电势差+电势差+电场强度+导学案高考一轮复习教案+练习题
《电势差、及与电场强度关系》导学案
第五节《电势差》导学案 0910基础导学:一、电势差与电势的关系。
1、电势差定义:也叫。
设电场中A点的电势为,B点的电势为,电势差表示成也可以表示成2、量性:思考:电势差可以是正值也可以是负值,电势差的正负表示什么意义?正负表示电势的数值与零电势点的选取有关,电势差的数值与零电势点的选取有关吗?二、静电力做功与电势差的关系。
1、电荷q从电场中A点移到B点,静电力做功与电势差的关系。
WAB= = = =即或2、单位:符号1V=1 J/C在数值上等于3、物理意义:(1)U AB由什么决定?跟W AB、q有关吗?(2)W AB跟q、U AB有关吗?(3)注意W AB、q、U AB计算过程中的正负号问题针对练习:1在如图所示的电场中,把点电荷q=+2×10-11C,由A点移到B点,电场力做功W AB=4×10-11J。
A、B两点间的电势差U AB等于多少?B、A两点间的电势差U BA等于多少?2、如图所示的电场中,A、B两点间的电势差UAB=20 V,将点电荷q= -2×10-9C,由A点移到B点,静电力所做的功是多少?3.如图所示,B、C、D三点都在以点电荷十Q为圆心的某同心圆弧上,将一试探电荷从A 点分别移到B、C、D各点时,电场力做功大小比较 ( )A.WAB>WACB.WAD>WABC.WAC=WADD.WAB=WAC4.对于电场中A、B两点,下列说法正确的是()A.电势差的定义式U AB=W AB/q,说明两点间的电势差U AB与电场力做功W AB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比B.A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功C.将l C电荷从A点移到B点,电场力做1 J的功,这两点间的电势差为1 VD.电荷由A点移到B点的过程中,除受电场力外,还受其他力的作用,电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功第六节、《电势差与电场强度的关系》基础导学:1、在匀强电场中两点间的电势差等于_____ _______2、在匀强电场中,电场强度的大小等于公式E=___________,单位___________.注意:公式中d的意义3、电场中,电势降落最快的方向为4、场强三个公式(1)电场强度定义式:适用条件:(2)点电荷:适用条件:(3)匀强电场:适用条件:针对练习1:如图所示,在场强为E=4.0×103 N/C的匀强电场中有相距5.cm的A、B两点,两点连线与电场强度成30°角。
《电势差、电势能、电势差与电场强度的关系》练习题[1]
《电势差、电势能、电势差与电场强度的关系》练习题 一、单选题:1.在电场中,A 、B 两点的电势差U AB >0,那么将一负电荷从A 移到B 的过程中( ) (A )电场力做正功,电势能增加 (B )电场力做负功,电势能增加 (C )电场力做正功,电势能减少(D )电场力做负功,电势能减少 2.下列说法中正确的是( ) (A )电场线密集处场强大,电势高(B )沿电场线方向场强减小,电势降低 (C )在电势高处电荷具有的电势能也大(D )场强为零处,电势不一定为零3.如图所示,L 1、L 2、L 3为等势面,两相邻等势面间电势差相同,取L 2的电势为零,有一负电荷在L 1处动能为30J ,运动到L 3处动能为10J ,则电荷的电势能为4J 时,它的动能是(不计重力和空气阻力)( )(A ) 6J (B )4J (C ) 16J (D )14J4.在点电荷Q 的电场中,一个α粒子(He 42)通过时的轨迹如图实线所示,a 、b 为两个等势面,则下列判断中正确的是( )(A )Q 可能为正电荷,也可能为负电荷 (B )运动中.粒子总是克服电场力做功 (C )α粒子经过两等势面的动能E ka >E kb (D )α粒子在两等势面上的电势能E pa >E pb5.如图所示,在沿x 轴正方向的匀强电场E 中,有一动点A 以O 为圆心、以r 为半径逆时针转动,θ为OA 与x 轴正方向间的夹角,则O 、A 两点问电势差为( )(A )U OA =Er (B )U OA =Ersin θ (C )U OA =Ercos θ (D )θrcos E U OA =6.如图所示,a 、b 、c 是一条电场线上的三个点,电场线的方向由a 到c ,a 、b 间的距离等于b 、c 间的距离.用U a 、U b 、U c 和E a 、E b 、E c 分别表示a 、b 、c 三点的电势和电场强度,可以断定( ) (A )U a >U b >U c(B )E a >E b >E c(C )U c -U b =U b -U c(D )E a =E b =E c二、双选题:7.关于电场中的等势面,下列说法中止确的有( )(A)等势面不一定跟电场线垂直(B)沿电场线电势一定升高(C)在同一等势面上两点间移动电荷,电场力做功为零(D)处于静电平衡状态的导体是等势体,表面是一个等势面8.如图所示,仅在电场力作用下,一带电粒子沿图中虚线从A运动到B,则( )(A)电场力做正功(B)动能增加(C)电势能增加(D)加速度增大9.关于电势差与场强的关系,下列说法中正确的是( )(A)U=Ed关系式适用于任何电场(B)在匀强电场中,两点间的电势差正比于两点间的距离(C)U=Ed公式中的d是指两点所在等势面间的距离(D)V/m和N/C两单位相等10.如图所示,a、b、c、d是某电场中的四个等势面,它们是互相平行的平面,并且间距相等,下列判断中正确的是( )(A)该电场不一定是匀强电场(B)这四个等势面的电势一定满足U a-U b=U b-U c=U c-U d(C)如果u a>U b,则电场强度E a>E b(D)如果U a<U b,则电场方向垂直于等势面由b指向a11.若带正电荷的小球只受到电场力的作用,则它在任意一段时间内( )(A)一定沿电场线由高电势处向低电势处运动(B)一定沿电场线由低电势处向高电势处运动(C)不一定沿电场线运动,但一定由高电势处向低电势处运动(D)不一定沿电场线运动,也不一定由高电势处向低电势处运动12.如图所示,虚线a、b和c是某静电场中的三个等势而,它们的电势分别为U a、U b和U c,U a>U b>U c.一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示,由图可知( )(A)粒子从K到L的过程中,电场力做负功(B)粒子从L到M的过程中,电场力做负功(C)粒子从K到L的过程中,静电势能增加(D)粒子从L到M的过程中,动能减少三、填空题:13.将一电量为l.6×10-8C的负电荷在电场中从A点移动到B点,克服电场力做功为6.4×10-6J,则AB两点间电势差为______V。
一轮复习-导学案38-电势 电势差-教师版
3. 本节课还有哪些概念不理解?哪些地方没听懂?哪些方法还不会使用?
4. 如图所示, (1)A、B 哪点 2 页(共 3 页)
(2)负电荷由 B 移动到 A 时,静电力做正功还是做负功? (3)A、B 两点的电势差 UAB 是正的还是负的?UBA 呢?
J.
(1)A、B 两点哪点电势高?UAB 为多少? (2)若换成电荷量为 2.0× 10
9
(1) A、B、C 三点中哪点的电势最高? 哪点的电势最低? (2) A、B 间,B、C 间,A、C 间的电势差各是多大? (3) 把-1.5× 10
9
C 的负电荷从 A 移动到 B,静电力做功多少?UAB 为多少?
(4)两个等量同种点电荷
(5)平行板电容器两极板中间
3. 在电场中把电荷量为 2.0× 10
9
C 的正电荷从 A 点移到 B 点, 静电力做功为-1. 5× 10
7
7
J,再把电荷从 B 点移到 C 点,静电力做功为 4.0× 10 【典例 2】在电场中把电荷量为 1.0× 10 C 的正电荷从 A 点移到 B 点, 静电力做功为-2.0× 10 J ,求:
知识整理
1. 请将本节课所涉及的知识点整理于此。 (概念,规律,公式,注意事项) 1.电势能 (1)电场力做功 ①特点:电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关. ②计算方法 a.W=qEd,只适用于匀强电场,其中 d 为沿电场方向的距离. b.WAB=qUAB,适用于任何电场. (2)电势能 ①定义:电荷在电场中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功. ②电场力做功与电势能变化的关系:电场力做的功等于电势能的减小量,即 WAB=EpA-EpB=-ΔEp. 2.电势 (1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,叫做这一点的电势,用 φ 表示.在数 值上等于单位正电荷由该点移到零电势时电场力所做的功,电势是标量,只有大小,没有方向,但有正 负.
2025届高考物理一轮复习专题卷: 电势能与电势差(含解析)
2025届高考物理一轮复习专题卷: 电势能与电势差一、单选题1.某种负离子空气净化器的原理如图所示,由空气和带一价负电的灰尘颗粒组成的混合气流进入由一对平行金属板构成的收集器。
在收集器中,带电颗粒入射时的最大动能为,金属板的长度为L ,金属板的间距为d ,且。
在匀强电场作用下,带电颗粒打到金属板上被收集,不考虑重力影响和颗粒间的相互作用。
要使得全部颗粒被收集,两极板间的电势差至少为( )A.1600VB.800VC.400VD.200V2.如图所示,一电子枪发射出的电子(初速度很小,可视为零)经过加速电场加速后,垂直射入偏转电场,射出后偏转位移为Y .要使偏转位移增大,下列哪些措施是可行的(不考虑电子射出时碰到偏转极板的情况)( )A.增大偏转电压UB.增大加速电压C.增大偏转极板间距离D.将发射电子改成发射负离子3.一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10V 、17V 、26V.下列说法错误的是( )6410eV ⨯100L d =0UA.电场强度的大小为B.坐标原点处的电势为1VC.电子在a 点的电势能比在b 点的低7eVD.电子从b 点运动到c 点,静电力做功为9eV4.质量为m 的带电滑块,沿绝缘粗糙斜面匀加速下滑,当带电滑块滑到有理想边界且方向竖直下的电场区域时,则关于滑块在电场中运动情况表述正确的是(已知滑块所受的静电力小于其重力)( )A.将加速下滑,且加速度的大小不变B.有可能匀减速下滑C.将加速下滑,且加速度的大小一定增大D.将加速下滑,且加速度的大小可能减小5.如图所示,在一固定正点电荷产生的电场中,另一正电荷q 先后以大小相等、方向不同的初速度从P 点出发,仅在电场力作用下运动,形成了直线PM 和曲线PN 两条轨迹,经过两点时q 的速度大小相等,则下列说法正确的有( )A.M 点比P 点电势高B.两点的电势不同C.q 从P 到M 点始终做减速运动D.q 在M 、N两点的加速度大小相等2.5V /cmM N 、M N 、6.如图所示,水平金属板A 、B 分别与电源两极相连,带电油滴处于静止状态.现将B 板右端向下移动一小段距离,两金属板表面仍均为等势面,则该油滴( )A.仍然保持静止B.竖直向下运动C.向左下方运动D.向右下方运动7.电子秤在日常生活中扮演着重要角色,电子秤的种类有很多,如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图.称重时,把物体放到电子秤面板上,压力作用会导致平行板上层膜片电极下移.则下列说法正确的是( )A.电容器的电容增大,带电荷量减小B.电容器的电容减小,带电荷量增大C.稳定后电流表仍有示数,两极板电势差增大D.稳定后电流表示数为零,两极板电势差不变8.一个带电粒子在点电荷的电场中仅在电场力作用下从A 点运动到B 点,轨迹如图所示,粒子的速度不断减小,则( )A.带电粒子与场源电荷带同种电荷B.带电粒子的加速度不断减小C.带电粒子的电势能不断增大D.带电粒子正靠近场源电荷9.如图是某次心脏除颤器的模拟治疗,该心脏除颤器的电容器电容为,充电至9.0kV 电压。
高考物理一轮复习 专题31 电势能、电势、电势差(练)(含解析)
专题31 电势能、电势、电势差1.图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8 eV,它的动能应为:()A.8 eV B.13 eVC.20 eV D.34 eV【答案】C【名师点睛】由题,相邻的等势面之间的电势差相等,电荷在相邻等势面间运动时电场力做功相等,电势能变化量相等,根据能量守恒定律确定出电荷在b等势面上的电势能,写出电时的动能值;本题关键要根据电场力做功荷的总能量,再由能量守恒求出其电势能变为8eV与电势差的关系确定电荷的总能量。
2.如图为某匀强电场的等势面分布图,每两个相邻等势面相距2cm,则该匀强电场的场强大小和方向分别为:()A.E=100V/m,竖直向下B.E=100V/m,竖直向上C.E=100V/m,水平向左D.E=100V/m,水平向右【答案】C【解析】根据电场线总是与等势面垂直,而且由高电势指向低电势,可知,电场强度方向水平向左,两个相邻等势面相距2d cm =,电势差2U V =,则电场强度100/0.022U d E V m ===,故选项C 正确。
【名师点睛】电场线总是与等势面垂直,而且由高电势指向低电势.根据匀强电场场强与电势差的关系U=Ed 求出电场强度的大小;本题考查电场线与等势面的关系、场强与电势差的关系.公式U Ed =中,d 是沿电场线方向两点间的距离。
3.金属板和板前一正点电荷形成的电场线分布如图所示,A 、B 两点到正电荷的距离相等,C 点靠近正电荷,则: ( )A .A 、B 两点的电势相等 B .C 点的电势比A 点的低 C .A 、B 两点的电场强度相等D .C 点的电场强度比B 点的大 【答案】D【名师点睛】题要掌握电场线的物理意义:电场线的疏密表示场强的大小,顺着电场线电势逐渐降低,难度不大,属于基础题4.(多选)如图所示,虚线为某电场的等势面,今有两个带电粒子(重力不计),以不同的速率,沿不同的方向,从A 点飞入电场后,沿不同的轨迹1和2运动,由轨迹可以断定: ( )A .两个粒子的电性一定不同B .粒子1的动能和粒子2的电势能都是先减少后增大C .经过B 、C 两点,两粒子的速度可能不等D .两个粒子带电量一定不同 【答案】ABC5.有一个带电荷量q= -3×10-6 C 的点电荷,从某电场中的A 点移到B 点,电荷克服电场力做6×10-4 J 的功,从B 点移到C 点,电场力对电荷做9×10-4 J 的功,问: (1)AB 、BC 、CA 间电势差各为多少?(2)如以B 点电势为零,则A 点电势为多少?电荷在A 点的电势能为多少? 【答案】(1)200V ;-300V ;100V (2)200V ;4610J --⨯【解析】电荷由A 移向B 克服电场力做功即电场力做负功,W AB = -9×10-4 J200V 300V 100V AC AB BC U U U =+=-=- 100V CA AC U U =-=(2)若0B ϕ=,由AB A B U ϕϕ=-得200V A AB U ϕ== 电荷在A 点的电势能64310200J 610J pA A E q ϕ--==-⨯⨯=-⨯【名师点睛】解决本题的关键掌握电场力做功与电势能的关系,注意在运用W qU =计算时,W 的正负、q 的正负、电势差的正负都要代入计算.1.P 、Q 是某电场中一条电场线上的两点,一点电荷仅在电场力作用下,沿电场线从P 点运动到Q 点,过此两点的速度大小分别为v P 和v Q ,其速度随位移变化的图象如图所示.P 、Q 两点电场强度分别为E P 和E Q ;该点电荷在这两点的电势能分别为ε P >ε Q ,则下列判断正确的是: ( )A.E P>E Q,ε P<ε Q B.E P>E Q,ε P>ε QC.E P<E Q,ε P<ε Q D.E P<E Q,ε P>ε Q【答案】A2.如图所示,真空中M、N处放置两等量异号点电荷,a、b、c表示电场中的3条等势线,d 点和e点位于等势线a上,f点位于等势线c上,等势线b为中垂线,df平行于MN.已知一带正电的试探电荷从d点移动到f点时,该试探电荷的电势能增加,则以下判断正确的是:()A.M点处放置的是正点电荷B.d点的电势高于f点的电势C.d点的场强与f点的场强完全相同D.将带正电的试探电荷沿直线由d点移动到e点,电场力先做正功、后做负功【答案】D【解析】因正电荷由d到f,电势能增加,则电场力做负功,电势升高,故f点电势高于d点电势,则M点为负电荷,N点为正电荷,故A B错误;d点与f点为关于两电荷的中垂线对称,则场强大小相等但方向不同,故C错误;将带正电的试探电荷沿直线由d点移动到点,电势能先减小再增大到原来值,故电场力先做正功、后做负功,故D正确。
电势差与电场强度的关系导学案一
第六节电势差与电场强度的关系导学案1编制:尚建平审阅:高二物理备课组班级:姓名:学习目标1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U=Ed2.并且能够推导出这个关系式。
2.会用关系式U=Ed进行相关的计算。
学习重难点:1.能够推导出这U=Ed个关系式。
2.掌握U=Ed及各量的物理意义,并会用之分析问题。
自主学习电场强度和电势差均可用来描述电场,请在匀强电场中由各自定义式推导U=Ed并作说明。
结论:在匀强电场....中两点间的电势差等于__________与这两点沿__________方向上距离的乘积.2、电场强度与电势差:在匀强电场中,电场强度的大小等于两点间的_____________与两点沿___________方向距离的比值,公式E=___________,单位___________.合作学习如图所示,设在匀强电场E中,有一电荷量为q的带正电粒子在电场力作用下由A点移到B点,则电场力做功,A、B间电势差为UAB,相距l,AB与场强方向的夹角为 .从力的角度来看:功等于从能的角度来看:功等于可得:说明右上角式中各量的实际意义:EAB θ C+qdE A B当堂检测1.对公式E=U/d 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2.如图所示,在场强为E=4.0×103N/C的匀强电场中有相距5.0 cm的A、B两点,两点连线与场强成30°角。
求A、B两点间的电势差。
3.如图所示,在匀强电场中的M、N两点距离为2 cm,两点间的电势差为5 V,M、N连线与场强方向成60°角,则此电场的电场强度多大?我的收获与疑惑:。
电势差分析练习题解决电势差和电场强度的关系问题
电势差分析练习题解决电势差和电场强度的关系问题电势差和电场强度是电学中重要的概念,它们相互联系且相互影响。
本文将通过分析一些练习题,深入探讨电势差与电场强度之间的关系问题。
1. 问题描述:一个带电粒子从A点沿直线移动到点B,电势降低了3V。
若点A与点B的距离为2m,求其间的电场强度大小。
解析:根据题目描述知道电势差为3V,通过点A到点B的距离为2m。
电势差的定义为单位正电荷从A点移动到B点时所做的功,即ΔV = W/q。
由于点电荷在电场中沿直线移动,所做的功与路径无关,因此电势差只与起点和终点相关。
假设单位正电荷在电场中从A点移动到B点,所受到的电场力F可以表示为F = qE,其中E为电场强度。
根据功的定义W = ∫F·ds,其中s为从A点到B点的位移向量。
将F的表达式带入到功的定义中可以得到W = ∫qE·ds。
由于电场强度E与位移向量s的方向相同时,E和ds可以提出来,即W = E·∫qds。
ΔV =W/q,因此ΔV = E·s。
根据题目中给出的数值可知ΔV = 3V,s = 2m,带入上述公式可以得到3V = E·2m,解得E = 1.5V/m。
2. 问题描述:一个电子从A点到B点,电势差为10V。
若点A和点B之间的距离为4m,求电子所受到的电场力大小。
解析:根据题目描述可知电势差ΔV = 10V,AB距离s = 4m。
根据第一个问题的解析可知ΔV = E·s,因此E = ΔV/s = 10V/4m = 2.5V/m。
电子的电量为-q(电子带负电),电场力F可以表示为F = qE,代入已知数值可得F = -1.6x10^-19C × 2.5V/m = -4x10^-19N。
负号表示力的方向与电子运动方向相反,即由B点指向A点。
3. 问题描述:在x轴上有一个半径为R的均匀带电球壳,球心处有一点A,点B在球面上与点A之间的电势差为V。
高考物理-电势差、电势差与场强关系、电场力做功-学案
电势差、电势差与场强关系、电场力做功-学案一. 电势差(1)定义:电场中两点间电势的差值,叫电势差,也叫电压。
用AB U 表示。
(2)公式:B A AB U ϕϕ-= 或 A B A B U ϕϕ-= ①所以有:AB U =-BA U ②(3)理解:①电势差是标量,可正,可负。
正负表示两点电势的高低②电势的数值与零电势点的选取有关,电势差的数值与零电势点的选取无关。
③电势差U AB 与q 无关,仅与电场中A 、B 两位置有关,反映电场本身的性质。
④电场中A 、B 两点间的电势差跟移动电荷的路径无关,只与AB 位置有关 二. 静电力做功与电势差的关系电荷Q 在电场中从A 移动到B 时,静电力做的功W AB 等于电荷在A 、B 两点的电势能之差。
推导:()AB B A B A PB PA AB qU q q q E E W =-=-=-=ϕϕϕϕ所以有: AB AB qU W = 或 qW U ABAB =1V=1 J/C 即:电场中A 、B 两点间的电势差等于电场力做的功与试探电荷Q 的比值。
三. 电势差与场强关系右图是一个匀强电场,场强大小为E ,A 、B 是沿电场方向上的两点,其电势差为U ,A 、B 之间相距为d 。
现将一个电量为q 的电荷由A 移到B ,你可以用几种方法计算电场力所做的功?(1)W =Fd =qEd (2)W =qU即得:U =Ed 或 E =U /d 若A 、B 不在同一条电场线上: 如右图根据电势差的定义式,得U AB =B A E qB A qE q W AB '⋅='⋅= 用d 表示A 、B 在场强方向上的距离AB ′,则上式可写为: U AB =Ed注:①只适用于匀强电场 ②d :沿电场方向的距离 ③ E 的单位为V/m ,即1 V/m=1 N/C 加深理解:Ⅰ.电场强度与电势差的不同之处1.物理意义不同:电场强度E描述电场 力 的特征,电势差U描述电场 能 的特征;2.E是矢量,U是标量;3.表达式不同:E=F/q ,U=W/q ;4.单位不同:E为V/m , U 为V Ⅱ.场强强度与电势差的联系。
高考物理一轮复习专题28电势能、电势、电势差(练)(含解析)
专题28 电势能、电势、电势差(练)1.(多选)下列说法中正确的是:()A.无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,电场力做的正功越多,电荷在该点的电势能就越大B.无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,电场力做的正功越少,电荷在该点的电势能越大C.无论是正电荷还是负电荷,从无穷远处移到电场中某点时,克服电场力做功越多,电荷在该点的电势能就越大D.无论是正电荷还是负电荷,从无穷远处移到电场中某点时,电场力做功越多,电荷在该点的电势能越大【答案】AC【名师点睛】对于电场力做功与电势能变化的关系,可运用类比的方法加深理解,将它们的关系类比成重力做功与重力势能变化的关系,即可容易理解,也便于掌握.2.(多选)x轴上有两个点电荷Q1和Q2,Q1和Q2之间连线上各点电势高低如图曲线所示,选无穷远处电势为零,从图中可以看出:()A.Q1的电荷量小于Q2的电荷量B.Q1和Q2一定是异种电荷C.P处的电场强度为零D.Q1和Q2之间连线上各点电场强度方向都指向Q2【答案】BD【解析】在两个电荷的连线上的P点的电势也是零,P离Q1较远, Q1的电荷量大于Q2的电荷量.故A错误;由题意知,无穷远处电势为零,而Q1附近电势大于零,Q2附近电势小于零,则知,Q1和Q2一定是异种电荷.故B正确;由φ-x图象的斜率看出,P处的电场强度不为零.故C错误;从Q1到Q2之间连线上电势逐渐降低,连线上各点电场强度方向都指向Q2,故D正确.【名师点睛】本题主要考查了电势、电场强度。
属于中等难度的题目。
本题考查的就是点电荷的电场的分布及特点,这要求学生对于基本的几种电场的情况要了解,尤其几种典型电场的电势和电场线分布特点。
本题还要理解φ-x图象的斜率大小等于场强大小。
3.有一静电场,电场线平行于x轴,其电势φ随x 坐标的改变而改变,变化的图线如图所示。
若将一带负电粒子(重力不计)从坐标原点 O由静止释放,电场P、Q两点的坐标分别为1mm、4mm。
1.6电势差与电场强度的关系导学案(经典实用)
2014-2015学年第一学期 物理选修3-1导学案 编号:8 使用时间:2014.09 编写人:陈明生 审核人: 负责人: 班级: 小组: 姓名: 组内评价: 教师评价:第 页共 页 第 页共 页§1.6 《电势差与电场强度的关系》导学案学习目标:1、理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U=Ed,并能推导出这个关系式。
2、会用关系式U=Ed 进行计算。
3、通过分析寻找物理量之间的内在联系,培养能力分析和推理能力。
4. 以极度的热情投入到学习中,在合作探究学习过程中体验学习的乐趣。
预习指导重点:场强与电势差关系的理解及应用。
难点:场强与电势差关系的理解及应用。
引入新课:电场强度和电势都是描述电场的物理量,它们之间有什么关系呢?本节课以匀强电场为例进行讨论。
自主学习,合作探究:一、电势差与电场强度的关系如图所示的匀强电场中有A 、B 两点,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U AB ,A 、B 间距离为d ,电荷q 从A 点移动到B 点,回答下列问题:(1)电荷所受静电力是多少?从力和位移的角度计算静电力所做功的大小.通过A 、B 间的电势差计算静电力做功的大小.(2)比较两次计算的功的大小,电势差与电场强度有何关系?(3)在图中,如果将电荷从A 点移动到C 点,再利用(1)问的推导过程试着推导,能获得何结论?(已知AB 与AC 的夹角为θ)[要点提炼]1.公式U =Ed 只适用于_____________,其中d 为A 、B 两点沿电场方向的距离.2.电场中A 、B 两点的电势差U AB 跟电荷移动的路径___,由电场强度E 及A 、B 两点沿电场方向的距离d 决定.3.公式E =____说明电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势,且场强方向就是电势________的方向.4.在匀强电场中,沿任意一个方向,电势降落都是均匀的,故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等;在匀强电场中,相互平行且长度相等的线段两端点的电势差相等. 二、对电场强度的进一步理解1.教材中给出了电场强度的三个计算公式,这三个公式的物理意义及适用范围是不相同的,为了加强对这三个公式的理解,下面列表进行对比.请填空.2.为什么在等差等势面中等势面越密集的地方电场强度就越大?。
2023年高考物理一轮总复习:电势差(含答案解析)
C.A 点电场强度 E杮 中,E、F、q 均为矢量,运算时均用正、负代入
D.A 点电场强度 E杮 ,若 A 点放入正电荷与放入负电荷,电场强度方向恰好相反
28.下列说法正确的是( )
A.电势差的公式 UAB杮 说明两点间的电势差 UAB 与电场力做功 WAB 成正比,与移
D.20V
11.在某电场中,A、B 两点间的电势差 UAB=60V,B、C 两点间的电势差 UBC=﹣50V,
则 A、B、C 三点电势高低关系是( )
A.φA>φB>φC B.φA<φC<φB
C.φA>φC>φB D.φC>φB>φA
12.一个带正电的质点,电量 q=3.0×10﹣9C,在静电场中由 a 点移到 b 点,在这个过程中,
间的电势差 UAB 等于( )
A.5V
B.﹣5V
C.0.2V
16.以下说法正确的是( )
A.电场中点电荷受到电场力大的位置场强大
B.电场中场强大的地方电势高
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D.﹣0.2V
C.电荷在电场中电势高的地方电势能大 D.匀强电场中,两点间距离越大,电势差越大 17.关于 UAB杮 和 WAB=qUAB 的理解,正确的是( ) A.电场中的 A、B 两点的电势差和两点间移动电荷的电量 q 成反比 B.在电场中 A、B 两点移动不同的电荷,电场力做的功 WAB 和电量 q 成正比 C.UAB 与 q、WAB 无关,但不移动电荷 UAB 即为零 D.WAB 与 q、UAB 无关,但与电荷移动的路径有关 18.关于 UAB杮 和 WAB=qUAB 的理解,正确的是( ) A.电场中的 A、B 两点间的电势差和两点间移动电荷的电量 q 成反比 B.在电场中 A、B 两点移动不同的电荷,电场力的功 WAB 和电量 q 成正比 C.UAB 与 q、WAB 有关,且与 WAB 成正比 D.WAB 与 q、UAB 无关,与电荷移动的路径无关 19.关于电势差和电场力做功的说法中,正确的是( ) A.电势差是矢量,电场力做的功是标量 B.在两点间移动电荷,电场力不做功,则两点间的电势差为零 C.在两点间被移动的电荷的电荷量越少,则两点间的电势差越大 D.在两点间移动电荷时,电场力做正功,则两点间的电势差大于零 20.对于电场中 A、B 两点,下列说法正确的是( ) A.电势差的定义式 UAB杮 明两点间的电势差 UAB 电场力做功 WAB 正比,与移动电 荷的电量 q 成反比 B.将 1C 的正电荷从 A 点移到 B 点,电场力做 1J 的功,这两点间的电势差为 1V C.A、B 两点间的电势差等于将正电荷从 A 点移到 B 点电场力所做的功 D.电荷由 A 点移到 B 点的过程,除受电场力外,还受其他力的作用,电荷电势能的变 化就不再等于电场力所做的功 21.如图所示,匀强电场的电场强度大小为 200V/m,AB 两点间距离为 20cm,AB 连线与 电场夹角为 60°,则 UAB 的值为( )
高中物理《电势差、电场强度、电势、电势能》典型题练习(含答案)
高中物理《电势差、电场强度、电势、电势能》典型题练习(含答案)B.___越大,电势差越小C.电势差越大,___越小D.电势差与场强无关正确答案:C解析:在匀强电场中,根据公式E=U/d可知,电场强度E 与电势差U成反比关系,即电势差越大,场强越小;电势差越小,___越大。
因此选项C正确。
2、(电场强度和电势能的关系)在电场中,一个电子从A点移动到B点,电子所具有的电势能减少Δε,电子所受的电场力F做功W,电子从A点到B点的距离为d,则下列说法正确的是()A.Δε=F/dB.Δε=F×dC.Δε=W/dD.Δε=W×d正确答案:C解析:根据电势能的定义,Δε = εB - εA,根据电场力做功的公式,W = Fd,因此Δε = W/d。
因此选项C正确。
B。
沿着电场线方向,同一距离上的电势降落是相等的。
电势降低的方向与场强方向相同。
同一距离上电势差大的地方场强也大。
2、在非匀强电场中,场强与电势差的关系可以用U=Ed 或E=U/d来定性分析。
如图1所示,实线表示电场线,虚线表示等势线,点a、b的电势分别为φa=-50V和φb=-20V,则a、b连线的中点c的电势φ应该是(B)。
A。
φc=-35VB。
φc>-35VC。
φc<-35VD。
无法判断φc的高低3、在平行的带电金属板A、B之间,存在匀强电场。
如图2所示,两板间距离为5cm,两板间的电压为60V。
问题如下:1)两板间的场强是多少?2)电场中有P、Q两点,P点距离A板0.5cm,Q点距离B板0.5cm,求P、Q两点之间的电势差是多少?3)如果B板接地,P、Q两点的电势是多少?解答:1)根据E=V/d,场强E=60V/0.05m=1200V/m。
2)根据U=Ed,P点的电势为φp=-60V,Q点的电势为φq=0V,所以P、Q两点之间的电势差为φp-φq=-60V。
3)如果B板接地,它的电势为零。
由于P、Q两点在同一电势面上,因此它们的电势相等。
《电势差与电场强度》高中物理教案
《电势差与电场强度》高中物理教案一、教学目标1.知识与技能:o理解电势差的概念,知道电势差与电场强度的关系。
o掌握电势差与电场强度的公式,并能进行简单的计算和应用。
2.过程与方法:o通过实验和推导,引导学生理解电势差与电场强度的关系。
o培养学生的实验观察能力和逻辑推理能力。
3.情感态度与价值观:o激发学生对电场和电势差相关知识的兴趣。
o培养学生的科学探究精神和团队合作能力。
二、教学重点与难点1.教学重点:电势差的概念、电势差与电场强度的关系。
2.教学难点:电势差与电场强度公式的理解和应用。
三、教学准备1.实验器材:电场演示仪、电压表、导线等。
2.多媒体课件:包含电势差与电场强度的相关内容、实验演示视频、例题解析等。
四、教学过程1.导入新课o回顾电势和电势能的相关知识,引出电势差的概念。
o提问学生:“在电场中,不同点之间的电势是否有差异?这种差异如何表示?”引出本节课的主题。
2.新课内容讲解o电势差的概念:电场中两点间电势的差值,也叫电压。
o电势差与电场强度的关系:在匀强电场中,两点间的电势差等于场强与这两点间沿电场方向距离的乘积。
即U=Ed,其中U为电势差,E为电场强度,d为沿电场方向的距离。
o强调公式的适用条件:匀强电场、沿电场方向的距离。
3.实验探究o演示测量电场中两点间电势差的实验,让学生观察电压表的读数变化。
o引导学生通过实验数据和计算,验证电势差与电场强度的关系。
4.课堂练习与讨论o出示相关练习题,让学生运用电势差与电场强度的知识进行计算和问题解决。
o讨论电势差与电场强度在实际生活中的应用,如电压表测电压、电场中的电荷运动等。
5.课堂小结o总结本节课的主要内容,强调电势差的概念、电势差与电场强度的关系及其公式。
o提醒学生注意公式的适用条件,以及在实际问题中的应用。
6.布置作业o要求学生完成相关练习题,巩固所学知识。
o鼓励学生查阅资料,了解电势差与电场强度在实际应用中的更多例子,下节课分享交流。
新教材高考物理一轮复习课时练习18电势能电势和电势差(含解析)
电势能、电势和电势差(建议用时:40分钟)1.(多选)下列说法正确的是( )A.无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,电场力做的正功越多,电荷在该点的电势能越大B.无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,电场力做的正功越少,电荷在该点的电势能越大C.无论是正电荷还是负电荷,从无穷远处移到电场中某点时,克服电场力做功越多,电荷在该点的电势能越大D.无论是正电荷还是负电荷,从无穷远处移到电场中某点时,电场力做功越多,电荷在该点的电势能越大AC解析:电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增大。
所以无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,电场力做正功越多,电荷在该点的电势能就越大;从无穷远处移到电场中某点时,克服电场力做功越多,电荷在该点的电势能越大。
综上所述,A、C正确,B、D错误。
2.电荷量为q的电荷在电场中由A点移到B点时,电场力做功W,由此可算出两点间的电势差为U,若让电荷量为2q的电荷在电场中由A点移到B点,则( ) A.电场力做功仍为WB.电场力做功为W 2C.两点间的电势差仍为UD.两点间的电势差为U 2C解析:两点间的电势差与移动的电荷无关,电场力做功变为W′=2qU=2W,只有C 正确。
3.(2020·山东模拟)(多选)在金属球壳的球心有一个正点电荷,球壳内外的电场线分布如图所示,下列说法正确的是( )A.M点的电场强度大小比K点的大B.球壳内表面带负电,外表面带正电C.试探电荷-q在K点的电势能比在L点的大D.试探电荷-q沿电场线从M点运动到N点,电场力做负功ABD解析:电场线的疏密程度表示电场强度的大小,所以M点的电场强度大小比K点的大,故A选项正确;因为金属球壳的球心有一个正点电荷,根据静电感应规律,负电荷受到正电荷的吸引力聚集在球壳内部,球壳外部有多余的正电荷,所以球壳内表面带负电,外表面带正电,故B选项正确;沿着电场线方向电势逐渐降低,K点的电势比L点的电势高,根据电势能的公式,试探电荷-q的电势能E p=-qφ,所以试探电荷-q在K点的电势能比在L 点的小,故C选项错误;试探电荷-q的受力方向与电场强度方向相反,所以沿电场线从M点运动到N点,电场力做负功,故D选项正确。
高考物理一轮复习学案:专题3 电势能、电势、以及场强与电势差的关系
高三复习专题3 电场强度、电势能、电势及其关系一、电场的叠加题型1、如图所示,以o 点为圆心的圆周上有六个等分点a 、b 、c 、d 、e 、f 。
等量正、负点电荷分别放置在a 、d 两点时,在圆心o 产生的电场强度大小为E 。
现仅将放于a 点的正点电荷改放于其他等分点上,使o 点的电场强度改变,则下列判断正确的是( ) A .移至c 点时,o 点的电场强度大小仍为E ,沿oe 方向B .移至b 点时,o 点的电场强度大小为3E 2,沿oc 方向 C .移至e 点时,o 点的电场强度大小为E 2,沿oc 方向 D .移至f 点时,o 3,沿oe 方向 变式训练1、如图所示,正方形ABCD 由边长为L 的4条相同的绝缘细棒组成,每条细棒均匀带上电荷量为+Q 的电荷.O 点为正方形几何中心,以下说法正确的是(k 为静电力常量)( )A .正方形内部各点的电场场强均为零B .AB 棒电荷的电场在点O 处电场场强大小为24Q kL C .AB 对CD 棒的电场力大小为22Q k LD .去掉CD 棒后,O 点处电场场强的方向垂直于AB 棒并指向原CD 棒变式训练2、已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。
如图所示,半径为R 的球体上均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在过球心O 的直线上有A 、B 两个点,O 和B 、B 和A 间的距离均为R ,现以OB 为直径在球内挖一球形空腔,若静电力常量为k ,球的体积公式为34π3V r =,则A 点处场强的大小为( ) A .2736kQ RB .2536kQ RC .2732kQ R D .2316kQ R 变式训练3、如图所示,半径为R 的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为Q +的电荷,另一电荷量为q +的点电荷放在球心处,由于对称性,点电荷受力为零,现在球壳上挖去半径为()r r R 的一个小圆孔,则此时置于球心的点电荷所受静电力的大小为多少?方向如可?(已知静电力常量为k)方法总结:二、带电粒子在电场中的轨迹问题题型2、如图所示的实线为某静电场的电场线,虚线是仅在电场力作用下某带正电粒子的运动轨迹,A、B、C、D是电场线上的点,其中A、D两点在粒子的轨迹上,下列说法正确的是A.该电场可能是正点电荷产生的B.B点的电势一定高于C点的电势C.粒子在A点的加速度一定大于在D点的加速度D.将该粒子在C点由静止释放,它可能一直沿电场线运动变式训练1、如图所示,虚线a、b、c是电场中的一簇等势线(相邻等势面之间的电势差相等),实线为一个电子(重力不计)仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知()A.a、b、c三个等势面中,a的电势最高B.电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大C.电子在P点的加速度比Q点的加速度小D.电子一定是从P点向Q点运动方法总结:三、电势差与场强的关系d和UAB=Ed的理解,下列说法正确的是( )题型3、(对公式的理解)对公式E=UAB=Ed适用于计算任何电场中A. B两点间的电势差A. 公式UABB. 由U AB=Ed知,A点和B点间距离越大,则这两点的电势差越大C. 由E=U AB d知,匀强电场中A. B两点沿电场线的距离越大,则电场强度越小D. 公式中的d是匀强电场中A. B所在的两等势面之间的距离题型4、如图所示,三个同心圆是一个点电荷周围的三个等势面,已知这三个圆半径之差相等.A、B. C分别是这三个等势面上的点,且在同一条电场线上.A、C两点的电势依次为φA=20V和φC=10V,则B点的电势( )A. 可能等于15VB. 可能大于15VC. 一定小于15VD. 无法判断四、电势、电势能和场强的综合计算题型5、将带电荷量为1×10-8 C的电荷,从无限远处移到电场中的A点,要克服静电力做功2×10-6 J,问:(1)电荷的电势能是增加还是减少?电荷在A点具有多少电势能?(2)A点的电势是多少?(3)若静电力可以把带电荷量为2×10-8 C的电荷从无限远处移到电场中的A点,说明电荷带正电还是带负电?静电力做了多少功?(取无限远处为电势零点)题型6、如图所示,在匀强电场中,将一电荷量为2×10-4的负电荷由A点移到B点,克服电场力做功0.2J,已知A、B两点间距离为2cm,两点连线与电场方向成60°角.求:(1)A、B两点间的电势差UAB(2)该匀强电场的电场强度E题型7、如图所示,在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面,斜面上有一带电金属块沿斜面滑下。
高考物理一轮复习专题8电势能、电势、电势差含解析
专题28 电势能、电势、电势差〔讲〕1.多个电荷库仑力的平衡与场强叠加问题.2.利用电场线与等势面确定场强的大小与方向,判断电势上下、电场力变化、电场力做功与电势能的变化等.3.带电体在匀强电场中的平衡问题及其他变速运动的动力学问题.4.对平行板电容器电容决定因素的理解,解决两类有关动态变化的问题.5.分析带电粒子在电场中的加速与偏转问题.6.示波管、静电除尘等在日常生活与科学技术中的应用.1.掌握电势、电势能、电势差的概念,理解电场力做功的特点;会判断电场中电势的上下、电势能的变化.2.会计算电场力做功及分析电场中的功能关系.一、电场力做功及电势能1.电场力做功的特点〔1〕在电场中移动电荷时,电场力做功及路径无关,只及初末位置有关,可见电场力做功及重力做功相似.〔2〕在匀强电场中,电场力做的功W=Eqd,其中d为沿电场线方向的位移.2.电势能〔1〕定义:电荷在电场中具有的势能.电荷在某点的电势能,等于把它从该点移到零势能位置时电场力所做的功.〔2〕电场力做功及电势能变化的关系电场力做的功等于电势能的减少量,即W AB=E pA-E pB.〔3〕电势能的相对性:电势能是相对的,通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零,或把电荷在大地外表上的电势能规定为零.二、电势1.电势〔1〕定义:电荷在电场中某一点的电势能及它的电荷量的比值.〔2〕定义式:〔3〕标矢性:电势是标量,其大小有正负之分,其正〔负〕表示该点电势比电势零点高〔低〕.〔4〕相对性:电势具有相对性,同一点的电势因零电势点的选取的不同而不同.〔5〕沿着电场线方向电势逐渐降低.2.等势面〔1〕定义:电场中电势相等的各点构成的面.〔2〕特点①电场线跟等势面垂直,即场强的方向跟等势面垂直.②在等势面上移动电荷时电场力不做功.③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面.④等差等势面越密的地方电场强度越大;反之越小.⑤任意两等势面不相交.深化拓展:〔1〕电势是描述电场本身的能的性质的物理量,由电场本身决定,而电势能反映电荷在电场中某点所具有的电势能,由电荷及电场共同决定.〔2〕或E p=ψq.三、电势差1.电势差:电荷q在电场中A、B两点间移动时,电场力所做的功W AB跟它的电荷量q的比值,叫做A、B间的电势差,也叫电压.公式:.单位:伏〔V〕.2.电势差及电势的关系:U AB=φA-φB,电势差是标量,可以是正值,也可以是负值,而且有U AB=-U BA.3.电势差U AB由电场中A、B两点的位置决定,及移动的电荷q、电场力做的功W AB无关,及零电势点的选取也无关.4.电势差及电场强度的关系:匀强电场中两点间的电势差等于电场强度及这两点沿电场线方向的距离的乘积.即U=Ed,也可以写作考点一电场中的功能关系、电势上下及电势能大小的判断及比拟1.比拟电势上下的方法〔1〕沿电场线方向,电势越来越低.〔2〕判断出U AB的正负,再由U AB=φA-φB,比拟φA、φB的大小,假设U AB>0,那么φA>φB,假设U AB<0,那么φA<φB.〔3〕取无穷远处电势为零,那么正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低.2.电势能大小的比拟方法〔1〕做功判断法电场力做正功,电荷〔无论是正电荷还是负电荷〕从电势能较大的地方移向电势能较小的地方,反之,如果电荷克制电场力做功,那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方.特别提醒其他各种方法都是在此根底上推理出来的,最终还要回归到电场力做功及电势能变化关系上.〔2〕场电荷判断法①离场正电荷越近,正电荷的电势能越大;负电荷的电势能越小.②离场负电荷越近,正电荷的电势能越小;负电荷的电势能越大.〔3〕电场线法①正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大.②负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小.〔4〕公式法由E p=qφ,将q、φ的大小、正负号一起代入公式,E p的正值越大,电势能越大;E p的负值越大,电势能越小.★重点归纳★1、电场力做功及电场中的功能关系〔1〕求电场力做功的几种方法①由公式W=Fl cos α计算,此公式只适用于匀强电场,可变形为W =Eql cos α.②由W AB=qU AB计算,此公式适用于任何电场.③由电势能的变化计算:W AB=E pA-E pB.④由动能定理计算:W电场力+W其他力=ΔE k.〔2〕电场中的功能关系①假设只有电场力做功,电势能及动能之与保持不变.②假设只有电场力与重力做功,电势能、重力势能、动能之与保持不变.③除重力、弹簧弹力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化.④所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化.〔3〕处理电场中能量问题的根本方法在解决电场中的能量问题时常用到的根本规律有动能定理、能量守恒定律,有时也会用到功能关系.①应用动能定理解决问题需研究合外力的功〔或总功〕.②应用能量守恒定律解决问题需注意电势能与其他形式能之间的转化.③应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功及电势能改变之间的对应关系.④有电场力做功的过程机械能不一定守恒,但机械能及电势能的总与可以守恒.2、静电场中涉及图象问题的处理方法与技巧1.主要类型:〔1〕v-t图象;〔2〕φ-x图象;〔3〕E-t图象.2.应对策略:〔1〕v -t 图象:根据v -t 图象的速度变化、斜率变化〔即加速度大小的变化〕,确定电荷所受电场力的方向及电场力的大小变化情况,进而确定电场的方向、电势的上下及电势能的变化.〔2〕φ-x 图象:①电场强度的大小等于φ-x 图线的斜率大小,电场强度为零处,φ-x 图线存在极值,其切线的斜率为零.②在φ-x 图象中可以直接判断各点电势的大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向.③在φ-x 图象中分析电荷移动时电势能的变化,可用W AB =qU AB ,进而分析W AB 的正负,然后作出判断.〔3〕E -t 图象:根据题中给出的E -t 图象,确定E 的方向的正负,再在草纸上画出对应电场线的方向,根据E 的大小变化,确定电场的强弱分布.★典型案例★〔多项选择〕如图〔a 〕所示,AB 是某电场中的一条电场线,假设有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下,沿AB 由点A 运动到点B ,所经位置的电势随距A 点的距离变化的规律如图〔b 〕所示,以下说法正确的选项是: 〔 〕A 、该电场是匀强电场B 、电子在A 、B 两点的电势能pA pB E E <C 、电子在A 、B 两点的加速度关系是A B a a >D 、电子在A 、B 两点的速度A B v v <【答案】BC【名师点睛】根据x ϕ-图象的斜率大小等于电场强度,分析场强的变化.由图看出,电势逐渐降低,可判断出电场线的方向,确定电势的上下,由电场力做功正负,分析速度的大小并判断电子电势能的变化。
高三高考物理一轮复习《电势能与电势差》专题专练
电势能与电势差1.(北京市101中学2019届三模)让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物以相同的初动能在同一位置垂直射入水平放置的一对平行板形成的匀强电场,不计离子的重力和离子间的相互作用,离子束从进入到射出该偏转电场的过程中,下列说法正确的是( )A .偏转电场对每个离子做功相等B .偏转电场对每个离子冲量相同C .在偏转电场中它们形成两股离子束D .在偏转电场中它们形成一股离子束2.(河北省张家口市2019届高三一模)空间存在平行于纸面的匀强电场,纸面内有一菱形ABCD 。
将一个电子由C 点移动到D 点,克服电场力做功1eV 。
A 点的电势为3V ,则B 点的电势为( )A .2 VB .3 VC .4 VD .6 V3.(2019年河北省唐山一中高三模拟)如图所示,一个由绝缘材料制成的轻弹簧水平放置,一端固定于竖直墙上,另一端与一带负电的小球相连,小球置于光滑的绝缘水平面上。
当整个装置处于水平向左的匀强电场中时,小球在B 、C 间往复运动,在O 点处所受合力为0。
假定在动动过程中小球的电量保持不变,则( )A .小球在由B 到O 的过程中,弹性势能和电势能都一直减少,动能增加B .小球在由O 到C 的过程中,弹性势能增加,电势能和动能都减少C .小球在由B 经O 到C 的过程中,电势能的变化量大于弹性势能变化量D .小球在由C 到O 的过程中,电势能的变化量和弹性势能的变化量大小相等4.(黑龙江省哈尔滨市第三中学2019届高三模拟)空间存在一沿x 轴方向的静电场,电势φ随x 变化 的关系如图所示,下列说法正确的是( )A .沿x 轴正方向,从0到无穷远电势先降低后升高,场强先减小后增大B .将带正电粒子由10x ~之间的位置静止释放(不包括点1)x 仅受电场力作用,粒子先向右加速,后向右减速,最终速度为零C .1x 位置场强最小,大小为0D .在图示区域内2x 点两侧电场强度方向相反5.(山东省淄博市2019届高三三模)如图所示,实线为两个点电荷Q1、Q2产生的电场的电场线,虚线为电子从A点运动到B点的运动轨迹,则下列判断正确的是( )A.A 点的场强小于B点的场强 B.Q1的电荷量大于Q2的电荷量C.电子在A点的电势能大于在B点的电势能 D.电子在A点的速度大于在B点的速度6.(江苏省苏锡常镇四市2019届高三第二次模拟)在任何静电场中均适用的公式是( )A.B.C.D.7.(湖北省武昌实验中学2019年高三期末)静电场在x轴上的电场强度E随x的变化关系如图所示,在x轴上有四点:x1、x2、x3、x4,相邻两点间的距离相等,x轴正向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷( )A.x2和x4两点处电势相等;B.由x1运动到x4的过程中加速度先增大后减小;C.由x1运动到x4的过程中电势能先增大再减小;D.设电荷从x2运动到x1,电场力做功W1,电荷从x3运动到x2,电场力做功W2,则W1=W28.(湖南省永州市2018-2019学年高三期末)下列关于电场强度、电势、电场线的说法中,正确的是( ) A.电场强度为零的地方,电势一定为零B.沿着电场线方向,电势逐渐降低C.电场强度较大的地方,电势一定较高D.电势为零的地方,电场强度一定为零9.(天津市部分区2019届高三期末)两个等量异种点电荷+Q和-Q如图放置,B点为两点电荷连线的中点,AB垂直于两点电荷的连线,下列说法正确的是 ( )A.A点和B点的电势相等B.A点的电场强度大于B点的电场强度C .一个带负电的检验电荷由A 点运动到B 点电场力做负功D .一个带正电的检验电荷放在A 点所具有的电势能比放在B 点所具有的电势能大10.(浙江省东阳中学2018-2019学年期末)如图所示,MN 是由一个正点电荷Q 产生的电场中的一条电场线,一个带正电的粒子+q 飞入电场后,在电场力的作用下沿一条曲线运动,先后通过a 、b 两点,不计粒子的重力,则( )A .粒子在a 点的加速度小于在b 点的加速度B .a 点电势φa 小于b 点电势φbC .粒子在a 点的动能E k a 小于在b 点的动能E k bD .粒子在a 点的电势能E p a 小于在b 点的电势能E p b11.(广东省汕头市第一中学2019届高三模拟)如图所示,绝缘的斜面处在一个水平向右的匀强电场中,一带电金属块由静止开始沿斜面滑到底端,已知在金属块下滑的过程中动能增加了0.3J ,克服电场力做功为0.5J ,重力势能减少了1.5J ,则以下说法正确的是( )A .金属块带正电荷B .电势能减少0.5JC .金属块克服摩擦力做功0.7JD .金属块的机械能减少1.2J12.(江苏省扬州中学2019届高三质量检测)如图所示,a 、b 是静电场中某电场线上的两点,将一个电子由a 点移到b 点的过程中电场力做功为+6eV ,则以下判断正确的是( )A .电子受到电场力从a 指向bB .电子的电势能增加6eVC .a 、b 两点间电势差U ab = -6VD .电场强度的方向一定由a 沿直线指向b13.(安徽省阜阳市第三中学2019届高三调研)如图所示,匀强电场中三点A 、B 、C 是一个三角形的三个顶点,30ABC CAB ∠=∠=,23BC m =,已知电场线平行于ABC △所在的平面,一个电荷量6210q -=-⨯ C 的点电荷由A 移到B 的过程中,电势能增加了51.210-⨯ J ,由B 移到C 的过程中电场力做功6610-⨯ J ,为方便计算,设B 点电势为0,下列说法正确的是( )U V B.A点的电势低于B点的电势A.B、C两点的电势差3BCC.负电荷由C点移到A点的过程中,电势能减少 D.该电场的场强为1 V/m14.(湖北省武汉市武昌区2019届高三调研)如图是静电除尘器除尘原理图,M、N是直流高压电源的两极,通过某种机制使电场中的尘埃带上负电,在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的。
10.3电势差与电场强度的关系(导学案)高二物理(人教版2019)
第3节电势差与电场强度的关系导学案【学习目标】1、经历探究匀强电场中电势差与电场强度的定量关系的过程,理解关系式的意义。
2、知道电场强度另一个单位“伏每米”的物理意义。
【学习重难点】学习重点:匀强电场中U AB=Ed的推导。
学习难点:电场强度新的物理意义:电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上降低的电势。
【知识回顾】1、与电场力之间的关系式:E=q电场力做功与电荷在电场中移动的路径无关,只与电荷的初、末位置有关,计算式:W=qEd AB电场力的功与电势能之间的关系式:W AB=E pA−E pB电势能与电势之间的关系式:φ=E pq电势差与电势之间的关系式:U AB=φA−φB电势差与电场力的功之间的关系式:W AB=qU AB点电荷周围的电场强度计算式:E=k Qr22、点电荷周围的等差等势面是一组同心圆,且越靠近电荷越密。
【自主预习】1、两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积,即U AB=Ed AB。
2、电场强度的第二种定义方式:在匀强电场中,电场强度的大小等于两点间电势差与两点沿电场强度方向。
单位:伏每米(V/m),换算关系:1V/m=1N/C距离的比值。
定义式:E=U abd3、电场强度E的方向是电势降低最快的方向。
【课堂探究】完成已经学过的6个电场物理量之前的关系图。
思考1:电场强度大的地方电势是否一定高?反之又如何?电场强度为零的点电势一定为零吗?反之如何呢?E大处φ不一定高(低);φ高处E不一定大(小)。
E为零处,φ不一定为零;φ为零处,E不一定为零。
场强E 与φ无直接关系。
思考2: 如图,若沿场强方向移动电荷,从力的角度和能量的角度,静电力做功为多少?对比两个结果,能得出什么结论?力的角度:W=Fd=qEd AB能量的角度:W=qU AB两式可得,U AB =Ed AB ,即两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。
思考3:如图,若不沿场强方向移动电荷,有和上一步同样的结果吗?力的角度:W=EqL AB cos θ能量的角度:W=qU AB由两式可得,U AB =Ed 在匀强电场中,电场强度的大小等于两点间电势差与两点沿电场强度方向距离的比值。
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【知识点一】电势差
1.定义:电场中两点间电势的 叫做电势差,也叫电压 。
2.公式:U AB =,U BA =。
练习:1.φa =10v φb =6v U AB = U BA =
2.φa =11v φb =16v U AB = U BA =
【探究一】电势差U AB 与U BA 不同?它们都有什么关系?
【探究二】电势差可以是正值也可以是负值,电势差的正负表示什么意义?
3.矢标性:电势差是量,U AB 为正值,则A 点比B 点电势,
U AB 为负值,则A 点比B 点电势。
【探究三】1.电势的数值与零电势点的选取有关,电势差的数值与零电势点的选取有关吗?这与力学中学过的哪个概念相似?
2.电势差的大小与电场中放不放电荷有关吗?
例1 关于电势差的下列说法中,正确的是( ) A .电势差是一个绝对量,与零电势点的选取无关 B .电势差是一个标量,没有正值和负值之分
C .电势差是一个标量, U AB >0代表A 点电势比B 点电势高
D .A 、B 两点的电势差是恒定的,不随零电势点的改变而改变,则U AB =U BA
【知识点二】静电力做功与电势差的关系 自主学习
1. 推导:W AB ===得:
W AB = (该公式使用与任何电场)
2. 关系:W AB =或U AB = (注意:W AB 对应U AB )
例2 对于电场中A 、B 两点,下列说法中正确的是( )
A .电势差的定义式,说明两点间的电势差U A
B 与电场力做功W AB 成正比 B .电势差的定义式,说明两点间的电势差U AB 与移动电荷的电荷量q 成反比
C .把正电荷从A 点移到B 点电场力做正功,则有
U AB >0 D .电场中A 、B 两点间的电势差U AB 是由电场和两点位置决定,与W AB 和q 无关
例3 有一个带电荷量q =-3×10-6 C 的点电荷,从某电场中的A 点移到B 点,电荷克服电场力做6×10-4 J 的功,(注意W AB =qU AB 计算时要带入正负号) 求:(1)A 、B 两点的电势差; (2)A 、B 两点哪点的电势高
【当堂检测】
1.在图中,某电场的等势面用实线表示,各等势面的电势分别为10V 、
q W U AB B A =q W U AB
B A =
6V 、-2V ,则U AB =, U BC =,U CA =。
2.在电场中,A 、B 两点间的电势差为U AB =75 V ,B 、C 两点间的电势差为U BC =-200V ,则A 、B 、C 三点电势高低关系为( )
A .φA >φ
B >φ
C B .φA <φC <φB C .φC >φA >φB
D .φC >φB >φA
3.有一个带电荷量q =-9×10-6 C 的点电荷,从某电场中的A 点移到B 点,电场力对电荷做了9×10-4 J 的功,则下列说法正确的是( )
A .φA >φ
B B .φA <φB
C .U AB =100V
D .U AB =-100V
4.一个电量为-2.0×10-8
C 的点电荷,在电场中从A 到B 移动的过程中,电场力做功8×10-6J ,如果在A 点处该电荷具有1.4×10-5J 的电势能,则它在B 点处的电势能为多少?这两点间的电势差为多少?
电势差与电场强度关系
【探究一】沿场强方向移动电荷
如图所示:表示某一匀强电场的等势面和电场线。
沿场强方向把正电荷q 由A 点移动到B 点,设A 、B 两点间的距离为d ,电势差为U ,场强为E 。
则电场力所做的功:
从能的角度:W= ①
从力的角度: W= = ②
由①②两式得: U AB = ③
结论:电场中两点间的电势差等于与这两点的乘机
思考题:③式可以怎样变型?③式还可以用来求什么?
【探究二】不是沿场强方向移动电荷
如图,在匀强电场E 中,有相距为L 的A 、B 两点,两点连线与场强方向成α角。
则A 、B 两点间的电势差为U = EL ,对不对? [解析] :(试着推导)
结论:
思考题:用U=Ed 求电势差可以求出正负吗?
例题:如图所示,平行金属带电极板A 、B 间可看成匀强电场,场强E =1.2×102V /m ,极板间距离d =5 cm ,电场中C 和D 分别到A 、B 两板距离均为0.5 cm ,B 板接地(代表电视为零),求:
E
图1—6—
5
(1)C 和D 两点的电势、两点间电势差各为多少? (2)将点电荷q=2×10-2C 从C 匀速移到D 时外力做功多少?
【当堂检测】
1.下列说法正确的是 ( )
A.由公式U = Ed 得,在电场中两点间电势差等于场强与两点间距离的乘积
B.由公式E = U/d 得,在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大,电场强度就越小
C.在匀强电场中,任两点间电势差等于场强和这两点间距离的乘积
D.公式U = Ed 只适用匀强电场
2. 如图1—6—5所示,匀强电场场强E =100 V /m 、A ,B 点相距10cm 、A 、B 连线与电场线夹角为600,则U BA 之值为 ( ) A.-10V B.10V C.-5V D.-53V
3. 以下说法正确的是:( )
A. 匀强电场中各处的场强相等,电势也相等;
B. 沿电场线方向电场强度一定越来越小;
C. 沿电场线方向电势降低
D. 电势降低的方向就是电场线的方向。
(注意:场强方向是电势降低最快的方向。
)
4. 下列关于匀强电场中场强和电势差的关系,正确的说法是( )
A .在相同距离上的两点,电势差大的其场强必定大
B .任意两点间的电势差,等于场强和这两点间距离的乘积
C .沿着电场线方向,经过任何相同的距离电势降落必定相等
D .电势降低的方向必定是电场强度的方向
5. 图中实线表示电场线,虚线表示等势面,过a.b 两点的等势面的电势分别为40V 、20V ,那么ab 连线的中点的电势值为( )
A.等于30V
B.大于30V
C.小于30V
D.无法确定
(注意:等差等势面越密集的地方,场强越大。
)
6. 如图,a 、b 、c 是一条电场线上的三个点,电场线的方向由a 到c , a 、b 间的距离等于b 、c 间的距离。
用φa 、φb 、φc 和Ea 、Eb 、Ec 分别表示a 、b 、c 三点的电势和场强。
下列哪个正确?( )
A.φa>φb>φc
B. E a>E b>E c
a b c C.φa-φb=φb-φc D. E a=E b=E c。