高二物理人教选修3-1第一章第6节《电势差与电场强度的关系》（新人教）

欢迎进入物理课堂 6电势差与电场强度的关系 1 匀强电场中两点间的电势差等于 与这两点沿电场方向的 的乘积 即UAB 3 对关系式Uab Ed的理解 正确的是 A 式中的d是a b两点间的距离B a b两点间距离越大 电势差越大C d是a b两个等势面的距离D 此式适用于任何电场 电场强度 距离 Ed 伏每米 C 2 电场强度的单位 1V m 1N C 4 如图1 6 1所示是匀强电场中的一组等势面 每两个相邻等势面的距离是25cm 由此可确定电场强度的方向及大 小为 A 竖直向下 E 0 4N CB 水平向右 E 0 4N CC 水平向左 E 40N C D 水平向右 E 40V m 图1 6 1 解析 因等势面与电场线垂直 并且场强的方向就是电势降落最快的方向 所以场强的方向水平向右 根据U Ed可得 答案 D 知识点 电场强度和电势差的关系 1 沿场强方向移动电荷 1 如图1 6 2 表示一匀强电场的等势面和电场线 沿场强方向把正电荷q由A点移动到B点 设A B两点间的距离为d 电势差为UAB 场强为E 则电场力所做的功WAB 图1 6 2 从力的角度 WAB 从能的角度 WAB 由 两式得 UAB 结论 在匀强电场中 沿场强方向的两点间的电势差等于 qUAB 电场强度与这两点间距离的乘积 Fd qEd Ed Ed 沿电场方向每单位距离上降低的电势 2 表达式 UAB 或E 在匀强电场中 场强在数值上等于 3 UAB Ed和E UABd 的适用条件 4 单位关系 1V m 1N C 匀强电场 2 不沿场强方向移动电荷 如图1 6 3 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UAB EL 对不对 图1 6 3 把正电荷从A点移动到B点的过程中 B B与电场力方向垂直 故在B B方向上电场力不做功 因此把正电荷从A点移动到B点电场力所做的功相当于把正电荷从A点移动到B 点电场力所做的功 从力的角度 W Fs qELcos qUAB 从能的角度 W qUAB qELcos 故A B两点之间的电势差为 与这两点沿电场线方向的距离的比值 即E 1 电势差和电场强度的关系的三种说法 1 在匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点 沿电场线方向的距离的乘积 即U Ed 2 在匀强电场中电场强度的大小等于某两点间的电势差 3 电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低 的电势 2 对公式U Ed的理解 1 公式U Ed中d必须是沿场强方向的距离 如果电场中两点不沿场强方向 d的取值应为在场强方向的投影 即为电场中该两点所在的等势面的垂直距离 2 由U Ed推出的三个结论 在匀强电场中 与电场方向不垂直的任意一条直线上两点间的电势差大小之比等于直线上相应间距之比 结合图1 6 4 此结论可用公式表达如下 UABUCD ABCD 图1 6 4 在匀强电场中 在与电场方向不垂直的任意两条平行直线上分别取间距相等的两点A B和C D 则有UAB UCD 如图1 6 5所示 图1 6 5 图1 6 6 3 场强的方向就是电势降低最快的方向 只有沿场强方向 在单位长度上的电势差最大 也就是说电势降低最快的方向为电场强度的方向 但是 电势降低的方向不一定是电场强度的方向 例1 平行的带电金属板A B间是匀强电场 如图1 6 7所示 两板间距离是5cm 两板间的电压是60V 1 两板间的场强是多大 2 电场中有P1和P2两点 P1点离A板0 5cm P2点离B 板也是0 5cm P1和P2两点间的电势差多大 3 若B板接地 P1和P2两点的电势各是多少 图1 6 7 思维总结 应用U Ed求两点间的电势差 一定要正确理解d是两点间沿电场方向的距离 而求某点的电势 我们是通过求这点与电势零点的电势差实现的 由U Ed计算其数值 电势的正负由该点与电势零点的电势高低比较而定 触类旁通 C 1 如图1 6 8所示 匀强电场场强E 100V m A B两点相距10cm A B连线与电场线夹角为60 则UBA之值 为 A 10VB 10VC 5V D 5V 图1 6 8 电场强度三个公式的对比 例2 以下关于与电场强度有关的几个公式的说法 其 中不正确的是 解析 在点电荷电场中电场线是直线 但公式U Ed不成立 故B错 答案 B 触类旁通 2 双选 关于电场强度 下列说法正确的是 BD 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全