2019届高二复习：静电场-电势能和场强的关系细讲及练习题（无答案）

电势能和场强的关系细讲 学生姓名： 年 级： 老 师： 上课日期： 时 间： 课 次： 电势差和电场强度的关系 一、电势与电场强度的关系 1. E大处φ不一定高；φ高处E也不一定大；E为零处φ不一定为零，φ为零处E不一定为零。 2. 电场强度反映电场力的性质，电势反映电场能的性质。 3. 这两个物理量都由场本身决定，与引入的物理量无关。 电势和电场强度无必然关系。 二、电势差与场强的关系 1. 表达式： （1）只适用于匀强电场 （2）d：沿场强方向的距离 2. 电势降落最快的方向就是电场强度的方向。 3. 规律：（1）匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC＝ ； （2）匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD，则UAB＝UCD（或φA－φB＝φC－φD）； （3）在非匀强电场中，不能用U＝Ed进行计算，但可以进行定性分析，一般沿电场线方向取相同的长度d，线段处于场强较大的区域所对应的电势差U较大。 三、电场强度三个公式的区别 公式 公式含义 适用范围 是电场强度的定义式 任意电场 是真空中点电荷电场的场强计算公式 真空中点电荷电场 是匀强电场场强的计算公式 匀强电场 四、电势差和电场强度的区别 物理意义 物理公式 矢（标）量 单位 电场强度 描述电场力的特征 矢量 N/C 电势差 描述电场能的特征 标量 V 都由场本身决定，与引入的电荷无关 【例1】匀强电场中沿电场线方向相距5 cm的A、B两点的电势差UAB＝15 V，则沿电场线方向相距11 cm的B、C两点的电势差UBC＝________ V． 【例2】如图所示，A、B两平行金属板间的匀强电场的场强E＝2×105 V/m，方向如图所示．电场中a、b两点相距10 cm，a、b连线与电场线成60°角，a点距A板2 cm，b点距B板3 cm，求： (1)电势差UAa，Uab和UAB； (2)用外力F把电荷量为1×10－7 C的正电荷由b点匀速移动到a点，那么外力F做的功是多少？ 【例3】如图所示，两个大平行金属板M、N间距离d＝1．2 cm，两板接在电压U＝240 V的电源上，M板接地，板间A点距M板0．2 cm，B点距N板0．5 cm．一个q＝－3×10－4 C的电荷放在A点处，试求： (1)该电荷在A点所受的静电力； (2)该电荷在A点所具有的电势能和A点的电势； (3)若该电荷由A点运动到B点，静电力做多少功，是正功还是负功． 【例4】如图所示，在平面直角坐标系中，有一个方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0 V，点A处的电势为6 V，点B处的电势为3 V，则电场强度的大小为 （　　） A. 200 V/m B. 200 V/m C. 100 V/m D. 100 V/m 答案：A 【例5】在光滑的绝缘水平面上，有一个边长为L的正三角形abc，顶点a、b、c处分别固定一个电荷量为q的正电荷，如图所示，D点为正三角形外接圆的圆心，E、G、H三点分别为ab、ac、bc的中点，F点为E点关于电荷c的对称点，则下列说法中正确的有 （　　） A. E、F两点电势相等 B. E、G、H三点电势相等 C. E、F两点电场强度大小相等 D. E、G、H三点电场强度大小相等 答案：BD 强电场中电场线方向及电势的确定技巧 1. 在匀强电场中，电势沿直线均匀变化，即直线上距离相等的线段两端的电势差值相等。 2. 等分线段找等势点法：将电势最高点和电势最低点连接后根据需要平分成若干段，必能找到第三点电势的等势点，它们的连线即等势面（或等势线），与其垂直的线即为电场线，方向由高电势指向低电势。 【例5】如图所示，匀强电场中有a、b、c三点，在以它们为顶点的三角形中，∠a＝30°，∠c＝90°，电场方向与三角形所在平面平行，已知a、b和c点的电势分别为（2－ ） V、（2＋ ） V和2 V，该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为（　　） A. （2－ ） V、（2＋ ） V B. 0、4 V C. V、 V D. 0、2 V 答案B 【思维深化】 1．（多选）在匀强电场中，关于电势差与电场强度的下列说法正确的是(　　) A．任意两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离之积 B．沿电场方向，任意相同距离上电势差必定相等 C．电势降低的方向就是电场强度的方向 D．距离相同的两点上，电势差越大，这两点间的电场强度越大 答案ABD 2．如图所示，在E＝500 V/m的匀强