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    第十章 3.电势差与电场强度的关系课件PPT

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    高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 电势差与电场强度的关系教案配套课件ppt

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    这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 电势差与电场强度的关系教案配套课件ppt,共5页。
    3.电势差与电场强度的关系课后篇巩固提升基础巩固1.如图所示为某匀强电场的等势面分布图,每两个相邻等势面相距2 cm,则电场强度E的大小和方向分别为(  )A.E=100 V/m,竖直向下B.E=100 V/m,竖直向上C.E=100 V/m,水平向左D.E=200 V/m,水平向右解析电场强度E= V/m=100 V/m,电场强度的方向垂直等势面且由高电势处指向低电势处,故水平向左。答案C2.(多选)如图所示,平面内有一菱形abcd,O点为其两对角线的交点。空间存在一未知的静电场,方向与菱形所在平面平行,有一电子,若从a点运动至d,电势能就会增加ΔE,若从d点运动至c,电势能就会减少ΔE,那么此空间存在的静电场可能是(  )A.方向垂直于ac,并由b指向d的匀强电场B.方向垂直于bd,并由c指向a的匀强电场C.位于O点的正点电荷形成的电场D.位于b点的负点电荷形成的电场解析电子从a点运动至d,电势能增加ΔE,d点运动至c,电势能减少ΔE,可断定a点和c点电势相等,若是匀强电场,ac连线即为等势线,电场线与等势线垂直。又因为移动的是电子,带负电,沿电场线方向,负电荷电势能增加,故电场线的方向是由b指向d。如果该电场是位于O点的正点电荷形成的电场,画出电场线和等势面就会发现,ac在同一等势面上,而且离正点电荷越远,电子的电势能越大,选项AC正确。答案AC3.如图所示,在匀强电场中,A点为坐标原点,AB方向为位移x的正方向,图中能正确反映电势φ随位移x变化的图像是(  )解析在匀强电场中,沿任意一条直线电势均匀变化,沿AB方向的电势均匀降低,选项C正确。答案C4.abc是匀强电场中同一平面上的三个点,各点的电势分别是φa=5 V,φb=2 V,φc=4 V,则如图所示的示意图中能表示该电场的电场强度方向的是(  )解析在匀强电场中,沿同一方向电势均匀变化,将线段ab三等分,靠近a的等分点电势为4 V,该等分点与c点的连线为一等势线,作该等势线的垂线并指向b点的一侧,该线所指的方向就是电场强度的方向。答案D5.匀强电场中的三点ABC是一个三角形的三个顶点,AB的长度为1 m,DAB的中点,如图所示。已知电场线的方向平行于ABC所在平面,ABC三点的电势分别为14 V6 V2 V。设电场强度大小为E,一电荷量为1×10-6 C的正电荷从D点移到C点静电力所做的功为W,(  )A.W=8×10-6 J E>8 V/mB.W=6×10-6 J E>6 V/mC.W=8×10-6 J E8 V/mD.W=6×10-6 J E6 V/m解析因电场是匀强电场,DAB的中点,D的电势φD==10 V。所以W=q(φD-φC)=8×10-6 J。设E的方向与 的夹角为α,α0,否则等势面与AB垂直,C点电势就会高于B点电势。由E=可知,α>0,cos α<1,E>8 V/m,故选项A正确。答案A6.如图所示,ABC为一等边三角形的三个顶点,某匀强电场的电场线平行于该三角形平面。现将电荷量为10-8 C的正点电荷从A点移到B,静电力做功为3×10-6 J,将另一电荷量为10-8 C的负点电荷从A点移到C,克服静电力做功3×10-6 J,:(1)UABUACUBC各为多少?电场线方向如何?(2)AB边长为2 cm,求电场强度的大小。解析本题要求利用匀强电场中静电力做功、电势差与电场强度的关系进行求解,特别是要求根据电势差的情况判断电场强度的方向。(1)正点电荷从A点移到B点时,静电力做正功,A点电势高于B点电势,可求得UAB= V=300 V负点电荷从A点移到C,静电力做负功,A点电势高于C点电势,可求得UAC==300 V。因此BC两点电势相等,UBC=0。由于匀强电场中的等势线是一簇平行直线,因此,BC为一等势线,故电场线方向垂直于BC,D为线段BC的中点,则电场强度方向为由A指向D(2)线段AB在电场强度方向的距离d等于线段AD的长度,故由匀强电场中电势差与电场强度的关系式可得E= V/m=1×104 V/m答案(1)300 V 300 V 0 电场线方向垂直于BC,D为线段BC的中点,则电场强度方向由A指向D(2)1×104 V/m能力提升1.如图所示,在匀强电场中有abcd四点,它们处于同一圆周上,acbd分别是圆的直径。已知abc三点的电势分别为φa=9 V,φb=15 V,φc=18 V,d点的电势为(  )                A.4 V B.8 V C.12 V D.16 V解析连接ac两点,ac连线三等分为aeeffc三段,则图中f点的电势为15 V,连接fb,fb为一条等势线,连接de,由几何关系可以证明defb,de也是一条等势线,根据匀强电场中沿电场方向上相同距离对应的电势差相等,可知e点的电势为12 V,d点的电势也为12 V,C正确。答案C2.如图所示,在平面直角坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为0 V,A处的电势为6 V,B处的电势为3 V,则电场强度的大小为(  )A.200 V/m B.200 V/mC.100 V/m D.100 V/m解析OA的中点C处的电势为3 V,C点与B点连接,如图所示,电场线与等势线垂直,根据几何关系得BC=3 cm,OB沿电场线方向上的距离d= cm,所以电场强度E= V/m=100 V/m,D正确,ABC错误。答案D3.在匀强电场中,将一电荷量为2×10-5 C的负电荷由A点移到B,其电势能增加了0.1 J,已知AB两点间距为 2 cm,两点连线与电场方向成60°,如图所示,:(1)在电荷由A移到B的过程中,静电力做了多少功?(2)AB两点间的电势差为多少?(3)该匀强电场的电场强度为多大?解析(1)静电力做多少负功,电荷的电势能增加多少,故静电力做功为-0.1 J(2)UAB= V=5×103 V(3)U=Ed,UAB=E·cos 60°,所以E= V/m=5×105 V/m答案(1)-0.1 J (2)5×103 V (3)5×105 V/m4.平行的带电金属板AB间是匀强电场,如图所示,两板间距离是5 cm,两板间的电压是 60 V。试问:(1)两板间的电场强度是多大?(2)电场中有P1P2两点,P1点离A0.5 cm,P2点离B板也是0.5 cm,P1P2两点间的电势差为多大?(3)B板接地,P1P2两点的电势各是多大?解析(1)根据公式E=,代入数据得E= V/m=1 200 V/m(2)P1P2沿电场方向的距离为d12=5 cm-(0.5 cm+0.5 cm)=4 cm根据公式U=EdU12=Ed12=1 200×4×10-2 V=48 V(3)φ1-φB=Ed1B=1 200×4.5×10-2 V=54 Vφ1=54 V同理φ2-φB=Ed2B=1 200×0.5×10-2 V=6 V,φ2=6 V答案(1)1 200 V/m (2)48 V (3)54 V 6 V

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