鲁科版 (2019)必修 第三册第2章 电势能与电势差第3节 电势差与电场强度的关系评课ppt课件

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课后素养落实(七)　电势差与电场强度的关系(建议用时：40分钟)◎题组一　电势差与静电力做功的关系1．(多选)下列说法正确的是(　　)A．沿电场线的方向，电势逐渐降低B．A、B两点间的电势差与零电势点的选取有关C．电势差是一个标量，但有正值和负值之分D．电场中某点的电势和放入该点的电荷的电性、电荷量无关ACD　[沿电场线的方向电势逐渐降低，选项A正确；某点的电势和零电势点的选取有关，但两点间的电势差和零电势点的选取无关，选项B错误；电势差是标量，可正、可负，选项C正确；电场中某点的电势和检验电荷无关，由电场本身的性质决定，选项D正确。]2．(多选)关于电势差UAB和电势φA、φB的理解，说法正确的是(　　)A．φA、φB都有正负，所以电势是矢量B．UAB表示B点与A点之间的电势差，即UAB＝φB－φAC．UAB和UBA是不同的，它们的关系：UAB＝－UBAD．零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地或无穷远处为零电势点CD　[电势、电势差都是标量，选项A错误；UAB表示A点与B点之间的电势差，UAB＝φA－φB＝－UBA，选项B错误，C正确；易知选项D正确。]3．如图所示，a、b、c是匀强电场中的三个点，各点电势分别为φa＝10 V，φb＝2 V，φc＝6 V，a、b、c三点在同一平面上，下列各图中电场强度的方向表示正确的是(　　)A　　　　B　　　　C　　　　DD　[由于是匀强电场，所以a、b连线的中点与c点等电势，电场强度的方向垂直于等势面且由高电势指向低电势，故选项D正确。]4．一个带负电的质点，带电荷量为2.0×10－9 C，在静电场中由a点移动到b点。在这个过程中，除电场力外，其他外力做的功为6.0×10－5 J，质点的动能减少了8.0×10－5 J，则a、b两点间的电势差Uab为(　　)A．1×104 V B．－1×104 VC．7×104 V D．－7×104 VC　[设电场力做功为W，由动能定理知W＋6.0×10－5 J＝－8.0×10－5 J，可求得W＝－1.4×10－4 J，因此a、b两点间的电势差为Uab＝＝7×104 V，故选项C正确。]◎题组二　电场强度与电势差的关系5．如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，φa＝50 V，φc＝20 V，则a、c连线中点b的电势φb为(　　)A．等于35 V  B．大于35 VC．小于35 V  D．等于15 VC　[从电场线疏密可以看出Ea>Eb>Ec，由公式Uab＝Ed可以判断Uab>Ubc，所以φb<＝35 V，C正确。]6．如图所示，a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20 V，b点的电势为24 V，d点的电势为4 V，由此可知c点的电势为(　　)A．4 V　　　　 B．8 VC．12 V D．24 VB　[Uad＝φa－φd＝20 V－4 V＝16 V，在匀强电场中，相互平行的等长线段两端点电势差相等，故Ubc＝Uad，又Ubc＝φb－φc，所以φc＝φb－Uad＝24 V－16 V＝8 V，B正确。]7．如图所示，匀强电场的电场强度为E，电场中A、B两点间的距离为d，线段AB与电场线的夹角为θ，则A、B两点间的电势差为(　　)A．Edcos θ B．－Edcos θC．Ed D．－Edsin θA　[由φA＞φB故为正值，由UAB＝Edcos θ可知A正确，B、C、D错误。]8．如图所示是匀强电场中的一组等势面，每两个相邻等势面间的距离都是25 cm，由此可确定电场强度的方向及大小为(　　)A．竖直向下，E＝0.4 V/m B．水平向右，E＝0.4 V/mC．水平向左，E＝40 V/m D．水平向右，E＝40 V/mD　[电场线与等势面垂直且沿电场线方向电势降低，故场强方向水平向右，场强大小E＝＝V/m＝40 V/m，故D正确。]9．将一个电荷量为1×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做功2×10－6 J。从C点移到D点，静电力做功7×10－6 J，若已知B点比C点电势高3 V，求UDA。[解析]　由UAB＝＝ V＝2 V知A点电势高于B点，UAB＝φA－φB＝2 V负电荷从电场中C点移到D点静电力做正功由UCD＝＝ V＝－7 V知C点电势低于D点，UCD＝φC－φD＝－7 V又UBC＝φB－φC＝3 V则UDA＝φD－φA＝－(UAB＋UBC＋UCD)＝2 V。[答案]　2 V10．如图所示，在匀强电场中有a、b、c、d四点，它们处于同一圆周上，且ac、bd分别是圆的直径。已知a、b、c三点的电势分别为φa＝9 V，φb＝15 V，φc＝18 V，则d点的电势为(　　)A．12 V B．8 VC．4 V D．16 VA　[根据几何知识知，ab长度等于dc长度，且线段ab平行于线段dc，根据在匀强电场中平行相等两线段端点之间的电势差相等，则φb－φa＝15 V－9 V＝φc－φd＝18 V－φd，可得φd＝12 V，故A正确，B、C、D错误。]11．(多选)有一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c、d四点的位置如图所示，cd和cb分别垂直于x轴和y轴，其中a、b、c三点电势分别为4 V、8 V、10 V。将一电荷量为q＝－2×10－5C的负点电荷由a点开始沿abcd路线运动，则下列判断正确的是(　　)A．坐标原点O的电势为6 VB．电场强度的大小为 V/mC．该点电荷在c点的电势能为－2×10－4JD．该点电荷从a点移到d点过程中，电场力做功为8×10－5JACD　[由于是匀强电场，所以沿同一方向前进相同距离，电势的降低相等，φb－φc＝φa－φO，代入数据解得：φO＝6 V，故A正确；因为是匀强电场，所以沿同一方向前进相同距离，电势差相等可知，ab中点e的电势为φe＝6 V，连接Oe则为等势面，如图所示。由几何关系可知，ab垂直Oe，则ab为一条电场线，且方向由b指向a，电场强度为E＝＝V/m＝100 V，故B错误；该点电荷在c点的电势能Epc＝qφc＝－2×10－4J，故C正确；该点电荷从a点移动到d点电场力做功为Wad＝qUad＝8×10－5J，故D正确。]12．如图所示，在匀强电场中，一电荷量为q＝5.0×10－10C的正电荷，由a点移到b点和由a点移到c点，电场力做的功都是3.0×10－8J，已知a、b、c三点的连线组成直角三角形，ab＝20 cm，θ＝37°。求：(1)a、b两点间的电势差；(2)匀强电场的电场强度大小；(3)电场强度的方向。[解析]　(1)a、b两点的电势差Uab＝＝V＝60 V。(2)(3)由a点移到b点和由a点移到c点，电场力做的功相等，可知b、c两点的电势相等，则b、c为等势线，因为电场线与等势线垂直，且正电荷由a到c的过程中，电场力做正功，电势能减小，所以电场强度方向由a指向c，所以电场强度大小为E＝＝V/m＝375 V/m。[答案]　(1)60 V　(2)375 V/m　(3)电场强度方向由a指向c13．天空中有两块乌云，它们之间的竖直距离为1.0×103m，水平相距5.0×103m。受气流影响，两块乌云均以10 m/s的速率沿水平方向互相靠近。问题：当一块乌云位于另一块乌云正下方时，云间场强达到1.0×106V/m。若此时两块云间的电场可视为匀强电场，这时空气恰被击穿而变成导体，两块乌云通过空气放电，形成闪电。(1)两块乌云即将放电时云间的电势差为多大？(2)地面观察者看到闪电后8.0 s才听到雷声，则闪电发生点离观察者多远？(声音在空气中传播速度约为340 m/s)[解析]　(1)当一块乌云位于另一块乌云正下方时，两块乌云间的距离为d＝1.0×103m。两块乌云间的电势差为U＝Ed＝1.0×106×1.0×103V＝1.0×109V。(2)光传播到地面所需的时间可以忽略不计，声音在空气中以3.4×102m/s的速度传播，所以闪电发生点离观察者的距离为s＝vt＝3.4×102m/s×8.0 s＝2.72×103m。[答案]　(1)1.0×109V　(2)2.72×103m