内容正文:
电势差与电场强度的关系
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电场的两大性质
电 场 的 性 质
?
对放入其中的电荷产生力的作用
放入其中的电荷具有电势能
移动电荷
电场力做功
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E
A
B
一、匀强电场中电场力做功的计算
从力的角度:
1.沿电场线方向移动电荷
d
从能的角度:
两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积,对吗?
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E
A
B
从力的角度:
2.沿非电场线方向移动电荷
d
从能的角度:
L
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。
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电场强度与电势差的关系
定义
在匀强电场中电场强度大小等于两点间电势差与两点沿电场强度方向距离的比值
单位
伏每米。V/m
物理意义
描述沿电场线方向电势降落的快慢
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。
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E
A
C
B
D
故变化相同的电势U,沿场强方
向(即AC方向)所需的距离是最短的,也即电势变化是最快的。
UAB=UAC=UAD
而AB>AD>AC
沿电场线方向,电势降落最快。
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电场强度的方向是电势降落最快的方向。注意:电势降落方向不一定是场强方向
E大处φ不一定高;φ高处E不一定大
A点场强大A点电势也高
C点场强大但D点电势高
思考
电场强度大的地方电势是否一定高?
o
E0 = 0
φ0 ≠ 0
E ≠ 0
φ0 = 0
电势差与场强间有一定的数量关系(U=Ed);
但电势与场强间没有直接的数量关系。
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1、图为点电荷周围等势面的分布,人们习惯让两个相邻的等势面间电势差相等,为什么间距不相等?
2、若AB=BC,UAB与UBC,哪个较大?
A
B
C
+
思考
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定性分析问题。
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3、如图,实线为电场线,虚线为等势面,φA=50 V,φC=20 V,则A、C连线中点B的电势φB为( )
A.等于35 V
B.大于35 V
C.小于35 V
D.等于15 V
C
即学即练
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4、如图,在匀强电场中的M、N 两点距离为2cm,两点间的电势差为5V,M、N 连线与场强方向成60°角,则此电场的电场强度多大?
E
M.
.N
解:
. N′
60°
即学即练
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在匀强电场中,沿电场线方向相等距离上两点间电势差相等。
5、匀强电场中,沿电场线方向任意相等距离上的电势差相等吗?
即学即练
不沿电场线方向的相等距离上两点的电势差也相等吗?
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②在匀强电场中,两条平行线段上相等距离的两点间的电势差相等。
E
① 在匀强电场中任意一条直线上,任意相等距离的两点间的电势差相等。
A
A’
B
B’
等差等势面
C
即学即练
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6、如图所示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知A,B,C三点的电势分别为 求D点的电势。
A
B
D
C
15V
9V
3V
-3V
试画出匀强电场的电场线
解:因为AB//CD,
所以
解得
即学即练
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电场强度和电势差的区别
物理量 表达式 物理意义 性质 单位
电场强度
电势差
描述电场力的性质
矢量
描述电场能的性质
标量
V/m
V
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用多样性和统一性的眼光看待我们的世界。
1、两块带电平行金属板相距 10 cm,两板之间的电势差为 9.0×103 V。在两板间与两板等距离处有一粒尘埃,带有 -1.6 ×10-7 C的电荷。这粒尘埃受到的静电力是多大?这颗尘埃在静电力作用下运动到带正电的金属板,静电力做功是多少?
F = 1.4×10-2 N