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1、高三物理练习使用多用电表考后题型解析试验11练习运用多用电表学案 试验11练习运用多用电表一、试验目的1了解多用电表的构造和原理,驾驭多用电表的运用方法2会用多用电表测电压、电流及电阻3会用多用电表探究黑箱中的电学元件二、试验原理(一)电流表与电压表的改装1改装方案改装为电压表改装为大量程的电流表原理串联电阻分压并联电阻分流改装原理图分压电阻或分流电阻UIg(RgR)故RUIgRgIgRg(IIg)R故RIgRgIIg 改装后电表内阻RVRgRRgRARRgRRgRg 2.校正(1)电压表的校正电路如图1所示,电流表的校正电路如图2所示图1图2(2)校正的过程是:先将滑动变阻器的滑动触头移到最
2、左端,然后闭合开关,移动滑动触头,使改装后的电压表(电流表)示数从零渐渐增大到量程值,每移动一次登记改装的电压表(电流表)和标准电压表(标准电流表)示数,并计算满刻度时的百分误差,然后加以校正(二)欧姆表原理(多用电表测电阻原理)1构造:如图所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联外部:接被测电阻Rx.全电路电阻R总RgRrRx.2工作原理:闭合电路欧姆定律,IERgRrRx.3刻度的标定:红、黑表笔短接(被测电阻Rx0)时,调整调零电阻R,使IIg,电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零(1)当IIg时,Rx0,在满偏电流Ig处标为“0
3、”(图甲)(2)当I0时,Rx,在I0处标为“”(图乙)(3)当IIg2时,RxRgRr,此电阻值等于欧姆表的内阻值,Rx叫中值电阻(三)多用电表1外部构造(如图所示)(1)转动选择开关可以运用多用电表测量电流、电压、电阻等(2)表盘的上部为表头,用来表示电流、电压和电阻的多种量程2欧姆表原理(1)内部电路简化如图所示(2)依据闭合电路欧姆定律:当红、黑表笔短接时,IgERgRr;当被测电阻Rx接在红、黑表笔两端时,IERgRrRx;当I中12Ig时,中值电阻R中RgRr.(四)二极管的单向导电性1晶体二极管是由半导体材料制成的,它有两个极,即正极和负极,它的符号如图甲所示2晶体二极管具有单向
4、导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通,如图乙所示;当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止,如图丙所示3将多用电表的选择开关拨到欧姆挡,红、黑表笔接到二极管的两极上,当黑表笔接“正”极,红表笔接“负”极时,电阻示数较小,反之电阻示数很大,由此可推断出二极管的正、负极三、试验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个四、试验步骤1视察:视察多用电表的外形,相识选择开关的测量项目及量程2机械调零:检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零3将红、黑表
5、笔分别插入“”、“”插孔4测量小灯泡的电压和电流(1)按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压(2)按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流5测量定值电阻(1)依据被测电阻的估计阻值,选择合适的挡位,把两表笔短接,视察指针是否指在欧姆表的“0”刻度,若不指在欧姆表的“0”刻度,调整欧姆调零旋钮,使指针指在欧姆表的“0”刻度处;(2)将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数;(3)读出指针在刻度盘上所指的数值,用读数乘以所选挡位的倍率,即得测量结果;(4)测量完毕,将选择开关置于沟通电压最高挡或“OFF”挡五、留意事
6、项1多用电表运用留意事项(1)表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“”插孔,黑表笔插入“”插孔,留意电流的实际方向应为“红入”,“黑出”(2)区分“机械零点”与“欧姆零点”机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置,调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆调零旋钮(3)由于欧姆挡表盘难以估读,测量结果只需取两位有效数字,读数时留意乘以相应挡位的倍率(4)运用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆,特殊是在测电阻时,更应留意不要用手接触表笔的金属杆(5)测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表(6)测电阻时每换
7、一挡必需重新欧姆调零(7)运用完毕,选择开关要置于沟通电压最高挡或“OFF”挡长期不用,应把表内电池取出(20xx遵义模拟)(1)用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T.请依据下列步骤完成电阻测量:旋动部件_,使指针对准电流的“0”刻线将K旋转到电阻挡“100”的位置将插入“”、“”插孔的表笔短接,旋动部件_使指针对准电阻的_(填“0刻线”或“刻线”)将两表笔分别与待测电阻相接,发觉指针偏转角度过小,为了得到此较精确的待测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤并按_的依次进行操作,再完成读数测量A将K旋转到电阻挡“1k”的位置B将K旋转到电阻挡“10”的位置C将两表笔的金
8、属部分分别与被测电阻的两根引线相接D将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准(2)如图所示,为多用电表的表盘,测电阻时,若用的是“100”挡,这时指针所示被测电阻的阻值应为_;测直流电流时,用的是100mA的量程,指针所示电流值为_mA;测直流电压时,用的是50V量程,则指针所示的电压值为_V.解析:(1)电表运用前要调整调零旋钮,使指针指在0刻线位置,故调整S旋钮;欧姆表测量前要进行欧姆调零,故调整T旋钮使指针指向电阻0刻线;指针偏转度过小,说明电阻偏大,故需选择较大的倍率;每次换挡要重新调零然后测量电阻,故步骤为ADC;(2)欧姆表读数刻度盘读数倍率161001600;选用量程为100m
9、A的电流挡,读数选取中间刻度其次排,读数为:48mA,选用量程为50V的电压挡,读数选取中间刻度其次排,读数为:24.0V.答案:(1)ST0刻线ADC(2)16004824.01欧姆表刻度盘不同于电压、电流表刻度盘(1)左右0:电阻无限大与电流、电压零刻度重合,电阻零与电流、电压最大刻度重合(2)刻度不匀称:左密右疏(3)欧姆挡是倍率挡,即读出的示数应再乘以该挡的倍率电流、电压挡是量程范围挡在不知道待测电阻的估计值时,应先从小倍率起先,熟记“小倍率小角度偏,大倍率大角度偏”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大,且测量前指针指在左侧“”处)2读数技巧(1)欧姆表的读数为了减小读数误差,指针应指
10、在表盘13到23的部分,即中心刻度旁边指针示数的读数一般取两位有效数字电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积(2)测电压、电流时的读数,要留意其量程,依据量程确定精确度,精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位,精确度是2、0.02、5、0.5时,不用估读到下一位一、多用电表对电路故障的检测1断路故障的检测方法(1)用直流电压挡:a将电压表与电源并联,若电压表示数不为零,说明电源良好,若电压表示数为零,说明电源损坏b在电源完好时,再将电压表与外电路的各部分电路并联若电压表示数等于电源电动势,则说明该部分电路中有断点(2)用直流电流挡:将电流表串联在电路中,若电流表的示数为零,则说明与电流表串联
11、的部分电路断路(3)用欧姆挡检测将各元件与电源断开,然后接到红、黑表笔间,若有阻值(或有电流)说明元件完好,若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路2短路故障的检测方法(1)将电压表与电源并联,若电压表示数为零,说明电源被短路;若电压表示数不为零,则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路(2)用电流表检测,若串联在电路中的电流表示数不为零,故障应是短路二、误差分析1偶然误差(1)估读时易带来误差(2)表头指针偏转过大或过小都会使误差增大2系统误差(1)电池用旧后,电动势会减小,内阻会变大,致使电阻测量值偏大,要刚好更换电池(2)测电流、电压时,由于电表内阻的影响,测得的电流、电压值均小于真实值(
12、20xx课标全国卷)某学生试验小组利用图甲所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“1k”挡内部电路的总电阻运用的器材有:多用电表;电压表:量程5V,内阻十几千欧;滑动变阻器:最大阻值5k;导线若干回答下列问题:(1)将多用电表挡位调到电阻“1k”挡,再将红表笔和黑表笔_,调零点(2)将图甲中多用电表的红表笔和_(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图乙所示,这时电压表的示数如图丙所示多用电表和电压表的读数分别为_k和_V.丙(4)调整滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为12k和4.00V从测
13、量数据可知,电压表的内阻为_k.(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个志向电流表和一个电阻串联而成的电路,如图丁所示依据前面的试验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为_V,电阻“1k”挡内部电路的总电阻为_k.解析:(1)运用多用电表测电阻前,应首先将红、黑表笔短接进行欧姆调零;(2)多用电表电流为“红进黑出”,题图甲中外电路电流由2到1,所以红表笔应连1端(3)多用电表挡位为1k,指针指15,则R151k15.0k,由题图丙知电压表读数为3.60V.(4)当滑动变阻器连入电路的阻值为零时,多用电表所测电阻为外电路电阻,即电压表内阻,所以电压表内阻为12.0k.(5)
14、15.0k为多用电表电阻挡的中值电阻,中值电阻阻值即内电路阻值,所以电阻“1k”挡内部电路的总电阻为15.0k,设内电路电池电动势为E,则当电压表示数为4.00V时,E1512412,解得:E9.00V.答案:(1)短接(2)1(3)15.03.60(4)12.0(5)9.0015.0 2.8多用电表 中学物理课堂教学教案 2.8多用电表 年月日 课题 2.8多用电表 课型 新授课 教学目标 (一)学问与技能 理解并驾驭欧姆表和多用电表的制作原理。(二)过程与方法 动手操作,学会用多用电表测量小灯泡的电压、电流、及二极管的正、反向电阻。(三)情感、看法与价值观 培育学生探究、发觉,勇于创新的精
15、神。教学重点、难点 重点欧姆表和多用电表的制作原理。难点 理解欧姆表和多用电表的制作原理。 教学方法 探究、讲授、探讨、练习 教学手段 投影仪、多用电表(指针式、数字式)、小灯泡、电池、电键、导线(若干)、二极管教学活动(一)引入新课 老师:我们已经学习过把电流表改装成电压表和量程较大的电流表的原理,下面请同学们画出改装的原理图。 学生:在练习本上画出改装的原理图。学生代表到黑板上画。 师生互动:对学生画的改装原理图进行点评。老师:能否将电流表改装成测量电阻的欧姆表呢?下面我们就来探究这方面的问题。(二)进行新课 1、欧姆表 老师活动:(投影)教材例题1:老师引导学生分析、求解,对求解结果进行
16、总结、点评。 老师:通过以上计算同学们有何启发?如何将电流表转换成干脆测量电阻的仪表?谈谈你的设想。学生探讨,代表发言:将电流表的“10mA”刻度线标为“0”,“5mA”刻度线标为“150”,其它电流刻度按的规律转为电阻的标度,这样,电流表就改装成了干脆测电阻的仪器。老师(总结):(投影)教材图2.8-2(如图所示)。这就是一个最简洁的欧姆表的电路原理图。实际的欧姆表就是在这个原理的基础上制成的。 2、多用电表 老师:将电压表、电流表、欧姆表组合在一起就成了多用电表。(投影)教材图2.8-3和2.8-4(如图所示)。图2.8-3分别表示电流表、欧姆表、电压表的电路示意图。把它们组合在一起,在图
17、2.8-4的基础上画出最简洁得多用电表的电路,并说明转换测量功能。学生探讨,画电路图。老师:(投影)教材图2.8-5(如图所示)。 说出那些位置是电流挡、那些位置是电压挡、那些位置是欧姆挡?哪些位置的量程比较大?学生探讨、代表发言。师生互动、点评。老师:老师:(投影)教材图2.8-6和2.8-7(如图所示)。向学生介绍指针式多用电表和数字式多用电表的外形和各部分结构。试验练习运用多用电表 打算(1)视察多用电表的外形,相识选择开关的测量项目及量程;(2)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零,则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零;(3)将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插
18、孔;测电压(4)将选择开关置于直流电压2.5V挡,测1.5V干电池的电压;(5)将选择开关置于沟通电压250V挡,测220V的沟通电压;测电流(6)将选择开关置于直流电流10mA挡,测量1.5V干电池与200电阻串联回路的电流;测电阻(7)将选择开关置于欧姆表的“1”挡,短接红、黑表笔,转动调整欧姆零点的旋钮,使指针指向欧姆表刻度的零位置。(8)将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端,读出欧姆表指示的电阻数值,并与标准值比较,然后断开表笔。(9)将选择开关置于欧姆挡的“100”挡,重新调整欧姆零点,然后测定几百欧、几千欧的电阻,并将测定值与标准值进行比较。测二极管的正、反向电阻(10)首先
19、弄清两个问题:二极管的单向导电性。如图2.8-10:电流从正极流入电阻较小,从正极流出时电阻较大。 欧姆表中电流的方向。从黑表笔流出,经过待测电阻,从红表笔流入。 (11)测正向电阻:将选择开关置于欧姆表的“10”挡,短接红、黑表笔,转动调整欧姆零点的旋钮,使指针指向欧姆表刻度的零位置。黑表笔接二极管正极、红表笔接二极管负极,(如图2.8-11)读出欧姆表指示的电阻数值。乘以倍率,登记正向阻值。 (12)测反向电阻:将选择开关置于欧姆表的“1000”挡,短接红、黑表笔,转动调整欧姆零点的旋钮,使指针指向欧姆表刻度的零位置。黑表笔接二极管负极、红表笔接二极管正极(如图2.8-12),读出欧姆表指
20、示的电阻数值。乘以倍率,登记反向阻值。(13)试验完毕,将表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于“OFF”挡或沟通电压最高挡。【留意事项】(1)多用电表在运用前,肯定要视察指针是否指向电流的零刻度。若有偏差,应调整机械零点;(2)合理选择电流、电压挡的量程,使指针尽可能指在表盘中心旁边;(3)测电阻时,待测电阻要与别的元件断开,切不要用手接触表笔;(4)合理选择欧姆挡的量程,使指针尽可能指在表盘中心旁边;(5)换用欧姆档的量程时,肯定要重新调整欧姆零点;(6)要用欧姆档读数时,留意乘以选择开关所指的倍数;(7)试验完毕,将表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于“OFF”挡或沟通电压最高挡。长期不用,应
21、将多用电表中的电池取出。思索与探讨:(投影)教材图2.8-13。两位同学在多用电表用完后,把选择开关放在图示的位置,你认为谁的习惯比较好? (三)课堂总结、点评 老师活动:让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动:仔细总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。点评:总结课堂内容,培育学生概括总结实力。老师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的依次不同,从而构建他们自己的学问框架。(四)实例探究 欧姆表的运用 【例1】某人用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值,
22、当选择欧姆挡“1”挡测量时,指针指示位置如下图所示,则其电阻值是_。假如要用这只多用电表测量一个约200欧的电阻,为了使测量比较精确,选择开关应选的欧姆挡是_。变更挡位调整倍率后,要特殊留意重新_。 答案:12,“10挡”,调整欧姆零点【例2】调整欧姆零点后,用“10”挡测量一个电阻的阻值,发觉表针偏转角度微小,那么正确的推断和做法是A这个电阻值很小B这个电阻值很大C为了把电阻值测得更精确些,应换用“1”挡,重新调整欧姆零点后测量。D为了把电阻值测得更精确些,应换用“100”挡,重新调整欧姆零点后测量。答案:BD欧姆表的测量原理【例3】如图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图。其中,电流表的满偏电
23、流为300A,内阻rg=100,调零电阻最大值R=50k,串联的定值电阻R0=50,电池电动势E=1.5V。用它测量电阻Rx,能精确测量的阻值范围是 A3080kB.38kC.300800D.3080解析:用欧姆当测量电阻时,指针指在表盘中心旁边时测量结果比较精确。当电流最大时,由 ,其中为欧姆表的内阻。得 用它测量电阻Rx时,当指针指在表盘中心时 得 故能精确测量的阻值范围是5k旁边。选项B正确。用多用电表测电流 【例4】用多用电表测量如图所示的电路中通过灯泡的电流时,首先把选择开关拨到_挡,然后把多用电表联在电路中,则电流应从表笔流入,从表笔流出。答案:直流电流,串,红,黑 学生活动 作业
24、 完成P70“问题与练习”。 板书设计 教学后记 多用电表的原理与运用 其次节多用电表的原理与运用【学习目标】1、了解欧姆表的原理,学会运用欧姆表。2、了解多用电表的电压、电流、欧姆档是共用一个表头组合在一起的。3、学会用多用电表测电流,电压及电阻。【学习重点】欧姆表的原理和运用【学问要点】一、欧姆表1、欧姆表的原理欧姆表是据闭合电路欧姆定律制成的测量电阻的仪表,可干脆读出电阻值,比用伏安法测电阻便利。原理.如图所示:调零时,Ig=Er测量时,I=Er+Rx只要将对应Rx值的电流刻度I改为阻值Rx,即为欧姆表。由于I与R的非线性关系,表盘上电流刻度是匀称的,其对应的电阻刻度却是不匀称的且电阻零
25、刻度在电流满偏处。2、留意:_笔接欧姆表内部电源负极,而_笔接内部电源的正极。二、多用电表1、原理:多用电表由一只灵敏的直流电表(表头)与若干元件组成测量电路,每进行一种测量时只运用其中的一部分电路,其他部分不起作用。(1)直流电流档直流电流档的几个档位实际是由同一表头_改装而成的几个量程不同的电流表。(2)直流电压档:直流电压档的几个档位实际是由同一表头_改装而成的几个量程不同的电压表.(3)欧姆档(欧姆表) 2、多用电表的表面结构,多用电表可以用来测电流、电压和电阻,其表面结构如图所示。其表面分为上、下两部分,上半部分为表盘,共有三条刻度线,最上面的刻度线的左端标有“”,右端标有“0”,是
26、用于测_的.中间的刻度线是用于测_和_的,其刻度是分布_的,最下面一条刻度线左侧标有“V”是用于测沟通电压的,其刻度是_的。多用电表表面的下半部分为选择开关,四周标有测量功能的区域和量程。将多用电表的选择开关旋转到电流档,多用电表就测量_;当选择开关旋转到其他功能区域时,就可测量电压或电阻。多用电表表面还有一对正、负插孔。红表笔插_插孔,黑表笔插_插孔,插孔上面的旋钮叫_,用它可进行电阻调零,另外,在表盘和选择开关之间还有一个_,用它可以进行机械调零,即旋转该调零螺丝,可使指针(在不接入电路中时)指在_端“0”刻线。3、运用步骤及留意事项(1)运用前_:调整欧姆表调零螺丝,使指针指向_端O点;
27、_:将选择开关置于欧姆表某一档后,红、黑表笔短接,使指针指向_的零(即右端“0”)。(2)运用中使待测电阻和外电路_。不能用手接触表笔的金属部分。使指针指在_旁边。换档时_。(3)运用后:将选择开关置于_档或_档,并将表笔从插孔拔出,如长期不用应将电池取出。4、回答问题用多用电表测直流电流,直流电压、电阻时,红表笔和黑表笔分别是哪个电势高? 【典型例题】例1在运用多用电表的欧姆档测电阻时,应()A运用前检查指针是否停在欧姆档刻度线的“”处B每换一次档位,都要进行重新电阻调零C在测量电阻时,电流从黑表笔流出,经被测电阻到红表笔,再流入多用电表D测量时若发觉表针偏转的角度较小,应当更换倍率较小的档
28、来测量解析若运用前检查指针不停在欧姆档刻度线的“”处,则应机械调零,A选项正确;每换一次档位,都要进行重新电阻调零,B选项正确;在测量电阻时,电源是在表内,黑表笔接电源的正极,C选项正确;测量时若发觉表针偏转的角度较小,应当更换倍率较大的档来测量,D选项错误。例2如图所示是把量程为3mA的电流表改装成欧姆表的结构示意图,其中电池的电动势E=1.5V。改装后,原来电流表3mA刻度处的刻度值定为零位置,则2mA刻度处应标为_,1mA刻度处应标为_。解析r=EIg=1.5310-3=5002mA刻度处应标为R1=EI1r=1.5210-3=2501mA刻度处应标为R2=EI2r=1.5110-3=1
29、000【反思】收获疑问 【达标训练】1、下列说法中正确的是(A)A欧姆表的每一档的测量范围是0B用不同档的欧姆表测量同一电阻的阻值时,误差大小是一样的C用欧姆表测电阻,指针越接近刻度盘中心时,误越大D用欧姆表测电阻,选不同量程时,指针越靠近右边误差越小2、有一个多用电表,其欧姆档的四个量程分别为“1”“10”“100”“1k”,某学生把选择开关旋到“100”档测量一未知电阻时,发觉指针偏转角度很大,为了削减误差,他应当(D)A换用“1k”档,不必重新调整调零旋钮B换用“10”档,不必重新调整调零旋钮C换用“1k”档,必需重新调整调零旋钮D换用“10”档,必需重新调整调零旋钮3、如图所示的欧姆表
30、刻度盘中,未运用时指针指A,两表笔短接时指针指B。假如欧姆表的总内阻为24,C是AB的中点,D是AC的中点,则C、D两点的刻度分别为_、_。24,724 4、运用多用表的欧姆档测导体电阻时,假如两手同时分别接触两表笔的金属杆,则造成测量值(B)A比真实值大B比真实值小C与真实值相等D可能比真产值大,也可能小5、假如收音机不能正常工作,须要推断干电池是否已经报废,可取出一节干电池用多用表来测量它的电动势,下列步骤中正确的是(C)把多用表的选择开关置于沟通500V档置于OFF档把多用表的红表笔和干电池的负极接触,黑表笔与正极接触把多用表的红表笔和电池的正极接触,黑表笔与负极接触在表盘上读出电压值把
31、多用表的选择开关置于直流25V档把多用表的选择开关置于直流5V档ABCD6、在如图所示电路的三根导线中,有一根是断的,电源、电阻R1、R2及另外两根导线都是好的。为了查出断导线,某学生想先将多用表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔分别连接在电阻器R1的b端和R2的c端,并视察多用表指针的示数,在下列选档中,符合操作规程的是(A)A直流10V档B直流0.5A档C直流2.5V档D欧姆档7、如图为一多用电表的面板和指针所处位置,当此多用电表的选择旋钮分别置于(1)欧姆“100”档时,示数为_.(2)25mA档时,示数为_mA(3)5V档时,示数为_V.2200,12.7,2.75 高三物理电场能
32、的性质考后题型解析 高三物理电场能的性质考后题型解析 第2节电场能的性质考点一|电势能和电势电势差 1静电力做功(1)特点:静电力做功与路径无关,只与初、末位置有关(2)计算方法WqEd,只适用于匀强电扬,其中d为沿电场方向的距离WABqUAB,适用于任何电场2电势能(1)定义:电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功(2)电势能的相对性:电势能是相对的,通常把电荷离场源电荷无穷远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面的电势能规定为零3电场力做功与电势能(加试要求)电场力做功是电势能改变的量度,用公式表示为WABEpAEpB,即电场力做正功,电荷的电势能削减,电场力做负
33、功,电荷的电势能增加4电势(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值(2)定义式:.(3)矢标性:电势是标量,有正负之分,其正(负)表示该点电势比零电势高(低)(4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因选取零电势点的不同而不同(5)电势是描述电场能的性质的物理量,确定于电场本身,与摸索电荷无关5电势差(1)电势差:电场中两点间电势的差值叫做电势差,也叫电压(2)电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关(选填“有关”或“无关”)(3)公式:电场中A点的电势为A,B点的电势为B,则UABAB,UBABA,可见UABUBA.(4)电势差是标量,UAB是正值,A点的电势比B点的电势高;
34、UAB为负值,A点的电势比B点的电势低(5)电荷q从A点移到B点,静电力做功WAB与AB间电势差UAB的关系为WABqUAB. (20xx浙江4月学考)如图621所示,真空中有两个点电荷Q19.0108C和Q21.0108C,分别固定在x坐标轴上,其中Q1位于x0处,Q2位于x6cm处在x轴上() 图621A场强为0的点有两处B在x6cm区域,电势沿x轴正方向降低C质子从x1cm运动到x5cm处,电势能上升D在09cm的区域,场强沿x轴正方向D因为Q10,Q20,且Q1|Q2|,所以x0区域不会出现合场强为0的点;06cm区域有一位置合场强为零,由kk得x9cm,则6cm9cm区域合场强沿x轴
35、正方向,故A错,D对沿电场方向电势降低,B错质子带正电,在电势高处电势能大,C错1电势凹凸的推断(1)依据电场线方向:沿电场线方向电势渐渐降低(2)依据电场力做功:依据UAB,将WAB、q的正负号代入,由UAB的正负推断A、B的凹凸(3)依据场源电荷的正负:取无穷远处电势为零,正电荷四周电势为正值,负电荷四周电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低2电势能大小的推断(1)做功推断法:电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加(2)电荷电势法:正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大(3)公式法:由Epqp,将q、p的大小、正负号一起代入公式,Ep的正值越大,
36、电势能越大;Ep的负值越小,电势能越大(4)能量守恒法:在电场中,若只有电场力做功时,电荷的动能和电势能相互转化,动能增加,电势能减小;反之,动能减小,电势能增加 1关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是()A沿电场强度的方向电势降低B电场强度为零的地方,电势也为零C随着电场强度的大小渐渐减小,电势也渐渐降低D电场强度确定于电场本身,而电势是由电场和摸索电荷共同确定的A沿电场强度的方向,电势渐渐降低,选项A正确;场强为零的地方电势不肯定为零,例如等量同种正电荷连线的中点处的场强为零但是电势大于零,选项B错误;场强大小与电场线的疏密程度有关,而沿着电场线的方向电势渐渐降低,故随电场强度的大
37、小渐渐减小,电势不肯定降低,选项C错误;电场强度和电势都是描述电场性质的物理量,确定于电场本身,选项D错误2(20xx永昌市调研)关于电势差的说法中,正确的是()A两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时,静电力所做的功B1C电荷从电场中一点移动到另一点,假如静电力做了1J的功,这两点间的电势差就是1VC在两点间移动电荷时,静电力做功的多少跟这两点间的电势差无关D两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电荷量成反比B由公式UAB可知,两点间的电势差在数值上等于移动1C的电荷时静电力所做的功,故选项A错误,B正确;两点间的电势差由电场确定,即电势差与摸索电荷没有关系,由此知道选项D错误;由W
38、ABqUAB可知,静电力做功的多少与q、UAB均有关,选项C错误3(20xx东阳学考模拟)一个电荷只在静电力作用下从电场中的A点移动到B点时,静电力做了5106J的功,那么()A电荷在B点将具有5106J的电势能B电荷在B点将具有5106J的动能C电荷的电势能削减了5106JD电荷的电势能增加了5106JC电荷只在静电力作用下从电场中的A点移动到B点时,静电力做正功,电势能削减,静电力做了多少正功,电荷的电势能就削减多少因电荷在A点的动能和电势能不知道,所以不能确定电荷在B点的动能和电势能选项C正确4.(加试要求)不带电的空腔导体P置于电场中,其四周电场线分布如图622所示,a、c为电场中的两
39、点,b为导体空腔内的一点,则() 图622Aa、b、c三点的电场强度依次减小Ba、b、c三点的电势依次降低C负摸索电荷在a点的电势能比在b点的大D正摸索电荷从a点移到c点的过程中,克服电场力做功B电场中的空腔导体处于静电平衡,内部场强到处为零,导体是一个等势体,导体表面是一个等势面,在空腔导体的外部,电场线越密的地方场强越大,电场线上每点的切线方向表示该点场强的方向,沿着电场线的方向电势降低,由此可得EaEcEb,abc,A错,B对;电势越高,负电荷的电势能越小,正电荷的电势能越大,正电荷从a点移到c点电势能减小,电场力做正功,C、D均错考点二|等势面与带电粒子的运动轨迹问题 等势面(加试要求
40、)(1)定义:电场中电势相同的各点构成的面(2)四个特点在同一等势面上移动电荷时电场力不做功电场线肯定与等势面垂直,并且从电势高的等势面指向电势低的等势面等差等势面越密的地方电场强度越大,反之越小随意两个等势面都不相交1几种常见的典型电场的等势面比较电场等势面(实线)图样重要描述匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异种点电荷的电场连线的中垂线上的电势为零等量同种正点电荷的电场连线上,中心电势最低,而在中垂线上,中点电势最高2.此类问题的解题方法(1)运动粒子的曲线轨迹必定向电场力方向弯曲,即电场力方向指向曲线的内侧,且运动轨迹必定在v和F之间先画出入射点的轨迹
41、切线,即画出初速度的方向;再依据轨迹的弯曲方向,确定电场力方向(2)电场线和等势面垂直,电场线从高电势指向低电势(3)先依据电场线的方向以及疏密状况,确定场强及电性状况,定性推断电场力(或加速度)的大小和方向;再依据电场力方向与速度方向的关系来推断速度的改变状况以及运动性质(4)依据电场力方向与速度方向的关系来推断电场力做功状况及推断电势能的改变状况,另外可以通过能量的转化和守恒确定电势能及动能的改变状况 1.如图623所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面下列推断正确的是() 图623A1、2两点的场强相等B1、3两点的场强相等C1、2两点的电势相等D2、3两点的电势相等D本
42、题考查电场线与等势面的特点,依据电场线的疏密程度推断场强大小,电场线越密,场强越强,则E1E2,E1E3,所以选项A、B错误;同一等势面上的电势是相等的,选项C错误,D正确2.(20xx嵊州模拟)某带电粒子仅在静电力作用下由A点运动到B点,电场线、等势面(虚线)、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图624所示,可以判定() 图624A粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度B粒子在A点的动能小于它在B点的动能C粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能D电场中A点的电势低于B点的电势B由电场线的疏密可知场强EBEA,所以粒子的加速度aBaA.由定性画出的等势面并依据沿电场线方向电势降低,可知电势AB.由
43、粒子运动轨迹的弯曲方向可知静电力做正功,所以动能、电势能的改变状况为EkBEkA,EpBB,UAB100VBAB,UAB750VCAB,UBA500VDAB,UBA1000VC由于油滴静止,则油滴所受电场力与重力等大、反向,即电场方向向上,故AB.由E、FG得E5104V/m,又由于d10mm0.01m,所以UBAEd500V,故选项C正确考点三|电势差与电场强度的关系(只加试要求)静电现象的应用(只加试要求) 一、电势差与电场强度的关系1匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积,即UABEd.公式UEd只适用于匀强电场,其中d为A、B两点沿电场方向的距离2电场中A、
44、B两点的电势差UAB跟电荷移动的路径无关,由电场强度E及A、B两点沿电场方向的距离d确定3公式E说明电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势二、静电现象的应用1处于静电平衡状态下导体的特征(1)处于静电平衡状态的导体,内部场强到处为零(2)处于静电平衡状态的导体,其外部表面旁边任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,它的表面是个等势面地球是一个等势体2静电平衡时,导体上的电荷分布有以下两个特点(1)导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的表面(2)在导体外表面,越尖锐的位置电荷的密度(单位面积的电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有电荷3尖端放电所带电
45、荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子,由于被吸引而奔向尖端,与尖端上的电荷中和,这相当于导体从尖端失去电荷的现象4静电屏蔽金属壳或金属网的空腔内不受外界电场的影响,壳(网)内电场强度保持为0,外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响,金属壳(网)的这种作用叫做静电屏蔽1公式E的三点留意(1)只适用于匀强电场;(2)d为某两点沿电场强度方向上的距离,或两点所在等势面之间的距离;(3)电场强度的方向是电势降低最快的方向2.由E可推出的两个重要推论推论1:如图626甲所示,匀强电场中任一线段AB的中点C的电势,等于两端点电势的等差中项,即C. 图626推论2:如图627所示,若匀强电场中两线段ABCD且ABCD则ABCD. 图627 1.(加试要求)如图628所示,一导体AB在点电荷Q的电场中发生静电感应,下列说法正确的是() 图628A导体中M、N两点的电场强度不相等B感应电荷在M点产生的场强大于感应电荷在N点产生的场强C假如在AB间用一导线连接,则导线中将有电流产生DN点的电势大于M点的电势B处于静电平衡状态的导体内部各点的合场强为零,故A错误;感应电荷的场强与点电荷Q产生的电场强度大小相等,而点电荷Q在M点产生的场强大于在N点产生的场强,故感应电荷在M点产生的场强大于感应电荷在N点产生的场强,B正确;处于静电平衡状态的导体是一个等势体,故C、D错误2(加试要求)对公式E的
限制150内