人教版 (2019)必修 第三册第十章 静电场中的能量3 电势差与电场强度的关系精品同步达标检测题

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【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UAB＝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：__________
电场力做功与电荷在电场中移动的路径__________，只与电荷的__________有关，计算式：__________
电场力的功与电势能之间的关系式：__________
电势能与电势之间的关系式：__________
电势差与电势之间的关系式：__________
电势差与电场力的功之间的关系式：__________
点电荷周围的电场强度计算式：__________
2、点电荷周围的等差等势面是一组__________，且越靠近电荷越__________。
【自主预习】
1、两点间的电势差等于__________和____________________的乘积，即__________。
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____________________与____________________的比值。定义式：__________。单位：__________（符号：__________），换算关系：__________
3、__________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？
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？
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？
在匀强电场中，电场强度的大小等于____________________与____________________的比值。
公式：__________或__________
单位：__________（符号：__________），换算关系：__________
思考4：电场强度的两种单位怎样进行换算？
E=Uabd表明，在匀强电场中，场强在数值上等于沿__________方向每单位距离上的__________。__________的方向是电势降低最快的方向。
【例题】如图，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04m，有一2×10-15kg的带电粒子位于M板旁，粒子的电荷量为8×10-15C，给两金属板加200V直流电压。
（1）求带电粒子所受的静电力的大小。
（2）求带电粒子从M板由静止开始运动到达N板时的速度。
（3）如果两金属板距离增大为原来的2倍，其他条件不变，则上述问题（1）（2）的答案又如何？
思考5：点电荷周围等势面分布间距不相等。这是为什么？
思考6：沿电场线方向任意相等距离上的电势差相等。这是为什么？
思考7：上一步中，AC连线的中点B的电势与A、C两点的电势的关系是怎样的？
思考8：在匀强电场中沿同一方向任意相等距离上的电势差相等。这是为什么？
思考9：在匀强电场中，两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。这是为什么？
思考10：在匀强电场中任意两点的连线的n等分点也将这两点间的电势差n等分（几何等分点也是电势差等分点）。这是为什么？
思考11：在匀强电场中沿电场线方向电势随位置坐标均匀降落。如图，在场强为E的匀强电场中，沿电场线方向建立一直线坐标系，O为原点，取O点的电势为0，则坐标为x处的P电势是多大？
思考12：安全用电中，有一个涉及“跨步电压”现象的问题，你知道什么是“跨步电压”吗？如果遇到地面有漏电，应该如何避免“跨步电压”？
思考13：电场强度的三个表达式在使用上有何区别？
【自我测评】
1．（2022秋·广东梅州·高二校考阶段练习）医生用心电图检查仪为一位身高1.8 m的运动员体检，她把电极吸在身体5个不同的位置，如图所示。如果人体从头往脚的方向构成匀强电场，其中有两个点的电势差最大，约为500 μV，则电场强度约为（ ）
A．278 μV/mB．500 μV/m
C．1 000 μV/mD．1 250 μV/m
2．（2022秋·广东东莞·高二东莞实验中学校考阶段练习）在水平地面上放一块长方形的铁块，在它O点正上方固定一正点电荷Q，长方形的铁块MN上A、B、O、C、D间距相等，则正点电荷Q在各点产生的场强E，在长方形的铁块MN上各点的电势φ、各点间的电势差U以下说法正确的是（ ）
A．φO>φA>φBB．EO>EB>EA
C．UAB>UBO>UOC>UCDD．MN上表面不带电
3．（2022·全国·高二假期作业）一种电场的某条电场线与x轴重合，其场强大小E与坐标x的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．此电场是匀强电场 B．由图像可以直接看出场强大小随x均匀增大
C．图像的斜率表示电场的电势 D．x 1与x 2之间的电势差等于阴影部分的面积
4．（2024·全国·高三专题练习）高压电线落地可能导致行人跨步电压触电。如图所示，若高压输电线掉落在水平地面上的O点，且O点附近地质结构分布均匀，将在地面形成以O为圆心的一系列同心圆等势线。则（ ）
A．图中A点的电场强度小于B点的电场强度
B．图中A点的电场强度大于B点的电场强度
C．行人无论向哪个方向跨步，两脚间距离越大跨步电压越大
D．行人无论向哪个方向跨步，两脚间距离越大跨步电压越小
5．（2022秋·广东江门·高二校考期中）如图所示为电子束焊接机，图中带箭头的虚线代表电场线，B、C是电场中两点。K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速。不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是（ ）
A．A、K之间的电场强度均为Ud
B．B点电势低于C点电势
C．B点电场强度大于C点电场强度
D．电子由K到A的电势能减少了eU
6．（2023秋·高二课时练习）如图所示，在匀强电场中有边长为5cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行。O点为该三角形的中心，D、E、F分别为AC、AB和BC边的中点。三角形各顶点的电势分别为φA=4V、φB=8V、φC=12V，下列说法正确的是（ ）
A．O点电势为10V
B．匀强电场的场强大小为160V/m，方向由C指向A
C．将电子由F点移到C点，电子的电势能减少了2eV
D．在三角形ABC内切圆的圆周上，E点电势最低
【学后反思】
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________区别公式
物理含义
适用范围
说明
E=Fq
E=kQr2
E=Ud