电场力做功、电势差、电势能、电势、电势差与电场强度的关系知识精讲 北师大版

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1、电场力做功、电势差、电势能、电势、电势差与电场强度的关系知识精讲一.本周教学内容：电场力做功、电势差、电势能、电势、电势差与电场强度的关系二.本周知识总结归纳1.重力做功与电场力做功比较（1）在重力场中，同一物体从A点移到B点，重力做功与路径无关，只跟A、B两点高度差有关。（2）在电场中，可以证明，同一电荷从A点移到B点，电场力做功也与路径无关。2.电势差UAB：（1）定义：电荷q在电场中由A点移到B点时，电场力所做的功WAB与电荷的电荷量q的比值。（3）单位：在国际单位制中，是J/C，称伏特，简称伏。符号为V。（4）注意：UAB只取决于电

2、场及A、B两点位置，与被移动电荷无关，是从能量角度来反映电场性质的物理量。的电势差，也等于单位正电荷由该点移到参考点时电场力所做的功。（3）电势和电场线方向的关系：沿着电场线方向，电势越来越低。（4）注意：电势具有相对性，必须先确定零电势参考点，才能确定电场某点的电势值。一般取大地或无穷远的电势为零电势，电势差与零电势的选取无关。4.电场力做功与电势差关系：WAB＝qUAB（此公式的应用可严格按各量的数值正负代入求解，也可只是把各量的数值代入求解，再用其他方法判出要求量的正负）。5.匀强电场中电势差和电场强度的关系：沿场强方向的两点间的电势

3、差等于场强和这两点间距离的乘积。注意：（1）d必须是沿场强方向的距离，如果ab两点间距l不沿场强方向，计算电势差时，d的取值应为l在沿场强方向的投影，即为a、b两点所在的等势面的垂直距离。（2）此两式只适用于匀强电场。6.电场强度的单位：N/C或V/m。7.场强E物理意义的另一种表达：注意：E、数值没有因果关系，E大时只说明沿电场线方向变化快，可大可小甚至可以是零；反之，大时，E也可大可小甚至可以是零。它们的关系与加速度a和速度v的关系相似。8.等势面（1）等势面定义：电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。（2）等势面的特点：①等势面一定

4、跟电场线垂直；②在同一等势面上移动电荷电场力不做功；③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面；④任意两个等势面都不会相交；⑤等差等势面越密的地方电场强度越大。9.几种电场等势面的分布：匀强电场、点电荷形成的电场、等量异种电荷的电场、等量同种电荷的电场、带电导体周围的电场（见课本）。【典型例题】例1.分析与解答：可以用以下三种方法来分析。（方法一）严格按各量的数值正负代入公式求解：（方法二）不考虑各量的正负，只是把各量数值代入公式求解，然后再用其他方法判出要求量的正负：则场强方向与位移方向大致相同，（方法三）整体法：求N点电势时把电荷从

5、S点移到M点再到N点看成一个全过程。以上三种方法，各有优点，任同学们选择，一般情况下能用“整体法”优选“整体法”。例2.分析和解答：正确的答案是C。可以借助电场力做功的特性与重力做功的特性相似来分析，当重力对物体做正功时，重力势能减少，当重力对物体做负功时，重力势能增加。在电场中，不管是哪种电荷，只要是电场力对移动电荷做了正功，该电荷的电势能一定减少，反之，电场力做了负功，该电荷的电势能一定增加，且电场力做功的多少等于电势能变化的多少。例3.如图1所示，电子在一条电场线上从a点运动到b点，电势能增加，试判定a、b两点电势高低。图1分析和解答

6、：可用下面三种方法来分析：方法一：利用电场线方向来判断：由于电势能增加，电场力一定做负功，即电场力方向和电荷运动方向相反，从b指向a，而负电荷受电场力的方向和场强方向相反，所以场强方向应是从a指向b，因此电场线的方向是从a指向b。方法二：利用电场力做功公式来判断：方法三：利用电势能公式来判断：而对负电荷，q为负值，在电势越高的地方电势能越小。而本题已知条件是负电荷在a点电势能较小。由以上解法可见，（方法一）和（方法三）都较为简便，用（方法一）时，关键是判行分析。例4.如图2所示的匀强电场中的一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间距离都是2c

7、m，则该电场的场强为________V/m，到A点距离为1.5cm的P点电势为_______V。图2分析和解答：因为电场是匀强电场，所以可用E＝Uab／d、Uab＝Ed求解，但必须明确d是指a、b两点在电场线方向上的距离，且各单位必须用国际单位制单位。由此可见应用公式E＝Uab／d和Uab＝Ed时，关键是判清是否符合适用条件和d代表的距离是多少。例5.如图3，平行金属带电极板A、B间可看作匀强电场，场强E＝1.2×103V/m，极板间距离d＝5cm，电场中C和D分别到A、B两板距离均为0.5cm，B极接地，求：（1）C和D两点的电势、两点间

8、电势差？图3分析和解答：（1）求某点电势可通过电势差而得。由E＝U／d。（3）把q2由C移到D，电场力做负功，由于匀速移动，外力做功与电场力做功大小相等。例6.如图4所示，将不带