如图所示的匀强电场场强为1.0×103 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abdca移动一周,电场力做的功是-0.25 J
D.将q=-5×10-3 C的点电荷沿abd从a移到d,电场力做的功是0.25 J
提示:选A.由UAB=Ed得Uab=1.0×103×0.04 V=40 V,A项正确.因为a、c在同一等势面上,所以Uac=0,B项错.将电荷沿abdca移动一周,位移为0,故电场力做的功为0,C项错.Wad=Wab=qUab=-5×10-3×40 J=-0.2 J,D项错.
对电势差和电场强度关系的理解
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=或U=E·d.
2.电势差与电场强度的对比
物理量
内容 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= 命题视角1 U=Ed在匀强电场中的应用
(2018·合肥一中高二检测)如图所示,在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R=0.1 m的圆,P为圆周上的一点,O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小E=100 V/m,则O、P两点的电势差可表示为( )