确定静电场中电势的几种方法

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  高中物理教学中关于静电场电势的确定一直是比较难讲的课题,因为这部分内容比较抽象,学生难以理解,而教材编写时又采取回避的态度,这对后面电势差教学制造了不少困难。为帮助学生更好地理解和应用相关知识,现我把自己教学中有关电势的一些计算方法,归纳出来与大家一起探讨。
  背景知识介绍:电势U是从能量的角度来描述电场的物理量,定义为电场中某点的电荷的电势能跟它的电量比值,
  
  方法四:利用匀强电场中等势面的特点去确定电势。
  根据等势面一定跟电场线垂直,在同一等势面上移动电荷电场力不做功;电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面的特点去分析。
  [例4].如图所示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为UA=15V,UB=3V,Uc=-3V.由此可得D点电势VD=______V.(1999年全国高考试题)
  解析:UAB=UA-UB=12V,UAC=UA-UC=18V。
  因在匀强电场中沿任意一条直线均匀降
  落,AC连线上距A点距离为的F点与AB连
  线中点E的电势相等,均为9V,将EF两点连
  接成等势线恰好通过D点,可用几何知识证明,
  所以UD=9V。
  方法五:利用电场力做功与电势能变化的关系结合动能定理来确定。
  [例5]图中,a、b和c表示点电荷的电场中的三个等势面,其中Ua为U、Ub为2U/3.一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后,仅受电场力作用而运动.已知它经过等势面b时的速率为v,当它经过等势面c时的速率为1.5v,求C点的电势为多少?
  
  以上方法希望起到抛砖引玉的作用,能够给予在电势计算中遇到困惑的同学们一些启发和帮助,提供有效的解题途径,从而在思维上少走弯路。同学们如果能够熟练地掌握其中的技巧,深刻领会其中的原理,必然会给有关电势内容的教学带来很多方便。
  
  注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
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