高二物理电场强度与电势差的关系

高二物理电场强度与电势差的关系内容摘要：

，其中 AB 路径电势降落最快．由此可知：电势降落最快的方向是电场强度的方向． 图 1 5 6 ( 2 ) 数值关系 E ＝Ud或 U ＝ Ed 式中 d 为沿电场强度方向的距离． 定量计算时两公式只适用于匀强电场，但对于非匀强电场也可以用两公式定性分析问题． 如图 1 5 7 所示电场，同一电场线上有三点 A 、 B 、 C ，其中 AB＝ BC ，比较电势差 UAB和 UBC的大小． 图 1 5 7 从图 1 5 7 可以看出 AB 段场强比 BC 段场强大，根据公式 U＝ Ed ， d 相同， E 大的两点间电势差大，所以 U AB ＞ U BC . 3 ． 三个场强公式的比较 公式 区别 物理含义 引入过程 适用范围 E ＝Fq 是电场强度大小的定义式 F ∝ q ，Fq与F 、 q 无关，是反映某点电场的性质 适用于一切电场 E ＝kQr2 是真空中点电荷场强的决定式 由 E ＝Fq和库仑定律导出 在真空中，场源电荷 Q 是点电荷 E ＝Ud 是匀强电场中场强的决定式 由 F ＝ qE 和 W ＝ qU 导出 匀强电场 【例 1 】 如图 1 5 8 所示，匀强电场中有 A 、 B 、 C 三点构成三角形，边长均为 4 c m . 将一带电荷量 q ＝ 1 .0 10－ 10 C 的正电荷 ( 不计重力 ) ，从 A 点移到 C 点，电场力做功为－ 3 10－ 9 J ．若把同一电荷从 A 点移到 B 点，电场力做功也为－ 3 10－ 9 J ，那么该电场的场强多大。 图 158 答案： 5 102 V/m ► 题后反 思 用本节的公式解题一定要注意适用条件，还要注意必须使用国际单位，通过此题可以看出场强方向是电势降落最快的方向，通过相同的距离电势降落最大的方向，这个结论对非匀强电场也成立． 如图 1 5 9 所示，为一组未知方向的匀强电场的电场线，把电荷量为 1 10－ 6 C 的负电荷从 A 点沿水平线移至 B 点，电场力做了 2 10－ 6 J 的功， A 、 B 间的距离为 2 c m ，求： ( 1 ) 匀强电场场强是多大。 方向如何。 ( 2 ) A 、 B 两点间的电势差是多大。 若 B 点电势为 1 V ，则 A 点电势是多大。 电子处于 B 点时，具有多少电势能。 图 159 解析： ( 1 ) 根据题意， AB 间的电势差 UAB＝WABq＝2 10－ 6－ 1 10－ 6 V ＝－ 2 V AB 间沿电场线方向上的位移为 d ＝ 1 cm 所以场强 E ＝UABd＝ 2 102 N/C A 点电势。