高中物理电势差与电场强度的关系 2人教版选修3-1VIP免费

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.800VB.400VC.600VD.200V3.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.0B.qELC.2qELD.4qEL用心爱心专心EO＋q－q图1-40－10V010VABCDP600图1-414.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=1.0×103V/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0VB．电场线方向从右向左C．微粒的运动轨迹可能是轨迹1D．微粒的运动轨迹可能是轨迹2用心爱心专心ABE600图1-42图1-43图1-45AB21图1-44３.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和P2两...