2024届高考物理一轮复习学案：电势差与电场强度的关系

高三物理一轮复习教（学）案33  

电势差、电势差与电场强度的关系   编写        审核        

一、知识强化

1、电势差

（1）定义：电场中两点间      的差值叫做电势差，即UAB=φ A-φ B。

（2）理解：电势差是     量，只决定于A、B两点在电场中的位置，两点间电势差可以是正值，也可以是负值。电势差的绝对值也叫电压。UAB=-UBA。

（3）静电力做功WAB与电势差UAB之间的关系：UAB=        （适用于一切电场）

（4）物理意义：电势差反映了电场本身两点的能的性质。电场中A、B两点间的电势差UAB，在数值上等于       正电荷由A点移到B点时电场力所做的功WAB。

（5）电场力做功的计算方法

①由公式W=FS cos θ计算，但此公式只适合于匀强电场中，可变形为W=EqS cos θ。

②由W=q U来计算，此公式适用于任何形式的静电场。利用W=q U计算电场力的功时连同q、U的正负号一起代入，从而计算出W的正、负。

2、电势差与电场强度的关系

（1）电势差与电场强度的关系：E=UAB/d，它的意义为：在    电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场线方向的距离的比值。

（2）理解：①公式U=Ed只适用于       电场的计算，且d为沿场强方向的距离。但对于非匀强电场，可应用该公式定性分析，如果d相同，则看各区间E的大小来比较U的大小。

②d为匀强电场中两点沿电场线       的距离（等势面间的距离），计算时要作好图，找准关系。

③电场强度与电势无直接关系。沿着电场线方向，电势越来越低，但E不一定减小，但沿E方向必定是电势降低        的方向。

④由E=U/d=△φ/△x可知，在φ-x的图像中，如果图像是平行x轴的直线，则表示该段区域场强E为0；如果图像是一条倾斜直线，则表示该段区域为匀强电场；如果是曲线，各点切线的倾斜程度则表示场强的         和          。

二、典型例题（单选）

（      ）1．空气是不导电的，但是如果空气中的电场强度达到3×106V/m时，空气分子会破碎，空气中就出现了可以自由移动的电荷，空气变成了导体，这种现象叫做空气的“击穿”。在一次实验中，电压为6.0×104V的直流电源的两极接在一对平行金属板上，然后把两金属板缓慢靠近，当两板间开始出现放电时，两板间距离为

A．5.0cm

B．2.0cm

C．1.0cm

D．0.5cm

（      ）2．在匀强电场中有关场强和电势差的关系，下列说法正确的是

A．在相同距离上的两点，电势差大的其场强也必定大

B．任意两点间的电势差，等于场强大小和这两点间距离的乘积

C．沿着电场线方向，任意相同距离上的电势降落必定相等

D．电势降低的方向必定是电场强度的方向

（      ）3．如图所示，A，B、C、D是正四面体的四个顶点，在B、D两点分别固定等量异种点电荷。下列说法正确的是

A．A点电势比C点电势高

B．A、C两点的场强等大反向

C．将一试探电荷从A点沿直线移动到C点，电场力不做功

D．将一试探电荷从A点沿直线移动到C点，电场力先变小后变大

（      ）4．在一个静电场中建立x轴，该电场的电势φ随x轴上的位置坐标变化的关系为一条直线，如图所示。对于这个电场，下列说法中正确的是

A．同一点电荷在x=1cm比在x=5cm处所受的电场力大

B．该电场的电场强度大小可能大于200V/m

C．x=6cm处的电场强度为0

D．处于该电场中的正点电荷仅在电场力作用下一定沿x轴正方向运动

（      ）5．在匀强电场中有一长方形区域，边长AB=0.3m、BC=0.4m，匀强电场方向与ABCD所在平面平行，一个电荷量为q=2.0×10-8C的点电荷从A点运动到B点，静电力做功为7.2×10-7J，一个电子从电场中的A点移动到C点的过程中，克服静电力做功为1.6×10-17J。则匀强电场的电场强度大小和方向分别为

A．120V/m，沿AB方向

B．200V/m，沿AC方向

C．160V/m，沿AD方向

D．300V/m，沿BD方向

（      ）6．一个带负电的粒子从x=0处由静止释放，仅受电场力作用，沿x轴正方向运动，加速度a随着位置变化的关系如图所示，x2-x1=x3-x2。可以得出

A．在x1和x3处，电场强度相同

B．从x1到x3过程中，电势是先升高后降低

C．粒子经x1和x3处速度等大反向

D．粒子在x2处电势能最大

高三物理一轮复习作业33

班级           姓名           学号            

一、单选题

（      ）1．关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是

A．电势差是矢量，电场力做的功是标量

B．在两点间移动电荷，电场力不做功，则两点间的电势差为零

C．在两点间被移动电荷的电荷量越少，则两点间的电势差越大

D．在两点间移动电荷时，电场力做正功，则两点间的电势差大于零

（      ）2．在正常情况下空气是不导电的，但是如果空气中的电场很强，空气也可以被击穿，空气被击穿时会看到电火花或闪电。若观察到某次闪电的火花长约100m，且已知空气的击穿电场强度大小为3×106V/m，那么发生此次闪电的电势差约为

A．3×108V

B．3×106V

C．3×104V

D．3×10-5V

（      ）3．如图为真空中某场源点电荷的等势面示意图，图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是
A．P点的场强一定比Q点的场强大 

B．P点电势一定比Q点电势低

C．正试探电荷在P点比在Q点的电势能小 

D．负试探电荷在P点比在Q点的电势能大

（      ）4．某一匀强电场与直角三角形所在平面平行，∠A=300，AC=2cm。将电荷量q=-8×10-6C的粒子从A点移到B点，静电力做功-4.8×10-5J；将该粒子从B点移到C点，其电势能减少2.4×10-5J。规定A点的电势为零。则下列说法正确的是

A．C点的电势为3V

B．B点的电场方向由A指向B

C．该匀强电场的电场强度为300V/m 

D．将该粒子从B点移到AC中点，静电力做功为3.2×10-5J

（      ）5．将一个处在静电场中的电子由M点移到N点，该电子的电势能增加了9eV。则下列说法正确的是

A．电场力做功为9eV

B．M、N两点间的电势差UMN=9V

C．M点的电势小于N点的电势

D．该静电场中电场强度的大小关系为EN>EM

（      ）6．一带负电的粒子仅在电场力作用下从O点开始沿x轴正向运动，O、a，b是x轴上的三个点，O和b关于以点a对称，从O到b该电场的电势φ随位移x变化的关系如图所示，则

A．a点电场强度为零

B．O、a间场强方向与a、b间场强方向相反

C．从O到b整个运动过程中，粒子经过a点时速度最大

D．从O到b整个运动过程中，粒子做匀加速直线运动

（      ）7．如图所示，电荷q均匀分布在半径为R的半球面上，CD为通过半球顶点C与球心O的轴线。P、Q为CD轴上在O点两侧，离O点距离相等的两点。如果是带电量为Q的均匀带电球壳，其内部电场强度处处为零，电势都相等。则

A．P点的电势与Q点的电势相等   

B．P点的场强与Q点的场强相等

C．在P点释放静止带正电的粒子，微粒将作匀加速直线运动

D．带正电的微粒在O点的电势能为零

（      ）8．有一静电场，其电势φ沿x轴方向变化的图线如图所示。一带负电粒子（重力不计）从坐标原点O由静止释放，粒子沿x轴运动，电场中P、Q两点的坐标分别为1mm、4mm。则下列说法中正确的是
A．粒子经过P点和Q点加速度大小相等、方向相反
B．粒子经过P点与Q点时，动能相等
C．粒子经过P点与Q点时，电场力做功的功率相等
D．粒子在P点的电势能为正值

（      ）9．在匀强电场中有一个直角三角形，∠c=370，ab边长3cm，a、b、c三点电势分别为7V、16V、0V，下列说法正确的是

A．电子在a点的电势能比在b点的低9eV

B．电子从a点运动b点再到c点的整个过程，电场力做功为7eV

C．电场强度的大小为500V/m

D．电场强度的大小为400V/m

（      ）10．在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。则下列说法中正确的有

A．q1和q2带有同种电荷

B．在x1和x2之间的场强方向沿x轴正方向

C．负电荷从x1移到x2，电势能减小

D．负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大

高三物理一轮复习教（学）案33参考答案

典型例题：1．B  2．C  3．C  4．B  5．B  6．B

课时作业：1．B  2．A  3．A  4．C  5．B  6．D  7．B  8．B  9．C  10．C