第一篇：汽車(chē)的減重計(jì)劃以及剛度與強(qiáng)度的關(guān)系

汽車(chē)的減重計(jì)劃以及剛度與強(qiáng)度的關(guān)系

1.汽車(chē)的長(zhǎng)期減重計(jì)劃

談到車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，汽車(chē)工程師們最高指導(dǎo)原則便是在不降低剛度和強(qiáng)度的情況下減重。特別是最近幾年燃油不斷漲價(jià)，再加上汽車(chē)相關(guān)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，汽車(chē)工程師一直在尋找方法將汽車(chē)減重，以求得更佳的燃油經(jīng)濟(jì)性，并且減少?gòu)U氣排放。

過(guò)去的幾十年汽車(chē)的重量確實(shí)得到了卓有成效的減輕，也越來(lái)越省油。然而汽車(chē)減重的努力路途依然遙遠(yuǎn)，一方面政府對(duì)于省油性和廢氣排放的標(biāo)準(zhǔn)只會(huì)越來(lái)越嚴(yán)，不可能放松，另一方面車(chē)廠之間彼此在汽車(chē)省油性上的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈，汽車(chē)工程師仍然必須繼續(xù)尋找減輕車(chē)重的新方法。

汽車(chē)工程師們?yōu)檐?chē)身結(jié)構(gòu)減重主要有兩種策略，一是從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)著手，希望尋找更有效率的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念。另一方面則是從材料著手，尋求更高質(zhì)量、更穩(wěn)定的鋼鐵材料和更經(jīng)濟(jì)的制造方法，或者是更輕的替代材料。

2.車(chē)身結(jié)構(gòu)輕量化

汽車(chē)減重像是一個(gè)連鎖反應(yīng)，起源便是車(chē)身結(jié)構(gòu)的輕量化，如果車(chē)身結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)得更輕，則懸架承載的重量減少，相應(yīng)得底盤(pán)也可以減得更輕，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)要拉動(dòng)的重量減少，又可以搭配排氣量較小、較輕的引擎。

舊式的轎車(chē)及現(xiàn)在的卡車(chē)和部分客車(chē)是采用所謂“非承載式(full frame)”車(chē)身，即車(chē)身下方有一個(gè)以車(chē)架為承載負(fù)荷的主體，車(chē)身鈑金件只是附加在車(chē)架上的鐵皮而已，在結(jié)構(gòu)上承載負(fù)荷的功能較小。近年來(lái)車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思考已經(jīng)轉(zhuǎn)變成所謂“單體化(unibody)”架構(gòu)，即“全承載式車(chē)身”，概念上是說(shuō)車(chē)身結(jié)構(gòu)由成型的鋼梁和沖壓的鈑金件焊接結(jié)合為一個(gè)整體剛性的車(chē)殼，基本是所有鈑金件都參與承載車(chē)身結(jié)構(gòu)負(fù)荷。汽車(chē)業(yè)把這個(gè)剛性的車(chē)殼叫做“白車(chē)身(body in white)”，行話就簡(jiǎn)單叫做“BIW”。BIW通常占了車(chē)身重量的30%，是前面提到的汽車(chē)減重連鎖反應(yīng)的源頭，在這個(gè)部分減重對(duì)于最終車(chē)身重量的減輕可以達(dá)到加倍的效果。

另外結(jié)構(gòu)先進(jìn)的話，也可以減輕重量，例如大家知道自然界為什么很多植物的秸稈都是圓的嗎？那是自然選擇的結(jié)果。原因是同樣的材料，圓形的剛度更好，更不宜折斷。3.在車(chē)身中使用更輕的材料

汽車(chē)工程師們也都知道車(chē)身結(jié)構(gòu)減重的重要，長(zhǎng)期投入結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究的結(jié)果是現(xiàn)代汽車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都已經(jīng)非常成熟，要從中間再擠出改進(jìn)的空間也越來(lái)越難。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上減重的策略逐漸達(dá)到極限時(shí)，汽車(chē)工程師開(kāi)始轉(zhuǎn)向第二個(gè)策略，注意如何在鋼制的車(chē)身中使用密度較小的材料，例如塑料或鋁合金等。

汽車(chē)材料的改變首先從內(nèi)飾開(kāi)始，例如現(xiàn)在幾乎所有汽車(chē)儀表板都使用塑料材料，裝飾護(hù)板也大都是輕量化的塑料。此外發(fā)動(dòng)機(jī)缸體也逐漸從沉重的鑄鐵改采鋁合金制造，特別是講究輕量化的高性能車(chē)種。鋼鐵材料使用的減少另一個(gè)原因是高強(qiáng)度的鋼板被廣泛使用，高強(qiáng)度的鋼板其強(qiáng)度大約是一般低碳鋼兩倍，目前車(chē)身上大約20%的鋼鐵材料是這種高強(qiáng)度鋼，使用比例還在繼續(xù)穩(wěn)定增加。采用高強(qiáng)度材料因?yàn)槠鋸?qiáng)度較高，較少的材料也可以達(dá)成原先相同的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，對(duì)于減輕整體重量自然也有幫助。

不過(guò)盡管汽車(chē)工程師們嘗試尋找替代材料，鋼板仍是現(xiàn)代汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)的材料最佳選擇，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)大概也一直會(huì)是如此。理由很簡(jiǎn)單，鋼板仍是汽車(chē)制造最符合成本的材料，如果論重量計(jì)算的話，一般鋼板材料的成本大約是鋁合金的20%多一點(diǎn)，要用到復(fù)合材料的話成本更要貴上十幾倍，而即使是使用高強(qiáng)度鋼料，材料成本也只增加10%~15%。除了原材料成本低之外，汽車(chē)業(yè)界對(duì)于使用鋼板為生產(chǎn)材料，早已累積了非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，鋼板材料很容易成形，其強(qiáng)度、耐久性、耐沖擊性都經(jīng)過(guò)時(shí)間的證實(shí)。加上汽車(chē)廠在現(xiàn)有鋼板成形、組裝、回收設(shè)備上早已作了大量投資，除非突然有嚴(yán)厲的新法規(guī)出現(xiàn)，或者材料科技又重大的創(chuàng)新，不然很難看出鋼鐵制的車(chē)子近期內(nèi)會(huì)有什么大改變。

4.高強(qiáng)度的鋼鐵材料

OK，汽車(chē)終究還是要用鋼來(lái)制造。鋼制的車(chē)子想要減重，唯一可做的是就是，用比較少的鋼。前面提到實(shí)務(wù)上的作法之一，就是改采高強(qiáng)度的鋼鐵材料。

這里必須先解釋一下，所謂材料的“強(qiáng)度”，概念上是說(shuō)，材料承受多大的力時(shí)會(huì)發(fā)生破壞。鋼鐵材料有非常多，同樣是鐵，含碳的成分、合金的成分、或者制造、熱處理的方式不一樣，承載負(fù)荷的強(qiáng)度便會(huì)差異非常大。例如高強(qiáng)度低合金鋼High-strength low-alloy(HSLA)steel摻入了稀有金屬鈦和鈮，強(qiáng)度可以達(dá)到中強(qiáng)度低合金鋼的兩倍。

不過(guò)不管是什么鋼，金屬的本質(zhì)還都是鐵，強(qiáng)度可以差好幾倍，密度卻是完全一樣的，意思是說(shuō)，同樣的體積不管是什么鋼，重量完全一樣。因此前面提到采用高強(qiáng)度的鋼料，更細(xì)、更薄的結(jié)構(gòu)也能達(dá)成同樣的強(qiáng)度，材料就可以用的更少一些，重量就可以減少一些。

高強(qiáng)度低合金鋼已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)幾十年了，但是用在汽車(chē)上只是最近十幾年的事，在現(xiàn)代汽車(chē)中60%的鋼鐵材料都是高強(qiáng)度或中強(qiáng)度鋼。HSLA鋼板成形的可塑性較差是重要的缺點(diǎn)，也是目前材料工程師研究的重點(diǎn)。HSLA還不是強(qiáng)度最高的，再往上去還有強(qiáng)度更高的鋼鐵材料，但是這些材料不是成本過(guò)高，就是可塑性過(guò)差，或者有焊接、鍍鋅困難等問(wèn)題，因此在汽車(chē)工業(yè)上采用不多。

5.強(qiáng)度設(shè)計(jì)或是剛性設(shè)計(jì)？

您會(huì)問(wèn)，既然這些高強(qiáng)度的鋼料可以進(jìn)一步減輕車(chē)身重量，材料成本也增加不多，如果制造上的問(wèn)題可以克服，那么何不整部車(chē)都采用高強(qiáng)度的材料呢？

這個(gè)問(wèn)題其實(shí)很深刻，不是機(jī)械行業(yè)的很難有清楚的概念。

這里首先要理清一個(gè)觀念，強(qiáng)度其實(shí)不是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的唯一考慮，甚至不是主要考慮，在汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，最主要的考慮因素是“剛性”。

結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性字面上感覺(jué)起來(lái)似乎沒(méi)什么不同，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè)上可是完全兩碼子事兒。前面提到結(jié)構(gòu)“強(qiáng)度”的概念是結(jié)構(gòu)受到多大外力時(shí)會(huì)產(chǎn)生破壞，在汽車(chē)結(jié)構(gòu)上只有大約20%的結(jié)構(gòu)件以強(qiáng)度為最重要考慮，主要是車(chē)身結(jié)構(gòu)上處理沖擊負(fù)荷的部分，例如車(chē)前沖擊縱梁、車(chē)身B柱等，通常我們希望在這些主要承受沖擊的零件采用高強(qiáng)度鋼。

剛性英文是“stiffness”，而在描述汽車(chē)結(jié)構(gòu)時(shí)常用的英文字則是“rigidity”，剛性主要的概念是結(jié)構(gòu)受到外力時(shí)產(chǎn)生變形量的大小，簡(jiǎn)單的說(shuō)，受到同樣外力變形量很大，表示結(jié)構(gòu)剛性差，變形量小則表示結(jié)構(gòu)剛性好。

早先車(chē)身設(shè)計(jì)上對(duì)剛性的考慮只要不要讓汽車(chē)過(guò)度變形，門(mén)還可以關(guān)上就好?，F(xiàn)代汽車(chē)提升剛性則成為車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上真正的焦點(diǎn)。除了提升安全性之外，車(chē)身剛性提升還可以改進(jìn)汽車(chē)的操控性和行駛性能，減低發(fā)動(dòng)機(jī)或路面不平造成的振動(dòng)。

材料的剛性是由其“彈性模數(shù)(modulus of elasticity)”來(lái)代表，就像彈簧都有“彈簧常數(shù)”，彈簧常數(shù)越大，表示彈簧越“硬”，施力時(shí)的變形量越小—?jiǎng)傂栽酱蟆＿@里要提出另外一個(gè)重要的概念是，鋼鐵材料強(qiáng)度的變化范圍非常大，但是不管什么鋼，彈性模數(shù)都是一樣的。

簡(jiǎn)單的說(shuō)就是強(qiáng)度好代表材料不宜斷，但是可能變形大，可以說(shuō)是“柔韌”，而剛度好代表可能比較硬但是容易斷，就平常說(shuō)的“比較脆”。6.提升車(chē)身結(jié)構(gòu)的剛性

所以如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是提升剛性，使用高強(qiáng)度鋼板不會(huì)有任何幫助，因?yàn)椴牧系膹椥阅?shù)不會(huì)改變，如果你要將車(chē)子現(xiàn)有的單體結(jié)構(gòu)BIW剛性提高，唯一可以用的策略是增加鋼料，其中的學(xué)問(wèn)是如何把鋼料補(bǔ)強(qiáng)在最關(guān)鍵的部位，增加少量鋼料即能大幅提升剛性。也就是說(shuō)，如果你在追求減重，采用強(qiáng)度相同但是較薄的高強(qiáng)度鋼板，那么剛度就會(huì)降低。因此又要在某些要求剛度較高的部位增加鈑金厚度。這就形成了一個(gè)矛盾，一方面減輕了重量，另一方面又增加了重量。

另外一個(gè)有趣的現(xiàn)象是，鋁的密度大約是鋼的三分之一，但是鋁的彈性模數(shù)大約也只是鋼的三分之一。意思是說(shuō)，同樣的結(jié)構(gòu)采用鋁合金材料重量會(huì)是采用鋼鐵材料的三分之一，但是結(jié)構(gòu)剛性也只是采用鋼鐵材料的三分之一，因此如果同時(shí)希望提升剛性和減輕重量的話，要不要改采鋁合金材料，這個(gè)算盤(pán)可就得好好算一算了。

簡(jiǎn)言之就是，采用薄鋼板的車(chē)身不一定不好，它可以是高強(qiáng)度鋼和先進(jìn)的結(jié)構(gòu)；采用厚鋼板的車(chē)身也不一定好，它可能是車(chē)身減重的技術(shù)水平不夠?？傊痪湓?，只要達(dá)到國(guó)家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，采用什么材料不重要。

最后給您一個(gè)家庭作業(yè)，測(cè)量一下您的愛(ài)車(chē)剛性夠不夠。找一個(gè)路邊人行道之類的，把車(chē)子開(kāi)上去，但是只有一個(gè)輪子掛在路肩上。這時(shí)候車(chē)身重量分布不均勻，一定會(huì)造成車(chē)身結(jié)構(gòu)的變形，試試看開(kāi)關(guān)您的車(chē)門(mén)，如果車(chē)子剛性不好，門(mén)框變形量太大，車(chē)門(mén)可能會(huì)關(guān)不起來(lái)。其實(shí)專業(yè)廠家測(cè)量車(chē)身剛度的方法也就是所謂的單輪懸空法，與上述原理一樣。

第二篇：中長(zhǎng)跑訓(xùn)練計(jì)劃與強(qiáng)度

中長(zhǎng)跑訓(xùn)練計(jì)劃與強(qiáng)度::訓(xùn)練競(jìng)賽(訓(xùn)練計(jì)劃)::中國(guó)田徑論壇 體育訓(xùn)練模式是指在一定體育訓(xùn)練理論指導(dǎo)下，圍繞著體育訓(xùn)練目標(biāo)所形成的相對(duì)穩(wěn)定的訓(xùn)練程序及其實(shí)施的簡(jiǎn)要描述。它包括穩(wěn)定而簡(jiǎn)明的教學(xué)結(jié)構(gòu)理論框架和具體的教學(xué)活動(dòng)程序及方式。當(dāng)前國(guó)際上由于訓(xùn)練方法的日益合理和完善，使運(yùn)動(dòng)成績(jī)有了突飛猛進(jìn)的提高，但如何根據(jù)中學(xué)階段的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)特點(diǎn)來(lái)提高學(xué)的訓(xùn)練水平，一直被各界教練員、運(yùn)動(dòng)員所關(guān)注。中學(xué)課余中長(zhǎng)跑訓(xùn)練的特點(diǎn)

中學(xué)階段的體育教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展的人才，中學(xué)生在以文化課為主的前提下參加課余訓(xùn)練，有以下一些特點(diǎn)。

1.1 訓(xùn)練的業(yè)余性：主要訓(xùn)練時(shí)間在下午4點(diǎn)鐘以后的約1至2小時(shí)左右。

1.2 訓(xùn)練時(shí)間的不穩(wěn)定性：常因雨天、文化課老師補(bǔ)習(xí)等原因，使訓(xùn)練的連續(xù)性受到破壞。1.3 中長(zhǎng)跑是一項(xiàng)艱苦的運(yùn)動(dòng)，它要求運(yùn)動(dòng)員有吃苦耐勞的精神和旺盛的斗志。中學(xué)生業(yè)余中長(zhǎng)跑訓(xùn)練模式

2.1 耐力訓(xùn)練模式

2.1.1 一般耐力：泛指運(yùn)動(dòng)員完成長(zhǎng)時(shí)間工作的總體力，一般耐力的好壞取決于下面4個(gè)因素（見(jiàn)附圖）

一 般 耐 力

－－有氧供能能力 －－攝氧、輸氧、用氧能力 －－能源物質(zhì)的儲(chǔ)存 －－糖元、脂肪 －－支撐運(yùn)動(dòng)器官功能 －－肌肉、韌帶、關(guān)節(jié) －－心理耐受度

表1 發(fā)展一般耐力素質(zhì)的基本模式

基本手段和內(nèi)容 發(fā)展目的 運(yùn)動(dòng)量

疲勞狀態(tài)下充分動(dòng)員機(jī)體潛力，進(jìn)行自我激勵(lì)機(jī)制；單一或變換距離練習(xí)；1200 ×4加200—400沖刺跑。

長(zhǎng)時(shí)間、小強(qiáng)度訓(xùn)練負(fù)荷定時(shí)跑，規(guī)定距離跑，超專項(xiàng)距離跑，越野跑（600 0—12000m）

持續(xù)訓(xùn)練法、間歇訓(xùn)練法、計(jì)圈定時(shí)跑。

提高肌肉、關(guān)節(jié)、韌帶、支撐運(yùn)動(dòng)器官對(duì)長(zhǎng)時(shí)間負(fù)荷承受能力，提高攝氧、輸氧、用氧能力，加強(qiáng)心理調(diào)節(jié)能力。

促進(jìn)機(jī)體抗疲勞的生理、心理承受能力，提高機(jī)體持續(xù)工作能力。

使運(yùn)動(dòng)員連續(xù)奔跑能力加強(qiáng)，建立比賽時(shí)的速度感。

2.1.2 專項(xiàng)耐力：指運(yùn)動(dòng)員在競(jìng)技比賽中高強(qiáng)度、高質(zhì)量地長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的能力，其決定因素同一般耐力，但各個(gè)方面都表現(xiàn)出鮮明的專項(xiàng)特征（表2）

表2 發(fā)展專項(xiàng)耐力素質(zhì)的基本模式

專項(xiàng)耐力內(nèi)容與手段 發(fā)展目的 運(yùn)動(dòng)量

多次重復(fù)完成比賽距離或超比賽距離的專門(mén)練習(xí)。

主項(xiàng)或接近主項(xiàng)距離重復(fù)訓(xùn) 練；短段落至1/2專項(xiàng)距離間歇訓(xùn)練；（800+600+400）米×2至4趟組合跑或（1600+1200+300）米間歇跑。以最佳技術(shù)、技能長(zhǎng)時(shí)間的專項(xiàng)對(duì)抗測(cè)試或?qū)ｍ?xiàng)模擬比賽。

提高比賽能力、適應(yīng)比賽氣氛 節(jié)、韌帶的支撐能力、建立速度感。

發(fā)展長(zhǎng)時(shí)間表現(xiàn)技能及適應(yīng)比賽能力。

大 大或最大

大或最大

2.1.3 速度耐力模式參數(shù)。從實(shí)踐中得知：中長(zhǎng)跑在比賽過(guò)程中，若跑的節(jié)奏被打亂，會(huì) 使 體力消耗加大，造成心理緊張，對(duì)提高成績(jī)失去信心，甚至想中途退出比賽；因此每圈跑速 的時(shí)間分配至關(guān)重要。在訓(xùn)練中我們要求運(yùn)動(dòng)員逐步建立自己全程跑的每圈“速度感”,比賽中根據(jù)自己“速度感”，在不同距離分別建立自己的速度模式參數(shù)。

2.2 心理素質(zhì)訓(xùn)練模式

信心是成功的基石，缺乏信心會(huì)不戰(zhàn)自潰，因?yàn)樗P(guān)系到技術(shù)水平的穩(wěn)定發(fā)揮。比賽前的心理準(zhǔn)備和比賽中的心理穩(wěn)定，在一定程度上要比身體和技能準(zhǔn)備還要重要。因此，對(duì)中 長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員的心理素質(zhì)訓(xùn)練必須作為一項(xiàng)專項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容來(lái)抓。

2.2.1 用語(yǔ)言和行動(dòng)來(lái)感化模式。

運(yùn)動(dòng)員在不同的環(huán)境條件下會(huì)產(chǎn)生不同的心理活動(dòng)，教練員的任務(wù)之一就是要隨時(shí)了解隊(duì)員的心理，我們主要從以下幾個(gè)方面來(lái)了解運(yùn)動(dòng)員的心理狀況：

2．2．1．1 經(jīng)常與學(xué)生談心，了解學(xué)生的各種想法與需要，多與他們進(jìn)行心理上的溝通。

2．2．1．2 鑒于中學(xué)田徑訓(xùn)練屬于業(yè)余性質(zhì)，學(xué)生以文化學(xué)習(xí)為主，訓(xùn)練后應(yīng)督促他們抓

緊時(shí)間復(fù)習(xí)功課，也能使他們體會(huì)到教師對(duì)他們的關(guān)心與愛(ài)護(hù)。

2．2．1．3 善于營(yíng)造一個(gè)和諧的訓(xùn)練環(huán)境。

2．2．1．4 善于掌握運(yùn)動(dòng)員的特點(diǎn)，訓(xùn)練中做到不同的個(gè)體加以區(qū)別對(duì)待。

2.3 力量訓(xùn)練模式

力量是訓(xùn)練之源，人體的運(yùn)動(dòng)無(wú)論是向前、后、上、下、左、右任何一個(gè)方向，無(wú)論是直線、還是曲線，都必須依靠力的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員也必須具有較強(qiáng)的力量素質(zhì)。力量素質(zhì)又是運(yùn)動(dòng)員學(xué)會(huì)和掌握各種項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)技術(shù)的必要條件，運(yùn)動(dòng)員的力量耐力兼有力量 與耐力的雙重特點(diǎn)。如5000米、10000米跑對(duì)運(yùn)動(dòng)員長(zhǎng)時(shí)間發(fā)揮一定力量的能力要求則明顯地提高了，當(dāng)然也就要求運(yùn)動(dòng)員具有較高的有氧代謝能力和能堅(jiān)持長(zhǎng)時(shí)間工作的運(yùn)動(dòng)技術(shù)。

發(fā)展力量耐力的途徑與練習(xí)方法，首先要根據(jù)專項(xiàng)特點(diǎn)認(rèn)真分析研究需要什么樣的力量 素質(zhì)，進(jìn)而選擇訓(xùn)練方法，確定訓(xùn)練負(fù)荷的基本要求。主要練習(xí)方法有持續(xù)訓(xùn)練法，間歇訓(xùn)練法和循環(huán)訓(xùn)練法。如：

徒手下蹲80-100次/30秒 腹肌練習(xí)20-25次/35秒 半蹲20kg/15 快速提舉20kg杠鈴15次x4 快速擺臂100次 原地高抬腿10秒x4 多級(jí)跳10次x4 跨步跳30mx4 靜力性力量練習(xí)結(jié)論與建議

通過(guò)3年的耐力、心理、力量的模式訓(xùn)練，隊(duì)員與剛進(jìn)隊(duì)時(shí)的各項(xiàng)專項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)相比有了較 大幅度的提高，并在省級(jí)14次、寧波市級(jí)28次比賽中獲得了不俗的戰(zhàn)績(jī)。由此可見(jiàn)，這個(gè)訓(xùn) 練模式在中學(xué)階段的訓(xùn)練實(shí)踐中是行之有效的；特別是對(duì)新教師來(lái)說(shuō)，可以直接吸收已有的 經(jīng)驗(yàn)和研究成果，縮短自己實(shí)踐探索的過(guò)程，減少工作中的失誤，較快地適應(yīng)體育教育工作有極大的幫助。

第三篇：1.6《電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系》教案

1.6電勢(shì)差與電勢(shì)強(qiáng)度的關(guān)系

教學(xué)三維目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能

1、理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的定性、定量關(guān)系．對(duì)于公式 導(dǎo)過(guò)程．

要知道推

2、能夠熟練應(yīng)用 解決有關(guān)問(wèn)題．

（二）過(guò)程與方法

通過(guò)對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的定性、定量關(guān)系的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的分析、解決問(wèn)題的能力．

（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

從不同角度認(rèn)識(shí)電場(chǎng)、分析尋找物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的探究精神，體會(huì)自然科學(xué)探究中的邏輯美． 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)分析

前面幾節(jié)的內(nèi)容是研究描述電場(chǎng)的各個(gè)物理量，本節(jié)內(nèi)容是研究電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，注意電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)力的性質(zhì)，電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)、電勢(shì)差是跟電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做功相互聯(lián)系（如下圖），電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系、電場(chǎng)力與電勢(shì)能的變化之間的關(guān)系，這兩個(gè)關(guān)系之間的內(nèi)部邏輯．教師在講解時(shí)需要把握其內(nèi)部聯(lián)系． 教法建議

本節(jié)課是通過(guò)分析推理得出勻強(qiáng)電場(chǎng)的電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系的，教學(xué)中重視啟發(fā)學(xué)生聯(lián)想，分析物理量之間的關(guān)系，要使學(xué)生不僅知道結(jié)論，并會(huì)推導(dǎo)得出結(jié)論，在一定的條件下正確應(yīng)用結(jié)論． 教學(xué)過(guò)程

電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系

一、課題引入： 教師出示圖片：

講解：場(chǎng)強(qiáng)是跟電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力相聯(lián)系的，電勢(shì)差是跟電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做功相聯(lián)系的．那么場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差有什么關(guān)系呢？我們以勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)為例來(lái)研究．

問(wèn)題1：如圖所示勻強(qiáng)電場(chǎng)E中，正電荷q在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)沿電場(chǎng)方向移動(dòng)到B點(diǎn)，已知A B兩點(diǎn)之間的距離為d，分析電場(chǎng)強(qiáng)度E與電勢(shì)差 之間有什么關(guān)系？

AB間距離為d，電勢(shì)差為，場(chǎng)強(qiáng)為E．把正電荷q從A點(diǎn)移到B時(shí)，電場(chǎng)力 所做的功為 ．利用電勢(shì)差和功的關(guān)系，這個(gè)功又可求得為，比較這兩個(gè)式子，可得，即：

這就是說(shuō)，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿場(chǎng)強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢(shì)場(chǎng)等于場(chǎng)強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積．如果不是沿場(chǎng)強(qiáng)方向的呢？（學(xué)生可以進(jìn)行討論分析）

如圖所示（教師出示圖片）并講解AD兩點(diǎn)間電勢(shì)差仍為 U，設(shè)AD間距離s，與AB夾角，將正電荷從A移動(dòng)到D，受電場(chǎng)力方向水平向右，與位移夾角，故電場(chǎng)力做功為，所以 ．利用電勢(shì)差和功的關(guān)系，比較這兩個(gè)式子可得 ．d為AB兩點(diǎn)間距離，也是AB所在等勢(shì)面間距離或者可以說(shuō)是AD兩點(diǎn)間距離s在場(chǎng)強(qiáng)方向的投影．

關(guān)于公式，需要說(shuō)明的是：

1、U為兩點(diǎn)間電壓，E為場(chǎng)強(qiáng)，d為兩點(diǎn)間距離在場(chǎng)強(qiáng)方向的投影．

2、由，得，可得場(chǎng)強(qiáng)的另一個(gè)單位：

．

所以場(chǎng)強(qiáng)的兩個(gè)單位伏／米，牛／庫(kù)是相等的．注：此公式只適用于勻強(qiáng)場(chǎng)．

二、例題講解（具體內(nèi)容參考典型例題資料）

三、教師總結(jié)：

場(chǎng)強(qiáng)表示單位電量的電荷所受的電場(chǎng)力，而電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差表示單位電量的電荷在這兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力所做功的大小，由于力和功是互相聯(lián)系的，所以場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差之間存在著必然的聯(lián)系．在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系要復(fù)雜的多，但是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間距離越小時(shí)的電勢(shì)差越大，則該處場(chǎng)強(qiáng)就越大．只能是定性判斷

教后記：

1、這節(jié)課的重點(diǎn)就在公式的理解，特別是在d不在場(chǎng)強(qiáng)方向時(shí)如何處理。

在講解時(shí)特別要把握好電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化之間的關(guān)系，這兩個(gè)關(guān)系之間的內(nèi)部邏輯，但也不要指望學(xué)生在一節(jié)課就解決所有問(wèn)題。

第四篇：汽車(chē)駕駛與節(jié)油關(guān)系

汽車(chē)駕駛與節(jié)油關(guān)系

影響汽車(chē)運(yùn)行油耗的因素很多，其中駕駛員的責(zé)任心和駕駛技術(shù)水平對(duì)有耗油較直接的影響。據(jù)測(cè)定，駕駛技術(shù)嫻熟的比駕駛技術(shù)一般的駕駛員平均節(jié)約燃料8%~10%。因此駕駛節(jié)油的關(guān)鍵是看駕駛員能否根據(jù)機(jī)車(chē)的運(yùn)行條件采取相應(yīng)的駕駛操作，使人、機(jī)配合得當(dāng)，保持機(jī)車(chē)的最佳運(yùn)行狀態(tài)。

汽車(chē)節(jié)油技術(shù)開(kāi)始于日本，原因是由于它是一個(gè)資源小國(guó)，必須注重節(jié)能。在這方面日本的技術(shù)也走在了前列。節(jié)油技術(shù)的研究在世界上普遍引起重視的應(yīng)該是資本主義世界第二次經(jīng)濟(jì)危機(jī)后，由于產(chǎn)油國(guó)組織歐佩克聯(lián)手抬高油價(jià)，西方資本主義國(guó)家由于能源鏈上的斷裂，造成了大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)危機(jī)。另外，也由于對(duì)石油這種不可再生能源的認(rèn)識(shí)的加深，人們開(kāi)始越發(fā)注意對(duì)汽車(chē)節(jié)油技術(shù)的研究······

影響汽車(chē)經(jīng)濟(jì)性的主要有四大方面的因素：

1、汽車(chē)本身的質(zhì)量。

2、汽車(chē)車(chē)身的風(fēng)阻系數(shù)。

3、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)水平。

4、用車(chē)者的駕駛技術(shù)與駕車(chē)習(xí)慣。

汽車(chē)車(chē)身質(zhì)量研究也是未來(lái)汽車(chē)設(shè)計(jì)的一個(gè)發(fā)展方向，即車(chē)身輕量化的研究。這方面的研究主要涉及材料科學(xué)和機(jī)械結(jié)構(gòu)分析尤其是車(chē)體有限元方面。目前汽車(chē)車(chē)身輕量化研究還尚未進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段，不過(guò)近戰(zhàn)方面還是一日千里。

汽車(chē)的風(fēng)阻系數(shù)方面的研究是伴隨著汽車(chē)極速的不斷提高而逐漸被人們重視起來(lái)的。德國(guó)的保時(shí)捷汽車(chē)公司擁有目前世界上汽車(chē)行業(yè)最后的空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室。在這方面的研究重點(diǎn)在于盡量降低汽車(chē)行駛過(guò)程中的空氣阻力。

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)時(shí)至今日，已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)非常成熟的階段，尤其是日本的汽車(chē)公司在這方面保持領(lǐng)先，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)方面的研究。目前車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其是乘用車(chē)，多用汽油機(jī)。但是由于壓縮方面的問(wèn)題，汽油機(jī)的燃燒效率遠(yuǎn)不如柴油機(jī)，由于節(jié)能方面的巨大壓力，柴油機(jī)在乘用車(chē)的應(yīng)用也將是以后節(jié)油技術(shù)研究的一個(gè)重要內(nèi)容和趨勢(shì)。

由于石油的不可再生性，目前汽車(chē)制造商在動(dòng)力總成方面的研究已經(jīng)超越了以油為能源的范疇，比如混合動(dòng)力汽車(chē)，燃料電池汽車(chē)等相關(guān)技術(shù)都已經(jīng)接近商用水平。另外，天燃?xì)馄?chē)、酒精汽車(chē)也已經(jīng)越來(lái)越多的出現(xiàn)在人們的視野中。

以上都是汽車(chē)制造商在節(jié)油方面的工作，對(duì)于車(chē)友而言，良好的駕駛習(xí)慣對(duì)節(jié)油的影響很大。如起步時(shí)大腳油門(mén)，之后來(lái)個(gè)緊急制動(dòng)，電噴車(chē)的空擋滑行等······

隨著油價(jià)的持續(xù)上漲，汽車(chē)的友好越來(lái)越被人們關(guān)注，究竟怎樣開(kāi)車(chē)才更省油？

1、2、新車(chē)磨合。專家提醒新車(chē)在最初的3000公里行駛里程之內(nèi)一定要磨合。新車(chē)磨合要注意時(shí)速控制在每小時(shí)80公里以內(nèi)；盡量減少急加速、急減速。

合理保養(yǎng)汽車(chē)——定期保養(yǎng)。要知道車(chē)況良好的汽車(chē)可省油15%到20%。對(duì)于空氣濾清器、汽油濾清器、機(jī)油濾清器：每行駛5000公里以上配件都需要更換，因?yàn)榭諡V堵塞會(huì)引起氣量減少，導(dǎo)致汽油燃燒不充分，降低燃油效率，而汽油濾清器的阻塞也會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作異常；對(duì)于機(jī)油：加機(jī)油需要適量，注意機(jī)油標(biāo)尺所標(biāo)識(shí)的刻度。機(jī)油太多將曲軸淹沒(méi)，增加阻力；機(jī)油太少則無(wú)法起到潤(rùn)滑和封閉作用，甚至?xí)绊懓l(fā)動(dòng)機(jī)效率；對(duì)于輪胎狀態(tài)：胎壓偏低會(huì)造成油耗增加。根據(jù)美國(guó)能源部調(diào)查，如果每輛車(chē)的輪胎氣壓比標(biāo)準(zhǔn)氣壓少了1磅/平方英寸，美國(guó)每天就要多消耗1500萬(wàn)公升的汽油；要定期檢查輪胎的磨損是否均勻。如發(fā)現(xiàn)輪胎偏磨，或方向盤(pán)不居中等異常情況，需盡快到專業(yè)修理廠咨詢修理；另外切忌裝飾過(guò)度，如擾流板、防雨罩等，會(huì)破壞原車(chē)設(shè)計(jì)的豐足，提高油耗；后備箱中不要放很多不常用的東西，增加無(wú)謂負(fù)載也會(huì)增加油耗，統(tǒng)計(jì)顯示每增加1千克的負(fù)載會(huì)增加1%油耗；有的駕駛員為了節(jié)油，采取高速關(guān)閉空調(diào)而打開(kāi)車(chē)窗通風(fēng)的方法，這是不可取的，當(dāng)車(chē)速高于85公里每小時(shí)的時(shí)候，開(kāi)窗后的風(fēng)阻消耗比空調(diào)系統(tǒng)消耗的燃油更多，它會(huì)讓您的燃油經(jīng)濟(jì)指數(shù)下降10%。

3、培養(yǎng)良好的駕駛習(xí)慣。根據(jù)不同路況選擇合理的駕駛狀態(tài)：減少緊急加減速和緊急轉(zhuǎn)彎。行車(chē)時(shí)不僅要看前一輛車(chē)，要同時(shí)看到前兩三輛車(chē)的情況，以提前采取措施，減少急剎車(chē)；不要猛加油，一次猛加和緩加到同樣的速度，油耗相差可達(dá)12毫升；勻速行駛，在可能的情況下，保持最經(jīng)濟(jì)工況：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2000到3000轉(zhuǎn)、車(chē)速60到90公里每小時(shí)。換擋時(shí)機(jī)：選擇最佳時(shí)機(jī)換擋（發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速處于2000到3000轉(zhuǎn)）；杜絕抵擋高速，抵擋高速行駛往往使油耗超過(guò)正常值的45%；手排車(chē)用戶應(yīng)杜絕高檔起步。減少怠速狀態(tài)：適度熱車(chē)是個(gè)好習(xí)慣，建議讓車(chē)慢速行駛一段距離來(lái)完成，長(zhǎng)時(shí)間的原地?zé)彳?chē)會(huì)增加油耗；長(zhǎng)時(shí)間怠速和怠速狀態(tài)下運(yùn)行空調(diào)尤其消耗燃油。

如何正確測(cè)量實(shí)際油耗。正確的油耗測(cè)量方法是：將郵油箱加滿油，并記錄首次里程數(shù)；再度將油箱加滿，記錄第二次加油數(shù)和第二次里程數(shù)；將兩次里程數(shù)相減，除以第二次加油數(shù)，得出百公里油耗；依照這一方法多次實(shí)驗(yàn)，求出平均值。

4、節(jié)約燃油是一個(gè)很大的話題，往往牽涉的因素也很多。因此車(chē)輛如何節(jié)約燃油最好不要局限在某一點(diǎn)或某一方面。從以上分析讓我們可以了解到車(chē)輛的節(jié)油主要和“人”有直接關(guān)系。駕駛員對(duì)駕駛操作技術(shù)和車(chē)輛運(yùn)用方法的關(guān)注和學(xué)習(xí)才是節(jié)油的真諦！天下沒(méi)有秘笈可言，只有對(duì)車(chē)輛的熟知和了解加上正確的使用，才可能真正進(jìn)入車(chē)輛節(jié)油的境界！在車(chē)輛技術(shù)狀況相同的條件下，駕駛技術(shù)高低對(duì)油料的節(jié)約影響很大，正確合理的駕駛操作方法可以大大降低汽車(chē)的燃料油耗。不同技術(shù)水平的駕駛員，在相同條件下，駕相同的汽車(chē)，油耗可相差20%~40%。駕駛車(chē)輛的各個(gè)環(huán)節(jié)都有節(jié)約油料的潛力可挖，這需要駕駛員的認(rèn)真體驗(yàn)和掌握。

1、汽車(chē)溫度與節(jié)油。

發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度與油料的節(jié)約有直接關(guān)系，溫度過(guò)高或過(guò)低都將導(dǎo)致油料消耗的增加。實(shí)驗(yàn)表明，水溫水溫在20℃起步比在40℃起步行駛5公里時(shí)，油耗增加15%~20%。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)低時(shí)，汽油霧化不充分，不形成足夠濃度的混合氣體，大量沒(méi)有汽化的汽油進(jìn)入燃油室造成燃燒不完全，白白被排掉了，這就必然造成浪費(fèi)。發(fā)動(dòng)機(jī)工作水溫應(yīng)保持在80℃~90℃之間。在低溫條件下啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)是要進(jìn)行預(yù)熱，發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱升溫，可以明顯節(jié)約油料。

2、車(chē)輛起步和加速與節(jié)油。

車(chē)輛起步前的發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)質(zhì)量與油料消耗有直接關(guān)系，啟動(dòng)次數(shù)越多，空耗油料越多，反之則少。原因是發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)混合氣體中的含油量是運(yùn)行狀態(tài)下的2.5倍，因此提高起動(dòng)質(zhì)量是節(jié)約燃油的重要環(huán)節(jié)。車(chē)輛發(fā)動(dòng)后的起步和加速對(duì)節(jié)油有一定的影響。汽車(chē)平穩(wěn)起步和均勻加速，比急起步猛然加速要明顯地節(jié)省油。為了在起步和提速上節(jié)約燃油，在車(chē)輛起步時(shí)應(yīng)選擇抵擋，應(yīng)平穩(wěn)加油。不要亂踏油門(mén)，以免造成燃料空耗，離合器要配合得當(dāng)準(zhǔn)確，油門(mén)控制適度，做到起步平穩(wěn)自然，加速均勻，這樣既可以節(jié)油，又可以減少機(jī)件磨損。

3、控制車(chē)速與節(jié)油

經(jīng)濟(jì)車(chē)速是汽車(chē)以直接擋或超速擋行駛時(shí)，燃油消耗量最低車(chē)速。汽車(chē)在相同的道路上行駛，車(chē)速不同，油耗也不同。這是因?yàn)橛秃牟粌H取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的單位功率的燃油消耗量，也取決于汽車(chē)克服行駛阻力所需要的功。當(dāng)車(chē)速低時(shí)空氣阻力小，克服行駛阻力的功率較小，但發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷極小，有效油消耗上升，百公里油耗較高。高速行駛時(shí)，盡管發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷較高，有效油耗率降低，但空氣阻力增大，汽車(chē)克服行駛阻力所需的功率較高，從而導(dǎo)致汽車(chē)百公里油耗增加，因此，只有在某一車(chē)速行駛時(shí)，油耗最低。所以汽車(chē)在行駛中應(yīng)當(dāng)用直接擋或高速擋中速行駛，這樣可以節(jié)省油耗。

4、擋位選擇與節(jié)油 汽車(chē)在運(yùn)行中，擋位的選擇與換擋動(dòng)作都對(duì)燃油的消耗影響很大。在起步時(shí)，應(yīng)根據(jù)載重量和道路合理選用擋位。實(shí)驗(yàn)表明：載重汽車(chē)分別用一擋和二擋起步，并將車(chē)速提高到每小時(shí)30公里，一擋比二擋要節(jié)省燃料15毫升。同樣行駛條件下高檔位比低擋位省油。所以在一般道路上行駛時(shí)，應(yīng)盡量可能使用高速檔行駛，避免低速擋高速行駛。汽車(chē)上短而陡或坡度不大的坡時(shí)，采用高檔加速?zèng)_刺，利用慣性沖上坡頂。在行駛中，當(dāng)感到動(dòng)力不足時(shí)應(yīng)及時(shí)減檔，而不應(yīng)只用加大油門(mén)的方式解決動(dòng)力不足，一味的踏油門(mén)，將加大油耗。換檔時(shí)要腳輕手快，動(dòng)作準(zhǔn)確。這樣可以縮短換擋時(shí)車(chē)輛行駛的距離，達(dá)到節(jié)油的功能。

5、正確滑行與節(jié)油。

實(shí)驗(yàn)表明:同是中速行駛,滑行與不滑行油耗可相差3%左右?；惺侵杠?chē)輛靠慣性力行駛一段距離,在滑行中發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行,因此耗油很少。加速運(yùn)行即汽車(chē)達(dá)到中速高檔行駛后,脫檔滑行,當(dāng)降到一定車(chē)速后再換上高檔加速,如此反復(fù)的滑行方式.根據(jù)經(jīng)驗(yàn),轎車(chē)的滑行初速度約為每小時(shí)90公里左右,滑行末速度約為每小時(shí)60公里左右。另外,加速時(shí)應(yīng)緩踏加速踏板,節(jié)氣門(mén)開(kāi)度不超過(guò)三分之二。利用坡道滑行,即在坡度不大,安全有保障的條件下,可以利用下坡道作適當(dāng)滑行,這樣也可以節(jié)約油料。在行車(chē)中根據(jù)減速或停車(chē)的需要,準(zhǔn)確目測(cè)距離,有預(yù)見(jiàn)地提前放松加速踏板,通過(guò)滑行到達(dá)減速或停車(chē)的目的。

以下幾個(gè)駕駛技巧可以幫助車(chē)主提高汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性。

l、在高速公路上行駛時(shí),采用巡航控制可使汽車(chē)保持常速,應(yīng)可幫助您節(jié)省多達(dá)10%的燃油。

2、車(chē)內(nèi)請(qǐng)勿裝載不必要的物品一汽車(chē)每增加小 100磅載重量最多可使燃油經(jīng)濟(jì)性降低2%。

3、妥善保養(yǎng)您的車(chē)輛。燙換骯臟的空氣濾凈器最多可使汽車(chē)行駛英哩數(shù)提高10%。

4、經(jīng)常檢查胎壓,以維持在推薦范圍內(nèi)。維持正確的胎壓可使汽車(chē)行駛哩程數(shù)提高3%。

蘇州市藥監(jiān)局

金誠(chéng)發(fā)

學(xué)號(hào)143

第五篇：高二物理教案電場(chǎng)-電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系

電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系

一、教學(xué)目標(biāo)

1．定性掌握電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系。

2．定量掌握勻強(qiáng)場(chǎng)中電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系。

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 ．場(chǎng)強(qiáng)方向——電勢(shì)降低最快的方向。

2．U=E·d——d為沿場(chǎng)強(qiáng)方向兩點(diǎn)所在等勢(shì)面間距離。

三、主要教學(xué)過(guò)程

場(chǎng)強(qiáng)是跟電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力相聯(lián)系的，電勢(shì)差是跟電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做功相聯(lián)系的。那么場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差有什么關(guān)系呢？我們以勻強(qiáng)場(chǎng)為例來(lái)研究。

前面講過(guò)，沿著電場(chǎng)線方向，也就是沿著場(chǎng)強(qiáng)的方向，電勢(shì)越來(lái)越低，從圖中可以看出沿AB、AD、AC方向，電勢(shì)都在降低，但沿AB方向距離最短，即降低得最快，而AB方向即為場(chǎng)強(qiáng)方向，可見(jiàn)場(chǎng)強(qiáng)的方向是指向電勢(shì)降低最快的方向。

1．場(chǎng)強(qiáng)方向是指向電勢(shì)降低最快的方向。我們?cè)賮?lái)研究場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)差的數(shù)量關(guān)系。設(shè)AB間距離為d，電勢(shì)差為U1，場(chǎng)強(qiáng)為E。把正電荷q從A點(diǎn)移到B時(shí)，電場(chǎng)力qE所做的功為W=qEd。利用電勢(shì)差和功的關(guān)系，這個(gè)功又可求得為W=qU，比較這兩個(gè)式子，可得W=qEd=Uq，即U=Eq。這就是說(shuō)，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿場(chǎng)強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢(shì)場(chǎng)等于場(chǎng)強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積。如果不是沿場(chǎng)強(qiáng)方向的呢？例如 AD兩點(diǎn)間電勢(shì)差仍為U，設(shè)AD間距離s，與AB夾角α，將正電荷從A移動(dòng)到D，受電場(chǎng)力方向水平向右，與位移夾角α，故電場(chǎng)力做功為 W=Eqs cosα，s cosα=d，所以 W=Eqs cosα=Eqd。利用電勢(shì)差和功的關(guān)系，W=qU，比較這兩個(gè)式子可得U=Escosα=Ed。d為AB兩點(diǎn)間距離，也是AB所在等勢(shì)面間距離或者可以說(shuō)是AD兩點(diǎn)間距離s在場(chǎng)強(qiáng)方向的投影。

2．U=Ed。U為兩點(diǎn)間電壓，E為場(chǎng)強(qiáng)，d為兩點(diǎn)間距離在場(chǎng)強(qiáng)方向的投影。

3．由U=Ed，得 E=U／d，可得場(chǎng)強(qiáng)的另一個(gè)單位：V／m。

所以場(chǎng)強(qiáng)的兩個(gè)單位

伏／米，牛／庫(kù)是相等的。注：此公式只適用于勻強(qiáng)場(chǎng)。

例

勻強(qiáng)電場(chǎng) E=200 N／C，UAC=5V，AB間距離多少？

UAC＝ Ed

例

勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)線與AC平行，把10C的負(fù)電荷從A移至B的電場(chǎng)力，做功6×10－8J，AB長(zhǎng) 6cm．求：（1）場(chǎng)強(qiáng)方向；（2）設(shè) B處電勢(shì)為 1V，則A處電勢(shì)為多少？（3）場(chǎng)強(qiáng)為多少？電子在A點(diǎn)電勢(shì)能為多少？

－8

解

（1）將負(fù)電荷從A移至B，電場(chǎng)力做正功，所以所受電場(chǎng)力方向沿A至C，又因?yàn)槭秦?fù)電荷，場(chǎng)強(qiáng)方向與負(fù)電荷受力方向相反，所以場(chǎng)強(qiáng)方向應(yīng)為C至A方向。

（2）由W=qU

U＝W／q＝6×10－8J／10－8C＝6V

即AB兩點(diǎn)間電勢(shì)差為 6V。

沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，B點(diǎn)電勢(shì)高于A點(diǎn)電勢(shì)。U=UB－UA，UB=1V，UA=UB－U，UA=1V－6V=－5V，即A點(diǎn)的電勢(shì)為－5V。

（3）由B向AC做垂線交于D，D與B在同一等勢(shì)面上。UDA=UBA=U=6V，沿場(chǎng)強(qiáng)方向AD兩點(diǎn)間距離為

／0．03m= 200V／m。

（4）電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能

E=qU=（－e）×（－5V）=5eV（注：計(jì)算電勢(shì)能時(shí)要帶號(hào)運(yùn)算。）

例

一個(gè)10－5C的電荷從電場(chǎng)外移到電場(chǎng)內(nèi)一點(diǎn)A，外力克服電場(chǎng)力做功0.006J，則A點(diǎn)電勢(shì)為多少？如果此電荷從電場(chǎng)外移到電場(chǎng)內(nèi)另一點(diǎn) B時(shí)，電場(chǎng)力做功是 0.002 J，則AB兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAB為多少？ 如果有另一個(gè)電量是 0．2C的負(fù)電荷從 A移到 B，則電場(chǎng)力做正功還是負(fù)功，大小是多少？

解

（1）正電荷在場(chǎng)外時(shí)電勢(shì)能、電勢(shì)均為零，從場(chǎng)外移至A點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功，所以電勢(shì)能增加，即在A點(diǎn)正電荷具有的電勢(shì)能為正，A點(diǎn)的電勢(shì)也為正，又因?yàn)閃=qUA∞，所以

UA∞=W／q=0.006J／10－5C=6×102V，U∞=0，UA∞=UA－U∞，UA=6×102V

（2）W=qUAB，UAB=W／q=0.002J／10－5C=2×102V。（3）將10－5C的正電荷從A移至B時(shí)電場(chǎng)力做正功，如果將負(fù)電荷從A移到B，負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向與正電荷所受電場(chǎng)力方向相反，電場(chǎng)力對(duì)正電荷做正功，對(duì)負(fù)電荷做功為負(fù)，大小為

W=qUAB=0.2C×2×102V=40J

例

如圖所示，平行板電容器與電池相連，當(dāng)二極板間距離減小后，則二板間的電壓U和電場(chǎng)強(qiáng)度E，電容器電容C及電量Q與原來(lái)相比

[

]

A．U不變，E不變，C不變，Q不變 B．U不變，E變小，C變小，Q變小 C．U不變，E變大，C變大，Q變大 D．U不變，E不變，C變大，Q變小

解

因?yàn)槠叫邪咫娙萜魇冀K與電源相聯(lián)，所以兩板間電壓不變。根

d減少，E增大。根據(jù)兩板所帶電量Q=CU，U不變，C增大，所以所帶電量增大。正確答案為C。

如果將此題換一下，換成給電容器充電后，使其與電源分開(kāi)，再將兩板間距離減小，則電量不變。因?yàn)榫嚯x減小，無(wú)關(guān)，保持不變。