1、 电势差与电电势差与电场强度的关系场强度的关系学习目标：学习目标：1.知道匀强电场中电场强度与电势知道匀强电场中电场强度与电势差的关系差的关系2.能根据等势面与电场线的特点及能根据等势面与电场线的特点及场强与电势差的关系处理相关问题场强与电势差的关系处理相关问题.电电 场场 的的 性性 质质力的性力的性质质能的性质能的性质qFE rQkE2对放入其中的电对放入其中的电荷产生力的作用荷产生力的作用qEF rQqKF2qEpAAqWUABAB放入其中的电荷放入其中的电荷具有电势能具有电势能ApAqEUWABABqEWpAB移动电荷电移动电荷电场力做功场力做功电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的
2、关系 如图如图所示，在匀强电场中，电场强度为所示，在匀强电场中，电场强度为E，AB间电势差为间电势差为UAB，AB间距离为间距离为d,电荷电荷q从从A点点移动到移动到B点点问题问题1：静电力做功静电力做功WAB与与UAB有什么关系？有什么关系？问题问题2：匀强电场中电场力：匀强电场中电场力的功还可以怎么求？的功还可以怎么求？结论：结论：EdUABdEUAB1.适用条件适用条件:匀强电场匀强电场2.表示两点间表示两点间的距离的距离3.本本式不带正式不带正负号负号,U取绝对值。取绝对值。4.场强的单位场强的单位:1V/m=1N/CUEd UEd 或或如图所示，如图所示，A、B两点相距两点相距10
3、cm，E100 V/m，AB与电场线方与电场线方向夹角为向夹角为120，则，则A、B两点间的两点间的电势差为电势差为_V.表示两点间表示两点间的距离，也等的距离，也等于过两点于过两点等势面间的垂直距离。等势面间的垂直距离。U=Ed求的是求的是U的的绝对值，正负号另加判断。绝对值，正负号另加判断。答案：答案：5如图所示，一匀强电场中有一组如图所示，一匀强电场中有一组等势面，若等势面，若A、B、C、D相邻两点间距离相邻两点间距离都是都是2cm，则该电场的电场强度为，则该电场的电场强度为 .V/m，到到 A 点 距 离 为点 距 离 为 1.5 c m 的的 P 点 的 电 势点 的 电 势为为 .
4、V。25PU.V 310003EV/m 电场强度与电势差关系的进一步理解电场强度与电势差关系的进一步理解(1)方向关系方向关系由图可知，由由图可知，由A点沿点沿AB、AC、AD、AF路路径电势均降落，且径电势均降落，且UABUACUADUAF，其中其中AB路径电势降落最快由此可知：路径电势降落最快由此可知：电电势降落最势降落最的方向是电场强度的方向的方向是电场强度的方向(2)数值关系数值关系EU/d，即电场强度在数值上等于每单位距离降，即电场强度在数值上等于每单位距离降低的电势低的电势定量计算时公式只适用于匀强电场，但对于非匀定量计算时公式只适用于匀强电场，但对于非匀强电场也可以用公式强电场也
5、可以用公式定性分析定性分析问题问题例：如图所示电场，同一电场线上有三点例：如图所示电场，同一电场线上有三点A、B、C，其中，其中ABBC，比较电势差，比较电势差UAB和和UBC的大小的大小对电场线和等势面的进一步理解对电场线和等势面的进一步理解1等势面与电场线一定垂直等势面与电场线一定垂直2电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面3等差等势面的疏密可以反映电场的强弱等差等势面的疏密可以反映电场的强弱例：图示为某电场例：图示为某电场中的一组等势面。已知相中的一组等势面。已知相邻的两个等势面间的距离为邻的两个等势面间的距离为0.1m,则该电则该电场为场为 电
6、场电场，场强，场强大小为大小为_ v/m,方向方向为为_.40v20v 0-20vE图中图中A、B、C三点都在匀强电场中，已知三点都在匀强电场中，已知ACBC，ABC60，BC20 cm.把一个电荷量把一个电荷量q105 C的正电荷从的正电荷从A移到移到B，电场力做功为零；从，电场力做功为零；从B移到移到C，电场力做功为，电场力做功为1.73103 J，则该匀强电场，则该匀强电场的电场强度大小和方向是的电场强度大小和方向是()A865 V/m，垂直，垂直AC向左向左B865 V/m，垂直，垂直AC向右向右C1 000 V/m，垂直，垂直AB斜向上斜向上D1 000 V/m，垂直，垂直AB斜向下
7、斜向下 答案：答案：D如如图示，图示，A A、B B、C C、D D是匀强电场中是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知一正方形的四个顶点。已知A A、B B、C C三点电势三点电势分别为分别为A A=12V,=12V,B B=3v,c=3v.=3v,c=3v.由此可知由此可知D D点点电势电势D D=_V.=_V.ABCD分析：因为分析：因为B B、C C两点的两点的电势电势相等相等,故故BCBC为一等势面为一等势面,所以所以A A、D D也在一等势面上，也在一等势面上，D D=12V=12V变化变化1.1.若若cc=0,=0,其它条件不变，则其它条件不变，则D D=_V.=_V.变化变化2.2
8、.若若cc=-6v,=-6v,其它条件不变，则其它条件不变，则D D=_V.=_V.电电 场场 的的 性性 质质力的性力的性质质能的性质能的性质qFE rQkE2对放入其中的对放入其中的电荷产生力的电荷产生力的作用作用qEF rQqKF2qEpAAqWUABAB放入其中的电放入其中的电荷具有电势能荷具有电势能ApAqEUWABABqEWpAB移动电荷电移动电荷电场力做功场力做功dUE 小结：小结：EdU 注：电势注：电势与与电场强度无直接关系电场强度无直接关系E E大处大处不一定高；不一定高；高处高处E E也不一定大也不一定大 E E为零处为零处不一定为零，不一定为零，为零处为零处E E不一定
9、为零不一定为零 电场强度的计算方法电场强度的计算方法2EQKr EFq EUd 此式适用于此式适用于点电荷点电荷所产生的所产生的电场。电场。Q为源电荷为源电荷。此式适用于此式适用于任意电场任意电场。q为试为试探电荷。探电荷。此式适用于此式适用于匀强电场匀强电场。d为沿为沿电场线的距离。电场线的距离。练习：带有等量异号电荷、相距练习：带有等量异号电荷、相距10cm的平行板的平行板A和和B之间有一个匀强电场，电场强度之间有一个匀强电场，电场强度E=2104V/m，方向，方向向下。电场中向下。电场中C点距点距B板板3cm，D点距点距A板板2cm。（1）C、D两点哪点电势高？两点的电势差两点哪点电势高？两点的电势差UCD等于等于多少？多少？（2）如果令）如果令B板接地（即电势板接地（即电势 =0），则），则C和和D的电的电势势 和和 各是多少？如果令各是多少？如果令A板接地，则板接地，则 和和 各是多少？在这两种情况下，各是多少？在这两种情况下，UCD相同吗？相同吗？（3）一个电子从）一个电子从C点移动到点移动到D点，静电力做多少功？点，静电力做多少功？如果使电子先移到如果使电子先移到P点，再移到点，再移到D点，静电力做的功点，静电力做的功是否会发生变化？是否会发生变化？CDCDB板板A板板PCD课后第课后第2题题
