当前位置:文档之家› 3.15电势差与电场强度关系

3.15电势差与电场强度关系


A
CB
解析:
A
CB
(1)将点电荷从A移到B,电场力做功
WAB qUAB q(A B ) 6106[5 (2)] J=-4.2×10-5J
可知,电场力做了4.2×10-5J的负功,因此电势 能增加了4.2×10-5J .
A
CB
(2)将点电荷从B移到C,电场力做功
WBC q(B C ) 6.0106 (2) J=1.2×10-5J. 因为电场力做正功1.2×10-5J,所以电势能减少 了1.2×10-5J.
3.电势差有正负,电势差的正负表示两点电势的高 低,如UAB=6V,说明A点的电势比B点的电势高 6V
思考探究:电势的数值与零电势点的选取有关, 电势差的数值与零电势点的选取有关吗?
E 2V1V 0V -1V 3V2V 1V 0V AB C D
4.两点的电势差由电场本身性质和两点的位置所决定 与零电势点的选取无关。
2
4.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[ ]
D
A.865V/m,垂直AC向左
B.865V/m,垂直 AC向右
则有 U AB A B
或者表示成 U BA B A
显然
U AB U B A
二、电势差的理解
1.讲到电势差时,必须明确所指的是哪两点的电势 差。A、B间的电势差记为UAB,而B、A间的电势 差记为UBA。
2.电势差是标量。
思考探究:电势差有正负吗?如果有其正负又表示 什么?
解析:选 C.两点间的电势差由电场本身决定,与 移送电荷及静电力做功无关,故 A 错;电荷在电 场中运动时,不管受几个力作用,其电势能变化 总等于电场力做功,故 D 错;由公式 UAB=WqAB, 可知 B 错 ,C 对.
电荷q从电场中A点移到B处,
由关系式,得
W
A
Bq
规定B处电势为0,则有
E U d
结论: 电场强度与电势的(大小)关系:E U
d
意义: 电场强度的大小反应电势随空间位置变化的快慢。
思考探究:
1.电场强度大的地方电势是否一定高?反之又如何呢? 2.电场强度为零的点的电势一定为零吗?反之又如何呢?
答:1)E 大处φ不一定高;φ高处 E 不一定大 2)E 为零处φ不一定为零,φ为零处E 不一定为零
W Aq
总结:某一点的电势在数值上等于把单位正电荷 从该点移动到参考点时电场力所做的功。
例.将一电量为q=+2×10-6c的点电荷从电场外一 点P(零电势点)移至电场中某点A, 电场力做功 4×10-5J,求A点的电势。
解: 场外一点P的电势为: p 0
从P A,电场力做的功
EPA WPA 4 10 5 J
α
E
[解析] 从力的角度: WAB = F.Lcosα
其中d=指q两从E.L点力c间o的sα沿角=电q度E场.:d线W方A向B =的距FL离co。sα = qELcosα 思考从探能究的:角如从度由果能:电上的W荷两UA角沿AB式B 曲=度得E线q:Ud:由AWB UAAA运BB =动==qU到EUABLBA’cB上os式α是否= 成Ed立?
(3)由 q 可知,该点电荷在B处的电势能最大,
B qB 6.0106 (2) J=1.2×10-5J.
思考探究: UAB由什么决定?跟WAB、q有关吗?
即时应用 即时突破,小试牛刀) 2.(单选)对于电场中的 A、B 两点,下列说法正 确的是( ) A.电势差的定义式 UAB=WqAB,说明两点间的电
C.1000V/m,垂直 AB斜向上
D.1000V/m,垂直 AB斜向下
思考探究:
如图所示,从匀强电场中一等势面上的A点沿三条不同路 径AM、AN、AP到达另一等势面,则沿哪条路径电势降落 最快?
A
M
NP
E
结论:沿电场方向电势降落的最快!
思考探究:
我们知道一段时间内的平均速度等于这段时间内质点
的位移除以所用的时间即
E
WAB qU AB WAB Eqd
U AB Ed
或 E=U/d
E
α
思考探究:如从果力AB的间角距度L不:W沿场AB强=方F向Lc,os计α算= 电qE荷Lc沿osα 直线由A移动从到能B时的电角场度力:所W做A的B 功= ?qUAB
由上两式得: UAB = ELcosα = Ed =UAB’
A

EAP q


4 10 5 2 10 6
V

20V
提示:计算电势首先要规定零电势处,且电 势可以为负。
思考探究:
右上图是一个匀强电场,场强大小为E, A、B是沿电场方向上的两点,其电势差为U, A、B之间相距为d。现将一个电量为q的电荷 由A沿直线移到B,你可以用几种方法计算电 场力所做的功?
_
v

x
,如何近似求得某一时
刻的瞬时速度?
t
答:把时间取的无穷小,求出无穷小时间内的的平均速 度即是该时刻的瞬时速度,即 v x
t
现在我们知道匀强电场中电场强度的大小等于两点间的
电势差与沿电场强度方向距离的比值,即
E

U d
,如果是
非匀强电场,那么如何求得某一点的电场强度?
答:把沿电场强度方向的距离取得无限短,用(沿 电场方向)无限短距离的电势差除以无限短距离, 为该点电场强度的大小,即
电场强度单位:V/m 公式适用条件:匀强电场
例:如图,在匀强电场中的M、N两点距离为2 cm,
两点间的电势差为5 V,M、N连线与场强方向成60°角,
则此电场的电场强度多大?
M. .
60°N′
.N
解: 根据 E U

得:
d
E
E
U
MN • cos600

5
2 102 1
50(0 V / m)
A、B两点电势差在数值上等于移动单位正电荷所做的功
意义:根据上式,知道了两点的电势差,就可 以很方便的计算在在这两点间移动电荷时静电 力所做的功。该公式适用于一切电场。
Байду номын сангаас
跟踪训练:
如图所示,在同一条电场线上有A、B、C三点, 三 点 的 电 势 分 别 是 φA=5V , φB=-2V , φC=0 , 将 电荷量q=-6×10-6C的点电荷从A移到B电场做功 多少?电势能变化了多少?若将该电荷从B移到 C,电场力做功多少?电势能变化了多少?该点 电荷在三点中哪一点时电势能最大?
三、静电力做功与电势差的关系
电荷q从电场中A点移到B点,
WAB EPA EPB
q A qB q(A B )
即 WAB qU AB

U AB

WAB q
注意:WAB、UAB、q均可正可负,WAB取正号表示静 电力做正功,UAB取正号表示φA>φB,q取正号表示试 探电荷为正电荷.WAB负号表示静电力做负功,UAB< 0表示φA<φB,q取负号表示试探电荷为负电荷.
势差 UAB 与静电力做功 WAB 成正比,与移动电荷 的电荷量 q 成反比 B.A、B 两点间的电势差等于将正电荷从 A 点移 到 B 点静电力所做的功
C.若将 1 C 正电荷从 A 点移到 B 点,静电力做 1 J 的功,则两点间的电势差为 1 V
D.若电荷由A点移到B点的过程中,除受静电 力外,还受其他力的作用,则电荷电势能的变化 就不再等于静电力所做的功
第一章 电场
第五节电场强度和电势差的关系
新课引入
从上节所学的知识我们知道,电场中各点的 电势一般来说是不相等的,也就是说电场 中两点的电势存在一个差值,这个差值, 我们把它叫做“电势差”
一、电势差
1、定义: 电场中两点间电势的差值叫电势差,也叫电压
2、公式:
设电场中A点的电势为 A ,B点的电势为 B
结论:在匀强电场中,电场强度的大小等于两点间的 电势差与沿电场强度方向距离的比值,也就是说电场 强度在数值上等于沿电场强度方向距离为单位长度的 两点间的电势差。
公式:E
U AB d AB
或U AB

Ed AB
说明:1.此式使用时不需要带符号 2.表示两点间电势差(大小)。 3.E表示匀强电场场强(大小)。 4.d表示两点沿电场线方向的距离。
相关主题