发布时间 : 星期一 文章【沪科版】2017-2018学年高中物理选修3-1全一册学案(含答案)更新完毕开始阅读
(6)在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏． 2．等势面的应用
(1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差别． (2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时电场力做功的情况．
(3)由于等势面和电场线垂直，已知等势面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定电场的大体分布．
(4)由等差等势面的疏密，可以定性地确定某点场强的大小．
4. (多选)如图2-3-5所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点，则( )
图2-3-5
A．A点场强小于B点场强 B．A点场强方向指向x轴负方向 C．A点场强大于B点场强 D．A点电势高于B点电势
【解析】 由于电场线与等势面总是垂直，所以B点电场线比A点密，B点场强大于A点场强，故A正确，C错误．电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，故B错误．由图中数据可知D正确．
【答案】 AD
5．(多选)如图2-3-6所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa、φb和φc，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线
KLMN所示．由图可知( )
图2-3-6
A．粒子从K到L的过程中，电场力做负功 B．粒子从L到M的过程中，电场力做负功
C．粒子从K到L的过程中，电势能增加 D．粒子从L到M的过程中，动能减少
【解析】 由题目条件可知，a、b、c是孤立点电荷激发的电场中的三个等势面，因为运动粒子带正电，且沿K→L→M→N运动，所以受到的是静电斥力，可以判断场源电荷必为正电荷，即电势高低关系为φa>φb>φc.因为φK＝φN<φM<φL，所以由K到L过程中电场力做负功，电势能增加，A、C正确．由L到M过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，B、D错误．
【答案】 AC
6．如图2-3-7所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．下列判断正确的是( )
【导学号：29682012】
图2-3-7
A．1、2两点的场强相等 B．1、3两点的场强相等 C．1、2两点的电势相等 D．2、3两点的电势相等
【解析】 根据电场线和等势面越密集，电场强度越大，有E1>E2＝E3，但E2和E3电场强度方向不同，故A、B错误．沿着电场线方向，电势逐渐降低，同一等势面电势相等，故φ1>φ2＝φ3，C错误，D正确．
【答案】 D
1．电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面． 2．在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏．
电 势 差 与 电 场 强 度 的 关 系
[先填空]
1．在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点间距离的乘积．公
式形式：U＝Ed.
2．在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差．公式形式：E＝.
[再判断]
1．公式UAB＝Ed仅适用于匀强电场中的计算，在非匀强电场中不能用来计算．(√) 2．沿电场线方向任意相同距离上的电势差必相等．(×)
3．在匀强电场中，两点间的电势差等于电场强度与两点间距离的乘积．(×) [后思考]
如图2-3-8是一个非匀强电场AB＝BC，则能否比较UAB和UBC的大小？
Ud
图2-3-8
【提示】 虽然公式U＝Ed只适用于匀强电场．但可以用它来定性分析非匀强电场问题．根据电场线分布情况，AB段平均场强大于BC段平均场强．故UAB>UBC.
[合作探讨]
探讨1：电势差和电场强度的物理意义有什么不同？
【提示】 电势差描述电场中的能量和电场力做功的性质．电场强度描述的是电场力的性质．
探讨2：怎样在匀强电场中推导出E＝？
【提示】 如图所示的匀强电场中，把一点电荷q从A移到B，电场力做的功为
Ud
WAB＝qE·AB·cos θ＝qE·AC＝qEd
因此，WAB＝qUAB＝qEd，则E＝[核心点击]
1．对关系式UAB＝Ed的理解
(1)电场强度描述的是电场力的性质，电势差描述的是电场能的性质．E和U描述电场的角度虽不同，但作为反映同一电场的两个物理量，必然存在一定的关系．
UAB. d(2)公式中的“d”指电场中两点沿电场场强方向的距离，如果电场中两点不沿场强方向，
d的取值应为两点连线在场强方向的投影，或为两点所在等势面间的垂直距离．
(3)电场强度与电势差的关系式也可写作E＝UAB/d，它的意义是：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．UAB＝Ed的两个推论
(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．如果把某两点间的距离平均分为n段，则每段两端点间的电势差等于原电势差的1/n.
(2)在匀强电场中，沿任意方向相互平行且相等的线段两端点的电势差相等． 3．在非匀强电场中，公式E＝可用来定性分析
如图2-3-9所示，若ab＝bc，由于电场线密处场强较大，即ab段的平均场强小于bc段的平均场强，故可以判断Uab Ud 图2-3-9 7．对公式E＝Uab的理解，下列说法正确的是( ) dA．此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差 B．a点和b点距离越大，则这两点的电势差越大 C．公式中的d是指a点和b点之间的距离 D．公式中的d是匀强电场中a、b两个等势面间的垂直距离 【解析】 E＝正确． 【答案】 D 8．如图2-3-10，a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点．电场线与矩形所在平面平行．已知a点的电势为20 V，b点的电势为24 V，d点的电势为4 V，如图，由此可知c点的电势为( ) Uab中的d是指电场线方向上两点的距离，而且仅适用于匀强电场，故Dd 图2-3-10