1.6《电势差与电场强度的关系》(王元深)

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1、1.6《电势差与电场强度的关系》电场的两大性质：①力的性质：②能的性质：由电场强度E描述可用等势面形象表示物质存在的两种方式：实物和场物理学的两条主线:力和能由电势描述可用电场线形象表示静电力（F=qE)电场强度（E）移动电荷q做功(是否到零参考点)电势能的变化(WAB=qUAB)电势差（UAB=）电势？看知识结构图两点间的电能=>其它形式能的物理量描述能性质描述电场力性质到零参考点定义:某点电势不到零参考点定义两点间的电势差电势差和电场强度E存在怎样的关系就是这一节课所要研究的课题功<=>能如图：匀强电场的场强为E正电荷q在静电力作用下沿场强方

2、向A点移动到B点，A、B两点间的距离为d，电势差为UAB，。则电场力所做的功：从力的角度：Ｗ=Fd=qEd①从能的角度：Ｗ=qU②由①②两式得:U=EddABE一、电势差与电场强度的关系（通过下面的例子来推算）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的距离的乘积U=Ed（d为沿场强方向上的距离）2、在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差E=U/d注意：U=Ed和E=U/d的适用条件是：（1）匀强电场（2）d是沿场强方向的两点间的距离。单位关系：1V/m=1N/CABL如图，在匀强电场E中，有相距为L的A、B两

3、点，两点连线与场强方向成α角。则A、B两点间的电势差为U=EL，对不对？EαBˊd把正电荷q不是沿场强方向由A点移动到B点，则电场力所做的功：从力的角度：ＷAB=FLcosα从能的角度：ＷAB=qUAB由上两式得：如果不是沿场强方向移动电荷？=qELcosα[解析]A、B两点连线L不沿场强方向，不能直接用U=EL计算A、B两点间的电势差。从力的角度：ＷAB=FLcosα=qELcosα从能的角度：ＷAB=qUAB由上两式得：UAB=ELcosα(Lcosα为沿场强方向上的距离)总结论：电势差和电场强度的关系（３种说法）1、匀强电场中两点间的电势差等于

4、电场强度与这两个点沿电场方向距离的乘积．UAB=Ed2、在匀强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强度方向距离的比值3、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．E=UAB／d条件是:匀强电场、沿电场方向的距离．比较计算电场强度的公式是电场强度的定义式，适用于一切电场是电场强度的决定式，适用点电荷的电场是电场强度和电势差的关系式，适用匀强电场1．下列关于匀强电场中的场强和电势差的关系，说法正确的是()A．任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积B．沿电场线方向，任何相同距离上的电势降落必相等C．电势减小的方向必是场强的

5、方向D．在相同距离的两点上，电势差大的其场强也大2．对公式U＝Ed的理解，下列说法正确的是()A．在相同的距离上的两点，其电势差相等B．此公式适用于所有的电场中的问题C．公式中的d是通过两点的等势面的垂直距离D．匀强电场中，沿着电场线的方向，任何相等距离上的电势降落必定相等提高练习：1.图示为匀强电场中的一组等势面。已知相邻的两个等势面间的距离为0.1m,则匀强电场的场强大小为____v/m,方向为_______.40v20v0-20vE4．如图为匀强电场的等势面，相邻等势面相距2cm，则该匀强电场()A．方向竖直向下，场强E＝100V/mB．方向水

6、平向左，场强E＝100N/CC．方向竖直向上，场强E＝100V/mD．方向水平向右，场强E＝100V/m3V1V-1V-3V.N′60°例1：如图，在匀强电场中的M、N两点距离为2cm，两点间的电势差为5V,M、N连线与场强方向成60°角，则此电场的电场强度多大？EM..N解：根据，得：电场强度的方向是电势降低最快的方向.1．如图所示，A、B两点相距0.1m，AB连线与电场线的夹角θ＝60°，匀强电场的场强E＝100V/m，则A、B间电势差UAB＝__________V。例题：如图示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知A、B、C三点电

7、势分别为ΦA=12V,φB=3v,Φc=3v.由此可知D点电势ΦD=______V.ABCD分析：因为B、C两点的电势相等,故BC为一等势面,所以A、D也在一等势面上，ΦD=12V变化1.若Φc=-6v,其它条件不变，则ΦD=____V.变化2.若Φc=0,其它条件不变，则ΦD=____V.A12VB3VC-6VD?V因为12-3=3-(-6),所以B与AC中点处电势相等,即BD在同一等势面上，故为3VPEA12VB3VCD0?VPQE巩固练习：1.下列说法正确的是:()A.任意两点间的电势差等于场强和这两点距离的乘积.B.沿电场线方向,任何相同距离

8、上的电势降落可能相等。C.电势减小的方向必为场强的方向。D.在相同距离的两点上,电势差大的其场强也大.4.图