10.3 电势差与电场强度的关系-2021-2022学年高二物理精讲精练（新人教版必修第三册）（解析版）

3.0 envi 2025-03-18 7 4 259.4KB 9 页 3知币

侵权投诉

10.3 电势差与电场强度的关系

考点精讲

考点 1：对关系式 U＝Ed 和E＝的理解

1．关系式表明了电场强度与电势差的关系

大小关系由E＝可知，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势

方向关系电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向

物理意义电场强度是电势差对空间位置的变化率，反映了电势随空间变化的快慢

2.在非匀强电场中，公式 E＝可用来定性分析问题，由 E＝可以得出结论：

在等差等势面越密的地方场强就越大，如图甲所示。再如图乙所示， a、b、c为某条电场线上的三个

点，且距离 ab＝bc，由于电场线越密的地方电场强度越大，故 Uab<Ubc。

【例 1】　如图所示，在匀强电场中，电荷量 q＝5.0×10－10 C 的正电荷由 a点移到 b点和由 a点移到 c

点，电场力做功都是 3.0×10－8 J，已知 a、b、c三点的连线组成了一个直角三角形，ab＝20 cm，∠a＝

37°，∠c＝90°，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)a、b两点的电势差 Uab；

(2)匀强电场的场强大小和方向。

【解析】　(1)因为正电荷从 a到b和从 a到c，电场力做功相等，所以由 W＝qU 可得 Uab＝Uac，b、c

两点在同一等势面上，根据电场线与等势面垂直，可知场强方向与 ac 平行，垂直指向 bc。

Uab＝＝ V＝60 V。

(2)由U＝Ed 可得

E＝＝＝ V/m＝375 V/m

场强方向平行于 ac，且由 a指向 c。

【技巧与方法】

1 在选取场强公式计算电场强度时，首先要注意公式的适用条件，然后判断题目中物理情境是否满足

公式的适用条件。

2 应用公式 UAB＝Ed 计算时，首先要明确所研究的电荷所处的电场必须是匀强电场，其次要明确所要

研究的两点的距离应当是沿场强方向两点间的距离。如果给出电场中两点间的距离不是沿场强方向上的距

离，则应通过数学知识转化为沿场强方向上的距离。

【针对训练】

训练角度 1：应用 E＝定性分析

1．如图所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由 a到c，a、b间的距离等于 b、c间

的距离，用 φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示 a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定(　　)

A．φa＞φb＞φc　　 B．Ea＞Eb＞Ec

C．φa－φb＝φb－φcD．Ea＝Eb＝Ec

【解析】A　电场线是沿直线的电场，通常有如图所示几种情况：

题中给出的一条电场线，不一定是哪一种，故 B、C、D错误；不论是何种情况的电场，沿着电场线

方向电势总是降低的，φa>φb>φc，故 A正确。

训练角度 2　应用 E＝定量计算

2．(多选)如图所示，匀强电场中某电场线上的两点 A、B相距 0.2 m。正点电荷 q＝1×10－6 C 从A点移

到B点，静电力做功为 2×10－6J，则(　　)

A．该电场的电场强度为 10 V/m

B．该电场的方向由 A指向 B

C．A、B两点间的电势差为 10 V

D．B点的电势比 A点的高

【解析】AB　根据电势差公式有 UAB＝＝2 V，由此看出 A点的电势高于 B点的电势，电场方向由 A

指向 B；根据 E＝，得场强为 10 V/m，故 A、B正确。

考点 2：对电场强度的进一步理解

1．关于场强 E的几个表达式

公式适用范围说明

E＝任何电场定义式，q为试探电荷的电荷量

E＝k真空中点电荷形成的电场 Q为场源电荷的电荷量，E表示跟点电荷相距 r处

的某点的场强

E＝匀强电场 U为沿电场线方向上相距为 d的两点间的电势差

2.关于电场强度与电势的理解

(1)电场强度为零的地方电势不一定为零，如等量同种点电荷连线的中点；电势为零的地方电场强度也

不一定为零，如等量异种点电荷连线的中点。

(2)电场强度相等的地方电势不一定相等，如匀强电场；电势相等的地方电场强度不一定相等，如点电

荷周围的等势面。

【例 2】　如图所示，虚线方框内有一匀强电场，A、B、C为该电场中的三点，已知：φA＝12 V，φB

＝6 V，φC＝－6 V。试在该虚线框内作出该电场的示意图(画出几条电场线)，并要求保留作图时所用的辅

助线。

【解析】　要画电场线，先找等势面(线)。

因为 UAC＝18 V、UAB＝6 V，＝3，将线段 AC 等分成三份，即使 AH＝HF＝FC，则 φH＝6 V，φF＝0，

故B、H等电势。连接 BH 即为等势线，由电场线与等势面(线)垂直且由高电势指向低电势，可画出电场线

如图所示。

【技巧与方法】

1 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 綊CD，则 UAB＝UCD。

甲　　　　　　　　乙

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)。

【针对训练】

3.如图所示，有竖直向下的匀强电场，A、B两等势面间距离为 5 cm，电势差为 25 V，在电场中 P点

固定放置电荷量为 5×10－9 C 的负点电荷，此时电场中有一点场强为零，此点在 P点的(　　)

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

3 知币 4人已下载

立即下载

10.3 电势差与电场强度的关系-2021-2022学年高二物理精讲精练（新人教版必修第三册）（解析版）.docx

共9页,预览3页

还剩页未读，继续阅读

10.3 电势差与电场强度的关系-2021-2022学年高二物理精讲精练（新人教版必修第三册）（解析版）

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择: