電勢差與電場強度的關(guān)系 高一下學(xué)期物理魯科版（2019）必修三

第3節(jié)電勢差與電場強度的關(guān)系第二章

電勢能與電勢差學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解電勢差的含義.2.知道勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系.在對吊腳樓進(jìn)行測量時，若測量起點改變，則吊腳樓上A

點和B點的高度也相應(yīng)改變，但A、B

兩點的高度差h

是一定的。吊腳樓ABh同樣，在電場中，選擇不同的位置作為零電勢點，電場中同一點的電勢是不同的，但電場中兩點間電勢的差值不會變。電勢的差值又有什么意義呢？EABO+FEAB？？？01.定義：我們將電場中兩點電勢之間的差值叫做電勢差。UAB=

A－

BUBA=

B－

AUAB=－UBAUAB

電勢差3.電勢差也叫電壓4.電勢差是標(biāo)量，但有正負(fù)UAB=

A－

BUAB＞0UAB＜0

A＞

B2.單位：伏特V

A＜

B1.描述電勢差時，必須指明是哪兩點的電勢差。如UAB或UBA。

2.電勢差與零電勢點的選取無關(guān)。3.電場中兩點間的電勢差，由電場本身的性質(zhì)及初、末位置決定。4.電勢差的正負(fù)不表示方向，表示電場中兩點電勢的相對高低。5.推論：注意ABFEWAB=－

Ep＝EpA－EpB＝q

A－q

B＝q(

A－

B)＝qUAB適用于恒力和變力做功1.電場中A、B兩點間的電勢差等于電場力做的功與電荷量q的比值靜電力做功與電勢差的關(guān)系電荷q從A點移動到B點，求電場力做的功請思考A、B兩點間電勢差是否由WAB和q的數(shù)值決定？ABFEq2q3q、、nqW02W03W0、、nW02.電勢差的大小與試探電荷無關(guān)，電勢差由場源電荷和兩點的位置決定。項目電勢φ電勢差U區(qū)別定義電勢能與電荷量的比值φ=

靜電力做功與電荷量的比值UAB=

決定因素由電場和在電場中的位置決定由電場和場內(nèi)兩點位置決定相對性與零電勢位置的選取關(guān)與零電勢位置的選取無關(guān)3.電勢差與電勢的對比聯(lián)系數(shù)值關(guān)系UAB=φA-φB，當(dāng)φB=0時，UAB=φA單位相同，均是伏特（V）標(biāo)矢性都是標(biāo)量，且均具有正負(fù)物理意義均是描述電場的能的性質(zhì)的物理量1.下列關(guān)于電勢差的說法正確的是（）A.兩點間的電勢差等于電荷從其中一點移到另一點時，電場力所做的功B.1C電荷從電場中一點移動到另一點，如果電場力做了1J的功，這兩點間的電勢差就是1VC.在兩點間移動電荷時，電場力做功的多少跟這兩點間的電勢差無關(guān)D.兩點間的電勢差的大小與放入這兩點間的試探電荷的電荷量成反比B2.有一個帶電荷量q＝－3.0×10－6C的點電荷，從電場中的A點移到B點時，電場力做功6.0×10－4J，從B點移到C點時，克服電場力做功9.0×10－4J。試問：(1)A、B、C三點之間的電勢差UAB、UBC和UCA各是多少？答案(1)－200V

300V－100V

(2)6×10－4J

9×10－4J

(2)若規(guī)定B點電勢為零，則該點電荷在A、C兩點的電勢能EpA和EpC分別是多少？電場強度E與電勢φ無直接關(guān)系，那么電場強度E與電勢差U是否有關(guān)系呢？如圖所示的一個勻強電場，場強大小為E，A、B是沿電場方向上的兩點，其電勢差為UAB，A、B之間相距為d?，F(xiàn)將一個電荷量為q的電荷由A移到B。(1)從力和位移的角度計算靜電力所做的功；通過A、B間的電勢差計算靜電力做的功。WAB＝Fd＝qEd

WAB＝qUAB(2)比較兩次計算的功的大小，說明電勢差與電場強度有何關(guān)系。兩次計算的功的大小相等UAB＝Ed(3)B、C在同一等勢面上，UAC與電場強度有何關(guān)系？UAC＝UAB＝EdWAB＝Fd＝qEd

WAB＝qUAB1.勻強電場中電場強度與電勢差的關(guān)系________。2.物理意義：在勻強電場中，電場強度的大小等于兩點間的電勢差與這兩點沿電場強度方向的距離之比。也就是說，電場強度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢。3.場強的另一個單位：伏特每米，符號V/m,1N/C＝1V/m。4.UAB＝Ed，其物理意義：勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點沿電場方向距離的乘積。勻強電場中電場強度與電勢差的關(guān)系1.電勢差與電勢一樣，是相對量，與零電勢點的選取有關(guān)。（）2.電勢差是一標(biāo)量，但有正負(fù)之分。（）3.公式WAB=qUAB適用于任何電場，不必考慮靜電力的大小和電荷移動的路徑，對于靜電力是變力時，也同樣適用。（）4.由U=Ed可知，勻強電場中兩點的電勢差與這兩點的距離成正比。（）5.勻強電場的場強等于沿電場線方向每單位長度上的電勢差值。（）6.電場中電勢降落的方向就是電場強度的方向。（）?√√?√?例：有一帶電荷量q=-3×10-6C的點電荷，從電場中的A點移到B點時，克服靜電力做功6×10-4J，從B點移到C點時，靜電力做功9×10-4J。求：（1）A點與B點、B點與C點、C點與A點間電勢差各為多少？（2）如果B點電勢為零，則A、C兩點的電勢各為多少？電荷在A、C兩點的電勢能各為多少？【解析】（1）根據(jù)U=

，則：UAB=

V=200V，UBC=

V=-300V，UCA=UCB+UBA=-UBC-UAB=100V。（2）若φB=0，則φA=200V，φC=300V

=φAq=200×（-3×10-6）J=-6×10-4J

=φCq=300×（-3×10-6）J=-9×10-4J。規(guī)律方法應(yīng)用公式WAB=qUAB時的兩點注意：1.WAB、UAB、q均可正可負(fù)，WAB取負(fù)號表示電荷從A點移動到B點時靜電力對電荷做負(fù)功，UAB取負(fù)號表示φA<φB，q取負(fù)號表示試探電荷為負(fù)電荷。2.應(yīng)用公式WAB=qUAB求解時，可將各量的正負(fù)號及數(shù)值一并代入進(jìn)行計算。也可以將各物理量都取絕對值，先計算大小，再根據(jù)電荷的移動方向及所受靜電力的方向的具體情況來確定靜電力做功的正負(fù)。1.在勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系式為U=Ed，其中d為兩點沿電場方向的距離。由公式U=Ed可以得到下面兩個結(jié)論:結(jié)論1：勻強電場中的任一線段AB的中點C的電勢φC=?，如圖所示。勻強電