2022年高中物理 每日一題之快樂(lè)暑假 第06天 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系（含解析）新人教版選修1

2022年高中物理 每日一題之快樂(lè)暑假 第06天 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系（含解析）新人教版選修1考綱要求：難易程度：如圖，在電場(chǎng)強(qiáng)度E=2×103 V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有三個(gè)點(diǎn)A、M和B，AM=4 cm，MB=3 cm，AB=5 cm，且AM邊平行于電場(chǎng)線，把一電荷量q=2×109 C的正電荷從B移動(dòng)到M點(diǎn)，再?gòu)腗點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)，靜電力做功為A1.6×107 J B1.6×107 JC1.2×107 J D1.2×107 J【參考答案】B【名師點(diǎn)睛】在使用電場(chǎng)中一些公式時(shí)，如，時(shí)一定要注意公式中各個(gè)字母的正負(fù)，如果有負(fù)號(hào)，將負(fù)號(hào)代入進(jìn)行計(jì)算?！局R(shí)補(bǔ)給】電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系1公式的物理意義在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間電勢(shì)差與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向的距離的比值，也就是說(shuō)，電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向每單位距離上降低的電勢(shì)。2公式的應(yīng)用（1）在同一幅等勢(shì)面的圖中，等勢(shì)面越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大，由于在同一幅圖中，一般每相鄰的等勢(shì)面的電勢(shì)差取一定值，等勢(shì)面越密，則相鄰等勢(shì)面間的距離越小，則場(chǎng)強(qiáng)越大。（2）電場(chǎng)強(qiáng)度越大，則沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)變化越快，因此電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的關(guān)系類(lèi)似加速度與速度的關(guān)系，電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的大小沒(méi)有直接關(guān)系。3電場(chǎng)強(qiáng)度三個(gè)表達(dá)式的比較表達(dá)式比較公式意義電場(chǎng)強(qiáng)度定義式真空中點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的決定式勻強(qiáng)電場(chǎng)中E與U的關(guān)系式適用條件一切電場(chǎng)真空；點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場(chǎng)決定因素由電場(chǎng)本身決定，與q無(wú)關(guān)由場(chǎng)源電荷Q和場(chǎng)源電荷到該點(diǎn)的距離r共同決定由電場(chǎng)本身決定，d為沿電場(chǎng)方向的距離相同點(diǎn)矢量，遵守平行四邊形定則單位：1 N/C=1 V/m關(guān)于勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)差的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是A任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積B沿電場(chǎng)線方向，任何相同距離上電勢(shì)降落必定相等C電勢(shì)降低的方向必是場(chǎng)強(qiáng)方向D在相同距離的兩點(diǎn)上，電勢(shì)差大的其場(chǎng)強(qiáng)也大如圖所示為某電場(chǎng)中的電場(chǎng)線和等勢(shì)面，已知，ab=bc，則ABCD上述三種情況都可能如圖所示，在場(chǎng)強(qiáng)為E的水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，AB連線長(zhǎng)為L(zhǎng)，連線與電場(chǎng)線夾角為，則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于A零 BEL C Da、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)。電場(chǎng)線與矩形所在平面平行。已知a點(diǎn)的電勢(shì)為20 V，b點(diǎn)的電勢(shì)為24 V，d點(diǎn)的電勢(shì)為4 V，如圖，由此可知c點(diǎn)的電勢(shì)為A4 V B8 V C12 V D24 V如圖所示是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一組等勢(shì)面，每?jī)蓚€(gè)相鄰等勢(shì)面的距離是25 cm，由此可確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向及大小為A豎直向下，E=0.4 N/CB水平向右，E=0.4 N/CC水平向左，E=40 N/CD水平向右，E=40 N/C在水深超過(guò)200 m的深海，光線極少，能見(jiàn)度極小，有一種電鰻具有特殊的適應(yīng)性，能通過(guò)自身發(fā)出生物電，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)104 V/m，可擊傷敵人，電鰻身長(zhǎng)為50 cm，則電鰻在放電時(shí)產(chǎn)生的瞬間電壓為A10 V B500 V C5 000 V D10 000 V如圖所示為一組未知方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，將帶電荷量為q=1.0×106 C的點(diǎn)電荷由A點(diǎn)沿水平線移至B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做了2×106 J的功，已知A、B間的距離為2 cm。試求：（1）A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB 及該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度；（2）若A點(diǎn)的電勢(shì)為A=1 V，試求B點(diǎn)的電勢(shì)B?！緟⒖即鸢浮俊久麕燑c(diǎn)睛】本題考查對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)差的關(guān)系式U=Ed的理解能力，關(guān)鍵抓住兩點(diǎn)：一是公式適用條件，勻強(qiáng)電場(chǎng)；二是d為沿電場(chǎng)線方向兩點(diǎn)間的距離。C 因?yàn)?，則ac兩端的電勢(shì)差為4 V，因?yàn)殡妶?chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng)，根據(jù)U=Ed知，ab間的電勢(shì)差大于bc間的電勢(shì)差，所以ab間的電勢(shì)差大于2 V，所以b點(diǎn)的電勢(shì)小于8 V。故C正確，ABD錯(cuò)誤。D 勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系公式為，d是沿電場(chǎng)線方向的兩點(diǎn)間距離，為，故AB之間的電勢(shì)差為：，D正確。【名師點(diǎn)睛】根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系式求電場(chǎng)強(qiáng)度，注意d是沿電場(chǎng)線方向的兩點(diǎn)間距離。B 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中將某一線段等分時(shí)，那么該線段兩端的電勢(shì)差等分，將線段bd五等分，如圖所示則，所以，又因，可得：可知，連接cf，則cf平行于ae，故c點(diǎn)的電勢(shì)，故B正確?！久麕燑c(diǎn)睛】勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線為相互平行間隔相等的平行線，而等勢(shì)線與電場(chǎng)線垂直；勻強(qiáng)電場(chǎng)中，任意兩平行直線上相等距離的電勢(shì)差相等。即在勻強(qiáng)電場(chǎng)中將某一線段等分同時(shí)就將該線段兩端的電勢(shì)差等分；在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)線平行且均勻分布，故等差等勢(shì)線平行且均勻分布。D 根據(jù)電場(chǎng)線總是和等勢(shì)面垂直，電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面可知，電場(chǎng)方向是水平向右的，勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面是一些平行的等間距的直線，且沿著電場(chǎng)線，電勢(shì)降低的最快，且每前進(jìn)相同距離，電勢(shì)降低相等的值，由圖可知電勢(shì)差為10 V，由場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差關(guān)系公式U=Ed可以知道，故選D。（2）UAB=AB，則B=AUAB=1 V【名師點(diǎn)睛】本題考查對(duì)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系的理解能力。還要抓住公式中d是兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離。同時(shí)要注意沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)是降低的。