結(jié)論一 勻強電場中,長度相等,相互平行的兩段線段的端點電勢差相等;任意一段線段中點的電勢等于兩端點電勢的平均值。
例1 已知某勻強電場中有一梯形,已知BC=2AD,A=10V,B=-2V,C=2V,則D=____。
分析 作BC的中點E,由結(jié)論有:
E=(B+C)/2
=0
A-B=D-E
∴D=A+E-B=12V。
結(jié)論二 三個電荷的平衡問題(沒有其它力作用):帶電性質(zhì)為兩邊同,中間異;電量兩邊大,中間小(Q2中 =Q左Q右)
例2 如圖所示,q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個點電荷,已知q1與q2之間的距離為L1,q2與q3之間的距離為L2,且每個電荷都處于平衡狀態(tài)
(1)如q2為正電荷,則q1為____電荷,q3為____電荷
(2)q1、q2、q3三者電量大小之比是___:___:___。
分析 由結(jié)論得:q1為負(fù)電荷q3為負(fù)電荷。由平衡條件得出電量之比為:l22:1:l21。
結(jié)論三 兩個電荷的電量之和為一定值,當(dāng)且僅當(dāng)它們的電荷量相等時,兩電荷間的庫侖力最大。
例3 有兩個點電荷,所帶電量的絕對值均為Q,從其中一個電荷上取下ΔQ電量,并加在另一個電荷上,那么它們之間的相互作用力與原來相比
A.一定變大
B.一定變小
C.保持不變
D.由于兩種電荷電性不確定,無法判斷
分析 如果原來兩個電荷為同種電荷,由結(jié)論得取一部分電荷到另一個點電荷上,總量不變,但相差多了,故相互作用力變?。蝗绻钱惙N電荷,取一部分電荷到另一個點電荷上,兩個電荷量都減小了,故相互作用力減小,所以B正確。
結(jié)論四 帶電粒子垂直進入勻強電場,它離開電場時,就好象是從初速度方向的位移中點沿直線射出來的。
例4 各種速率不同的一價正負(fù)離子,沿平行于帶電金屬板A、B的正中央水平射入,AB間的電壓為U,C是寬度為d的金屬板,其上下端點與A、B水平相齊,凡是到達C板的離子均被吸附,不能再到達熒光屏上,A、B板的長度、C板到電場及屏的距離均為L,如圖,不計重力。求:(1)屏上出現(xiàn)的亮點的范圍。(2)動能多大的粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后才能打到屏上?
分析與解 (1)由前面的結(jié)論,離開AB板電場都像是從O點沿直線離開,要打在屏上出現(xiàn)亮點,電子只能從AOC和與之對稱的區(qū)域,如圖,亮點的寬度為2DE。
由相似三角形可得:( 3L/2)/(5L/2)=(d/2)/O′D
∴O′D=5d/6
(L/2)/(5L/2)=(d/2)/O′E
∴O′E=5d/2
∴DE= O′E-O′D=5d/3
即亮點寬度為2DE=10d/3。
(2)由(1)的分析,仍利用相似三角形可得,要打在屏上,在A、B中的偏轉(zhuǎn)位移為:
16d≤y≤12 d
由y=12at2得:y=quL22mdv20
由上面兩式解得:eUL22d2≤12mv20≤3eUL22d2。
結(jié)論五 電容器上的電荷量變化等于通過跟它串聯(lián)的用電器。
例5 如圖所示電路,電源電動勢E=6v,內(nèi)阻r=1Ω,電阻R1=3Ω,R2=2Ω,電容器的電容C=0.5μF。開關(guān)S原是閉合的?,F(xiàn)將開關(guān)S斷開,則斷開開關(guān)S后,通過電阻R1的電量Q=____。
分析 由結(jié)論通過電阻R1的電量Q等于斷開開關(guān)S后,電容器上電荷量的變化量ΔQ。
斷開前U1=U2=61+2+3×2=2V
Q1=2×0.5×10-6C=1.0×10-6C
斷開后U′c=E=6V
Q2=6×0.5×10-6C=3×10-6C
∴ΔQ=Q2-Q1=2×10-6C。