高中物理电势差与电场强度的关系 2人教版选修3-1.docVIP

电势差与电场强度的关系 课前预备 一、小小信息窗 电晕放电 带电体表面在气体或液体介质中局部放电的现象，常发生在不均匀电场中电场强度很高的区域内（例如高压导线的周围，带电体的尖端附近）。其特点为：出现与日晕相似的光层，发出嗤嗤的声音，产生臭氧、氧化氮等。电晕引起电能的损耗，并对通讯和广播发生干扰。例如，雷雨时尖端电晕放电，避雷针即用此法中和带电的云层而防止雷击。我们知道，电晕多发生在导体壳的曲率半径小的地方，因为这些地方，特别是尖端，其电荷密度很大。而在紧邻带电表面处，电场E与电荷密度σ成正比，故在导体的尖端处场强很强（即σ和E都极大）。所以在空气周围的导体电势升高时，这些尖端之处能产生电晕放电。通常均将空气视为非导体，但空气中含有少数由宇宙线照射而产生的离子，带正电的导体会吸引周围空气中的负离子而自行徐徐中和。若带电导体有尖端，该处附近空气中的电场强度E可变得很高。当离子被吸向导体时将获得很大的加速度，这些离子与空气碰撞时，将会产生大量的离子，使空气变成极易导电，同时借电晕放电而加速导体放电。因空气分子在碰撞时会发光，故电晕时在导体尖端处可见亮 二、要点综述 1.在匀强电场中电势差与场强的关系是U=Ed或E=U/d，公式中的d是沿场强方向上的距离。 1.关系式Ｕ＝Ｅｄ的应用要同时满足两个条件：⑴匀强电场；⑵ｄ是沿场强方向的距离。若题中给出的A、B两点间的距离不是沿场强方向，则要找到其沿场强方向的投影长度，即A、B所在的两等势面间的距离。 2.由Ｅ＝Ｕ/ｄ可以得到电场强度E的物理意义的另一种表述：电场强度E的方向是电势降低最快的方向，电场强度E的大小描述沿电场线方向电势降低的快慢。 课堂同步 1.关于匀强电场中场强和电势差的关系，正确的是 （ ） A.电场强度越大，则任意两点间的电势差也越大 B.任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积 C.沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降低必定相等 D.电势降低的方向必定是电场强度的方向 2.一质量为2×10－16㎏的带正电的油滴静止在两块相距3.2㎝ 的水平放置的平行金属板之间，则两板之间的电势差最大值可能是（ ） A.800V B.400V C.600V D.200V 3. 如图1-40所示，两带电小球，电量分别为＋q和－q，固定在一长为L的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示。若此杆绕O点垂直于杆的轴转1800角，则过程中电场力做功为 （ ） A.0 B.qEL C.2qEL D.4qEL 4.如图1-41所示为匀强电场中的一组等势面，若A、B、C、D、相邻两点间的距离都是2㎝，则该电场的场强为 ；到A点距离为1.5㎝ 的P点的电势为 ；该电场的场强方向为 。 5.如图1-42所示，电荷量为－5×10－3C的点电荷在匀强电场中沿半径为10㎝的半圆弧由A点运动到B点，已知电场强度E = 1.0×103 V/m，则此过程中电荷的电势能将如何变化？变化多大？ 6.如图1-43所示为一组未知方向的匀强电场的电场线，将1×10-6C 的负电荷由A点沿水平线移至B点，电场力做了2×10-6J的功，A、B间的距离为2cm。问（1）匀强电场场强多大？方向如何？（2）A、B两点间的电势差多大？若B点电势为1V，A点电势为多少？ 课后巩固 1.一个点电荷，从静电场中的a点移到b点，其电势能的变化为零，则 ( ) A．a、b两点的场强一定相等 B．该点电荷一定沿等势面移动 C．作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的 D．a、b两点的电势一定相等 ２．如图1-44所示，平行直线表示电场线，但未标方向，带电量为10-2C的微粒在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1J，若A点电势为－10V，则　（　　　） A．B点的电势为0V　　　　　　　　B．电场线方向从右向左 C．微粒的运动轨迹可能是轨迹1　　D．微粒的运动轨迹可能是轨迹2 ３.如图1-45所示，A、B两点相距10cm，E＝100V/m，AB与电场线方向夹角θ＝120°，求AB两点间的电势差． ４.平行的带电金属板A、B间是匀强电场，如图1-46所示，两板间距离是5cm，两板间的电压是60V．试问：(1)两板间的场强是多大？(2)电场中有P1和P2两点，P1点离A板0.5cm，P2点离B板也是0.5cm，P1和P2两点间的电势差为多大？(3)若B板接地，P1