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文檔簡介
第一章靜電場(chǎng)6.電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系核心素養(yǎng):1.理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系式,知道其適用條件及各物理
量的意義。2.通過所學(xué)知識(shí)推導(dǎo)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系式。3.通過電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)
度的關(guān)系式解決相關(guān)問題,養(yǎng)成多角度、多方面看問題的思維習(xí)慣。4.從試探電荷在
電場(chǎng)中的移動(dòng),領(lǐng)會(huì)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系的推導(dǎo)過程。第3頁研習(xí)任務(wù)一勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系合作
討論如圖所示,沿哪個(gè)方向電勢(shì)降落最快?電勢(shì)降落最快的方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向具有
怎樣的關(guān)系?提示:沿A→C方向電勢(shì)降落最快;電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是電勢(shì)降落最快的方向。教材
認(rèn)知1.
勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系:
2.
物理意義:在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的
?與這兩點(diǎn)沿
電場(chǎng)強(qiáng)度方向的距離之比。也就是說,電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向
?
的電勢(shì)差。3.
場(chǎng)強(qiáng)的另一個(gè)單位:伏特每米,符號(hào)
,1
N/C=1
V/m。4.
UAB=Ed,其物理意義:勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于
?與這兩
點(diǎn)
的乘積。[思考]公式UAB=Ed是在勻強(qiáng)電場(chǎng)中得到的,在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中能否適用?提示:在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中,不能進(jìn)行定量計(jì)算,但可以定性地分析有關(guān)問題。
電勢(shì)差每單位距
離V/m
電場(chǎng)強(qiáng)度沿電場(chǎng)方向的距離核心
歸納1.
電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的關(guān)系大小關(guān)系方向關(guān)系電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是電勢(shì)降低最快的方向物理意義電場(chǎng)強(qiáng)度是電勢(shì)差對(duì)空間位置的變化率,反映了電勢(shì)隨空間變化的快慢2.
應(yīng)用U=Ed解決問題應(yīng)注意以下四點(diǎn)(1)此式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),對(duì)非勻強(qiáng)電場(chǎng)可定性討論。(2)d是電場(chǎng)中兩點(diǎn)在電場(chǎng)方向的距離。(3)單位“V/m”與“N/C”是相等的。(4)公式說明了勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電勢(shì)分布是均勻的。研習(xí)
經(jīng)典[典例1]如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=100
V/m,A、B兩點(diǎn)相距10
cm,A、
B連線與電場(chǎng)線夾角為60°,則UBA為(
C
)A.5
VC.
-5
V[解析]
根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低可知B點(diǎn)電勢(shì)低于A點(diǎn)電勢(shì),則UBA為負(fù)值,根據(jù)
勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系可得UBA=-EdABcos
60°=-5
V,故選C。C
勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)差的三種求法
(1)應(yīng)用定義式UAB=φA-φB來求解。
(3)應(yīng)用關(guān)系式UAB=Ed(勻強(qiáng)電場(chǎng))來求解。[訓(xùn)練1]
(多選)如圖所示,A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn),D是BC的中點(diǎn),
A、B、C構(gòu)成一直角三角形,AB=1
m,電場(chǎng)線與三角形所在的平面平行,已知A點(diǎn)
的電勢(shì)為5
V,B點(diǎn)的電勢(shì)為-5
V,C點(diǎn)的電勢(shì)為15
V,據(jù)此可以判斷(
AD
)A.
C點(diǎn)的電勢(shì)比D點(diǎn)的電勢(shì)高10
VB.
場(chǎng)強(qiáng)方向由B指向AC.
場(chǎng)強(qiáng)的大小為20
V/mAD
第12頁研習(xí)任務(wù)二等勢(shì)面的疏密與電場(chǎng)強(qiáng)度大小的關(guān)系合作
討論
教材
認(rèn)知1.
等勢(shì)面越
的地方,電場(chǎng)線越密,電場(chǎng)強(qiáng)度越
?。
密大研習(xí)
經(jīng)典[典例2]
(多選)如圖所示,一個(gè)電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布關(guān)于y軸對(duì)稱,O、M、N是y軸
上的三個(gè)點(diǎn),且OM=MN,P點(diǎn)在y軸的右側(cè),MP⊥ON,則(
AD
)ADA.
M點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高B.
將負(fù)電荷由O點(diǎn)移動(dòng)到P點(diǎn),電場(chǎng)力做正功C.
M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于O、M兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D.
在O點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)不計(jì)重力帶正電的粒子,該粒子將沿y軸做直線運(yùn)動(dòng)[解析]
分別過M、P點(diǎn)作等勢(shì)線,可得到過P點(diǎn)的等勢(shì)線在過M點(diǎn)的等勢(shì)線上方,因
沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,則有φM>φP,A對(duì);將負(fù)電荷由O點(diǎn)移到P點(diǎn),由于UOP>
0,則W=qUOP<0,電場(chǎng)力做負(fù)功,B錯(cuò);由U=Ed定性判定可知,M、N間的平均電
場(chǎng)強(qiáng)度小于O、M間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度,故M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差小于O、M兩點(diǎn)間的電
勢(shì)差,C錯(cuò);電場(chǎng)線關(guān)于y軸對(duì)稱,故y軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿y軸向上,所以在O點(diǎn)由
靜止釋放一不計(jì)重力帶正電的粒子,其所受電場(chǎng)力沿y軸正方向,則該粒子將沿y軸做
直線運(yùn)動(dòng),D對(duì)。[訓(xùn)練2]如圖所示,實(shí)線表示電場(chǎng)線,虛線表示等勢(shì)線,a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa=
-50
V、φb=-20
V,則a、b連線的中點(diǎn)c的電勢(shì)滿足(
B
)A.
φc=-35
VB.
φc>-35
VC.
φc<-35
VD.
以上答案都不對(duì)B解析:電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面,如圖所示,
第19頁研習(xí)任務(wù)三勻強(qiáng)電場(chǎng)的性質(zhì)及應(yīng)用合作
討論如圖所示,A、B、C為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn),已知φA=12
V,φB=6
V,φC=-6
V。試畫出該電場(chǎng)的電場(chǎng)線,并保留作圖時(shí)所用的輔助線(用虛線表示)。提示:連接A、C,將線AC三等分,等分點(diǎn)為D、E,則φD=6
V,連接BD即為電場(chǎng)中
的一個(gè)等勢(shì)面,過A、E、C三點(diǎn)分別作BD的平行線得到另外三個(gè)等勢(shì)面,過A、B、C
三點(diǎn)分別作等勢(shì)面的垂線,即為三條電場(chǎng)線,方向由高電勢(shì)指向低電勢(shì),如圖所示。核心
歸納1.
兩個(gè)重要結(jié)論甲
乙結(jié)論1:在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,長度相等且相互平行的兩線段端點(diǎn)間的電勢(shì)差相等,如圖甲
所示,則UAB=UDC(或φA-φB=φD-φC),同理可知,UAD
=UBC。
2.
確定電場(chǎng)方向的方法先由等分法確定電勢(shì)相等的點(diǎn),畫出等勢(shì)線,然后根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直畫出電場(chǎng)
線,且電場(chǎng)線的方向由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。研習(xí)
經(jīng)典[典例3]如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng),其
中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)為0,點(diǎn)A處的電勢(shì)為6
V,點(diǎn)B處的電勢(shì)為3
V,則電場(chǎng)強(qiáng)度的
大小為(
A
)A.200
V/mC.100
V/mA
用等分法找等勢(shì)點(diǎn)的技巧(1)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,將電勢(shì)最高點(diǎn)和電勢(shì)最低點(diǎn)連接后,根據(jù)需要等分成若干段,
必能找到第三點(diǎn)的等勢(shì)點(diǎn)。(2)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,兩等勢(shì)點(diǎn)的連線一定是等勢(shì)線,與等勢(shì)線垂直、由高電勢(shì)指向
低電勢(shì)的方向一定是電場(chǎng)方向。(3)等分法的關(guān)鍵是找到電勢(shì)相等的點(diǎn),進(jìn)而畫出電場(chǎng)線。(4)用等分法確定電勢(shì)或電場(chǎng)強(qiáng)度方向只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)。[訓(xùn)練3]
(多選)一勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于xOy平面,平面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如
圖所示,三點(diǎn)的電勢(shì)分別為10
V、12
V、18
V。下列說法正確的是(
AC
)B.
坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為6
VC.
電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電場(chǎng)力做功為6
eVD.
電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的低2
eVAC
解得坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為4
V,故B錯(cuò)誤;電子在c點(diǎn)的電勢(shì)能Epc=-eφc=-18
eV電子在b點(diǎn)的電勢(shì)能Epb=-eφb=-12
eV電子在b點(diǎn)的電勢(shì)能比在c點(diǎn)的高6
eV,故電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電場(chǎng)力做功為6
eV,
故C正確;電子在a點(diǎn)電勢(shì)能Epa=-eφa=-10
eV,電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的高2
eV,故D
錯(cuò)誤。故選AC。第29頁研習(xí)任務(wù)四電場(chǎng)中的三類圖像一、φ-x圖像1.
電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于φ-x圖線斜率的絕對(duì)值,電場(chǎng)強(qiáng)度為零處,φ-x圖線存在極
值,其切線的斜率為零。2.
在φ-x圖像中可以直接判斷各點(diǎn)電勢(shì)的高低,并可根據(jù)電勢(shì)高低關(guān)系確定電場(chǎng)強(qiáng)
度的方向。3.
在φ-x圖像中分析電荷移動(dòng)時(shí)電勢(shì)能的變化,可用WAB=qUAB,進(jìn)而分析WAB的正
負(fù),然后作出判斷。[典例4]如圖甲所示,空間存在著平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng),但方向未知,現(xiàn)用儀器
在紙面內(nèi)沿互成90°角的x、y兩個(gè)方向探測(cè)各點(diǎn)的電勢(shì)情況,設(shè)O點(diǎn)的電勢(shì)為零,得
到各點(diǎn)電勢(shì)φ與到O點(diǎn)距離的函數(shù)關(guān)系圖像,分別如圖乙、圖丙所示,下列關(guān)于該電
場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的說法,正確的是(
D
)
甲
乙
丙DA.
E=100
V/m,與x軸負(fù)方向成45°角斜向左上D.
E=200
V/m,與y軸負(fù)方向成30°角斜向左下
二、E-x圖像1.
E-x圖像中E的正負(fù)反映E的方向,E為正表示其方向與規(guī)定的正方向相同。2.
E的數(shù)值反映電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,由此可以確定電場(chǎng)的強(qiáng)弱分布。3.
E-x圖線與x軸所圍的面積表示“兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差U”,電勢(shì)差的正負(fù)由沿電場(chǎng)
強(qiáng)度方向電勢(shì)降低判斷。[典例5]
(多選)空間中存在沿x軸正方向的電場(chǎng),x軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度隨x的變化
情況如圖所示。下列敘述正確的是(
BCD
)A.
x1、x2兩處的電勢(shì)相同B.
電子在x1處的電勢(shì)能小于在x2處的電勢(shì)能D.
電子沿x軸從x1處運(yùn)動(dòng)到x2處,電場(chǎng)力一直做負(fù)功BCD
三、Ep-x圖像
2.
由Ep-x圖像可求出任意兩位置對(duì)應(yīng)的電勢(shì)能的變化量,進(jìn)而確定靜電力做功
情況。
[典例6]同一空間中分別施加兩個(gè)不同的電場(chǎng),試探電荷-q(q>0)具有的電勢(shì)能
Ep沿x軸正方向的變化分別如圖甲、乙所示,則下列說法正確的是(
D
)
甲
乙A.
圖甲中,試探電荷在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為零B.
圖甲中,電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸正方向C.
圖乙中,x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度小于x2處的電場(chǎng)強(qiáng)度D.
圖乙中,x1處的電勢(shì)高于x2處的電勢(shì)D[解析]
根據(jù)ΔEp=-W電=-Fx可知,Ep-x圖像斜率的絕對(duì)值表示電場(chǎng)力的大
小,故圖甲中,試探電荷在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力不為零,沿x軸正方向電勢(shì)能增
大,則電場(chǎng)力做負(fù)功,可知電場(chǎng)力有沿x軸負(fù)方向的分量,試探電荷帶負(fù)電,則
電場(chǎng)強(qiáng)度有沿x軸正方向的分量,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。結(jié)合前面分析及F=qE可知,
圖乙中,x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度大于x2處的電場(chǎng)強(qiáng)度,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。圖乙中,試探電荷
在x1處的電勢(shì)能小于在x2處的電勢(shì)能,試探電荷帶負(fù)電,根據(jù)Ep=qφ,可知x1處
的電勢(shì)高于x2處的電勢(shì),選項(xiàng)D正確。第39頁課后提素養(yǎng)基礎(chǔ)
題組1.
思維辨析(1)公式U=Ed適用于所有電場(chǎng)。
(
×
)(2)由U=Ed可知,勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差與這兩點(diǎn)的距離成正比。
(
×
)(3)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)值等于沿電場(chǎng)線方向每單位長度上的電勢(shì)差值。
(
√
)(4)只有沿電場(chǎng)線方向,電勢(shì)才降低。
(
×
)(5)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低得最快。
(
√
)××√×√2.
下列關(guān)于勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)差關(guān)系的說法正確的是(
C
)A.
在相同距離上,電勢(shì)差大的其場(chǎng)強(qiáng)也必定大B.
任意兩點(diǎn)的電勢(shì)差,等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)間距離的乘積C.
沿著電場(chǎng)線方向,相同距離上的電勢(shì)降落必定相等D.
電勢(shì)降低的方向,必定是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向解析:由勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)知A、B錯(cuò)誤,C正確;電勢(shì)降低最快的方向才是電場(chǎng)強(qiáng)度方
向,D錯(cuò)誤。C3.
(多選)在場(chǎng)強(qiáng)為E=1.0×102
V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有相距d=2.0×10-2
m的a、b
兩點(diǎn),則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差可能為(
AB
)A.1.0
VB.2.0
VC.3.0
VD.4.0
V解析:由U=Ed可知當(dāng)d最大時(shí),U最大,代入數(shù)值可得U最大值為2.0
V;當(dāng)a、b位
于同一等勢(shì)面上時(shí),Uab=0,則最小值為零,故A、B可能,C、D不可能。AB中檔
題組1.
如圖所示,在沿x軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E中,有一動(dòng)點(diǎn)A以O(shè)為圓心,r為半徑做逆時(shí)針
轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)OA與x軸正向成θ角時(shí),O、A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為(
C
)A.
UOA=ErB.
UOA=Ersin
θC.
UOA=Ercos
θD.
UOA=-Ercos
θ解析:由題圖可知OA沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離d=OAcos
θ=rcos
θ,故UOA=Ed=Ercos
θ,
故C正確。C2.
在水深超過200
m的深海,光線極少,能見度極低,有一種電鰻具有特殊的適應(yīng)
性,能通過自身發(fā)出的生物電獲取食物、威脅敵害、保護(hù)自己。若該電鰻的頭尾相當(dāng)
于兩個(gè)電極,它在海水中產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到103
N/C,可擊昏敵害。則身長50
cm的
電鰻,在放電時(shí)產(chǎn)生的瞬間電壓可達(dá)(
B
)A.50
VB.500
VC.5
000
VD.50
000
V解析:根據(jù)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系,可知放電時(shí)產(chǎn)生的瞬間電壓可達(dá)U=Ed=
1
000×0.5
V=500
V,故選B。B3.
如圖所示,在△ABC中,∠B為直角,∠A=60°,AB=4
cm,空間中存在一勻強(qiáng)
電場(chǎng),其方向平行于△ABC所在的平面,A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為0
V、2
V、8
V,
則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為(
C
)A.50
V/mC.100
V/mC
4.
(多選)如圖所示,實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)線,且AB=BC,電場(chǎng)中A、B、C
三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為EA、EB、EC,電勢(shì)分別為φA、φB、φC,AB、BC間的電勢(shì)差分
別為UAB、UBC,則下列關(guān)系中正確的有(
AC
)A.
φA>φB>φCB.
EA>EB>ECC.
UAB<UBCD.
UAB=UBC解析:沿電場(chǎng)線方向,電勢(shì)越來越低,所以A點(diǎn)電勢(shì)最高,C點(diǎn)電勢(shì)最低,A正確;電
場(chǎng)線越密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng),由圖可知,C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng),A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最
弱,B錯(cuò)誤;由于BC間的電場(chǎng)強(qiáng)度大于AB間的電場(chǎng)強(qiáng)度,由U=Ed可知,UAB<UBC,
C正確,D錯(cuò)誤。AC5.
(多選)在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2,其靜電場(chǎng)的電勢(shì)φ在x軸上分布如圖所示。
下列說法正確的有(
AC
)A.
q1和q2帶有異種電荷B.
x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零C.
負(fù)電荷從x1移到x2,電勢(shì)能減小D.
負(fù)電荷從x1移到x2,受到的電場(chǎng)力增大解析:從圖中看到,中間電勢(shì)高,兩邊電勢(shì)低,且圖形左右不對(duì)稱,電勢(shì)有正有負(fù),
判斷q1和q2帶有異種不等量電荷,A項(xiàng)正確;從圖線斜率看,x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度不為
零,B項(xiàng)錯(cuò)誤;負(fù)電荷從x1移到x2,即由低電勢(shì)到高電勢(shì),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減
小,C項(xiàng)正確;x2處電場(chǎng)強(qiáng)度為零,所以負(fù)電荷從x1移到x2,受到的電場(chǎng)力減小,D項(xiàng)
錯(cuò)誤。AC第49頁課時(shí)作業(yè)[基礎(chǔ)訓(xùn)練]1.
下列對(duì)關(guān)系式Uab=Ed的理解,正確的是(
C
)A.
式中的d是a、b兩點(diǎn)間的距離B.
a、b兩點(diǎn)間距離越大,電勢(shì)差越大C.
d是a、b兩個(gè)等勢(shì)面的距離D.
此式適用于任何電場(chǎng)解析:公式Uab=Ed只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),其中d為沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向上的距離,也是兩等
勢(shì)面間的距離,C正確,A、B、D錯(cuò)誤。C1234567891011122.
如圖所示為某勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面分布圖,每兩個(gè)相鄰等勢(shì)面相距2
cm,則該勻強(qiáng)
電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向分別為(
C
)A.
E=100
V/m,豎直向下B.
E=100
V/m,豎直向上C.
E=100
V/m,水平向左D.
E=100
V/m,水平向右
C1234567891011123.
如圖所示,場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B、C三點(diǎn),且AB=BC=d,則(
D
)D.
UAC=3UBC
D1234567891011124.
如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy中存在一勻強(qiáng)電場(chǎng),a、b兩點(diǎn)分別在兩個(gè)坐標(biāo)軸
上,它們到坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離均為10
cm,將一帶電荷量q=0.2
C的正點(diǎn)電荷從原點(diǎn)O
分別移動(dòng)到a、b兩點(diǎn),電場(chǎng)力做功均為1
J,則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為(
A
)B.50
N/CD.10
N/CA123456789101112
1234567891011125.
如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為1×103
N/C,abcd為矩形,且ab平行于電場(chǎng)線,ab=cd
=4
cm,ad=bc=3
cm。則下述計(jì)算結(jié)果正確的是(
A
)A.
ab之間的電勢(shì)差為40
VB.
ad之間的電勢(shì)差為50
VC.
將q=-5×10-3
C的點(diǎn)電荷沿矩形路徑abcd移動(dòng)一周,電場(chǎng)力做
的功是-0.25
JD.
將q=-5×10-3
C的點(diǎn)電荷從a移到c,電場(chǎng)力做的功是0.25
J解析:由U=Ed得Uab=1×103×0.04
V=40
V,A正確;a、d在同一等勢(shì)面上,所以
Uad=0,B錯(cuò)誤;將電荷沿abcd移動(dòng)一周,位移為零,故電場(chǎng)力做功為零,C錯(cuò)誤;
Wac=Wab=qUab=(-5×10-3)×40
J=-0.2
J,D錯(cuò)誤。A1234567891011126.
如圖所示,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),AB方向?yàn)槲灰苮的正方向,圖中能
正確反映電勢(shì)φ隨位移x變化的圖像是(
C
)C解析:在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,沿任意一條直線電勢(shì)均勻變化,沿AB方向的電勢(shì)均勻降低,C
正確。1234567891011127.
某靜電場(chǎng)中的x軸上,一個(gè)帶電粒子在O點(diǎn)由靜止釋放,僅在電場(chǎng)力作用下沿x軸正
向運(yùn)動(dòng),帶電粒子的電勢(shì)能隨粒子在x軸上的位置變化規(guī)律如圖所示,則下列判斷正
確的是(
C
)A.
帶電粒子帶負(fù)電B.
帶電粒子先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)C.
帶電粒子運(yùn)動(dòng)的加速度不斷減小D.
帶電粒子的電勢(shì)能先減小后增大C123456789101112
1234567891011128.
平行的帶電金屬板A、B間是勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖所示,兩板間距離是5
cm,兩板間的
電壓是60
V。試問:(1)兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度是多大?(1)1
200
V/m
123456789101112(2)電場(chǎng)中有P1和P2兩點(diǎn),P1點(diǎn)離A板0.5
cm,P2點(diǎn)離B板也是0.5
cm,P1和P2兩點(diǎn)
間的電勢(shì)差為多大?(2)48
V
123456789101112(3)若B板接地,P1和P2兩點(diǎn)的電勢(shì)各是多大?(3)54
V
6
V
123456789101112[能力提升]9.
如圖所示為電子束焊接機(jī),K為陰極,A為陽極,兩極之間的距離為d,在兩極之
間加上高電壓U,兩極之間形成了輻向分布的電場(chǎng),圖中帶箭頭的虛線代表電場(chǎng)線,
B、C是電場(chǎng)中兩點(diǎn)。有一電子在K極由靜止被加速,不考慮電子重力,元電荷為e,
則下列說法正確的是(
)B.
C點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)C.
B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度D.
電子由K到A的電勢(shì)能增加了eUB123456789101112解析:電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)大小,因此A、K之間的電場(chǎng)強(qiáng)度不均勻,B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度
小于C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度,A、C錯(cuò)誤;沿電場(chǎng)線,電勢(shì)逐漸降低,因此C點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電
勢(shì),B正確;根據(jù)W=Uq可知,電子由K到A的電場(chǎng)力做正功eU,電勢(shì)能減少了eU,
D錯(cuò)誤。故選B。12345678910111210.
(多選)如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)平行于xOy平面坐標(biāo)系,矩形ABCD的頂點(diǎn)B和D均
落在y軸上,頂點(diǎn)A在x軸上,OB=5
cm,AB=10
cm,A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為3
V
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