1、3 3 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系第2章 电势能与电势差新课引入新课引入新课引入新课引入吊脚楼高度电势高度差电势差类比类比内容讲解内容讲解1.定义：定义：在电场中，两点之间电势的差值叫作电势差，电势差也叫作电压。3.单位：单位：伏特(V)1V=1J/C4.标量标量：正负代表一点比另一点电势高或低。UAB=A-B2.定义式定义式:注注:UAB大于大于0，说明A点电势大于B点，反之小于B点。一、一、电势差与静电力做功电势差与静电力做功电势差：电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功WAB与电荷量q的比值WAB/q，叫做 A、B两点间的电势差。5.比值定义法比值定义法
2、:一、电势差与静电力做功一、电势差与静电力做功 WAB跟路径无关，UAB也是跟路径无关；且跟WAB 和q都无关，只是由电场本身和两点位置有关。7.电场力做功：WAB=qUAB注意：计算时将UAB和q的正负号代入。电场力做功只与两点间的电势差和电荷量有关，与路径无关。一、电势差与静电力做功一、电势差与静电力做功8.能量单位：电子伏特，符号为eV，1eV表示一个电子在电势差为1V的两点间移动时静电力所做的功的大小：1eV=1.610-19 J.对电势差的理解对电势差的理解高度差hAB=hA-hBhA=hAO=hA-hOhA=hAO=WAO/G电势差UAB=A-BA=UA=A-A=UA=WA/q一般
3、取地面或最低点为参考点一般取无穷远处或电场中的接地点为参考点 一、电势差与静电力做功一、电势差与静电力做功想一想1.高度差、高度与零高度点的选择有关吗？2.电势差、电势与零电势点的选择有关吗？结论：电势和高度都具有相对性，与参考点的选择有关，而电势差和高度差与参考点的选择无关。一、电势差与静电力做功一、电势差与静电力做功二、匀强电场中电场强度二、匀强电场中电场强度与与电势差的电势差的关系关系1.沿场强方向移动电荷 如图，表示某一匀强电场的等势面和电场线。沿场强方向把正电荷q由A点移动到B点，设A、B两点间的距离为d，电势差为U，场强为E。则电场力所做的功为：从力的角度：W=Fd=qEd 从能的
4、角度：W=qU dEBA结论：结论：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。表达式：表达式：U=Ed 或：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/C二、匀强电场中电场强度与电势差的关系二、匀强电场中电场强度与电势差的关系2.如果不是沿场强方向移动电荷？如图，在匀强电场E中，有相距为L的A、B两点，两点连线与场强方向成角。则A、B两点间的电势差为U=EL，对不对？从力的角度：AB=FLcos=qELcos从能的角度：AB=qUABUAB =ELcos (Lcos为沿场强方向上的距离)由
5、上两式得：二、匀强电场中电场强度与电势差的关系二、匀强电场中电场强度与电势差的关系dALEBB说明说明 根据电场线跟等势面垂直这一性质，可过B点作一等势面，在等势面上找一点B，使A、B的连线沿场强方向。B、B的电势相等。UAB=UAB=EdE UAB=ELcos=EdE或E=UABdE(dE沿场强方向的距离)二、匀强电场中电场强度与电势差的关系二、匀强电场中电场强度与电势差的关系总结电势差和电场强度的关系1.匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向距离的乘积。UAB=E d 条件是：匀强电场、沿电场方向的距离。2.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
6、离的比值。E=UABd3.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。二、匀强电场中电场强度与电势差的关系二、匀强电场中电场强度与电势差的关系3电场强度三个公式的区别：区别公式公式含义 范围 E=FqE=kQr2E=Ud是电场强度的定义式 适用任意电场 是真空中点电荷电场的场强计算公式 真空中点电荷电场 是匀强电场的场强的计算公式（d为沿场强方向的距离）匀强电场 二、匀强电场中电场强度与电势差的关系二、匀强电场中电场强度与电势差的关系典题剖析典题剖析例1.在电场强度为600 N/C的匀强电场中，A、B两点相距5 cm，若A、B两点连线是沿着电场方向时，则A、B两点的电势差是_ V。若
7、A、B两点连线与电场方向成60时，则A、B两点的电势差是_V；若A、B两点连线与电场方向垂直时，则A、B两点的电势差是_V。3015 0 解析 根据公式U=Ed，d是沿电场线方向的距离，所以当A、B两点连线沿电场线方向时，直接套用公式得U=Ed=30V；当A、B两点连线与电场方向成600时，把A、B连线投影到电场线方向后再计算，得U=Edcos600=15V；当A、B连线与电场线垂直时cos900=0，所以U=0。典题剖析典题剖析例2 如图所示为一个水平的匀强电场，在电场内某水平面上做一个半径为10 cm的圆，在圆周上取如图所示的A、B、C三点，已知A、B两点间电势差为1350 V。(1)求匀强电场的场强大小；(2)若在圆心O处放置电荷量为1108 C的正点电荷，求C点电场强度的大小和方向。(结果保留3位有效数字)典题剖析典题剖析解:(1)由题意知UAB1350 Vr10 cm0.1 m例2 如图所示为一个水平的匀强电场，在电场内某水平面上做一个半径为10 cm的圆，在圆周上取如图所示的A、B、C三点，已知A、B两点间电势差为1350 V。(1)求匀强电场的场强大小；(2)若在圆心O处放置电荷量为1108 C的正点电荷，求C点电场强度的大小和方向。(结果保留3位有效数字)典题剖析典题剖析课堂小结课堂小结课堂小结课堂小结课堂小结课堂小结敬请各位老师提出宝贵意见！
