1.6 电势差与电场强度的关系-2020届高中物理同步讲义 人教版(选修3-1)
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1、第一章 静电场第6节 电势差与电场强度的关系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 的乘积。表达式为 。说明 (1)只适用于匀强电场;对于非匀强电场,可做定性判断。 (2)d:沿场强方向的距离。2由(1)这个式子表示在匀强电场中,场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。由此式可推出E的单位为V/m (1 V/m=1 N/C )学#科网(2)在匀强电场中,沿任意一个方向上,电势降落都是均匀的,故在同一直线上相同间距的两点间的电势差相等;(3)在匀强电场中,相互平行的相等的线段两端点间的电势差相等。沿电场方向的距离 电势差与电场强度的关系:(1)在匀强电场中,
2、电势沿直线均匀变化,相互平行的相等的线段两端点间的电势差相等,即在匀强电场中若两线段ABCD,且AB=CD,则UAB=UCD(或AB=CD)。(2)等分线段找等势点法:将电势最高的点和电势最低的点连接后根据需要平分成若干段,必能找到第三个点电势的等势点,它们的连线即等势面(或等势线),与其垂直的线即为电场线。【例题】如图所示,匀强电场方向平行于xOy平面,在xOy平面内有一个半径为R=5 m的圆,圆上有一个电荷量为q=+l108 C的试探电荷P,半径OP与x轴正方向的夹角为(如图),P沿圆周移动时,其电势能Ep =2.5l05sin (J),则Ax轴位于零势面上By轴位于零势面上C电场强度大小
3、为500 V/m,方向沿y轴正方向D电场强度大小为500 V/m,方向沿y轴负方向参考答案:AD试题解析:由电势能Ep=2.5105sin ,可得=0时Ep=0,=180时EP=0,说明x轴位于零势能面上,故A正确,B错误;当=90,Ep=2.5105J,由Ep=q,得该点的电势,根据顺着电场线电势降低,可知电场强度的方向沿y轴负向。则场强为,故C错误,D正确。故选AD。1下述关于匀强电场的结论错误的是A公式E=F/q也适用于匀强电场B根据U=Ed可知,任意两点间的电势差与这两点的距离成正比C匀强电场的场强值等于沿场强方向每单位长度上的电势差值D匀强电场的场强方向总是跟电荷所受电场力的方向一致
4、2(2018普通高等学校招生全国统一模拟考试)如图所示,矩形的四个顶点a、b、c、d为匀强电场中的四个点,ab=2bc=2 m,电场线与矩形所在的平面平行。已知a点电势为18 V,b点电势为10 V,c点电势为6 V。一带电粒子从以点以速度v0=1 000 m/s射入电场,v0与ab边的夹角为45,一段时间后粒子经过ab边的中点e。不计粒子的重力,下列判断正确的是Ad点电势为12 VB粒子从a点到e点电势能增大C电场强度大小为D粒子从a点到e点所用时间为3如图所示,在匀强电场中有A、B两点,A、B的连线长为L,与电场线的夹角为。已知A、B两点间的电势差为U,则场强E为AU/L BULCU/Ls
5、in DU/Lcos 4(2018河北省衡水中学高三第十六次模拟)如图所示,匀强电场中的六个点A、B、C、D、E、F为正八面体的六个顶点,已知BE中点O的电势为零,A、B、C三点的电势分别为7 V、1 V、3 V,则E、F两点的电势分别为A2 V、2 VB1 V、3 VC1 V、5 VD2 V、4 V5如图所示,在一点电荷的电场中有三个等势面,与电场线的交点依次为a、b、c,它们的电势分别为12 V、8 V和3 V,一带电粒子从一等势面上的a点由静止释放,粒子仅在电场力作用下沿直线由a点运动到c点,已知粒子经过b点时速度为v,则A粒子一定带负电B长度abbc=45C粒子经过c点时速度为D粒子经
6、过c点时速度为6(2018北京市海淀区高三二模)通常情况下,空气是不导电的。但是如果空气中的电场很强,使得气体分子中带正电、负电的微粒所受的相反静电力很大,以至于分子破碎,于是空气中出现了可以自由移动的电荷,空气变成了导体。这个现象叫做空气被“击穿”。如图所示,两金属板之间的点A、B分别代表某一气体分子破碎后带正电、负电的两个微粒(为了看得清楚,两个点之间的距离做了放大),两金属板之间的距离为1.5 cm,在两金属板间加6.0104 V的高电压,两板间就会出现放电现象。下列说法正确的是A板M接电源正极,板N接电源负极B两板间匀强电场的场强大小为4104 V/mC分子破碎过程中,分子内部的电势能
7、增大D空气导电时,两极板间电场力对微粒A做负功 学科/网7(2018江苏省苏州市高三第一次模拟)一根轻质杆长为2l,可绕固定于中点位置处的轴在竖直面内自由转动,杆两端固定有完全相同的小球1和小球2,它们的质量均为m,带电荷量分别为+q和q,整个装置放在如图所示的关于竖直线对称的电场中。现将杆由水平位置静止释放,让小球1、2绕轴转动到竖直位置A、B两点,设A、B间电势差为U,该过程中A小球2受到的电场力减小B小球1电势能减少了UqC小球1、2的机械能总和增加了Uq+mglD小球1、2的动能总和增加了Uq8如图所示,在匀强电场中,电荷量为q=5.01010 C的正电荷在平行于电场方向的平面内分别由
8、A点移动到B点和由A点移动到C点,电场力做功都是3.0108 J。已知ABC中,A=37,C=90,AB=20 cm,(sin37=0.6,cos37=0.8)。求:(1)A、B两点之间的电势差UAB。(2)匀强电场的场强E的大小和方向。9一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是A电场强度的大小为2.5 V/cmB坐标原点处的电势为1 VC电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV10(2018湖南省益阳市高三调研)在匀强电场中有一长方形区域ABCD,边长AB=0
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