1.6 电势差和电场强度的关系 20张PPT

第一章 静电场
第6课时 电势差与电场强度的关系
新课标高中物理选修3－1
一、场强和电势差
1．电场强度E描述了电场具有力的性质，电势差U描述了电场具有能的性质，E是矢量，U是标量．
2．E和U描述电场的角度虽不同，但作为反映同一电场的两个物理量，存在着一定的联系．
电场力（F=Eq）
电势能的变化
WAB=qUAB
电场强度（E）
电势差（UAB）
我们来看：
一、电势与电场强度的关系
问题1：电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何呢？
E大处φ不一定高；φ高处E不一定大
问题2：电场强度为零的点电势一定为零吗？反之又如何呢？
E为零处φ不一定为零，φ为零处E不一定为零
.O
---无直接关系
二、电场强度和电势差的关系
我们以匀强电场为例来确定E和U的关系.
如图所示，设在匀强电场E中，有一电荷量为q的带正电粒子在电场力作用下由A点移到B点，则电场力做功WAB， A、B间电势差为UAB ， A、B相距l，AB与场强方向的夹角为?．
从力的角度来看，
从能的角度来看，
由此可得：
（其中dAB是沿电场强度方向A、B间的距离）
所以，在匀强电场中 ：
（1）在匀强电场中，场强在数值等于沿场强方向每单位距离上的电势差．
（2）适用条件：匀强电场，而且沿着场强的方向，即式中的d是沿场强方向两点间的距离．
（3）由此可知场强的单位V／m和N／C是一致的，即：1V／m＝1N／C．
注意：4、在非匀强电场中，E和U也有一定的关系，但不像在匀强电场中的关系式那么简单．
三、场强E的物理意义的另一种表述
注意：电势降落方向不一定是场强方向
从图中可以看出沿AB、AD、AC方向，电势都在降低，但沿AB方向距离最短，即降低得最快，5、场强E的方向是电势降落最快的方向
四、有关于计算场强的三个公式
（适用于任何电场）
（只适用于点电荷）
（只适用于匀强电场）
电场力
电场强度
电势差
电势
电势能
电场力的功
电场力做功与路径无关
例1、下列关于匀强电场中场强和电势差的关系，正确的说法是(　　)
A．在相同距离上的两点，电势差大的其场强也必定大
B．场强在数值上等于每单位距离上的电势降落
C．沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降落必定相同
D．电势降落的方向必定是场强方向
C
思路点拨
审题时要注意抓关键词
对于多过程问题要分段考虑然后针对每一个过程的已知量和待求量选择合适的公式求解
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当堂训练
d
d
由图可知EA>EB>EC
由公式U＝Ed可以粗略判断UAB＞UBC
所以φB小于35V
C
2.图中A．B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC=60°，BC=20cm．把一个电量q=10－5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为－1.73×10－3J，则该匀强电场的场强大小和方向是 （ ）
A．865V／m，垂直AC向左
B．865V／m，垂直 AC向右
C．1000V／m，垂直 AB斜向上
D．1000V／m，垂直 AB斜向下
D
当堂训练