人教版高中物理必修第3册 第10章 3 电势差与电场强度的关系.pptVIP

精例2(2021年绥化名校期末)如图所示，在匀强电场中，A、B、C、D、E、F位于边长L＝4cm的正六边形的顶点上，匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面．已知A、B、C、D的电势分别为－4V、0V、8V、12V．则下列说法正确的是()A．F点的电势φF＝－4VB．D、F间的电势差UDF＝0VC．该匀强电场的电场线垂直于CF连线，且指向AD．该匀强电场的场强大小E＝200V/m【答案】D【解析】连接AD、BF、CE，AD与BF、CE的交点分别为M、N，设六边形的中心点为O，如图所示．由图可知，AD与BF、CE都垂直，由六边形的特点可知，AM＝MO＝ON＝ND，由题意可知UDA＝φD－φA＝12V－(－4V)＝16V，则有φM＝0V，φO＝4V，φN＝8V，由题意可知φB＝φM，φC＝φN，则BF和CE是等势线，则有φF＝φB＝0，A错误；D、F间的电势差为UDF＝φD－φF＝12V－0＝12V，B错误；变式2在某匀强电场中有M、N、P三点．在△MNP中，∠M＝30°、∠P＝90°，直角边NP的长度为4cm．电场方向与三角形所在平面平行．已知M点、N点和P点的电势分别为3V、15V和12V．则电场强度的大小为()A．150V/mB．75V/mC．2253V/mD．753V/m【答案】A1．在匀强电场中，沿任意一个方向，电势降低都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等，如图甲，AB＝BC，则UAB＝UBC．2．在匀强电场中，相互平行且相等的线段两点间的电势差相等．如图乙，AB∥CD，则UAB＝UCD．3．确定电场方向的方法：先由等分法确定电势相等的点，画出等势面(线)，然后根据电场线与等势面(线)垂直画出电场线，且电场线的方向由电势高的等势面(线)指向电势低的等势面(线)．核心素养微专题闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象(一般发生在积雨云中)．通常是暴风云(积雨云)产生电荷，底层为负电，顶层为正电，而且还在地面产生正电荷，如影随形地跟着云移动．正电荷和负电荷彼此相吸，但空气却不是良好的导体．正电荷奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上，企图和带有负电的云层相遇．负电荷枝状的触角则向下伸展，越向下伸越接近地面．最后正负电荷终于克服空气的阻碍而连接上．巨大的电流沿着一条传导通道从地面直向云层涌去，产生出一道明亮夺目的闪光．一道闪电的长度可能只有数百米(最短的为100米)，但最长可达数千米．闪电的温度，从摄氏一万七千度至二万八千度不等，也就是等于太阳表面温度的3～5倍．闪电的极度高热使沿途空气剧烈膨胀．空气移动迅速，因此形成波浪并发出声音．【专练】正常情况下空气是不导电的，但是如果空气中的电场很强，空气也可以被击穿，空气被击穿时会看到电火花或闪电．若观察到某次闪电的火花长约100m，且已知空气的击穿电场强度为3×106V/m，那么发生此次闪电的电势差约为()A．3×108V B．3×106VC．3×104V D．3×10－5V【答案】A【解析】将空气中的电场视为匀强电场，由U＝Ed，可得U＝3×108V，A正确．课堂小练|素养达成【答案】B2．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2cm，则电场强度E的大小和方向分别为()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＝200V/m，水平向右【答案】C3．(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点，电势能就会增加ΔE，若从d点运动至c点，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【答案】AC【解析】电子从a点运动至d点，电势能增加ΔE，从d点运动至c点，电势能减少ΔE，可断定a点和c点电势相等，若是匀强电场，则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，a、c在同一等势面上，而且离正点电荷越远，电子的电势能越大，故A、C正确．4．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3.0×10－8