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1、第五节第五节 电场强度与电势差的关电场强度与电势差的关系系2021/8/11 星期三1电场的两大性质：电场的两大性质：力的性质：力的性质：能的性质：能的性质：由电场强度描述由电场强度描述 可用电场线形象表示可用电场线形象表示 由电势、电势差描述由电势、电势差描述 可用等势面形象表示可用等势面形象表示 2021/8/11 星期三2电场力（电场力（F=Eq)电场强度（电场强度（E）移动电荷移动电荷q做功做功电势能的变化电势能的变化WAB=qUAB电势差（电势差（UAB=）电势电势？2021/8/11 星期三3如图，表示某一匀强电场的等势面和电场线。沿场强方向选取A、B两点，设A、B两点间的距离为d
2、，电势差为U，场强为E。把正电荷q由A点移动到B点，则电场力所做的功：从力的角度：从能的角度：由上两式得:=Fd=qUU=EddABE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。=qEd 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系 2021/8/11 星期三4或：或：E=U/d E=U/d 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。注意：U=Ed和E=U/d的适用条件是：1 1 在匀强电场中，在匀强电场中，A A、B B两点连线两点连线 d d 沿场强方向时沿场强方向时 U=Ed U=Ed（1）匀强电场（2）d是沿场强方向的两点间的距离。2021
3、/8/11 星期三5单位关系：单位关系：1V/m=1N/C 1V/m=1N/C 1V/m=11V/m=1J JC.mC.m =1=1N.mN.mC.mC.m=1N/C=1N/C2021/8/11 星期三6ABL 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？E B d把正电荷q由A点移动到B点，则电场力所做的功：从力的角度：AB=FLcos从能的角度：AB=qUAB 由上两式得：UAB =ELcos?解析解析 A、B两点连线两点连线L不沿场强方不沿场强方向，不能直接用向，不能直接用U=EL计算计算A、B两点间的电势差。两点间的电
4、势差。说明说明 根据电场线跟等势面垂直这一性质，可过根据电场线跟等势面垂直这一性质，可过B点作一等点作一等势面，在等势面上找一点势面，在等势面上找一点B，使，使A、B的连线沿场强方向。的连线沿场强方向。UAB=ELcos=Ed UAB=UAB=Ed=qELcos显然 B=B，2021/8/11 星期三71 1 在匀强电场中，在匀强电场中，A A、B B两点连线两点连线 d d 沿场强方向时沿场强方向时 U=Ed U=Ed 或：或：E=U/d E=U/d 2 2在匀强电场中，在匀强电场中，A A、B B两点连线两点连线 L L与场强方向成与场强方向成角时角时 U=ELcos=Ed U=ELcos
5、=Ed 2021/8/11 星期三8 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？EABL B d说明说明电场中两点间的电势差，类同于重力场中两点间的高度差：电场中两点间的电势差，类同于重力场中两点间的高度差：高度差高度差h 跟物体运动的路径无关，只与跟物体运动的路径无关，只与A、B的位置有关的位置有关 电势差电势差UAB 跟移动电荷的路径无关，只与跟移动电荷的路径无关，只与A、B的位置有关。的位置有关。电场中A、B两点的电势差UAB跟移动电荷的路径有关吗？2021/8/11 星期三9问问题题:单单位位长长度度内内，沿沿ABA
6、B、ACAC两两个个方方向向，哪哪个个电电势势降落的快？降落的快？ABdq图1EC CL L2021/8/11 星期三103 3、场强、场强E E的方向是电势降落最快的方向。的方向是电势降落最快的方向。4、应用、应用在在匀匀强强电电场场中中，两两条条平平行行线线段段上上相相等等距距离离的的两两点点间间的的电电势势差相等。差相等。2021/8/11 星期三11问题：非匀强电场中，等差等势面之间的距离相等吗？问题：非匀强电场中，等差等势面之间的距离相等吗？结论：等差等势面密处场强大，等势面疏处场强小。结论：等差等势面密处场强大，等势面疏处场强小。2021/8/11 星期三12请定性地画出电势差相等
7、的二个等势面。请定性地画出电势差相等的二个等势面。2021/8/11 星期三13巩固练习1 1下列说法正确的是下列说法正确的是 （）A A由公式由公式U=Ed U=Ed 得，在电场中两点间电势差等于场强得，在电场中两点间电势差等于场强与两点间距离的乘积与两点间距离的乘积B B由公式由公式E=U/dE=U/d得，在匀强电场中沿电场线方向上两得，在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大，电场强度就越小点间距离越大，电场强度就越小C C在匀强电场中，任两点间电势差等于场强和这两点在匀强电场中，任两点间电势差等于场强和这两点间距离的乘积间距离的乘积D D公式公式U=EdU=Ed只适用匀强电场只适用匀强
8、电场D2021/8/11 星期三143、如图，、如图，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线是一条电场线上的三个点，电场线的方向由的方向由a到到c,a、b间的距离等于间的距离等于b、c间的距离。用间的距离。用a、b、c和和Ea、Eb、Ec分别表示分别表示a、b、c三点的电三点的电势和场强。下列哪个正确？势和场强。下列哪个正确？A.abc B.EaEbEc C.ab=bc D.Ea=Eb=Ec 课堂练习：课堂练习：a b c E4、在电场强度为、在电场强度为600 N/C的匀强电场中，的匀强电场中，A、B两点相两点相距距5 cm，若，若A、B两点连线是沿着电场方向时，则两点连线是沿着电场方向时
9、，则A、B两点的电势差是两点的电势差是_ V。若。若A、B两点连线与电场方两点连线与电场方向成向成60时，时，则则A、B两点的电势差是两点的电势差是_V；若；若A、B两点连线与电场方向垂直时，则两点连线与电场方向垂直时，则A、B两点的电势差是两点的电势差是_V。301502021/8/11 星期三151在匀强电场中，A、B两点连线d沿场强方向时U=Ed或：E=U/d2在匀强电场中，A、B两点连线L与场强方向成角时U=ELcos=Ed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。小结2021/8/11 星期三163电场强度三个公式的区别：区别公式公式
10、含义 适用范围 E=FqE=kQr2E=Ud是电场强度的定义式 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 匀强电场 2021/8/11 星期三17 例题例题11以下说法正确的是：以下说法正确的是：A A、匀强电场中各处的场强相等，电势也相等；匀强电场中各处的场强相等，电势也相等；B B、场强为零的区域中，电势处处相同；场强为零的区域中，电势处处相同；C C、沿电场线方向电场强度一定越来越小；沿电场线方向电场强度一定越来越小；D D、电势降低的方向就是电场线的方向。电势降低的方向就是电场线的方向。B2021/8/11 星期三182021/8/11 星期三19演讲完毕，谢谢观看！2021/8/11 星期三202021/8/11 星期三21