高中物理电势差与电场强度的关系同步练习题

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一、匀强电场中电势差与电场强度的关系
1.匀强电场中两点间的电势差等于① 与这两点沿② 方向的距离的乘积。
2.公式：=③ 。
3.适用条件：
(1)E为④ 的电场强度。
(2)d为沿⑤ 方向的距离。
二、电场强度的另一种表述
1.在匀强电场中，电场强度的大小等于沿⑥ 单位距离上的⑦ 。
2.公式：⑧ 。
3.单位：N/C或⑨ 。
【方法突破】
一、电势差与电场强度的关系
1．匀强电场中电场强度和电势差的关系：
(1)定性分析：电势和电场强度都是描述电场性质的物理量，都由电场本身决定，但这两个物理量之间无直接关系，电场强度是从力的角度描述电场性质的物理量，是矢量；而电势则是从能量角度来描述电场性质的物理量，是标量。但是它们又有着定量的联系。
(2)定量关系：E＝eq \f(U,d)或U＝E·d。
2.电场强度三个公式的对比
特别提醒
(1)在选取物理公式时，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)据U＝Ed可以得出结论：匀强电场中电势差与d成正比，但不能由E＝eq \f(U,d)而说E与d成反比。
3．关系式表明了电场强度与电势差的关系
(1)大小关系：由E＝eq \f(U,d)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。
(2)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。
(3)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。
4．定性分析非匀强电场中电势差的变化
公式UAB＝Ed或E＝eq \f(UAB,d)只能适用于计算匀强电场的电势差，不能计算非匀强电场的电势差，但在非匀强电场中，电场强度整体较强的地方，沿电场线相同的距离上的电势差必然更大，电势变化更快，所以根据这个公式可以比较非匀强电场中电势差的大小。
【例1】如图所示的匀强电场场强为103 N/C，ab平行于电场线，ab＝cd＝4 cm，ac＝bd＝3 cm.则下述计算结果正确的是( )
A．ab之间的电势差为40 V
B．ac之间的电势差为50 V
C．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿矩形路径abdc移动一周，电场力做功是－0.25 J
D．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿abd从a移动到d，电场力做功是0.25 J
【针对训练1】如图，实线为电场线,虚线为等势线,a、b两点的电势ϕa=−50V,ϕb=−20V,则a、b连线中点c的电势ϕC应为（ ）
A．ϕC=−35V
B．ϕC>−35V
C．ϕC0）的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1：若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2，下列说法正确的是（ ）
A．此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行
B．若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为
C．若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为
D．若W1=W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差
区别
公式
物理含义
引入过程
适用范围
E＝eq \f(F,q)
是电场强度大小的定义式
F∝q，E与F、q无关，是反映某点电场的性质
适用于一切电场
E＝keq \f(Q,r2)
是真空中点电荷场强的决定式
由E＝eq \f(F,q)和库仑定律导出
在真空中，场源电荷Q是点电荷
E＝eq \f(U,d)
是匀强电场中场强的表达式
由F＝qE和W＝qU导出
匀强电场