(教用word)第2章 第3节 电势差与电场强度的关系-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册(鲁科版2019)

第3节　电势差与电场强度的关系 学业要求＋核心素养 1．知道电势差的概念，理解电势差与电场力做功之间的关系。(物理观念) 2．知道匀强电场中电势差与场强的关系，会用公式E＝进行有关计算。(科学思维) 一、电势差与静电力做功 1．基础梳理 (1)电势差：电场中两点间电势的差值。 (2)公式：UAB＝φA－φB。 (3)WAB＝qUAB＝q(φA－φB)。 (4)1 eV＝1.60×10－19J。 2．尝试探究 如图甲所示，在测量某栋楼的高度时，用不同位置(A、B)分别作为测量高度的起点，同一地方O的高度的数值就不相同，但两个地方(C、D)的高度差却保持不变。 　　 甲　　　　　　　　　乙 (1)如图乙所示，如果N板接地(取大地的电势为零，则与大地相连的导体的电势也为零)，M点电势为8 V，A点电势为6 V，B点电势为2 V，A、B两点间的电势之差是多少？ 提示：φA－φB＝6 V－2 V＝4 V。 (2)如果M板接地，A、B两点间的电势之差是多少？电势差是否与电场中的零电势点的选取也无关呢？ 提示：如果改为M板接地，则M板的电势等于零，已知M板的电势比N板高8 V，所以N板电势等于－8 V，A点的电势比M板低 2 V，所以A点的电势为－2 V；B点的电势比M板低6 V，所以B点的电势为－6 V。A、B两点之间的电势差φA－φB＝－2 V－(－6 V)＝4 V。 可见，由于选择了不同的零电势点，A、B、M、N各点的电势值不同，但是电势之差不变，我们称之为电势差，用符号U来表示。UAB＝φA－φB或者 UBA＝φB－φA。 (3)从UAB＝6 V，UBA＝－6 V，可以看出电势差可以是正值也可以是负值，那么电势差的正负号表示什么意义呢？ 提示：UAB＝6 V，表示A点电势比B点电势高 6 V；UBA＝－6 V，表示B点电势比A点电势低 6 V。电势差的正负表示两点电势高低。 二、匀强电场中电场强度与电势差的关系 1．基础梳理 (1)E＝。 (2)适用范围：匀强电场。 2．尝试探究 如图所示的匀强电场中，A、B两点位于同一条电场线上，B、C连线垂直电场线，已知场强大小为E，A、B两点间的电势差为UAB，A、B间距离为d，电荷q从A点移动到B点。 (1)从力和位移的角度计算电场力所做功的大小。 提示：电荷所受电场力为F＝qE，电场力所做的功WAB＝Fd＝qEd。 (2)通过A、B间的电势差计算电场力做功的大小。 提示：A、B两点间的电势差为UAB，电场力所做的功WAB＝qUAB。 (3)比较两次计算的功的大小，电势差与电场强度有何关系？ 提示：qEd ＝qUAB，UAB＝Ed。这就是说，在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。 1．判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电势差是一个绝对量，与零电势位置的选取无关。 (√) (2)电场中A、B两点之间的电势差UAB＝φB－φA。 (×) 提示：A、B两点的电势差UAB＝φA－φB。 (3)关系式UAB＝Ed中的距离d是沿电场方向的距离。 (√) (4)公式UAB＝说明，电场中两点之间的电势差与电场力做功成正比，与电荷的电荷量成反比。 (×) 提示：电势差与电场力做功无关，与电荷的电荷量无关。 2．(多选)下列说法正确的是(　　) A．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关 B．电势差是一个标量，但是有正值和负值之分 C．由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关 D．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以UAB＝UBA BC　电势差的大小与零电势点的选取无关，故选项A错误；从电势差的特性可知电势差是标量，有正负之分，选项B正确；从电场力做功的特点及电势差的定义可知两点间的电势差只与两点间的位置有关，选项C正确；最易错的是把电势差与电压相混淆，电势差可以反映出两点电势的高低，UAB＝－UBA，而电压只是电势差的大小，故选项D错误。 3．对公式E＝的理解，下列说法正确的是(　　) A．此公式适用于计算任何电场中A、B两点间的电势差 B．A点和B点间距离越大，则这两点的电势差越大 C．公式中的d是指A点和B点之间的距离 D．公式中的d是A、B两个等势面间的垂直距离 D　公式E＝，仅适用于匀强电场，所以选项A错；公式中的d是指A、B两点沿电场线方向的距离，即A、B两等势面之间的垂直距离，所以选项B、C均错，选项D对。 4．电鳗能通过自身发出的生物电，获得食物，威胁敌害，保护自己。电鳗的头尾相当于两个电极，它在水中产生的电场强度达104 V/m，可击昏敌害。电鳗在某次捕食时头尾间距为50 cm，则在放电时产生的瞬间电压为(　　) A．10 V B．500 V C．5 000