内容正文:
电势差与电场强度关系
1、 知识点总结
1.由E=可推出的两个重要推论
推论1 匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC=,如图甲所示.
推论2 匀强电场中若两线段AB∥CD,且AB=CD,则UAB=UCD(或φA-φB=φC-φD),如图乙所示.
2.E=在非匀强电场中的三点妙用
(1)判断电场强度大小:等差等势面越密,电场强度越大.
(2)判断电势差的大小及电势的高低:距离相等的两点间的电势差,E越大,U越大,进而判断电势的高低.
(3)利用φ-x图像的斜率判断电场强度随位置变化的规律:k===Ex,斜率的大小表示电场强度的大小,正负表示电场强度的方向.
3.等分法确定电场线及电势高低的解题思路
二、针对练习
1、(多选)有一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c、d四点的位置如图所示,cd、cb 分别垂直于x轴、y轴,其中a、b、c三点电势分别为:4 V、8 V、10 V,使一电荷量为q=-2×10-5 C的负点电荷由a点开始沿abcd路线运动,则下列判断正确的是( )
A.坐标原点O的电势为6 V
B.电场强度的大小为 V/m
C.该点电荷在c点的电势能为2×10-5 J
D.该点电荷从a点移到d点过程中,电场力做功为 8×10-5 J
2、(多选)如图所示,在匀强电场中有直角三角形BOC,电场方向与三角形所在平面平行,若三角形三顶点处的电势分别为=4.5V、=0V、=9V,且边长0B=cm,BC=cm,则下列说法正确的是( )
A.电场强度的大小为
B.电场强度的大小为100V/m
C.一个电子由B点运动到C点,电场力做正功
D.一个电子在0点由静止释放后会沿OB所在直线运动
3、(多选)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10 V、17 V、26 V.下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小为2.5 V/cm
B.坐标原点处的电势为1 V
C.电子在a点的电势能比在b点的低7 eV
D.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV
4、(多选)如图所示,A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10 cm的正六边形的六个顶点,A、C、D三点电势分别为1.0 V、2.0 V、3.0 V,正六边形所在平面与电场线平行,则( )
A.E点的电势与C点的电势相等 B.UEF与UCB相同
C.电场强度的大小为 V/m D .电场强度大小为20 V/m
5、(多选)匀强电场中有一与电场方向平行的扇形AOB区域,如图所示,圆心角,半径,其中C、D、F将圆弧AB四等分。已知,,,以下说法正确的是( )
A. B.
C.电场方向沿AO连线方向 D.场强大小为3V/m
6、如图,圆形区域内存在平行于圆面的匀强电场,mn和pq是圆的两条互相垂直的直径.将一带正电的粒子从另一直径ab的a点移到m点,其电势能增加量为ΔE(ΔE>0),若将该粒子从m点移到b点,其电势能减少量也为ΔE,则电场强度的方向( )
A.平行直径ab指向a B.平行直径ab指向b
C.垂直直径ab指向pm弧 D.垂直直径ab指向nq弧
7、(多选)如图所示,在一个匀强电场中有一个四边形ABCD,电场方向与四边形ABCD平行,其中M为AD的中点,N为BC的中点,一个电荷量为q的带正电粒子,从A点移动到B点过程中,电势能减小,若将该粒子从D点移动到C点,电势能减小,下列说法正确的是( ).
A.匀强电场的场强方向必沿AB方向
B.若将该粒子从M点移动到N点,电场力做功
C.若D、C之间的距离为,则该电场的场强大小为
D.若M、N之间的距离为,该电场的场强最小值为
8、如图所示,水平面内有A、B、C、D、E、F六个点,它们均匀分布在半径为R=2 cm的同一圆周上,空间有一方向与圆平面平行的匀强电场.已知A、C、E三点的电势分别为φA=(2-)V、φC=2V、φE=(2+)V,下列判断正确的是( )
A. 电场强度的方向由A指向D
B.电场强度的大小为1 V/m
C.该圆周上的点电势最高为4 V
D.将电子从D点沿DEF移到F点,静电力做负功
9、如图所示,边长为10 cm的正立方体ABCD-A′B′C′D′处在匀强电场中.已知A、C、B′、B点的电势分别为φA=φC=φB′=4 V、φB=10 V,则匀强电场的电场强度大小为( )
A.120 V/m B.60 V/m C.40 V/m D.40 V/m
10、如图所示,等边△ABC