—6—15所示,为一空腔球形导体(不带电),现将一个带正电的小金属球A 放入空腔中,当静电平衡时,图中a 、b 、c 三点的场强E 和电势φ的关系是 ( )
A .E a > E b > E c , φa > φb > φc
B .E a = E b > E c , φa = φb > φc
C .E a = E b = E c , φa = φb = φc
D .
E a > E c > E b , φa > φb > φc
6.如图1—6—17所示,匀强电场中有一组等势面,若A 、B 、C 、D 相邻两点间的距离是2cm ,则该电场的场强是 V /m ,到A 点距离为1.5cm 的P 点电势为 V .
7.一个匀强电场的场强为1.0×104
V /m ,在平行于电场的平面上画半径为10cm 的圆,圆周上取三点A 、B 、C (如图1—6—19).试问:
(1) A 、B 间的电势差为多大?
(2) B 点电势取作零时,C 点的电势为多大?
(3) 将一个电子从B 点沿圆弧移到C 点处时电场力做多少功? 这个功是正功还是负功?
8.要使一质量为m ,电荷量为+Q 的小球被沿水平直线加速,需要外加一匀强电场,如图1—6—20已知平行板间距为d ,与水平夹角为θ,要使此小球从A 板左端沿直线从静止沿水平方向被加速,恰从B 板的右端射出,求两金属板所加电压U 是多少?小球被加速后的速度是多大?
图1—6—13
图1—6—15
图1—6—17
图1—6—
19
图1—6—20
9.如图l —6—2l 所示,P 、Q 两金属板间的电势差为50 V ,板间存在匀强电场,方向水平向左,板间的距离d =10 cm ,其中Q 板接地,两板间的A 点距P 板4cm ,求:
(1)P 板以及A 点的电势.
(2)保持两板间的电势差不变,而将Q 板向左平移5 cm , 则A 点的电势将变为多少?(设大地电势为零)
10.如图所示,在真空中有一与x 轴平行的匀强电场,一电子由坐标原点O 处以速度v 0沿y 轴正方向射入电场,在运动中该电子通过位于xoy 平面内的A 点,A 点与原点O 相距L ,OA 与x 轴方向的夹角为θ,
已知电子电量q = -1.6×10-19C ,电子质量m = 9×10-31kg ,初速度v 0 = 1×107m/s ,O 与A 间距L = 10cm 、θ= 30º。
求匀强电场的场强大小和方向。
电容器与电容
1)电容器:任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器,贮藏电量和能量。
两个导体称为电
容器的两极。
2)电容
1、电容:C=Q/U ,式中Q 指每一个极板带电量的绝对值 单位:法拉(F )
常用单位有微法(μF ),皮法(pF )
2、平行板电容器的电容:错误! 不能通过编辑域代码创建对象。
3)电容器的动态分析 接入电路中:
未接入电路:
1、如图1所示,平行板电容器与电池相连,当二极板间距离减小后,则二板间的电压U 和电场强度E ,电容器电容C 及电量Q 与原来相比[ ]。
A .U 不变,E 不变,C 不变,Q 不变
B .U 不变,E 变小,
C 变小,Q 变小 C .U 不变,E 变大,C 变大,Q 变大
D .U 不变,
E 不变,C 变大,Q 变小
图1—6—
21
图1
2、一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P 点,如图5所示,以E 表示两极板间的场强,U 表示电容器的电压,W 表示正电荷在P 点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则
U 变小,E 不变. B .E 变大,W 变大 C .U 变小,W 变大 D .U 不变,W 不变。
3、如图6所示,四个图象描述了对给定的电容器充电时,电容器电量Q 、电压U 和电容C 三者的关系,正确的图象有( )
4、用两节相同的电池分别给两个电容器C 1和C 2充电,已知C 1<C 2,当达到稳定状态时,两电容器的电势差分别为U 1和U 2,则[ ]A .U 1>U 2. B .U 1=U 2 C .U 1<U 2. D .无法确定U 1与U 2的大小关系.
5、用两节相同的电池分别给两个原来不带电的电容器C 1和C 2充电,已知C 1<C 2,当达到稳定状态时,两电容器每板的带电量分别为Q 1和Q 2,则 [ ]
A .Q 1>Q 2
B .Q 1=Q 2.
C .Q 1<Q 2.
D .无法确定Q 1与Q 2的大小关系. 5、如图7所示,平行板电容器和稳压电源相连。
在用绝缘工具将电容器两板间的距离逐渐增大的过程中,关于电容器两极板间的电场和磁场,下列说法中正确的是
A.两极板间的电压和场强都将逐渐增大
B.两极板间的电压和场强都将逐渐减小
C.两极板间产生顺时针方向的磁场
D.两极板间产生逆时针方向的磁场 6、如图8所示,有一个由电池、电阻和电容器组成的电路,当把电容器的两块极板错开一定位置时,在错开的过程中( )
A .电容器C 的电容减小
B .电容器
C 的电量不变 电阻R 上有方向向左的电流
D .电阻R 上有方向向右的电流
7、如图9(甲)所示,两平行金属板间距为d ,在两极板间加上如图(乙)所示的电压,在第1s 内质量为m 、带电量为q 的电荷处于静止状态。
关于该电荷在第2s 内的运动(设电荷末与极板接触),下列说法中正确的是:
(A)做匀加速直线运动,加速度大小为g (B)做变加速直线运动,平均加速度大小为g/2 (C)做变加速直线运动,2s 末的加速度大小为g (D)2s 末的加速度大小为g/2
图
6
P
图
7
图8
图9
9、一平行板电容器充电后两板间电压为3V ,现使它的电量减少3×10-4C ,发现两板电压降为原来的1/3,则这个电容器的电容为______.
10、如图10所示,两平行金属板始终接在电源上。
当金属板水平放置时,其间有一个带电微粒恰好能在P 点静止平衡;现让两金属板均绕各自的水平中心轴线迅速地转动一个角度α(至虚线位置),试判断P 点的粒子是否还能平衡。
若能,写出判断过程;若不能,求出粒子的加速度大小和方向。
11、如图11所示,相距为d ,水平放置的平行金属板a 、b ,其电容为C ,a 板接地且中央有小孔,开始时两板均不带电,现将带电量为q ,质量为m 的液滴,一滴一滴地从小孔正上方h 高处无初速滴下,竖直落向b 板,到达b 板后电荷全部传给b 板,问:(1)第几滴液滴滴在a 、b 板之间作匀速直线运动?(2)能够到达b 板的液滴不会超过多少滴?
图
10
a
b
图11。