等分法求解電場強度即按比例分配。
等電勢點法——确定勻強電場
(1)勻強電場中的重要結論
①在勻強電場中,沿任意一條直線電勢降落都是均勻的。
②在勻強電場中,相互平行且相等的線段的兩端點間的電勢差相等。
③在勻強電場中,兩等勢力點的連線一定是等勢線,電場線與等勢線垂直。
(2)等分法計算勻強電場中的電勢
①由于勻強電場中沿任意一條直線電勢降落都是均勻的,那麼如果把某兩點間的距離等分為n段,則每段兩端點間的電勢差都等于原電勢差的1/n,像這樣采用等分間距求電勢問題的方法,叫等分法。
②等分法常用在畫電場線的問題中,一般會給出勻強電場中幾個點的電勢,那麼我們可以先用等分法找到兩個等電勢點,兩等電勢點的連線就是等勢線,再畫出垂直于等勢線的直線即為電場線,最後根據電勢的高低确定電場線的方向。
用等分法找等勢點的技巧
1.在勻強電場中,将電勢最高點和電勢最低連接後,根據需要等分成若幹段,必能找到第三點的等勢點.
2.在勻強電場中,兩等勢點的連線一定是等勢線,與等勢線垂直、由高電勢指向低電勢的方向一定是電場方向.
3.等分法的關鍵是找到電勢相等的點,進而畫出電場線.
4.用等分法确定電勢或場強方向隻适用于勻強電場.
例:如圖所示,
在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的勻強電場,其中坐标原點O處的電勢為0V,點A處的電勢為6V,點B處的電勢為3V,則電場強度的大小為()。
A.200V/m
B.200√3V/m
C.100V/m
D.100√3V/m
【其它方法】
Ex=Ux/x=6V/6cm=100v/m
Eʏ=Uʏ/y=√3V/3cm=100√3v/m
E=200v/m
例:如圖,
同一平面内的a、b、c、d四點處于勻強電場中,電場方向與此平面平行,M為a、c連線的中點,N為b、d連線的中點一電荷量為q(q>0)的粒子從a點移動到b點,其電勢能減小W₁;若該粒子從c點移動到d點,其電勢能減小W₂.下列說法正确的是()
A.此勻強電場的場強方向一定與a、b兩點連線平行
B.若該粒子從M點移動到N點,則電場力做功一定為W₁+W₂
C.若c、d之間的距離為L,則該電場的場強大小一定為W₂/qL
D.若W₁=W₂,則a、M兩點之間的電勢差一定等于b、N兩點之間的電勢差
例:空間存在着平行紙面的勻強電場,但電場的具體方向未知,現用儀器在紙面内沿互成60°角的OA、0B兩個方向探測該靜電場中各點電勢,得到各點電勢φ與到O點距離的函數關系如圖所示,
則下列關于該電場的電場強度E的說法中,正确的是()
A.E=400V/m,沿AO方向
B.E=200V/m,沿BO方向
C.E=200√3V/m,垂直OB向下
D.E=200√3V/m,垂直OA斜向右下方
例:如圖所示,
a、b、c是勻強電場中的三點,這三點構成等邊三角形,每邊長為L=√21cm,将一帶電荷量q=-2×10⁻⁶C的電荷從a點移到b點,電場力做功W₁=-1.2×10⁻⁵J;若将同一點電荷從a點移到c點,電場力做功W₂=6×10⁻⁶J。試求勻強電場的電場強度E的大小。
例:如圖所示,
真空中有一勻強電場(圖中未畫出),電場方向與圓周在同一平面内,△ABC是圓的内接直角三角形,∠BAC=63.5°,O為圓心,半徑R=5cm.位于A處的粒子源向平面内各個方向發射初動能均為8eV、電荷量+e的粒子,有些粒子會經過圓周上不同的點,其中到達B點的粒子動能為12eV,到C點的粒子電勢為-4eV(取O點電勢為零).忽略粒子的重力和粒子間的相互作用,sin53°=0.8.下列說法正确的是()
A.圓周上A、C兩點的電勢差為16V
B.圓周上B、C兩點的電勢差為-4V
C.勻強電場的場強大小為100V/m
D.當某個粒子經過圓周上某一位置時,可以具有6eV的電勢能,且同時具有6eV的動能
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