高二物理 电势差与电场强度的关系2.doc

电势差与电场强度的关系(2)典型例题解析【例1】如图1483是一个带负电的空心金属球壳，a点在球内，b点在球外表面，比较图中a、b、c、d四点，场强最大的是_点，场强最小的是_点，电势最高的是_点，一个负电荷在a、b、c、d四点中的_点具有的电势能最大解析：a点在带电金属球壳内部，由导体静电平衡条件知a点的场强为零，所以a点的场强最小由于b点在球壳外表面，该处电场线最密，场强最大球壳带负电，离球壳越近，电势越低，所以d点电势最高负电荷在低电势处电势最大，a、b两点电势相等且最低，因此负电荷在a、b两点电势能最大点拨：孤立均匀带电球产生的电场，球外空间的电场分布情况与球心处等量同种点电荷激发的电场一样【例2】如图1484所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷q为圆心的某一圆周交于b、c点，质量为m，带电量为q的有求：(1)小球由a到b过程中电场力做的功(2)a、c两点的电势差解析：(1)对于小球由ab的过程，重力对其做正功，由正点电荷的电场分布及方向可知，电场力对其做功，小球由静止下滑，则据动能定理即有：(2)由图可知，b、c在同一等势面上，所以a、c两点的电势差等于a、b两点的电势差则：点拨：在小球运动过程中，所受电场力是变力，求变力作功常用动能定理求解正确判断b、c在同一等势面上，是求uac的关键【例3】半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场如图1485所示，珠子所受电场力是其重力的3/4倍将珠子从环上最低位置a点由静止释放，则珠子所能获得的最大的动能ek_点拨：首先分析出珠子在环上能处于平衡的位置，此位置相当于球只受重力作用在竖直面内作圆周运动的最低位置，即是动能最大的位置，再由动能定理求得最大动能参考答案：ekmmgr【例4】如图1486所示，在场强为e的匀强电场中有相距为l的a、b两点，连线ab与电场线的夹角为，将一电量为q的正电荷从a点移到b点若沿直线ab移动该电荷，电场力做的功w1_；若沿路经acd移动该电荷，电场力做的功w2_；若沿曲线adb移动该电荷，电场力做的功w3_由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是_点拨：电场力做功的大小与路径无关，只与始末位置有关参考答案w1qelcos，w2qelcos，w3qelcos，电场力做功与路径无关 跟踪反馈 1把一个半径为r带有电量为q库仑的绝缘金属小球a移到一个半径为r不带电的有孔金属球壳的中心，如图1487所示，静电平衡后，2两个带同种电荷的小球a、b，其质量关系为mamb/2，电量关系qa2qb若将它们固定在光滑的绝缘平面上，使a、b相距r1，此时它们具有电势能，再将它们释放，经过较长时间，它们相距为r2，且r2r1，这段时间内电场力对a球做功为_3在某电场中的a、b两点间移动电量为q的电荷时，电荷的电势能变化跟电荷电量q的比值为5.0v如在a、b间移动电量为2q的电荷时，a、b两点间电势差为多少？如果没有在a、b间移动电荷，这时a、b间电势差为多少？4如图1488所示，在光滑绝缘平面上有a、b两个点电荷相距无穷远a的质量为m，且静止；b的质量为4m，且以速度v正对着a运动问：a、b所组成的系统具有最大电势能时