第一章 静电场 第6节　电势差与电场强度的关系-高中物理选修3-1【赢在微点】轻松课堂word

第6节　电势差与电场强度的关系　 学习目标 练法指导 1.掌握公式U＝Ed的推导过程，理解公式的含义，知道公式的适用条件。 2．理解电场强度的另一种表达。 3．能够应用U＝Ed或E＝解决有关问题。 1.公式U＝Ed适用于匀强电场，在非匀强电场中只能作定性分析。 2．公式U＝Ed中的d指匀强电场中沿电场线方向两点间的距离。 3．理解沿电场线方向是电势降低最快的方向。[来源:学§科§网Z§X§X§K] ———　　课/　前/　预/　习·轻/　松/　搞/　定　　——— 要点辨析 1．由公式U＝Ed可知，匀强电场中两点的电势差与这两点的距离成正比(×) 2．沿电场线方向电势降低得“最快”(√) 3．由公式E＝可知，电场强度与电场中两点间的电势差成正比，与它们之间的距离成反比 (×) 4．电场强度的两个单位N/C和V/m是完全等价的 (√) 5．匀强电场的电场强度大小等于沿电场方向每单位长度上的电势差值(√) 预习自检 1．关于匀强电场中的电场强度和电势差的关系，下列说法正确的是(　　) A．任意两点间的电势差，等于电场强度和这两点间距离的乘积 B．沿电场线方向，任意相同距离上电势降落必定相等 C．电势降低的方向必是电场强度方向 D．距离相同的两点上，电势差大的点其电场强度也大 解析　本题的关键是理解匀强电场中电场强度与电势差的关系，公式E＝中“d”是沿电场强度方向上两点的距离，由此很容易判断出A错，D错，B项正确。电场强度的方向是电势降低“最快方向的”而不是指电势降低的方向，故C项错误。 答案　B 2.如图所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距2 cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是(　　) A．竖直向下，E＝100 V/m B．水平向左，E＝100 V/m C．水平向左，E＝200 V/m D．水平向右，E＝200 V/m 解析　根据电场强度的方向应与等势面垂直，且由较高的等势面指向较低的等势面，可知该电场强度的方向水平向左。由场强与电势差的关系得E＝＝100 V/m。 答案　B 3.(多选)如图所示，图中五点均在匀强电场中，它们刚好是一个圆的四个等分点和圆心。已知电场线与圆所在平面平行。下列有关圆心O和等分点a的电势、电场强度的相关描述正确的是(　　) [来源:学科网] A．a点的电势为6 V B．a点的电势为－2 V C．O点的场强方向指向a点 D．O点的场强方向指向电势为2 V的点 解析　由匀强电场特征可知，在匀强电场中，沿某一直线若存在电势变化，则沿与该直线平行的其他直线也会存在相同的电势变化规律，所以有10 V－6 V＝φa－2 V，解得φa＝6 V，选项A正确，B错误；O点与a点处于同一等势面上，所以O点场强方向垂直O与a连线指向电势为2 V的点，选项C错误，选项D正确。 答案　AD 4.如图所示，匀强电场场强为1×103 N/C，ab＝dc＝4 cm，bc＝ad＝3 cm，则下述计算结果正确的是(　　) A．ab之间的电势差为4 000 V B．ac之间的电势差为50 V C．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，静电力做功为零 D．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿abc或adc从a移动到c静电力做功都是－0.25 J 解析　Uac＝Uab＝E·dab＝40 V，故A、B错误；W＝qU＝0，故C正确；W＝q·Uac＝－0.2 J，故D错误。 答案　C 5．(多选)电场中有一条直线，在直线上有M、N两点，若将一试探电荷q从直线外的P点分别移到M、N两点，电场力对q做功相等，则(　　) A．该电场若是匀强电场，则M、N所在直线一定与电场线平行 B．该电场若是匀强电场，则M、N所在直线一定与电场线垂直 C．该电场若是由一个点电荷产生的，则M、N两点的电势和场强都相同 D．该电场若是由一个点电荷产生的，则M、N两点的电势相等，电场强度不同 解析　试探电荷从P点移到M、N两点电场力对电荷做功相等，故M、N两点等势，在匀强电场中MN连线为等势线，该线与电场线垂直，B正确，A错；若电场是由点电荷产生的，由点电荷的电场和等势线的特点，M、N两点电势相等，场强大小相等而方向不同，故D对，C错。 答案　BD 6．(多选)细胞膜的厚度等于700 nm(1 nm＝10－9 m)，当膜的内外层之间的电压达0.4 V时，即可让一价钠离子渗透。 设细胞膜内的电场为匀强电场，则钠离子在渗透时(　　) A．膜内电场强度为5.71×105 V/m B．膜内电场强度为1.04×106 V/m C．每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于6.4×10－20 J D．每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于1.28×10－19 J 解析　由公式E＝＝ V/m≈5.71×105 V/m，所以A正确，B