第一章 静电场的描述 习题课3 电势差与电场强度关系的应用-【南方凤凰台·5A新学案】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册粤教版2019（课件）

第一章 习题课3　电势差与电场强度关系的应用 静电场的描述 必修第三册 　南方凤凰台　5A新学案 · 物理　YJ 1 核心 目标 1．理解非匀强电场中电势差与电场强度的定性关系，能分析、求解有关问题． 2．理解电场线与等势面的区别、联系，认识带电体周围的电场线与等势线，能分析解决相关问题． 关键能力 • 拓展应用 3 1 非匀强电场中电势差与电场强度关系的定性分析 1．如图甲所示，在等差等势面中，等势面越密的地方，场强就越大． 2．如图乙所示，a、b、c为某条电场线上的三个点，且距离ab＝bc，由于电场线越密的地方电场强度越大，故Uab＜Ubc． 典题固法 关键能力•拓展应用 　　　(2022·广州大学附属中学)如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．下列说法中正确的是(　　) A．1、2两点的场强相等 B．1、3两点的场强相等 C．1、2两点的电势相等 D．2、3两点的电势相等 1 D　 解析：电场线的疏密表示电场的强弱，由图可得，1与2比较，1处的电场线密，所以1处的电场强度大，故A错误；电场线的疏密表示电场的强弱，由图可得，1与3比较，它们的电场强度的大小及方向都不同，故B错误；顺着电场线，电势降低，所以1点的电势高于2点处的电势，故C错误；2与3处于同一条等势线上，所以2与3两点的电势相等，故D正确． 典题固法 关键能力•拓展应用 　　　如图所示是一点电荷周围的三条电场线，A、B、C是电场中的三点，且AB＝BC，已知A点电势φA＝20 V，C点电势φC＝10 V，则 (　　) A．UAB＝UBC　 B．EA＜EB C．φB＞15 V D．φB＜15 V 2 D　 典题固法 关键能力•拓展应用 2 电场线与等势面的区别、联系及相关问题分析 1．比较   电场线 等势面 物理意义 形象描述电场强度的强弱和方向 形象描述电场中各点电势的高低 图线特点 带箭头的不闭合的曲线，两电场线不相交 可以闭合，也可以不闭合，不同等势面不相交 描述 电场 曲线上某一点的切线方向为场强方向，疏密表示场强大小 等势面的垂线方向为场强方向，等差等势面的疏密表示场强大小 做功情况 电荷沿电场线移动时静电力必做功 电荷沿等势面移动时静电力不做功 联系 ①沿电场线方向电势降低 ②电场线与等势面垂直 典题固法 关键能力•拓展应用 2．问题分析方法 (1) 已知等势面的情况时，可作等势面的垂线来确定电场线，并由“电势降低”的方向确定电场线方向． (2) 已知电场线时，可作电场线的垂线来确定等势面，并由“沿电场线方向电势降低”确定等势面的电势高低． 典题固法 关键能力•拓展应用 　　　雷雨天一避雷针周围电场的等势面分布情况如图所示．在等势面中有a、b、c三点，其中a、b两点位置关于避雷针对称．下列说法中正确的是 (　　) A．c点的电场强度大于b点的电场强度 B．a点的电场强度与b点的电场强度相同 C．将正电荷从a点移动到b点过程中电场力总功为零 D．将负电荷从b点移动到c点，负电荷的电势能减小 3 C　 典题固法 关键能力•拓展应用 　　　一只竖直向上的避雷针发生尖端放电时在空间形成的电场如图所示，在空间取一条水平线abc和一条圆弧线adc，bd连线为ac连线的中垂线，图中所画电场线关于直线bd对称，下列说法中正确的是 　 　 (　　) A．adc是一条等势线 B．沿abc移动与沿adc移动点电荷电场力做的功均为零 4 C．a、c两点的电场强度相同 D．正点电荷在b点比在d点受到的电场力大，且在b点比在d点的电势能大 B　 典题固法 关键能力•拓展应用 解析：根据电场线与等势线处处垂直可知，圆弧adc不是一条等势线，A错误；因a、c两点电势相等，可知沿abc移动与沿adc移动点电荷，电场力做的功均为零，B正确；a、c两点的电场强度大小相等，但是方向不同，C错误；b点电场线较d点密集，可知b点场强比d点大，正点电荷在b点比在d点受到的电场力大，沿电场线电势降低，可知d点电势高于b点，正电荷在b点比在d点的电势能小，D错误． 典题固法 关键能力•拓展应用 3 带电体周围的电场线或等势面 　　　电荷量为＋Q的点电荷与一无限大接地金属板(电势为零)MN相距为2d，所形成的电场的电场线如图所示．图中P点与金属板相距为d，R点与P点关于点电荷对称，且测得P点电势为0.5 V．下列说法中正确的是 (　　) A．R点的场强大小大于P点 B．带正电试探电荷从R点移动到P点，电场力做功等于零 C．点电荷与金属板间的电势差等于1 V D．金属板表面电势相等 5 D　 典题固法 关键能力•拓展应用 解析：根据电场线的疏密表示场强的大小，则R点的场强小于P点，A错误；电场线的疏密表示场强的大小，Q左侧电场强度小于右侧的电场强度，根据U＝