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《2020版新教材高中物理第2章电势能与电势差3电势差与电场强度的关系练习鲁科版必修第三册.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、电势差与电场强度的关系一 电势差与静电力做功的关系1.对电势差的理解:(1)物理意义:电势差反映了电场能的性质,在数值上等于电荷在电场中A、B两点间移动时电场力做的功WAB与电荷量q的比值,即UAB=。(2)标量性:电势差是标量,但有正、负,其正负表示两点电势的高低,可表示为UAB=-UBA,电势差的大小叫电压,U=
2、UAB
3、=
4、UBA
5、。(3)绝对性:电场中两点间的电势差只与两点的位置有关,与零电势点的选取无关,只要两点是确定的,两点间的电势差就是确定值。2.电势与电势差的区别和联系:物理量对比电势φ电势
6、差UAB=φA-φB区别定义式φ=UAB=决定因素由电场本身决定,反映电场能的性质由电场和电场中两点间的位置决定相对性有,与零电势位置的选取有关无,与零电势位置的选取无关联系物理意义都是描述电场能的性质的物理量单位伏特(V)标矢性都是标量,但有正负【思考·讨论】有同学说:根据公式UAB=可得,两点间的电势差与静电力做的功WAB成正比,与q成反比。他的说法对吗?为什么?(科学思维)提示:这种说法不对,公式UAB=是一种用比值定义法定义的物理量,只要电场确定UAB也就确定了,与静电力做的功WAB和电荷量q没有直
7、接的关系。【典例示范】如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab=6m,bc=10m,其中ab沿电场线方向,bc和电场线方向成60°角,电荷量为q=4×10-8C的正电荷从a移到b静电力做功为W1=1.2×10-5J,求:(1)匀强电场的场强E;(2)电荷从b移到c,静电力做的功W2;(3)a、c两点间的电势差Uac。【解题探究】(1)静电力做的功和电场强度有何关系?提示:W=qElcosα,α表示静电力与位移之间的夹角。(2)电势差与静电力做的功有何关系?8提示:UAB=。【解析】(1)设a、b两点间距
8、离为d,则:W1=qEd,解得:E==V/m=50V/m(2)设b、c两点沿场强方向距离为d1,则:d1=bc·cos60°=10×m=5m所以:W2=qE·d1=4×10-8×50×5J=1×10-5J(3)设电荷从a移到c静电力做功为W,则:W=W1+W2又:W=qUac联立解得:Uac=550V答案:(1)50V/m (2)1×10-5J (3)550V【规律方法】求解电场力做功的常用方法(1)功的定义法:W=qEd,仅适用于匀强电场,公式中d表示始末位置沿电场线方向的距离。(2)电势差法:WAB=q
9、UAB,既适用于匀强电场,又适用于非匀强电场,计算时要注意带符号运算。(3)电势能变化法:WAB=-ΔEp=EpA-EpB,适用于任何电场。(4)动能定理法:W电场力+W其他力=ΔEk,适用于任何电场。四个公式中,前三个公式可以互相导出,应用时要注意它们的适用条件,要根据具体情况灵活选用公式。【素养训练】1.下列关于电势差与电场力做功的说法中,正确的是( )A.电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电荷量决定B.电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定C.电势差是矢
10、量,电场力做的功是标量D.电场中两点间的电势差等于电场力所做的功,即电荷减少的电势能【解析】选B。电势差的大小只取决于电场及两点的位置,虽然可由公式UAB=进行计算,但是并不由WAB和q决定,故A错误,B正确;电势差是标量,C错误;移动电荷电场力做正功时电势能减少,做负功时电势能增加,电势差可以理解为:单位正电荷从一点移到另一点电场力所做的功,故D错误。2.如图所示,电场中A、B两点间的电势差为30V,一个电荷量为5×10-8C的正点电荷由A点运动到B点,电场力对点电荷做了多少功?B、C两点间的电势差大小为
11、15V,该点电荷从B点运动到C点,电场力对点电荷做了多少功?【解析】根据电场力做功与电势差的关系得WAB=qUAB=5×10-8×30J=1.5×10-6J。WBC=qUBC=5×10-8×(-15)J=-7.5×10-7J。8答案:1.5×10-6J -7.5×10-7J【补偿训练】1.在如图所示的直角三角形中,一带电量为-1×10-5C的负电荷从A点移到B点,克服电场力做功为4×10-5J,从B点移到C点,克服电场力做功为3×10-5J,则A、C两点的电势差UAC为多少?【解析】因为WAB=-4×10-
12、5J,WBC=-3×10-5J则负电荷从A到C所做的功为WAC=qUAC=WAB+WBC=-7×10-5J故UAC==V=7V答案:7V2.把带电荷量2×10-8C的正点电荷从无限远处移到电场中A点,要克服电场力做功8×10-6J,若把该电荷从无限远处移到电场中B点,需克服电场力做功2×10-6J,取无限远处电势为零。求:(1)A点的电势。(2)A、B两点的电势差。(3)若把带电荷量2×10-5C的负点电荷由A点
