第一章 5 匀强电场中电势差与电场强度的关系　示波管原理 导学案 Word版含答案

5.匀强电场中电势差与电场强度的关系　示波管原理 知识点一　电势差与电场强度的理解 任务1电势差与电场强度的理解 1.电势差与电场强度的对比: 比较项目 电势差UAB 电场强度E 定义式 UAB= E= 大　小 数值上等于单位正电荷从一点移到另一点时,电场力所做的功 数值上等于单位正电荷受到的电场力 方　向 标量、无方向 矢量,规定正电荷在该点所受电场力的方向为正方向 联　系 (1)沿电场的方向是电势降落最快的方向,但电势降落的方向不一定是电场的方向 (2)电场强度的大小等于沿匀强电场方向每单位长度上降落的电势,即E= 2.电场强度的三个表达式: 比较 项目 E= E=k E= 物理 含义 电场强度大小的定义式 真空中点电荷电场强度的决定式 匀强电场中电场强度的计算式 引入 过程 F∝q,E与F、q无关,反映某点电场的性质 由E=和库仑定律导出 由F=qE和W=qU导出 适用 范围 适用于一切电场 在真空中、场源电荷Q是点电荷 匀强电场 (1)电场强度为零的地方电势一定为零吗?为什么? 情景: 提示: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)电场强度相同的地方电势一定相同吗?电势相等的地方电场强度相同吗? 情景: 提示: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。 【典例1】(多选)下列说法中正确的是 (　　) A.E=适用于任何电场 B.E=适用于任何电场 C.E=k适用于真空中的点电荷形成的电场 D.E是矢量,由U=Ed可知,U也是矢量 【解析】选B、C。E=只适用于匀强电场,A错误;E=适用于任何电场,B正确;E=k适用于真空中的点电荷形成的电场,C正确;在公式U=Ed中,E是矢量,U是标量,D错误。 任务2电势差与电场强度的计算 电场中两点间电势差的三种求法: (1)应用定义式UAB=φA-φB来求解。 (2)应用关系式UAB=来求解。 (3)应用关系式UAB=Ed(仅用于匀强电场)来求解。 【典例2】(多选)(2020·大同高二检测)细胞膜的厚度等于700 nm(1 nm=10-9 m),当膜的内外层之间的电压达0. 4 V时,即可让一价钠离子渗透。设细胞膜内的电场为匀强电场,已知一价钠离子的电荷量为+1.6×10-19 C,则钠离子在渗透时 (　　) A.膜内电场强度为1.04×106 V/m B.膜内电场强度为5.71×105 V/m C.每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于6.4×10-20 J D.每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于1.28×10-19 J 【解析】选B、C。由匀强电场中电势差与电场强度的关系:E==V/m=5.71×105 V/m,A错误,B正确;电场力做的功:W=qU=1.6×10-19×0.4 J=6.4×10-20J,C正确,D错误。故选B、C。 1.(2020·宜宾高二检测)如图所示,电场中有A、B两点,一个点电荷在A点的电势能为1.2×10-8 J,在B点的电势能为0.8×10-8 J。已知A、B两点在同一条电场线上,电场线方向向左,则 (　　) A.该电荷为负电荷 B.该电荷为正电荷 C.A、B两点的电势差UAB=4.0 V D.把电荷从A移到B,静电力做功为W=2.5×10-10 J 【解析】选A。沿电场线方向电势降低,由于电场线方向向左,B点电势高于A点电势,点电荷在A点电势能高于B点电势能,根据电势能Ep=qφ可以判断,该点电荷为负电荷,故A正确,B错误;该点电荷从A移到B,电势能减小ΔEp=1.2×10-8 J-0.8×10-8J=4.0×10-9 J,所以电场力做功为WAB=4.0×10-9 J。则A、B两点的电势差UAB=,由于点电荷所带电量未知,无法得出A、B两点的电势差,故C、D错误。故选A。 2.(2020·乐山高二检测)如图所示,A、B、C、D、E、F是匀强电场中一个边长为 cm的正六边形的六个顶点,该六边形所在平面与电场线(图中没有画出)平行,已知A、C、E三点的电势分别为-3 V、0、3 V,则下列说法正确的是 (　　) A.通过CB和EF的直线为电场中的两条等势线 B.匀强电场的场强大小为200 V/ ... ...