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剖析匀强电场中电势差与电场强度的关系

 Zsy20151225 2022-12-23 发布于广东
 对于电场的初学者而言,电场考题将会是一个难题。电场并不是能够让我们真真切切地摸得着的一样物质,然而,它却是真实存在着。关于在匀强电场中已知某些点的电势求电场强度的考题,更是学生们难上加难的考点。
现在,笔者就着这一考点在学科网上找出一个比较简单的题目,带领着大家一起来学习。
那么,先让我们看看一下这道题。

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经过审题后,相信大家心里对这道题目已经有一定的认识。事不宜迟,现在我来手把手地带着大家把这道题目完成吧。
必备的知识点:
①在匀强电场中,直线上距离相等的线段两端的电势差值相等。
在平行四边形ABCD中,可知AD=BC且AD∥BC。如图所示。

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假设电场强度沿着AD方向向右,则  、  ,所以  ,同理可求: 
② 求电场强度的两种方法:
法一:根据正交分解法求电场强度
法二:等分线段找等势点法(将电势最高点和电势最低点连接后根据需要平分若干段,必能找到第三点电势的等势点,它们的连线即等势面,与其垂直的线即为电场线)
解题开始:
首先,根据题目所给的电势慢慢在图上一一标出来。

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根据必备知识①可知  ,所以推出  ,求出  。同理可以求出  、  。所以A选项正确。
其次,根据必备知识②方法一对电场强度的大小及方向进行求解。
在b点处画出一个x-y轴,如图所示。

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我们可以发现沿着x轴方向有一个  和沿着y轴方向有一个  。
根据  ,可以分别求出  和  的大小。
  ,
同理求得  ,
再根据  ,求得  ,方向与x轴成45°向下。所以D正确。
最后,我们利用求电场强度的方法二进行验证方法一求解的答案是否正确。注意:  中的d为两等势面间的距离。

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由图可知ec的连线为等势面。因为此电场为匀强电场,所以等势面是互相平行。

①②间的距离  ,

所以  ,方向沿着bf方向。得证方法一可用。

谢谢大家的详读。笔者第二次写稿,已经渐入佳境。

不喜勿喷。

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