内容正文:
预习07 电势差与电场强度的关系
基础知识
一、匀强电场中电势差与电场强度的关系
1.在匀强电场中,两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。
2.公式:UAB=Ed。
二、公式E=的意义
1.意义:在匀强电场中,电场强度的大小等于两点间的电势差与这两点沿电场强度方向距离之比。
2.电场强度的另一种表述:电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上降低的电势。
3.电场强度的另一个单位:由E=可导出电场强度的另一个单位,即伏每米,符号为V/m.
1 V/m=1 N/C.
4.公式E=及UAB=Ed的适用条件都是匀强电场。
5.由E=可知,电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上降低的电势。
式中d不是两点间的距离,而是两点所在的等势面间的距离,只有当此两点在匀强电场中的同一条电场线上时,才是两点间的距离。
6.电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向。
例题分析
例1.如图,在匀强电场中有一虚线圆,和是圆的两条直径,其中与电场方向的夹角为,,与电场方向平行,a、b两点的电势差。则( )
A.电场强度的大小
B.b点的电势比d点的低
C.将电子从c点移到d点,电场力做正功
D.电子在a点的电势能小于在c点的电势能
例2.一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9V、19V、25V。电场强度的大小为( )
A. V/cm B.2.0 V/cm C.2.5 V/cm D. V/cm
例3.如图所示,a、b、c是电场中一条电场线上的三个点,虚线为等势面,已知ab=bc,a、b两点间电压为10V,则b、c两点间电压( )
A.等于10V B.大于10V
C.小于10V D.条件不足,无法判断
基础小练
一、单选题
1.如图所示是匀强电场中的一组等势面,每两个相邻等势面间的距离都是,由此可确定此电场的电场强度的方向及大小为( )
A.水平向左, B.水平向左,
C.水平向右, D.水平向右,
2.下列说法正确的是( )
A.公式E=对于任何电场均适用
B.公式仅用于求点电荷电场的电场强度,式中Q是场源电荷的电荷量
C.物体所带的电量有可能是元电荷的2.5倍
D.电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹
3.下列公式中,和分别表示静电力、电荷量、电场场强、电势差及距离;①,②,③,④。以下说法中正确的是( )
A.它们都只对点电荷或点电荷的电场成立
B.①②③只对点电荷或点电荷电场成立,④对任何电场都成立
C.①②只对点电荷成立,③对任何电场都成立,④只对匀强电场成立
D.①②只对点电荷成立,③④对任何电场都成立
4.关于电场强度和电势,下列说法中正确的是( )
A.由公式可知E与F成正比,与q成反比
B.由公式U=Ed可知,任意两点间的U与E成正比
C.电场强度为零处,电势不一定为零
D.无论是正电荷还是负电荷,当它在电场中移动时,若电场力做功,它一定是从电势高处移到电势低处,并且它的电势能一定减少
5.关于匀强电场中电场强度和电势差的关系,正确的是( )
A.电场强度越大,则任意两点间的电势差也越大
B.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
C.沿着电场线方向,任何相同距离上的电势降低必定相等
D.电势降低的方向必定是电场强度的方向
6.如图所示,水平向右的匀强电场中,电荷量为+2C的带电小球在A点的电势能为6J,在B点的电势能为2J,已知A点与B点间的距离为0.2m,A、B连线与电场线平行。下列说法正确的是( )
A.电场强度的大小为0.1 V/m
B.电场强度的大小为10 V/m
C.若带电小球沿曲线ACB由A运动到B,则动能增加量大于4J
D.若带电小球沿曲线ACB由A运动到B,则动能减少量等于4J
二、多选题
7.下列关于电场强度和电势的说法中,正确的是( )
A.电场强度为零的地方,电势一定为零 B.电势为零的地方,场强不一定为零
C.电场强度较大的地方,电势一定较高 D.沿着电场强度方向,电势逐渐降低
8.如图所示,已知一匀强电场的电场线平行于等边三角形ABC所在的平面,三角形边长为2m,一带电荷量为q1=1×10-7C的正点电荷由B点移到无穷远处克服静电力做功为5×10-7J;而带电荷量为q2=2×10-7C的负点电荷从B点移到A点电势能增加4×10-7J,若将此负电荷沿AC边从A移到C,静电力做功8×10-7J,无穷远处的电势为零,则下列说法中正确的是( )
A.B点电势为5V B.A点的电势高于B点电势
C.电场强度大小为2V/m D.电荷q1在C点的电势能为-3×10-7J
9.如图所示,已知某匀强电场方向平行正六边形ABCDEF所在平面,若规定D点电势为零,则A、B、C 点的电势分别为8V、6V、2V,初动能为1