(课件网) 第一章 静电场的描述 第5节 电势差及其与电场强度的关系 电场力（F=Eq） 电势能的变化 WAB=UABq 电场强度（E） 移动电荷q做功 电势差（UAB） 描述电场的性质 力的性质 能的性质 电势差U和E存在怎样的关系？ 知识点一：电势差 1.定义：在电场中，两点之间电势的差值叫做电势差，也叫电压。 选择不同的位置作为零电势点，电场中某点电势的数值会改变，但电场中某两点之间电势的差值却保持不变。 A B C D 0V 1V 2V 3V E 0V 1V 2V -1V 与高度差相似 + F E A B 在电场中两点间 ？ ？ ？ 0 显然 设电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB。 UAB=φA-φB UBA=φB-φA UAB=-UBA 2.单位：伏特（V） 3.电势差是标量，它的正负表示： 两点电势的高低 UAB＞0 UAB＜0 A＞ B A＜ B 4.电场力做功与电势差的关系 A B F E 电荷q从电场中A点移到B点，静电力做的功WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差。 WAB=－ Ep ＝EpA－EpB ＝q A－q B ＝q( A－ B) ＝qUAB UAB= 适用于恒力和变力做功 电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与电荷量q的比值 思考：某同学认为A、B两点间电势差由WAB和q的数值决定，你认为他的想法正确吗？请说明理由。 A B F E q 2q 3q 、、 nq W0 2W0 3W0 、、 nW0 电势差的大小与试探电荷无关，电势差由场源电荷和两点的位置决定。 场强和电势差都是描述电场的物理量，那么电势差与场强之间存在着什么联系呢？ 知识点二：电势差与电场强度的关系 匀强电场的电场强度为E，电荷q从A点移动到B点。AB间距离为d。 从能量的角度： W= qUAB ① 从力的角度： W= Fd = qEd ② 静电力F=qE 由①②两式得: UAB = Ed E d q A B 匀强电场中两点间的电势差等于场强与这两点间沿电场方向的距离的乘积。 A B α + 从力的角度： 从能的角度： 由上两式得： 如果他们不在一条电场线上，还能得出以上结论吗？ 知识点一：电势差与电场强度的关系 3.电场强度的单位：伏每米（V/m） 1V/m=1N/C 或 2.公式： 1. 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。 （2）电场强度E的方向是电势降低最快的方向。 （1）由表明，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。 4.说明： E A N P M 电势差 电场强度E 定义式 大小 方向 联系 数值上等于单位正电荷从一点移到另一点时，电场力所做的功 数值上等于单位正电荷受到的电场力 标量、无方向 矢量，规定正电荷在该点所受电场力的方向为正方向 沿电场线方向电势逐渐降低，电势逐渐降低最快的方向是电场线的方向。 5.电势差与电场强度的区别与联系 区别 公式 物理含义 适用范围 说明 E= E=k E= 6.电场强度三个表达式的比较 电场强度大小的定义式 真空中点电荷场强的决定式 匀强电场中场强的决定式 一切电场 真空中，场源电荷Q是点电荷 匀强电场 q为试探电荷的电荷量 Q为场源电荷的电荷量 d为沿电场方向的距离 例题：在如图所示的匀强电场中(未画场强方向)有 A、B、C 三点，dAB =4cm，dBC=6cm，其中 AB 与电场线平行，BC 和电场线成37°角。一个电量为 q=－4×10－8C 的电荷从点 A 移动到点 B，电场力做功为WAB=8×10－6 J，已知 cos37°=0.8。 (1)求场强的大小和方向。若根据W=Fl和，可得场强的大小E=5×10 N/C，这与解得的结果有矛盾吗 (2)若取点B的电势为零，则点 C 的电势为多大 请解释电势和电势差的区别。 解：(1)场强的大小 分析可知负电荷所受的电场力的方向向右， 所以场强的方向向左E=5×103N/C与E=5×103V/m 没有矛盾， V/m 和 N/C 都是场强的单位，物理本质相同， 只不过 V/m 由电势差的定义推导得到，N/C由场强的定义推导得到。 (2)BC两点间的电势差 由于场强的方向向左， ... ...
