《电势差与电场强度的关系精编版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电势差与电场强度的关系精编版（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电势差与电场强度的关系 这就是匀强电场中的电势差与电场强度的关系 其中d为移动电荷的始末位置沿电场线方向的距离 即匀强电场中两等势面间的距离 2 方向关系 场强的方向就是电势降低最快的方向 由于电场线跟等势面垂直 只有沿电场线方向 单位长度上的电势差才最大 也就是说电势降落最快的方向为电场强度的方向 但电势降落的方向不一定是电场强度方向 二 从电势差的角度理解电场强度1 由公式UAB Ed得E 2 公式适用于电场强度的计算 3 在匀强电场中 电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿方向距离的比值 4 电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的 匀强电场 电场强度 电势 2 公式中的d可理
2、解为匀强电场中两点所在等势面之间的距离 从图的分析可知 在匀强电场中 沿任意方向上以及与之平行的方向上 相等的长度上 电势降落相等 例如在下图中MN方向上 相等长度电势降落相等 a b c d是匀强电场中的四个点 它们正好是一个矩形的四个顶点 电场线与矩形所在平面平行 已知a点的电势为20V b点的电势为24V d点的电势为4V 如右图所示 由此可知c点的电势为 A 4VB 8VC 12VD 24V解析 由匀强电场特点知 在匀强电场中 由于U Ed 所以任意一簇平行线上等距离的两点的电势差相等 因此Uab Udc c点电势为8V B正确 答案 B 2 电场强度与电势差的比较 下列关于匀强电场中
3、场强和电势差的关系 正确的说法是 A 在相同距离上的两点 电势差大的其场强也必定大B 场强在数值上等于每单位距离上的电势降落C 沿着电场线方向 任何相同距离上的电势降落必定相同D 电势降落的方向必定是场强方向 答案 C 答案 BC 1 安全用电常识中 有一个涉及 跨步电压 现象的问题 你知道什么是 跨步电压 吗 如果遇到地面有漏电 应该如何避免 跨步电压 提示 地下电缆漏电 高压电线断裂后触地等情况 都会在地面上形成以漏电处为圆心的辐射状电场 沿电场方向任意两点之间就会有电势差 若有人处在其中 在人沿远离漏电处跨步逃离的情况下 两脚间就有一电压 即跨步电压 人就会触电 人若不动就不会触电 若要
4、逃离的话 就要采用袋鼠式走动的方式 即用跳跃的方式逃离 就可以避免 跨步电压 2 电场强度与电势的关系如何 提示 1 电势降低最快的方向为电场强度的方向 但电势降低的方向不一定是电场强度的方向 如图所示 B C D三点处在同一等势面上 沿A B A C A D都是电势降低的方向 其中沿A C电势降得最快 2 电场强度的大小和电势的高低并无直接关系 如下图所示的三个情景 EA EB A BEA EB A BEA EB A B 教材资料分析 思考与讨论 上面讨论中A B两点位于同一条电场线上 如果它们不在同一条电场线上 如课本图1 6 2所示 还能得出以上结论吗 试试看 点拨 如右图所示 A B两
5、点不在同一条电场线上 如图 设AB与电场线夹角为 由电场力做功与电势差的关系得W qUAB 由功的定义 W Flcos qElcos 由 得 UAB Elcos Ed 其中d为l沿电场线方向的投影 所以当A B不在同一条电场线上时 UAB Ed仍然成立 只不过d应为AB距离沿电场线方向的投影 思考与讨论 由 2 式可以得到电场强度的另一个单位 伏 特 每米 V m 这个单位与前面学过的单位牛 顿 每库 仑 N C 相同 请证明这一点 点拨 V m与N C是相同的单位 因为 1V m 1J C m 1Nm Cm 1N C 答案 D 反思总结 应用U Ed求两点间的电势差 一定要正确理解 d 是两
6、点间沿电场方向的距离 而求某点的电势 我们是通过求这点与电势零点的电势差实现的 由U Ed计算其数值 电势的正负由该点与电势零点的电势高低比较而定 跟踪发散 1 1 平行的带电金属板A B间是匀强电场 如右图所示 两板间距离是5cm 两板间的电压是60V 1 两板间的场强是多大 2 电场中有P1和P2两点 P1点离A板0 5cm P2点离B板也是0 5cm P1和P2两点间的电势差多大 3 若B板接地 P1和P2两点的电势各是多少伏 2 P1 P2两点间沿场强方向的距离 d 4cm所以UP1P2 Ed 1 2 103 4 10 2V 48V 3 B板接地 即选B板电势为零 电场中某点的电势就等
7、于这点与B板的电势差 即 P1 Ed1 1 2 103 4 5 10 2V 54V P2 Ed2 1 2 103 0 5 10 2V 6V 答案 1 1 2 103V m 2 48V 3 54V6V 如右图所示 a b c是一条电场线上的三个点 电场线的方向由a到c a b间的距离等于b c间的距离 用 a b c和Ea Eb Ec分别表示a b c三点的电势和电场强度 可以判断 A a b cB Ea Eb EcC a b b cD Ea Eb Ec 解析 电场线是直线的电场通常有如下图所示的三种情况 不论是何种情况的电场 沿着电场线方向电势总是降低的 即 a b c 故A正确 由于只给出了
8、一条电场线 不能确定是哪一种 因此B C D均错误 答案 A 反思总结 场强大小和电势高低并无直接关系 不具体到某一电场 我们无法做出详细判断 跟踪发散 2 1 空间某一静电场的电势 在x轴上分布如右图所示 x轴上两点B C的电场强度在x方向上的分量分别是EBx ECx 下列说法中正确的有 A EBx的大小大于ECx的大小B EBx的方向沿x轴正方向C 电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大D 负电荷沿x轴从B移到C的过程中 电场力先做正功 后做负功 解析 逐项分析如下 答案 AD 如右图所示的电场 等势面是一簇互相平行的竖直平面 间距均为d 各面电势已在图中标出 现有一质量为m的带电小球
9、以速度v0与水平方向成45 角斜向上射入电场 要使小球做直线运动 求 1 小球应带何种电荷 电荷量是多少 2 在入射方向上小球最大位移量是多少 电场足够大 解析 1 作电场线如图甲所示 由题意 只有当F与v0在一条直线上时才可能使小球做直线运动 只有小球受到向左的电场力 电场力和重力的合力与初速度才可能在一条直线上 如图乙所示 所以小球带正电 小球沿v0方向做匀减速运动 由 反思总结 物体做直线运动的条件是合力为零或合力与速度方向在同一直线上 从而确定电场力的大小和方向 可与牛顿第二定律 动能定理 功能关系相结合 解题思路和步骤与力学中完全相同 跟踪发散 3 1 2011 德州高二检测 如右图
10、所示 两块不带电的竖直平行金属板相距为d 一个重为G的带电小球在重力作用下在两板间竖直下落 此时小球的运动轨迹是AB 当两板间加上电压U时 小球受力方向变成沿BC方向 则此小球所带的电荷量应是 答案 C 1 关于匀强电场中的场强和电势差的关系 下列说法正确的是 A 任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积B 沿电场线方向 任何相同距离上电势降落必定相等C 电势降低的方向必是场强方向D 在相同距离的两点上 电势差大的其场强也大 答案 B 2 2010 安徽理综 如右图所示 在xOy平面内有一个以O为圆心 半径R 0 1m的圆 P为圆周上的一点 O P两点连线与x轴正方向的夹角为 若空间存在
11、沿y轴负方向的匀强电场 场强大小E 100V m 则O P两点的电势差可表示为 A UOP 10sin V B UOP 10sin V C UOP 10cos V D UOP 10cos V 解析 在匀强电场中 UOP E Rsin 10sin V 故A对 答案 A 3 如图所示为匀强电场中的一簇等势面 若A B C D相邻两点间的距离都是2cm 则该电场的场强为 到A点距离为1 5cm的P点的电势为 该电场的场强方向为 4 2011 兖州高二检测 如右图所示 在匀强电场中有A B两点 间距为2cm 两点的连线与场强方向成60 角 将一个带电量为 2 10 5C的电荷由A移到B 其电势能增加了0 1J 则 1 在此过程中 电场力对该电荷做了多少功 2 A B两点间的电势差为多少 3 匀强电场的场强为多大 答案 1 0 1J 2 5000V 3 5 105V m 5 水平放置的两平行金属板相距为d 充电后 其间形成匀强电场 一带电荷量为q 质量为m的液滴从下板边缘射入电场 并沿直线恰从上板边缘射出 如下图所示 求两金属板间的电势差为多少
