第五节-匀强电场中电势与电场强度的关系.doc

(完整word)第五节 匀强电场中电势与电场强度的关系1.5 电势差与电场强度的关系 示波管原理【学习目标】通过对电场力做功的两种不同方式的比较推导得出电势差与电场强度的关系【学习重、难点】重点：理解匀强电场中电势差与电场强度的关系d，并且能够推导出这个关系式。难点：会用关系式d进行有关计算.【学法指导】利用图像研究电势差与电场强度的关系。【课前预习】电场强度与电势差的不同之处：1、物理意义不同：_；2、是_量，是_量；3、表达式不同：_ ；4、单位不同：_【预习评价】下面我们在以匀强电场为例讨论一下电场强度与电势差的联系。如右图所示， （1） 电荷q从A点移动到B点,静电力做的功w与UAB得关系为： （2） 从q受到的静电力来计算功，W=_;（3） 比较两种表达方式，得到UAB=_.即：_.三、通过上面推导，电场强度与电势差的关系还可以写作 _。（1） 意义：_ _。（2） 上式给出了电场强度的另一单位：_；两单位间的关系为：_.（3） 上式的适用范围：_。【范例精析】例1关于匀强电场电势差和场强的关系，正确的说法是：（ ）A、在相同距离的两点上，电势差大的其场强也必定大B、任意两点间的电势差等于场强和这两点距离的乘积C、电势减小的方向必定是场强的方向D、沿电场线的方向任意相同距离上的电势差必定相等解析匀强电场的场强可以用E=来计算，式中的d是电场中两点沿电场线方向的距离。若是沿电场线方向两点的距离相等，那么电势差大的场强才必定大，选项A错误；由d的意义可知选项B错误;电势减小得最快的方向才是场强方向，选项C错误；在匀强电场中，由U=Ed可知,选项D正确。【答案D】例2如图所示，匀强电场中有A、B、C三点，它们的连线构成一个直角三角形,AB0.12m,AC0.05m，把一电荷量q110-8C的点电荷从B点移到C点,电场力做功为510-7J，把点电荷从B点移到A点，电场力做功仍为5107J，由此可知电场强度的方向为 ,电场强度的大小为 ，B、C两点带电电势差是 。解析由题意可知：电荷从B移到A、C两点，电场力做功相等，表明电荷在A、C两点的电势能相等，故A、C两点具有相同的电势,A、C两点在同一等势面上，由于电场线垂直于等势面，所以场强方向与AC连线垂直;又由于负电荷从B移到A或C时电场力做正功，表明负电荷受到的电场力方向由B指向等势面AC，故场强方向应当由等势面AC指向B,即由A指向B。B、C两点的电势差UBCA、 C两点在等势面上，UBAUBC50V，由图示可知AB垂直于AC，故场强：例3如图所示，为某一电场的电场线和等势面。已知则:（ ）A、 B、C、D、上述情况都有可能解析虽然题中给出的电场不是匀强电场，但仍可利用U=Ed定性地进行分【范例精析】例1关于匀强电场电势差和场强的关系，正确的说法是：（ )A、在相同距离的两点上，电势差大的其场强也必定大B、任意两点间的电势差等于场强和这两点距离的乘积C、电势减小的方向必定是场强的方向D、沿电场线的方向任意相同距离上的电势差必定相等解析匀强电场的场强可以用E=来计算,式中的d是电场中两点沿电场线方向的距离.若是沿电场线方向两点的距离相等，那么电势差大的场强才必定大，选项A错误；由d的意义可知选项B错误;电势减小得最快的方向才是场强方向，选项C错误;在匀强电场中，由U=Ed可知，选项D正确。【答案D】例2如图所示，匀强电场中有A、B、C三点，它们的连线构成一个直角三角形，AB0.12m,AC0。05m，把一电荷量q1108C的点电荷从B点移到C点，电场力做功为510-7J，把点电荷从B点移到A点，电场力做功仍为510-7J，由此可知电场强度的方向为 ，电场强度的大小为 ，B、C两点带电电势差是 。解析由题意可知：电荷从B移到A、C两点,电场力做功相等，表明电荷在A、C两点的电势能相等，故A、C两点具有相同的电势,A、C两点在同一等势面上，由于电场线垂直于等势面，所以场强方向与AC连线垂直;又由于负电荷从B移到A或C时电场力做正功,表明负电荷受到的电场力方向由B指向等势面AC,故场强方向应当由等势面AC指向B，即由A指向B。B、C两点的电势差UBCB、 C两点在等势面上，UBAUBC50V,由图示可知AB垂直于AC，故场强：例3如图所示，为某一电场的电场线和等势面.已知则：（ )A、 B、C、D、上述情况都有可能解析虽然题中给出的电场不是匀强电场,但仍可利用U=Ed定性地进行分析，由图示可知，a、b间的场强应大于b、c间的场强，而ab=bc，故UabUbc,即a-bb-cb即b4V答案CA类1、关于静电场的说法中正确的是：（ ）A、在匀强电场中，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比B、在匀强电场中，电势降低的方向就是场强方向C、电荷在等势面上移动时不受电场力D、若电场力对电荷作正功，电荷的电势能一定减小,而动能不一定增加2、下列对于公式E=的理解，错误的是:（ ）A、它仅适用于匀强电场B、在匀强电场中，场强的数值等于每单位距离上降低的电势C、场强的另一单位V/m,适用于任何电场D、只要测出两点的电势差和两点的间距,就可算出电场强度3、如图所示，有竖直向下的匀强电场,A、B两等势面间距离为5，电势差为25V，在电场中P点固定放置电量为510-9C的负点电荷，此时电场中有一点场强为零,此点在P点的：（ ）A、上方30 B、下方30 C、上方25 D、下方254、如图所示，匀强电场中的A、B、C三点的连线构成边长为的等边三角形。把带电量为e的电子从A移动到B，电场力做功W;把带电量为e的粒子从B移到C,电场力也做功W，则下列说法中正确的是：（ ）A、A、B、C三点的电势关系为ABCB、A、B、C三点的电势关系为AB=C C、电场强度的方向一定与AC垂直D、若场强与纸面平行，则场强大小等于5、如图所示，MN是一负的点电荷电场中的一条电场线，场强方向由M指向N,ab=bc，a、b、c三点的场强和电势分别为Ea、Eb、Ec和a、b、c，则下列关系正确的是：（ ）A、EaEbEc B、Ea=Eb=Ec C、abc D、a-b=b-c 6、AB是电场中的一条电场线，若将一负电荷从A点处自由释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图线如图所示，则A、B两点的电势高低和场强的大小关系是：（ ）A、AB ,EAEB B、AB ，EAEB C、AB ，EAEB D、AB ，EAEB7、如图所示，是某匀强电场的三个等势面，相应的电势值分别为10V、0、10V，图中A、B两点相距2。5,则该匀强电场的场强大小为 V/m。 8、如图,两平行金属板间电场是匀强电场，场强大小为1。0104 V/m,A、B两板间相距1，C点与A相距0。4，若B接地，则A、B间电势差UAB= V，将带电量为- 1。010-12C的点电荷置于C点，其电势能为 J.9、在相距为d的A、B两板之间有a、b、c三点，a点距A板d/3，b、c两点距B板都是d/3，A板接地，A、B两板间的电压为U，如图所示，则b点的电势为 ,点电荷+q从a点移到c的过程中，电场力做功 ，点电荷q在a点具有的电势能为 。10、如图，两平行金属板A、B间为一匀强电场,A、B相距6，C、D为电场中的两点，且CD=4,CD连线和场强方向成60角。已知电子从D点移到C点电场力做功为3.21017J，求：匀强电场的场强A、B两点间的电势差若A板接地，D点电势为多少？、11、如图所示,匀强电场的场强大小为E=200 V/m，方向沿a指向o，a、b、c、d四点恰在边长为L=10的正方形四个顶点上，若bo：co=3：2，并以a点为电势的零点,则b、c、d三点的电势分别为多大？ 12、如图是某匀强电场的等势面示意图，A、B两点相距5,=53，一带电量为-410-6C的微粒沿AB匀速运动，则此微粒的质量为多少？（取g=10m/s2）B类1、如图所示，在沿x轴正向的匀强电场E中，有一动点A以O为圆心，r为半径做逆时针转动，当OA与x轴正向成角时O、A两点间的电势差为（ )A、UOA=Er B、UOA=Er sin C、UOA=Er cos D、UOA=-Er cos 2、如图所示,一个带负电的油滴以初速度v0从P点斜向上射入水平方向的匀强电场，若油滴到达最高点的速度大小仍为 v0，则油滴最高点的位置( ）A、在P点的左上方 B、在P点的右上方 C、在P点的正上方 D、上述情况都可能3、长为L的绝缘细棒两端固定两金属小球,各带电量为+q和q，细棒可绕水平轴O无摩擦转动，细棒放置在两平行金属板中间,两板间距离为d，电压为U，要使细棒从图所示位置转过180角,求两小球克服电场力做功。若细棒可承受最大力为F，则细棒断裂所加在两板间最小电压。 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A=15V，B=3V，C=3V，由此可得D点电势D为多大？