电势差与电场强度的关系习题ppt课件.ppt

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1、第六节电势差与电场强度的关系典例分析一､匀强电场中场强和电势差的关系例1:如图所示,MN板间匀强电场E=2.4×104N/C,方向竖直向上.场上A､B两点相距10cm,AB连线与电场方向夹角θ=60°,A点和M板相距2cm,(1)此时UBA等于多少?(2)一点电荷Q=5×10-8C,它在A､B两点电势能差为多少?若M板接地,A点电势是多少?B点电势是多少?解析:在匀强电场中等势面与电场线垂直,且φA大于φB,所以UBA=φB-φA为负值.又因为在匀强电场中E=,则UAB=EdAB.题目已知AB与电场线夹角为60°,则AB与等势面夹角为30°,dAB=sABsin30°=sAB=5cm=

2、0.05m,UAB=2.4×104×0.05V=1200V;即UBA=-UAB=-1200V.正电荷在电势高处电势能大,电势能差为:ΔEp=EpA-EpB=qUAB=5×10-8×1200J=6×10-5J.若M板接地,M板电势为0,A点电势比零低,UMA=φM-φA=EdMA=480V,则φA=-480V,φB=-480V-1200V=-1680V.答案:(1)-1200V(2)6×10-5J;-480V;-1680V[巩固练习]1.匀强电场中有A､B､C三点构成等边三角形,边长均为4cm,将一带电荷量q=1.0×10-10C的正电荷(不计重力),从A点移到C点,电场力做功为×

3、10-9J,若把同一电荷从A点移到B点,电场力做功也为×10-9J,那么该电场的场强是多大?解析:如下图所示,把正电荷从电场中的A点分别移到C点或B点,电场力做的功相同,根据W=qU可知,B､C两点电势相同,在同一等势面上.由于电场中的等势面与电场线垂直,可见A点与BC等势面在场强方向的距离答案:5×102V/m二､匀强电场中等势面与电场线的关系例2:右图中A､B､C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC,∠ABC=60°,BC=20cm.把一个电荷量q=10-5C的正电荷从A移到B,电场力做功为零;从B移到C,电场力做功为-1.73×10-3J,则该匀强电场的场强大小和方向是()A.86

4、5V/m,垂直AC向左B.865V/m,垂直AC向右C.1000V/m,垂直AB斜向上D.1000V/m,垂直AB斜向下解析:把电荷q从A移到B电场力不做功,说明A､B两点在同一等势面上.因该电场为匀强电场,等势面应为平面,故图中直线AB即为等势线,场强方向应垂直于等势面,可见,选项A､B不正确.UBC=V=-173V,B点电势比C点低173V,因电场线指向电势降低的方向,所以场强方向必垂直于AB斜向下,场强大小答案:D名师点拨:解此类问题可先确定等势面(或等势线),电场线一定垂直等势线由电势较高的等势线指向电势较低的等势线,从而确定电场线的方向.[巩固练习]2.如图所示是匀强电场中的

5、一组等势面,若A､B､C､D相邻两点间的距离都是2cm,则电场强度为多少?到距离A点1.5cm的P点的电势是多少?三､非匀强电场中场强和电势差的关系例3:如右图所示,a､b是电场线上的两点,将一点电荷q从a移到b,电场力做功W,且知a､b间的距离为d,以下说法正确的是()A.a､b两点间的电势差为B.a处的电场强度为C.b处的电场强度为D.a点的电势为解析:由W=qU知,且a点的电势比b点的高,所以A项正确.由于不知是否是匀强电场,所以a､b两点的电场强度不能使用进行计算,所以B､C项错误.如果取b点的电势为零,a点的电势才是而题中并没有说明何处为零势点,所以D项错误.答案:A名

6、师点拨:本题考查了电场力做功和电势差的关系,以及的适用条件,只有在匀强电场中才能适用.[巩固练习]3.如右图所示,在电场中任取一条电场线,电场线上a､b两点相距为d,则()A.a点的场强一定大于b点的场强B.a点的电势一定高于b点的电势C.a､b两点间的电势差一定等于Ed(E为a点的场强)D.a､b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中电场力所做的功解析:一条电场线不能确定场强的大小,故A选项错误;沿电场线电势逐渐降低,故B选项正确;U=Ed仅适用于匀强电场,故C选项错误;由W=qU,所以故D选项正确.答案:BD课后巩固提升巩固基础1.对公式的理解,下列说法正确的

7、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解析:公式只适用于匀强电场,且d为a、b两点所在等势面之间的距离.答案:D2.下列关于匀强电场中的场强和电势差的关系,说法正确的是()A.任意两点间的电势差,等于场强和这两点间距离的乘积B.沿电场线方向,任何相同距离上电势降落必相等C.电势减小的方向必是场强方向D.